物联网平台功能介绍之一：物接入和物管理

    这几年“物联网平台”这个词没少听，可他究竟是做什么的？这个问题好像很难找到满意的答案。物联网平台是在物联网架构的应用层，具体请参考上一篇：物联网与云计算架构：SaaS、PaaS、IaaShttps://www.jianshu.com/p/5df2fa30fc9d。

物联网平台功能架构

    每个厂商会根据自己的目标用户、商业目标进行不同业务模式的选择，有的注重硬件开发，有的注重软件开发，有的兼而有之，但不管业务模式什么样，揭开他神秘的面纱，PaaS层功能架构大致如下：

物联网平台功能架构

     这张图北向接入应用，南向接入设备，以下着重说一下我对设备接入、设备管理的理解。

设备接入

    设备接入指的是将设备注册至平台并通信，需要设备与云端之间有安全可靠的双向连接。主要考虑几个方面：

1、设备入网方式

    入网方式其实是选择什么通讯技术，是Wi-Fi、Lora、蓝牙还是Zigbee等等？平台需要根据自身定位（白电行业？智慧工厂？智慧园区？）选择支持的入网方式， 容纳的入网方式越多，可容纳设备类型就越多，平台的实现也越复杂。

举2个例子：

    如果平台支持Zigbee（请参考：http://www.woshipm.com/it/2484773.html）设备，那么平台是否也应该管理网关设备呢，是否应该支持网关与设备的拓扑结构呢？

    Wi-Fi设备初始化的时候用平台的app通过AP（access point）模式就可以让设备连网并通信，但Zigbee设备是自组网的方式，即会自动连接至网关，再通过网关和平台通信。

ZigBee设备接入云端

这篇文章详细的介绍了不同通信方式的优点缺点，强烈推荐：如何选择物联网通讯技术？http://www.woshipm.com/it/2495240.html

2、传输协议（Http、CoaP、MQTT等等）

      平台层要兼容不同的协议才能连接尽可能多的设备，而具体支持哪些协议需要从通信安全、平台定位等方面权衡考虑。

    MQTT是多个客户端通过一个中央代理传递消息的多对多协议。通过让客户端发布消息、代理决定消息路由和复制来解耦生产者和消费者。

    CoAP基本上是一个在Client和Server之间传递状态信息的单对单协议。

    HTTP是适合使用在性能好一些的终端上，相对以上一些比较重，对设备要求相对高一些。

3、身份认证

    目前市面上的认证方式大都通过将token或者secret烧录到硬件设备进行认证，但过程各有特点。

    例如阿里云是先将productkey、productsecret烧录到设备中并通过动态注册的方式获得devicesecret后进行数据通信，而有的是通过将token直接烧录到设备中进行认证和数据传输。

阿里云设备认证过程

设备管理

物模型

    物模型是个概念，不是实体，有的平台叫产品，是一类设备的总称，物模型和物的关系就像【男人】这个词和身份证号码是【123233198802340123】这个男人的关系一样。物模型的定义包括基本信息和属性的定义。

物模型和物的关系

    不同厂商物模型功能不尽相同，开源的Thingsboard都没有这个概念。所以物模型是从用户体验和平台自身业务角度出发提出的概念，为数据统计、用户体验、产品发展做了充足的准备。

    实现物模型需要考量很多东西，比如阿里定义物模型基本信息的时候要选择行业、是否是网关、是否接入网关、连网方式等，定义功能时又有了事件、属性、服务的分类（事件、属性、服务这个说起来就更技术了）。

设备影子

    设备影子用于缓存设备状态，设备在线时可以直接接收云端指令，离线时主动获取云端指令。设备影子将设备与应用解耦，解决不稳定无线网络下的通信不可靠痛点。

举个例子：

我不帅的男朋友在线，于是我发了一个【变帅】的指令，男朋友收到后马上执行，然后就变帅啦～

我不帅的男朋友离线了，联系不到，于是我发了一个【变帅】的指令存储到设备影子中，男朋友上线后主动看设备影子，执行【变帅】指令，然后就变帅啦～

跑错地方的物影子介绍

    从实现层面看：

l 设备影子是一个 JSON 文档

l 每台设备仅有一个影子

参考：设备影子概览https://help.aliyun.com/document_detail/53930.html

OTA

    OTA全称是Over-the-Air，即空中加载的意思，在物联网平台指的是固件升级。固件是数码设备最基础、最底层工作的软件，是设备内部保存的设备“驱动程序”，通过固件，操作系统才能按照标准的设备驱动实现特定机器的运行动作。    

    固件升级的前提是固件和平台都支持固件升级功能，平台层需要对设备的固件进行管理，并实现远程批量升级。

    这个功能的意义是什么？试想一下投入使用后的一批设备出现了问题，难道要一个个的处理，显然远程批量操作节省了大量的人力。

    但OTA是一个超级大的功能，涉及到设备分组、固件分布、固件校验等等功能，每一个功能都值得反复讨论，一些厂商的OTA功能甚至是一个体系。

数据的上下行

    数据的上下行指的是信息在设备和平台间流转，设备上报信息到平台是数据的上行，平台或者应用层下发命令到设备是数据的下行，是物联网平台的基础功能。

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    以上是从功能点出发逐一进行了介绍，但是如何把这些功能点糅到一个平台中又是另一码事，需要反复推敲和验证，也是一条漫漫长路。

    放两张比人家的产品架构图：

百度智能云物联网产品架构

阿里物联网平台产品架构