开源物联网平台推荐介绍

开源物联网平台调研

一、 调研推荐开源物联网平台及背景介绍

• RT-Thread

  RT-Thread是一个来自中国的开源物联网操作系统，它提供了非常强的可伸缩能力：从一个可以运行在ARM Cortex-M0芯片上的极小内核，到中等的ARM Cortex-M3/4/7系统，甚至是运行于MIPS32、ARM Cortex-A系列处理器上功能丰富系统。

• Thingsboard

  Thingsboard是一个开源的物联网平台，由俄罗斯软件公司Thingsboard Inc.创建。Thingsboard提供了一个易于使用的用户界面和可扩展的API，使得用户可以快速构建和部署物联网解决方案。Thingsboard提供了丰富的文档和教程，已经被广泛应用于智能家居、智能农业、智能工业等领域。

• Kaa

  Kaa是一个开源的物联网平台，由KaaIoT Technologies创建。Kaa提供了广泛的API和SDK，使得用户可以快速构建和部署物联网应用。Kaa平台提供了一套完整的物联网解决方案，包括数据收集、数据存储、设备管理等等。Kaa已经被广泛应用于智能家居、智能医疗、智能制造等领域。

  这些开源物联网平台都是为了提供一个可扩展、开放和可互操作的物联网开发平台而创建的，旨在为物联网开发者提供更好的开发工具和解决方案。这些平台都已经被广泛应用于不同的物联网应用场景中，为物联网的发展做出了积极的贡献。

实际案例：

1. RT-Thread
   • 分布式温度监控系统
   • 智能车连载教程
   • 蜂鸣器播放器
2. Thingsboard

   • 利比里亚政府使用Thingsboard构建了一个智能水务系统，用于监测水源和供水质量。

   • 智慧农业案例分享
     http://www.ithingsboard.com/smart-farming/
     

   • 中国移动使用Thingsboard构建了一个智能停车场系统，用于实现智能停车和缴费。

3. Kaa

   • 奥迪使用Kaa构建了一个智能车辆平台，用于实现车辆诊断和远程控制等功能。

   • Kaa在智慧农业方面有现成成熟的案例，在官网上有自己的分支。
     

   • Pragmatic使用Kaa构建了一个智能健康监测平台，用于监测和管理慢性疾病患者的健康状况。

这些案例展示了这些平台的应用场景和功能，同时也表明这些平台在全球范围内都有着广泛的应用。

二、社区支持度与技术栈角度优缺点对比

  在社区支持度和背景方面的对比：

1. RT-Thread
   

   优点：

   • RT-Thread视频中心提供了一系列RT-Thread相关教程及分享内容。
   • 中文支持度好
   • 跨平台、芯片支持广泛。
   • 资源占用极低，超低功耗设计，最小内核（Nano版本）仅需1.2KB RAM，3KB Flash。
   • 高度可伸缩，优质的可伸缩的软件架构，松耦合，模块化，易于裁剪和扩展。

   局限性：

   • 硬件知识具有一定的入门要求

2. Thingsboard

优点：

• Thingsboard是一个易于使用的开源物联网平台，提供了直观的用户界面和丰富的功能。
• Thingsboard支持多种设备协议和云平台集成，包括MQTT、HTTP、CoAP、Modbus等等。
• Thingsboard有一个活跃的社区支持，提供了大量的文档和示例代码。

局限性：

• Thingsboard的性能和可扩展性可能不如其他一些物联网平台，需要进行优化和调整。
• Thingsboard的一些高级功能和扩展可能需要额外的费用。

3. Kaa

优点：

• Kaa是一个功能丰富的开源物联网平台，提供了设备管理、数据收集、规则引擎、远程配置等等功能。
• Kaa支持多种设备协议和云平台集成，包括MQTT、HTTP、CoAP、AWS、Azure等等。
• Kaa有一个积极的社区支持，提供了大量的文档和示例代码。

局限性：

• Kaa的学习曲线可能比较陡峭，需要一定的开发经验和技能。
• Kaa的文档和社区支持可能不够清晰和完善。

总体来说，选择哪个开源物联网平台取决于您的具体需求和技能水平。如果需要一个功能丰富、可扩展的平台，可以选择RT-Thread或Kaa。如果需要一个易于使用的平台，可以选择Thingsboard。无论选择哪个平台，都应该注意学习曲线和社区支持，以便更好地理解和使用平台。

  技术栈方面对比：

1. RT-Thread

   优点：

   • C语言开发，源码支持大部分国内市面上的开发板
     

   • 支持内核级编程，对于边缘硬件的优化利用率是极高的。
     

   • 社区的开发文档支持全面，例程与教学视频都非常丰富。

   

   局限性：

   • 对开发人员的硬件基础要求稍高，要熟练掌握单板程序的编写。
   • 发挥框架优势需要有RTOS的经验

2. Thingsboard
   优点：

   • Thingsboard使用Java和JavaScript作为主要的编程语言，这使得它可以很好地与其他Java应用程序和Web应用程序集成。
     

   • Thingsboard提供了易于使用的用户界面和可视化工具，可以帮助用户快速构建物联网应用程序。
     

   • Thingsboard支持多种设备协议，包括MQTT、HTTP、CoAP等等。

   局限性：

   • Thingsboard的性能和可扩展性可能不如其他一些物联网平台，需要进行优化和调整。
   • Thingsboard可能需要更高的硬件和软件资源，以实现更好的性能和可扩展性。

