阿里云物联网平台 - 物模型

阿里云物联网平台 - 物模型,第1张

物模型是云平台为物联网产品定义的数据模型,用于描述产品的功能。将产品抽象成数据的集合,方便云端进行控制。

物模型从 属性 服务 事件 三个维度,分别描述了该实体是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。定义了物模型的这三个维度,即完成了产品功能的定义。

TSL 格式是一个 JSON 格式的文件,完整的 TSL 格式可以参考: 阿里云物模型 。

嵌入式端开发固件往往只需要关注少数几个参数,可以在产品的 功能定义 页面,单击 物模型TSL 精简物模型 里面查看。

需要关注的有 "properties","events","services",在 JSON 格式里,这三者都是数组,分别存储了该物模型的数据,事件和服务,在 C-SDK 里也就分别是 IOT_Linkkit_Report() 上报属性, IOT_Linkkit_TriggerEvent() 触发事件和注册为 ITE_SERVICE_REQUEST 的回调函数。

在上报属性时,只需要关注 "identifier" 名称对应的值(字符串),此时表示该属性在产品下的唯一标识。例如一个精简物模型属性为:

则上报的数据只需要为 {"count":10} 即可,需满足 JSON 字符串的格式,字符串内有一个名称/值对,名称为 "count"(物模型里 "identifier" 的值),值对为 10(满足物模型里数据类型为 int 的要求)。

触发事件需要关注 "identifier" 名称对应的值(字符串),表示该事件在产品下的唯一标识;还需要关注 "outputData",表示上报事件的输出值。一个精简物模型例子如下:

"outputData" 数组的使用与属性上报一致,这里就不介绍了。

服务调用需要同时关注 "identifier","inputData" 和 "outputData" 这三个名称,分别表示该服务在产品下的唯一标识,服务的输入参数,服务的输出参数。与函数调用有输入值和输出值类似,服务调用也有这些特征。

物模型数据校验方式目前有两种, 弱校验 免校验

也就是说,弱校验针对产品设备的上报数据,只要 idetifier 是一致的,且 dataType 字段满足要求,就接收该数据,并且在其他云端产品流转。

为什么云端可以设置和获取接入设备的属性呢?为什么接入设备可以上报事件给云端呢?又为什么云端可以调用接入设备提供的服务呢?这就是这一小节解释的内容。

物模型基于 MQTT 协议,MQTT 协议的介绍不在此处展开。

云端定义了一系列的 Topic,在设备接入云端时,C-SDK 向 MQTT broker 订阅了一些的 Topic,而云端需要与设备交互时,就向 MQTT broker 发布相应的 Topic,这样就完成了交互过程。同理,云端也会订阅一些 Topic,设备可以向这些 Topic 发布消息。

接入设备端订阅发布的 Topic 列表如下:

其中 ${productKey} 会替换为实际的产品名,${deviceName} 会替换为实际的设备名,${tsleventidentifier} 是事件的标识符,${tslserviceidentifier} 是服务的标识符,最大限度地保证了 Topic 的唯一性。

这些 Topic 的作用在后面用时序来描述。

物联网的三大特征为感知物体、信息传输、智能处理。

“一句式”理解物联网:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。

物联网应用案例:

物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。

ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

扩展资料:

随着电子化、智能化发展,人们进入万物互联时代。但是,随着物联网连接设备数量激增,黑客也越来越多地将注意力转移到这一领域。

首先,物联网设备内置的安全性薄弱,安全更新时有时无,一些规模较小的制造商生产的设备更是如此。其次,用户往往不会主动更新设备。此外,物联网设备存在于网络外围,导致用户和企业经常忽视它们。

上述几点原因为黑客植入恶意软件提供了可乘之机,通过安装僵尸恶意软件,降低设备处理能力,网络罪犯就可以借此牟利。

目前,还有很多人没有认识到这一问题的严重性。他们认为恶意软件只能制造小麻烦,不是真正的威胁。毕竟,恶意软件没有试图窃取信息,只是减慢它们的速度,降低它们的性能。

但事实上,这一观点是错误的,因为这些恶意软件很可能成为启动其他攻击的后门,威胁更多设备安全。

参考资料:

百度百科-物联网概念

参考资料:

中国物联网-警惕手机后端、物联网和语音攻击

工业物联网是指在工业中应用物联网技术,实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。

总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:

1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;

2、MCU的发展使得计算能力快速提升;

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;

4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;

工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:

1、使用设备开放的协议;

2、使用设备自带的传感器;

3、添加新的传感器;

4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;

其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:

1、传感级;

2、设备级;

3、产线级;

4、车间级;

5、企业级;

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:

1、期望获得什么结果?

