IOT物联网专项方案分析.docx

IoT需求&方案分析
1、 需求分析
Iot平台系统设计关键关键点：
Ø 设备接入网络方案
Ø 设备间通信
Ø 物联网数据用途
Ø 怎样搭建起一个物联网系统框架？它技术架构又是怎么样？
Ø 物联网终端软件系统架构？
Ø 物联网云平台系统架构？
2、 方案分析
系统架构：

1）设备接入方法：
只有设备接入到网络里面，才能算是物联网设备。这里包含接入方法和网络通信方法。
设备接入方法现在有2种：
直接接入：物联网终端设备本身含有联网能力直接接入网络，比如 在设备端加入NB-IOT通信模组，2G通信模组。
网关接入：物联网终端设备本身不含有入网能力，需要在当地组网后，需要统一经过网关再接入到网络。 比如终端设备经过zigbee无线组网，然后各设备数据经过Zigbee网关统一接入到网络里面。常见到当地无线组网技术有Zigbee，Lora,BLE MESH, sub-1GHZ等。
在物联网设备里面，物联网网关是一个很关键角色。一个处于当地局域网和外部接入网络之间智能设备。关键功效是网络隔离，协议转化/适配和数据网内外传输。
一个经典物联网网关架构以下： 

常见通信网络关键存在2种方法：
移动网络(关键户外设备用) ：移动网络2G/3G/4G/5G/NB-IOT等
宽带(关键户内设备用) ：WIFI，Ethernet等

2）设备接入云端协议：
物联网设备终端接入网络后，只是物联网应用开始。 设备接入网络后，设备和设备之间需要相互通信， 设备和云端需要相互通信。 只有互通，物联网价值才展现出来。 既然要互通，则需要一套物联网通信协议。只有遵照该套协议设备相互间能够通信，能够交换数据。
常见物联网通信协议关键有以下协议：CCP、MQTT、COAP、HTTP等，她们有个共同点全部是基于消息模型来实现。设备和设备之间，设备和云端之间经过交换消息来实现通信，消息里面携带了通信数据。
基于CCP接入（MQTT协议精简版）
协议本身含有安全算法，不依靠TLS算法；协议大小更精简，包头，payload占用字节更少。比如header只有1个字节；协议支持多个通信模式，相对于MQTT，不仅支持Pub/Sub，还支持RPC/RRPC
基于MQTT接入
被广泛用在嵌入式设备消息传输上
COAP
CoAP是一个软件协议意在用于很简单电子设备,让她们经过互联网交互通信。
HTTP协议
用RESTAPI方法连接IoT。设备能够经过POST方法实现Pub消息到某个Topic。
3）平台功效：
Ø 设备接入：安全接入，确保设备在云端安全及正当性；快速接入。
Ø 设备授权
Ø 数据搜集
Ø 监控：经过物联网搜集到设备数据后，假如设备数据状态超出预设状态则自动第一时间报警，管理员第一时间开展处理，能够经过远程操作，下达命令，把问题处理在萌芽状态。
Ø 报表统计：经过统计方法， 对设备历史运行数据进行统计分析。能够按不一样维度分析出不一样汇报。然后以图表或大屏方法展现在管理员面前。 管理员能够快速直观了解到整个物联网设备运行情况。
Ø 数据挖掘/机器学习（故障估计）：从数据里面挖掘出有价值东西出来。比如经过设备数据连续跟踪分析并结合人类过往设备运维经验，经过机器学习方法估计设备发生故障概率，和发生故障后可能引发原因，并给出维修方案。
4）参考架构
baidu搜到物联网平台架构： 突出展示了物联网设备， 物联网云平台， 云计算平台是怎样协同工作，有较大参考价值。

规则引擎
物联网云平台通常是基于现有云计算平台搭建。 一个物联网成熟业务除了用到物联网云平台提供功效外，通常还需要用到云计算平台提供功效，比如云主机，云数据库等。用户能够在云主机上搭建web 行业应用服务。
规则引擎关键作用是把物联网平台数据经过过滤转发到其它云计算产品上。 比如能够把设备上报数据转发到table store数据库产品里。
规则引擎通常使用方法：类SQL语言，经过编写SQL语言，用户能够过滤数据、处理数据，并把数据发到其它云计算产品，或其它云计算服务。
Kafka
Kafka是最初由Linkedin企业开发，是一个分布式、支持分区（partition）、多副本（replica），基于zookeeper协调分布式消息系统，它最大特征就是能够实时处理大量数据以满足多种需求场景：比如基于hadoop批处理系统、低延迟实时系统、storm/Spark流式处理引擎，web/nginx日志、访问日志，消息服务等等，用scala语言编写，Linkedin于贡献给了Apache基金会并成为顶级开源项目。
zookeeper
ZooKeeper是一个分布式，开放源码分布式应用程序协调服务，是谷歌Chubby一个开源实现，是Hadoop和Hbase关键组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务软件，提供功效包含：配置维护、域名服务、分布式同时、组服务等。
5）参考架构：baidu接入IoT Hub

6）参考架构：阿里云物联网套件

数据通道
为设备和物联网应用程序提供公布和接收消息安全通道。数据通道现在支持CCP协议和MQTT协议。
用户能够基于CCP协议实现Pub/Sub异步通信，也能够使用远程调用（RPC）通信模式实现设备端和云端通信。
用户也能够基于开源协议MQTT协议连接阿里云IoT，实现Pub/Sub异步通信。
安全认证&权限策略
为每个设备颁发阿里云IoT凭证，依靠凭证才能连接阿里云IoT。提供设备级授权粒度，任何设备必需经过授权才能对某个Topic公布订阅消息服务端也需要经过授权才能操作其它账号下Topic
设备共享平台
提供Topic跨账号授权，帮助用户实现跨厂商数据共享，进而实现愈加丰富智能场景。
规则引擎
为用户提供类SQL语言规则引擎，帮助用户过滤数据、处理数据，并能够发送数据到阿里云其它服务，比如RDS,OTS，ONS等等，也能够发送到数据到其它Topic。
设备快照（待上线）
保留设备最新状态或APP期望最新状态在云端，然后当设备或APP连接上来时，同时状态给设备或APP。
应用场景

7）参考架构：Watson IoT Platform

8）参考架构：OneNET

3、 Iot平台系统设计
1）主界面

2）设备管理

3）设备监控

4）报表中心

5）操作日志