关于工业物联网的五大灵魂拷问，MQTT+SSL+JSON概念全贯通

问题1：工业物联网是什么？

简单来说，就是物联网在工业控制上的具体应用。

问题2：SSL/TLS是什么？

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全（Transport Layer Security，TLS）是为网络通信提供安全及数据完整性的一种 安全协议 。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。大部分互联网登录都是用的SSL/TLS，可以去网易邮箱>2011年，苹果向美国专利商标局申请了虚拟SIM卡专利。苹果公司声称，这项专利允许用户在不使用SIM卡的情况下直接访问运营商提供的无线网络服务。
2014年9月，苹果发布iPad Air 2时，首次将eSIM卡(又称“Apple SIM”)的概念带到了实际产品中。
eSIM卡实际上将传统的SIM卡直接嵌入到设备芯片中，而不是将其作为独立的可拆卸组件添加到设备中。此外，与物理SIM卡相比，eSIM卡可以减少高达90%的空间，因为它在制造过程中已经嵌入到设备中，用户可以远程激活连接。这种做法将允许用户更灵活地选择运营商套餐，或者在不解锁设备或购买新设备的情况下随时更换运营商。
然而，eSIM卡也给运营商带来了诸多挑战:首先，运营商原有的SIM卡采购体系和供应模式将发生变化。其次，SIM卡全号资源的管理也会有一些相应的变化。第三，附加在SIM卡上的基本增值服务将会丢失。第四，运营商之间的竞争更加激烈，可能要部署很多远程配置管理系统，导致其运维服务成本有一定的增加。
很明显，eSIM卡会给终端厂商带来更好的用户体验和更多的可能性，但是会削弱运营商对用户的控制力，所以eSIM一直没有普及。
三年过去了，苹果的Apple SIM卡已经遭遇了很多挫折。只有少数运营商支持，大部分中国消费者都没听说过。中国用户接触最多的是类似魅族的SoftSIM服务，在国外只能买流量。
然而，随着物联网时代的到来和可穿戴设备的普及，在智能手机终端屡遭挫折的eSIM卡迎来了春天。
eSIM卡在车联网中的应用
其实eSIM服务和车联网有关。杰德(中国)信息技术有限公司客户解决方案销售总监王英洲向(微信官方账号:)介绍，eSIM业务最早是在车联网领域开发并大规模商用的，其技术也在车联网领域进行了测试，但为什么是车联网？
首先，车联网的通信需求其实就是安全性的需求，嵌入式卡在安全性上更有保障。车祸发生时，车主无法 *** 作的情况下，汽车主要是主动与后台沟通，所以eSIM起着非常重要的作用。很明显，传统的插卡无法保证碰撞后这项服务的正常使用，所以一个嵌入式的卡(这种与车机集成的卡)就很重要了。
其次，车辆跨境进出口需要码号管理的服务。从车厂的角度来说，一辆车的成本很高，就像一个补丁的eSIM，它的成本微不足道。但是汽车要出口到世界各地的时候，如果假设是死号的SIM卡，那么他需要提前和各个国家的运营商协商，生产死号卡，然后运到生产基地，生产出来之后再出口到各个地方，所以这一块是非常繁琐的，所以从车厂的角度来说，他有必要降低物料管理和工艺的复杂度。而且如果这个卡上写了死号，出口后一定时间内卖不出去，另一个市场就需要同样的车型，就要开那些车，把里面的卡卸下来，再按本地卡。整个过程的成本很高，可能几百欧元。
这些因素导致许多汽车经销商率先使用eSIM的M2M的这项服务，也就是说，使用芯片卡并进行码号管理服务。
eSIM卡在可穿戴设备中的应用
随着可穿戴设备的普及，通信和联网正在成为这些智能硬件的标准功能。显然，相比汽车和智能手机，可穿戴设备的内部空间要珍贵得多，尤其是在电池技术没有取得突破的前提下，所以eSIM显然是更好的选择。