3. Kaa
   优点：

   • Kaa使用C++和Java作为主要的编程语言，这使得它可以很好地与其他C++应用程序和Java应用程序集成。

   • Kaa提供了强大的设备管理和数据收集功能，可以帮助用户快速构建物联网应用程序。
     

   • Kaa支持多种设备协议和云平台集成，包括MQTT、HTTP、CoAP、AWS、Azure等等。

   局限性：

   • Kaa的学习曲线可能比较陡峭，需要一定的开发经验和技能。
   • Kaa可能需要更高的硬件和软件资源，以实现更好的性能和可扩展性。

三、开源项目地址及中文教程地址

  开源项目地址如下：

1. RT-Thread：https://github.com/RT-Thread

   官方文档：https://www.rt-thread.org/document/site/#/
   

2. Thingsboard：https://github.com/thingsboard
   

   中文文档：http://www.ithingsboard.com/

   

   开发例程：http://www.ithingsboard.com/docs/guides/#AnchorIDHardwareSamples

3. Kaa：https://github.com/kaaproject/kaa

   官方文档：https://www.kaaiot.com/products/overview

   教程文档直达：https://docs.kaaiot.io/KAA/docs/current/Architecture-overview/
   

四、部署要求

RT-Thread：

• 硬件
  

• 开发IDE、编译器
  MDK KEIL、IAR、Gcc、RT-Thread Studio

• 云上服务器
  可选OneNet中国移动物联网开放平台，由于RT-Thread更多的是提供了硬件端的优化，对于物联网Iot的服务端需要另找方案。

Thingsboard：

• 硬件可选性大，若选用单板单片机，可考虑Arduino，其有专属的Arduino SDK可以使用，亦可以移植到树莓派这种系统板进行数据的上传（大大降低开发难度，但成本稍高）
  

• 云服务平台选择任意的云服务器，Thingsboard的后台服务是Java编写的程序，有源码可以跑在服务器上，Web的UI使用Express.js框架编写承载

官方推荐部署方案：http://www.ithingsboard.com/docs/reference/iot-platform-deployment-scenarios/（仅架构可参考，同时又要考虑我们的应用场景数量级并不大）

Kaa：

• 对ESP8266、STM32、树莓派、Arduino均有对应连接例程，所以边缘设备需要自行实现HTTP或者MQTT协议的json数据上报即可。
• 需要一台云服务器部署Kaa服务，页面组件采用Kaa Web UI可以进行自定义。

官方部署案例：https://docs.kaaiot.io/KAA/docs/current/Tutorials/solutions/air-quality-monitoring/空气质量检测相关案例，边缘单片机采用ESP8266，编写单板程序采集上报数据，使用PC做服务器处理并可视化。

五、功能截图

RT-Thread：

Thingsboard：

Kaa：

六、个人总结

  物联网的部署方案大同小异，都是边缘数据的采集+服务器的处理，边缘数据的采集一般都对硬件不会提出具体要求，因为他和边缘的业务有关，只会对交互的协议提出要求，如果是CS架构的，公开SDK要以SDK为主要考虑挑选合适硬件性能，而直接装架构软件的，则一般边缘设备需要是树莓派这种系统板；云上服务器任意都可以满足要求，主要是运行物联网平台的框架，而服务器的要求也是与数据量强相关的，业务场景大、数据带宽大，对云服务器的要求就大，云服务器又分两种，一种是本文三种平台运行在服务器上的，这种不需要额外的服务器配合（除非你要做集群），如果是类似阿里云Iot平台这种云服务器，那么一般需要再接入服务器配合使用，那个Iot云服务器实例可以考虑成是个拿数据的池子（RT-Thread亦是如此）；至于UI的开发，一般服务器都会给出对应的UI开发框架和一个便捷操作的UI组件（仪表盘）。

  RT-Thread对于设备性能的优化是内核级别的，其为国产框架，对于开发人员的生态支持良好，文档教程丰富，而且移植程序可以直接面向国内很多开发板供应商，但是对于开发人员需要有硬件开发的基础，最好有RTOS的经验，其对应不同的设备成本有不同的解决方案，这个框架对于硬件方面的优化和国内开发的教程做的是很友好的，不过相较于后两个，其可视化部分和Iot服务部分仍然需要寻找方案；Thingsboard与Kaa都属于成熟的Iot框架解决方案，体量庞大，因为并非国产，所以在入门上会较RT-Thread难一些，但是其生态良好，久经沙场，社区支撑强大，仍然是不错的选择，Thingsboard也有中文文档教程区，完整度不低，其功能相比RT-Thread也更齐全、更丰富，但对于硬件没有那么强有力的优化，很多案例也是国外市场的产品，Kaa虽然也同样强大，但是其中文教程方面稀少，入门和上两个相比会更加艰难。