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物聯(lián)網(wǎng)平臺正熱，具體要實(shí)現(xiàn)哪些功能，遵照什么原則進(jìn)行搭建，這些問題，都可以在本文找到答案。

近些年“物聯(lián)網(wǎng)平臺”這個(gè)詞沒少聽，可它到底有哪些功能呢？

物聯(lián)網(wǎng)平臺在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的應(yīng)用層，是一個(gè)PaaS平臺，具體請參考上一篇：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品入門之架構(gòu)篇。

一、物聯(lián)網(wǎng)平臺功能架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)平臺會根據(jù)自己的商業(yè)目標(biāo)有不同的側(cè)重，但大體都是在以下架構(gòu)上進(jìn)行增減：

這張圖北向接應(yīng)用，南向接設(shè)備，以下著重說一下我對設(shè)備接入、設(shè)備管理和規(guī)則引擎的理解。

二、設(shè)備接入

設(shè)備接入指的是將設(shè)備注冊至平臺并通信，需要設(shè)備與云端之間有安全可靠的雙向連接。主要考慮幾個(gè)方面：

1. 設(shè)備入網(wǎng)方式

入網(wǎng)方式其實(shí)是選擇什么通訊技術(shù)，Wi-Fi、Lora、藍(lán)牙還是Zigbee等等？平臺需要根據(jù)自身定位（白電行業(yè)？智慧工廠？智慧園區(qū)？）選擇支持的入網(wǎng)方式，?容納的入網(wǎng)方式越多，可容納設(shè)備類型就越多，平臺的實(shí)現(xiàn)也越復(fù)雜。

舉2個(gè)例子：

如果平臺支持Zigbee（請參考：物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸及聯(lián)網(wǎng)方式）設(shè)備，那么平臺是否也應(yīng)該管理網(wǎng)關(guān)設(shè)備呢，是否應(yīng)該支持網(wǎng)關(guān)與設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呢？

Wi-Fi設(shè)備初始化的時(shí)候用平臺的APP通過AP（Access Point）模式就可以讓設(shè)備連網(wǎng)并通信，但Zigbee設(shè)備是自組網(wǎng)的方式，即會自動連接至網(wǎng)關(guān)，再通過網(wǎng)關(guān)和平臺通信。

ZigBee設(shè)備接入云端

這篇文章詳細(xì)的介紹了不同通信方式的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，強(qiáng)烈推薦。如何選擇物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)？

2. 傳輸協(xié)議（Http、CoAP、MQTT等等）

平臺層要兼容不同的協(xié)議才能連接盡可能多的設(shè)備，而具體支持哪些協(xié)議需要從通信安全、平臺定位等方面權(quán)衡考慮。

MQTT是多個(gè)客戶端通過一個(gè)中央代理傳遞消息的多對多協(xié)議。

CoAP基本上是一個(gè)在Client和Server之間傳遞狀態(tài)信息的單對單協(xié)議。

HTTP是適合使用在性能好一些的終端上，相對以上一些比較重，對設(shè)備要求相對高一些。

3. 身份認(rèn)證

目前市面上的認(rèn)證方式大都通過將Token或者Secret燒錄到硬件設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，但過程各有特點(diǎn)。

例如阿里云是先將Product Key、ProductSecret燒錄到設(shè)備中，并通過動態(tài)注冊的方式獲得DeviceSecret后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而有的是通過將Token直接燒錄到設(shè)備中進(jìn)行認(rèn)證和數(shù)據(jù)傳輸。

阿里云設(shè)備認(rèn)證過程

三、設(shè)備管理

物模型

物模型是個(gè)概念，不是實(shí)體，有的平臺叫產(chǎn)品，是一類設(shè)備的總稱，物模型和物的關(guān)系就像“男人”這個(gè)詞和“身份證號碼是123233198802340123這個(gè)男人”的關(guān)系一樣，物模型的定義包括基本信息和屬性的定義。

物模型和物的關(guān)系

不同廠商物模型功能不盡相同，開源的Thingsboard都沒有這個(gè)概念。所以物模型是從用戶體驗(yàn)和平臺自身業(yè)務(wù)角度出發(fā)提出的概念，為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、用戶體驗(yàn)、產(chǎn)品發(fā)展做了充足的準(zhǔn)備。

實(shí)現(xiàn)物模型需要考量很多東西，比如阿里定義物模型基本信息的時(shí)候要選擇行業(yè)、是否是網(wǎng)關(guān)、是否接入網(wǎng)關(guān)、連網(wǎng)方式等，定義功能時(shí)又有了事件、屬性、服務(wù)的分類（事件、屬性、服務(wù)這個(gè)說起來就更技術(shù)了）。

設(shè)備影子

設(shè)備影子用于緩存設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備在線時(shí)可以直接接收云端指令，離線時(shí)主動獲取云端指令。設(shè)備影子將設(shè)備與應(yīng)用解耦，解決不穩(wěn)定無線網(wǎng)絡(luò)下通信不可的靠痛點(diǎn)。

