第二章:IOT平台能力开放

笔记由个人整理
此课程源于华为云学院的人人学IoT

2.1 解锁物联网平台,与OceanConnect相识

  • 随着更多“物”的接入物联网产业正在蓬勃发展

  • 面临的挑战

    • 新业务上线周期长:IOT终端厂家只能接入自己的平台,应用碎片化严重,产品开发周期长,产品上市慢
    • 标准不统一、集成困难:终端传感器厂家多,通讯协议众多,标准不统一,集成困难
    • 网络连接复杂:物联网环境复杂,网络类型多,厂家开发终端需要适配很多协议,厂家进入物联网领域门槛高
  • 解决方案

    • 打破瓶颈
    • 降低成本
    • 降低终端和应用的开发成本
    • 降低厂家进入物联网领域的门槛
  • IOT平台作用

    • 终端接入解耦:开放的终端接入,降低厂家终端开发成本
    • 能力开放:提供统一的API应用接口
  • 物联网连接协议

    • MQTT(Message Queuing Telemetry Transport):消息队列遥测传输
      • IBM开发的基于TCP/IP的即时通讯协议
      • 采用订阅发布的方式,客户端向服务器订阅感兴趣的信息,之后服务器把信息推送给订阅这类信息的客户端
      • 使用长连接方式,有心跳保活机制,减少重新建链开销,支持消息实时通知,有丰富的推送内容,但不利于设备进入休眠模式,设备比较耗电
      • 优点:协议简单,轻量级,消息可以短至2个字节,对终端的硬件配置要求低
    • CoAP(Constrained Application Protocol):受限制的应用协议
      • 由HTTP协议发展而来
      • 适用于资源受限设备的通信,NB-Iot/LoRa
      • 也采用请求响应模式,客户端发出请求,服务端做出响应
      • 传输层采用UDP协议,减少网络开销和支持组播功能,CoAP有消息重传机制
      • 报头压缩,报文格式简单,消息可以很短

  • 平台类型

    • DMP(设备管理平台):IoT设备接入,数据收集,设备状态的监控和维护
    • CMP(连接管理平台):SIM卡生命周期管理,状态监控,故障诊断
    • AEP(应用使能平台):快速开发IoT应用,部署IoT应用
    • BAP(业务分析平台):数据分析,数据处理,提供数据报表

2.2 解读平台特性,与OceanConnect相知

  • OceanConnect:是华为公司基于物联网、云计算和大数据等技术打造的开放生态环境
  • 将平台层划分为业务使能层和设备连接层
    • 业务使能层:提供业务开放管理、数据管理、规则引擎等功能
    • 设备连接层:统一的接入能力、资产和设备管理、SIM卡连接管理

  • 设备管理
    • 用户通过REST和HTTPS协议下发各种配置管理命令到DM Server,后通过HTTPS/CoAP协议将命令传递给网关或直连的设备
  • 设备接入鉴权
    • 对网关的身份进行鉴权,防止非法设备越权访问
    • 创建传感器鉴权:有新的传感器接入时,IOT平台对其合法性进行检查,通过后将传感器加入到网关下,便于数据上报功能
    • 设备接入鉴权:网关启动后设备携带Device ID和密码接入OceanConnect,对其鉴权,合法返回200ok,携带为其分配的合法会话信息
    • 上报数据鉴权:传感器上报数据,网关携带IOT平台分配的合法会话信息上报传感器数据,平台对合法性进行检查,通过后将传感器数据记录给IOT平台并上报给最终用户
  • 规则引擎
    • 智慧家庭运用较多
    • 规则和设备、应用、告警绑定,当绑定的信息满足条件时,规则可以自动化执行响应动作
  • Portal管理
    • SP Portal:面向SP开发者,软件管理、资产管理、报表管理、规则引擎、应用管理
    • OSS Portal:面向平台运营人员,管理所有SP用户,查询接入报表
    • Operation Portal:分为业务面和管理面
  • 接入无关、平台可靠、平台安全性、弹性伸缩、能力开放

2.3 熟悉业务流程,与OceanConnect相伴

  • 平台逻辑架构
  • 组成
    • IoCM:是IoT联接管理模块,平台最重要的模块,支持联接状态管理和控制命令转发
    • DM Server:设备管理器,支持物联网设备信息管理、升级
    • Rule Engine:规则引擎,通过设置规则满足业务需求
    • MongoDB:用户信息数据库,存储所有物联网设备的信息
    • CIG:云网关,提供终端接入协议适配功能,支持不同功能的物联网设备接入
  • 业务流程
    • 北向注册流程:北向登录,鉴权后才能进行后续的业务,上传profile和编解码插件
    • 业务发放流程:应用服务器通过申请的APP ID和密码登录OceanConnect平台,为IOT设备开户,更新IOT设备的详细信息,IoCM将IOT设备的信息存入MongoDB
    • 南向注册流程:IOT设备上电联网后,带着设备的关键标识到OceanConnect发起注册,发现设备已经开过户,则根据鉴权码去OceanConnect鉴权(注册只要一次,鉴权每次都要执行)
    • 南向消息上报:IOT设备发现满足消息上报条件时,主动发消息给OceanConnect,根据收到的消息,IoCM判断是否需要存入数据库,需要则保存到MongoDB中。IoCM判断是否需要将消息转发给应用服务器。
    • 控制信息下发:IOT应用服务器,主动将消息下发到OceanConnect,后转发给IOT设备,执行控制消息的内容,并判断是否需要回复消息

总结

第二章在线测试

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