現(xiàn)在網(wǎng)上討論的有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的帖子非常之多，但大部分都是介紹理論或者有關(guān)硬件，通訊相關(guān)的問(wèn)題，比如物聯(lián)網(wǎng)模塊，物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議MQTT、XMPP、NB_IOT等，個(gè)人認(rèn)為這些只是物聯(lián)網(wǎng)中一部分，而涉及到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備如何管理，用戶如何管理，數(shù)據(jù)包如何解析，大數(shù)據(jù)如何展示等也是物聯(lián)網(wǎng)模塊中非常重要的部分，所以作者就根據(jù)自身工作中總結(jié)出來(lái)的建構(gòu)在云端的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)基本架構(gòu)分享給大家，并基于此架構(gòu)如何一步一步來(lái)開(kāi)發(fā)一套物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，應(yīng)該是基于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，通訊技術(shù)來(lái)建構(gòu)，而不依賴與特定的硬件模塊，用戶可以基于自身的設(shè)備技術(shù)架構(gòu)，簡(jiǎn)單輕松接入物聯(lián)網(wǎng)。下圖是物聯(lián)網(wǎng)的核心架構(gòu)：

1. 四大核心模塊

在物聯(lián)網(wǎng)中存在4大核心模塊，那就是設(shè)備管理，用戶管理，數(shù)據(jù)傳輸管理，數(shù)據(jù)管理，只有具備了這四大核心模塊，才能認(rèn)為是一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，而所有其他的功能模塊都是基于此四大功能模塊的延展。

1.1 設(shè)備管理

設(shè)備類型管理：定義設(shè)備的類型，此功能一般由設(shè)備的制造商來(lái)定義，一種設(shè)備類型最重要的是關(guān)聯(lián)到一套獨(dú)有的數(shù)據(jù)解析方法，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法，已經(jīng)設(shè)備規(guī)格等數(shù)據(jù)，也只有設(shè)備的制造商才可以編輯有關(guān)設(shè)備類型的數(shù)據(jù)，而設(shè)備的使用者只能瀏覽設(shè)備類型的相關(guān)信息

設(shè)備管理：設(shè)備管理定義設(shè)備相關(guān)信息，每個(gè)設(shè)備必須定義其設(shè)備類型，設(shè)備類型有使用者屬性，設(shè)備在完成銷售，并被使用者激活后設(shè)備就屬于設(shè)備使用者了，這時(shí)候設(shè)備使用者對(duì)設(shè)備有完全的控制權(quán)，可以控制設(shè)備的哪些數(shù)據(jù)可以被制造商查看，可以被哪些用戶查看等權(quán)限

1.2 用戶管理

組織管理：在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)中一個(gè)很重要的觀念就是組織，所有的設(shè)備，用戶，數(shù)據(jù)都是基于組織的管理的，設(shè)備制造商是一個(gè)組織，設(shè)備的使用者是一個(gè)組織，家庭都可以是一個(gè)組織。

用戶管理：用戶是基于一個(gè)組織下的人員構(gòu)成，每個(gè)組織下面都有管理員角色，管理員可以為其服務(wù)的組織添加不通的用戶，并分配每個(gè)用戶不同的權(quán)限。一個(gè)用戶也可以屬于多個(gè)不同的組織，并且扮演不同的組織

用戶組：一組用戶，也是基于組織的用戶組管理，同一用戶組的用戶擁有相同的權(quán)限

權(quán)限管理：同樣是基于組織的權(quán)限管理，主要是針對(duì)對(duì)象級(jí)別的權(quán)限細(xì)分，如設(shè)備的瀏覽權(quán)限，可以控制每個(gè)用戶是否看到這個(gè)設(shè)備；設(shè)備數(shù)據(jù)瀏覽權(quán)限定義是否可以查看設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)

1.3 數(shù)據(jù)傳輸管理

1.31 基本格式

數(shù)據(jù)傳輸管理，定義針對(duì)一類型設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，基本格式是:

每一個(gè)設(shè)備有廠商唯一的序列號(hào)，因?yàn)槊總€(gè)制造商有自己的編碼格式，固此序列號(hào)沒(méi)有固定格式。

命令碼，為此條數(shù)據(jù)的作用，比如是上傳數(shù)據(jù)，或者服務(wù)器下發(fā)給設(shè)備的命令等，一般采用2位數(shù)字編碼00~99

數(shù)據(jù)，此部分是此條報(bào)文，所包含的數(shù)據(jù)部分，每個(gè)協(xié)議可以定義不同的解析方式，比如服務(wù)器在收到數(shù)據(jù)包后，會(huì)根據(jù)預(yù)先定義好的解析方式解析數(shù)據(jù)字段，并按照規(guī)則存儲(chǔ)

1.32 數(shù)據(jù)解析定義

每種設(shè)備類型可以定義多條命令，每個(gè)命令都有自己不同的解析方式，組織的管理員可以為自己的設(shè)備類型定義解析方式

服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，會(huì)自動(dòng)根據(jù)預(yù)先定義的解析方式解析數(shù)據(jù)字段

設(shè)備開(kāi)發(fā)者要根據(jù)在IOT平臺(tái)定義的數(shù)據(jù)格式，自行開(kāi)發(fā)自己設(shè)備的解析代碼

數(shù)據(jù)字段都按照HEX方式收發(fā)

1.33 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

存儲(chǔ)要支持分布式架構(gòu)，可以為每個(gè)設(shè)備定義不同的存儲(chǔ)位置，在diego iot中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)備存儲(chǔ)在不同的mysql數(shù)據(jù)庫(kù)中