舉個(gè)例子：

把云端比喻成我，設(shè)備比喻成男朋友。

• 我不帥的男朋友在線，于是我發(fā)了一個(gè)“變帥”的指令，男朋友收到后馬上執(zhí)行，然后就變帥了。
• 我不帥的男朋友離線了，聯(lián)系不到，于是我發(fā)了一個(gè)“變帥”的指令存儲到設(shè)備影子中，男朋友上線后主動看設(shè)備影子，執(zhí)行“變帥”指令，然后就變帥啦。

跑錯(cuò)地方的物影子介紹

從實(shí)現(xiàn)層面看：

• 設(shè)備影子是一個(gè) JSON 文檔
• 每臺設(shè)備僅有一個(gè)影子

參考：設(shè)備影子概覽https://help.aliyun.com/document_detail/53930.html

固件升級（OTA）

OTA全稱是Over-the-Air，即空中加載的意思，在物聯(lián)網(wǎng)平臺指的是固件升級。

固件是數(shù)碼設(shè)備最基礎(chǔ)、最底層工作的軟件，是設(shè)備內(nèi)部保存的設(shè)備“驅(qū)動程序”，通過固件，操作系統(tǒng)才能按照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備驅(qū)動實(shí)現(xiàn)特定機(jī)器的運(yùn)行動作。

固件升級的前提是固件和平臺都支持固件升級功能，平臺層需要對設(shè)備的固件進(jìn)行管理，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程批量升級。

這個(gè)功能的意義是什么？試想一下投入使用后的一批設(shè)備出現(xiàn)了問題，難道要一個(gè)個(gè)處理，顯然遠(yuǎn)程批量操作節(jié)省了大量的人力。

但OTA是一個(gè)超級大的功能，涉及到設(shè)備分組、固件分布、固件校驗(yàn)等等功能，每一個(gè)功能都值得反復(fù)討論，一些廠商的OTA功能甚至是一個(gè)體系。

數(shù)據(jù)的上下行

數(shù)據(jù)的上下行指的是信息在設(shè)備和平臺間流轉(zhuǎn)，設(shè)備上報(bào)信息到平臺是數(shù)據(jù)的上行，平臺或者應(yīng)用層下發(fā)命令到設(shè)備是數(shù)據(jù)的下行，是物聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)功能。

四、規(guī)則引擎

規(guī)則引擎是物聯(lián)網(wǎng)平臺的一個(gè)重要功能模塊，是處理復(fù)雜邏輯的引擎，主要對感知層搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、變型（物解析）、轉(zhuǎn)發(fā)、操作等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)邏輯和上層業(yè)務(wù)的解耦。一般平臺會分為物解析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和場景聯(lián)動三個(gè)子功能。

規(guī)則引擎

物解析

硬件設(shè)備受限于存儲、空間大小、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}，和平臺進(jìn)行交互時(shí)使用的是底層語言，為了互相識別語義，平臺側(cè)提供底層語言和平臺語言的翻譯腳本。腳本將底層語言翻譯成平臺語言和將平臺語言翻譯成設(shè)備底層語言的過程就是物解析。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)了將感知層的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選并轉(zhuǎn)發(fā)至其他設(shè)備或者存儲、大數(shù)據(jù)等云服務(wù)的功能，減少了上層應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理量，繼而提升上層數(shù)據(jù)處理效率。目前大部分通過SQL語句和轉(zhuǎn)發(fā)訂閱Topic方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的篩選和轉(zhuǎn)發(fā)。使用Topic的好處在于可以靈活選擇物模型或者設(shè)備的范圍。

參考：阿里云的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)https://help.aliyun.com/document_detail/42734.html?spm=a2c4g.11186623.6.605.3ae32d8dkHIHFi

場景聯(lián)動

聯(lián)動的意思是多類設(shè)備間的相互影響。例如“在辦公區(qū)域，紅外設(shè)備感應(yīng)到有人移動時(shí)開啟所有燈”這個(gè)場景就實(shí)現(xiàn)了紅外傳感器和燈的聯(lián)動。規(guī)則引擎負(fù)責(zé)影響規(guī)則的制定和影響范圍的劃分，也是通過SQL語句和轉(zhuǎn)發(fā)訂閱Topic等方式實(shí)現(xiàn)。

五、總結(jié)

以上是我對物接入、物管理、規(guī)則引擎的理解，不同的平臺根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)時(shí)都有所添加或取舍，網(wǎng)上最全的參考文檔莫過于各開放平臺的操作手冊了，感謝！

放兩張別人家的產(chǎn)品架構(gòu)圖：

百度智能云物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品架構(gòu)

阿里物聯(lián)網(wǎng)平臺產(chǎn)品架構(gòu)

本文由 @娜娜 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理，未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載。

題圖來自Unsplash，基于CC0協(xié)議