2、期望用什么方式获得想要的结果?

3、需要信息基础提供什么?

4、工业物联网是否能够获得这些信息?

5、工业物联网如何获得这些信息?

6、获得这些信息的性价比如何?

7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?

8、落地实施。

11月17日,MIoT美的工业互联网20在京发布,从家电制造商到 科技 集团的转型路上,美的集团在产业升级方面已经是先行者,2012年开始美的布局数字化转型战略进行深度业务变革,并锻造了“制造业知识、软件、硬件”三位一体的工业互联网平台,也即美的工业互联网10。

在过去的8年时间中,美的集团的营收从2011年的1341亿达到2019年的2794亿,净利润从2011年67亿增加到2019年253亿,营收、利润稳步提升的同时,经营效率、自有资金和资产状况也显著改善。这些成果的取得除了战略的决策正确以外,在方法和手段层面,美的工业互联网10时代起到的作用也是不可磨灭的。

与10相比,全新发布的美的工业互联网20有着怎样的魔力我们从三个方面,即内涵、价值和终极目标来全面解读美的工业互联网20。

首先在内涵上,美的工业互联网20相比10更为丰富,其整合了美的集团多个产业单元的软件、硬件、技术和服务能力,整体分为四层:

第一层能力层,细化为设备层(库卡机器人提供的机器人本体和自动化解决方案)、边缘层、I层(美的云提供的云基础设施)和P层(工业AI、工业大数据、工业物联网等)。

第二层应用层,包括营销领域、研发领域、智能制造领域、管理领域等美的工业互联网的传统优势层,同时又新增了SCP的物料计划的优化算法,攻克了世界级的核心技术难题,可以将物料组件化的计算时间缩短90%。

第三层商业层,原来的商业层是安得智联物流、库卡机器人两个核心成员的能力输出 ,这次又增加了产业链金融服务、核心零部件、精密模具、智慧楼宇、集采等服务。其中,美的集团旗下美易单能为产业链的众多中小微企业提供金融服务,帮助他们渡过难关目前已经累计放出贷款超过300亿人民币。核心零部件除了GMCC、WELLing的既有优势外,又多了一个新的身影就是合康新能公司,2020年4月美的集团控股了合康新能后将带来高端驱动技术和新能源 汽车 新业务的拓展。

第四层是产业层,美的已经完成家电工业互联网的打造,过去这些年同时还服务了 汽车 制造、食品加工、酒行业等领域的企业,形成了不同产业领域的工业互联网。

此次发布会上,同步发布了美的工业互联网门户网站即官方交互平台miotmideacom和美的工业互联网品牌——美擎

据悉,门户网站第一个重要作用是向用户集中展示美的工业能力,第二个重要作用是在内部形成机制,支撑平台上的所有业务能力的信息分发、数据统计、在线客服、客户接入转化和交易流程等等。

有了内涵更丰富的各种能力,外界更关心的是美的工业互联网20平台上每一种能力和服务会为企业数字化转型带来哪些实际的业务价值

具象的看,以安得智联的物流服务为例,在20的平台上,安得针对toB市场推出了智能物流服务产品——一盘货,通过渠道优化、统仓统配、线上线下一盘货,实现供应链的效率驱动。

据美的集团安得智联产品中心总监张亚明介绍,在推出一盘货之前,美的整个销售渠道各层级代理商和分销商库存各自为战,货物从美的工厂送到代理商仓库,之后的库存状态以及代理商的销售流向如何,在原来的美的体系里很难从全局了解到相应数据。实施一盘货后,将全国销售渠道的库存进行了统一管理,在集团层面和各事业部层面,对渠道库存精准数据更了解,这样能指导制定一些前端的商务策略和产品生产设计决策。同时还有效减少了串货问题,提高物流效率的同时降低了物流成本,库存共享让库存周转更快,提高了从前端到营销端的全价值链的效率。