每條數(shù)據(jù)定義生命周期，在生命結(jié)束后，系統(tǒng)將自動(dòng)刪除

1.4 數(shù)據(jù)管理

權(quán)限管理，數(shù)據(jù)的權(quán)限在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中是至關(guān)重要，數(shù)據(jù)屬于誰(shuí)是一個(gè)非常重要的概念，只有設(shè)備的擁有者才能定義數(shù)據(jù)可以給誰(shuí)看

大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)本身就是海量的數(shù)據(jù)，我們可以借助一些開(kāi)源的大數(shù)據(jù)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析，只有經(jīng)過(guò)分析的數(shù)據(jù)才是有價(jià)值的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的導(dǎo)出，用戶可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)到本地做分析

2.網(wǎng)絡(luò)通訊

現(xiàn)在所有的云端的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和設(shè)備之間的通訊，本質(zhì)上都是建構(gòu)在TCP/IP協(xié)議之上的，只是對(duì)數(shù)據(jù)包的再封裝而已，基于此我們可以是用wifi，4g來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備和云平臺(tái)的通訊，不過(guò)設(shè)備與設(shè)備之間的通訊，可以有wifi，Bluetooth，zigbee等，下面介紹幾種常用的通訊架構(gòu)

2.1 基于移動(dòng)3/4G通訊

此架構(gòu)是最簡(jiǎn)單的架構(gòu)，設(shè)備就如同我們的手機(jī)，基于移動(dòng)通訊來(lái)上網(wǎng)，其主要需要考慮如下幾點(diǎn)

每個(gè)設(shè)備都需要一個(gè)SIM卡，可以到移動(dòng)服務(wù)器商辦理專門(mén)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的SIM卡

數(shù)據(jù)流量問(wèn)題，這種架構(gòu)完全是走數(shù)據(jù)流量，如果有視頻數(shù)據(jù)，將會(huì)產(chǎn)生比較大的流量費(fèi)用，這都是要考慮的

通訊質(zhì)量問(wèn)題，這完全依賴于移動(dòng)服務(wù)商的網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況，就如同我們手機(jī)一樣，在有些環(huán)境下是沒(méi)有信號(hào)的，也就沒(méi)辦法收發(fā)數(shù)據(jù)

2.2 基于wifi局域網(wǎng)

此中架構(gòu)，適合于所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都是運(yùn)行在一個(gè)局部環(huán)境中，設(shè)備通過(guò)wifi或者有線連接到路由器，而由路由器統(tǒng)一連接的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，就如同我們家中裝一個(gè)wifi路由器上網(wǎng)一樣的架構(gòu)，需要注意的事項(xiàng)：

局域網(wǎng)內(nèi)的智能設(shè)備，是沒(méi)有公網(wǎng)獨(dú)立的ip的，只有一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)的ip，帶來(lái)的問(wèn)題就是，設(shè)備可以直接給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包，而物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器是不能直接給設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包，就因?yàn)樵O(shè)備沒(méi)有公網(wǎng)獨(dú)立ip

功耗問(wèn)題，對(duì)于使用wifi接入的設(shè)備，最好不是電池供電，因?yàn)閣ifi的功耗比較大

干擾問(wèn)題，如果在大型的廠房部署這種架構(gòu)，一定要考慮，廠房?jī)?nèi)是否有強(qiáng)干擾源，如電磁干擾，可以考慮采用工業(yè)級(jí)的無(wú)線路由器，一般抗干擾能力比較強(qiáng)

2.3 基于藍(lán)牙通訊

一般的基于藍(lán)牙的物聯(lián)網(wǎng)，會(huì)考慮通過(guò)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)來(lái)部署

藍(lán)牙由于其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式，所以要考慮如下問(wèn)題：

藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的容量問(wèn)題，也就是一個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)能接入幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備，這取決于藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)中使用了多少個(gè)藍(lán)牙設(shè)備

藍(lán)牙的配對(duì)問(wèn)題，藍(lán)牙設(shè)備直接的通訊都首先配對(duì)才能通訊，如果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配對(duì)，如果不能自動(dòng)配對(duì)，大規(guī)模部署，將是一個(gè)很麻煩的事情

還有一種場(chǎng)景是針對(duì)不需要一直在線的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而只是在某種特殊需求的情況下，需要連上服務(wù)器，這中場(chǎng)景下，我們可以通過(guò)手機(jī)的藍(lán)牙功能來(lái)讓設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)

藍(lán)牙手環(huán)是這種架構(gòu)的一種典型應(yīng)用模式

2.4 基于zigbee

ZigBee也是一種流行的組網(wǎng)模式，zigbee本身設(shè)計(jì)是針對(duì)傳感器之間的聯(lián)網(wǎng)，具有非常強(qiáng)的低功耗能力

zigbee接入網(wǎng)絡(luò)也依賴于zigbee網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)本身也是一個(gè)zigbee設(shè)備，zigbee設(shè)備是自組網(wǎng)的，在使用過(guò)程中注意的問(wèn)題有。

數(shù)據(jù)量的問(wèn)題，設(shè)備能力和功耗本身是自相矛盾的，由于ZigBee是超低功耗方案，固在通信能力上也是打折扣的，很適合一些傳感器數(shù)據(jù)的采集，如溫度濕度，但如果對(duì)大數(shù)據(jù)量的視頻類的就不適用了

這里主要介紹了，幾種常用的物聯(lián)網(wǎng)部署架構(gòu)，至于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，這里就不多介紹，網(wǎng)上文章非常多。

3.智能設(shè)備

設(shè)計(jì)的初衷是讓智能設(shè)備開(kāi)發(fā)者擺脫對(duì)特殊模塊的依賴，對(duì)于智能設(shè)備的開(kāi)發(fā)，只要具備聯(lián)網(wǎng)功能即可，沒(méi)有特別多的要求。

審核編輯：湯梓紅