再来看美的新控股的合康新能对智能大家电和工业设备赋能的“驱动力”。根据美的集团机电事业群合康新能总经理宁裕的介绍,合康的高压变频器目前国内的运行量在15000台以上,我们通过智能化的升级以及通过美的工业互联网对于工业客户的精益生产的提效升级,我们可以为我们的工业客户节约每年90亿度点,未来合康每年投放的高低压设备包括其他的应用,我们的总功率将达到6000兆瓦,我们通过智能化的升级和IOT的赋能,我们每年可以节约5364亿度电,这样一共可以每年减少1441万吨碳排放量,节约143亿度电,相当于三峡电站发电量的1/7,是实实在在的节能数据。

在美的工业互联网20的平台上值得一提的还有智慧楼宇的能力输出,美的将暖通和智慧楼宇整合成一个事业部,据美的集团暖通与楼宇事业部智慧楼宇总经理梁锐介绍,暖通与楼宇事业部业务板块不仅包括中央空调,还包括电梯、智慧楼宇、能源管理等围绕着楼宇的一系列业务,智慧楼宇现在作为创新单位,以研究楼宇的集中控制管理、智慧控制管理、节能、高效的建筑为方向去开展业务。

人们熟悉的北京大兴国际机场,就应用了美的暖通及智慧控制方案,实现了可再生能源高效利用,达到绿色节能的目标。

模具是工业之母,在20的平台上,精密模具快速交付的全流程解决方案也是值得一提的能力,根据美的集团家用空调事业部模具技术专家李建的介绍,通过智能化设计、数字化排产以及项目全流程管理,美的帮助客户大幅缩短模具项目开发周期,助力客户的产品提前上市、抢占先机,而且交付的模具品质可靠,注塑成型周期大幅缩短,也帮助客户大幅降低了制件库存。

2017年11月27日,国务院正式印发了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,时隔三年,美的工业互联网由10升级迭代为20,这背后有怎样深层次的原因,在美的集团今年全面数字化和全面智能化的战略背景下,美的工业互联网20会为美的实现怎样的终极目标

美的集团美云智数总裁金江表示,国家提出到2020年末初步建成低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网基础平台,美的在这个时间段里发布美的工业互联网20,希望为工业互联网的国家战略贡献美的的力量。

另外在工业互联网的需求侧,也就是中国的制造业很多企业仍然没有结束大规模生产和大规模分销的传统模式,传统土地+劳动力成本这种非常低效的组合会越来越受到挑战,这些企业想转型升级,想变换赛道,就需要工业互联网的迭代升级来给他更多能力的支撑。

还有一个重要的原因是美的2020年初提出两个全面的集团战略,全面数字化和全面智能化,这两个战略的提出将会加速美的集团与三个重要平台的快速发展。第一个平台以美云销为代表的商业平台,第二以美居为代表的互联网平台,第三是工业互联网,工业互联网对内承载着强化产业运营能力的责任,对外要输出更多to B的能力,从美的自身战略的角度,美的的工业互联网也需要不断的进行升级和迭代。

金江表示,未来美的工业互联网对产业层的规划是希望对整个 社会 足够开放,能够吸入更多的能力来丰富美的工业互联网20,能力的选择是两个方向,“第一个方向是强化我们的能力,有些领域我们虽然有这个能力,但是别人比我们更强,要吸纳进来,第二弥补我们的不足,有些领域我们没有这个能力,有其他的互联网平台有这个能力,这些我们也是欢迎加入进来”。金江说,互联网开放一定是个大趋势,封闭肯定不可以。

就像中国工程院院士李培根所言:美的显然认识到不是一个家电企业与另一个家电企业的竞争,而是需要形成一个生态系统,跟另外一个生态系统竞争。

美的集团副总裁张小懿表示,随着MIoT工业互联网应用,全面数字化、智能化,使得美的整个价值链变革更快、更柔性,在疫情影响下保持了强劲的韧性和竞争力。希望未来工业互联网的“美的经验”,能帮助各行各业不同企业应对各种“不确定性”。

智慧地球这一概念由IBM首席执行官彭明盛首次提出。

智慧地球也称为智能地球,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成所谓“物联网”,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。

而后通过超级计算机和云计算,使得人类以更加精细、动态的方式工作和生活,从而在世界范围内提升“智慧水平”,最终就是“互联网+物联网=智慧地球”。

“智慧地球”包括三个维度:

1、第一能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。

2、第二,促进世界更全面地互联互通。

3、第三,在上述基础上,所有事物、流程、运行方式都将实现更深入的智能化,企业因此获得更智能的洞察。


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