据了解，去年3月，GSMA协会公布了期待已久的嵌入式SIM卡远程配置(eSIM)规范。这是一个重要的里程碑，因为它代表了可重复编程eSIM标准的第一个GSMA标准化版本，可用于智能手表、健身设备和平板电脑等消费电子设备。
目前三星的Gear S2和S3，华为的HUAWEI Watch 2，都有eSIM卡版本，但是目前国内运营商都不支持，这也是国内用户一直在做的事情。
eSIM卡在物联网领域的前景
虽然手机用户体验eSIM还很遥远，但国内运营商都在积极利用eSIM卡部署自己的物联网平台。因为对于运营商来说，物联网是成本敏感的，对安全性和稳定性要求更高，传统的SIM很难满足物联网设备的要求，而eSIM卡就方便多了。
在生产过程中，物联网设备中直接嵌入一张白色卡片，卡片上包含不同 *** 作人员的身份。通过单一管理平台，以安全长距离空中传输(OTA)方式完成运营商安全认证。用户可以直接选择设备所在的运营商网络，使用本地资费，减少跨境漫游费用，无需插SIM卡。
据中国移动相关人士介绍，中国移动以1000万用户为样本计算，每个eSIM可以节省4元左右的成本，这无疑将加速物联网的发展。
但对于eSIM物联网来说，除了eSIM卡，SM平台(订阅管理器)才是运营的重点，成为管理eSIM和更换运营商的关键。据悉，中国移动和中国电信已完成物联网eSIM卡平台建设。
对于物联网专网，由于eSIM卡可以远程编程管理，运营商可以为自己的物联网专网搭建专网写卡平台，实现物联网所有eSIM卡的空中写卡，甚至跨运营商写卡，并提供面向企业的设备管理解决方案。
面向物联网市场，eSIM卡未来市场前景广阔，包括车联网、可穿戴设备、智能家居、智能家居、远程智能抄表、无线移动POS机、定位跟踪等等。据预测，到2020年，全球将有125亿个eSIM连接，总价值约1740亿美元。
目前国内外很多公司都布局了eSIM卡。在刚刚过去的“第二届eSIM技术与创新峰会”上，我有幸采访了国内的创业公司郭彤和国外的G&D。
据王英洲介绍，世界上第一张SIM卡是G&D制造的，G&D也提供了世界上第一个商用的eSIM平台。未来，我们会一直看好eSIM卡在物联网领域的应用。
当然，除了大公司，创业公司也已经进入市场，位于上海的郭彤科技看到了eSIM卡未来的机会。在刚刚结束的MWC2017上，中国电信联合郭彤、龙尚科技展出了一款窄带物联网模块，采用了郭彤科技的SIM2free技术。此外，郭彤宣布将与中国联通和恩智浦合作，打造eSIM解决方案。
目前，郭彤的主要产品包括ezM2M设备管理平台、SIM2free虚拟SIM技术和ezUICC连接管理平台，主要连接终端制造商和运营商，并提供交钥匙解决方案。
在科技CEO史看来，虽然目前eSIM卡的市场还不够大，运营商对eSIM卡在手机中的应用还比较抵触，但是他们在等待机会。
据国外媒体报道，ARM最近以1170万英镑收购了物联网安全公司Simulity Labs。Simulity Labs致力于SIM/eSIM技术的研究，并提供相应的嵌入式系统和服务，让物联网设备安全接入网络。
软银创始人孙正义在收购ARM后表示，物联网设备的数量将在20年内超过1万亿台。这些设备需要通信互联，但目前基于运营商蜂窝网络的物联网连接只占5%到8%。
未来，各种优势的eSIM卡显然大有可为。

物联网开发需要的技术
一：单片机/嵌入式开发
智能硬件，哎，不就是单片机吗说到底就是一个微控制器，现在出现的智能手表，调光LED灯，蓝牙开锁，WiFi插座等等，说到底不就是单片机开发嘛单片机，电子和通信专业一般都会教51或AVR、计算机系接触不到。现在流行的Arduino也是单片机开发的一种。
但是要做一款智能硬件，技术上只会单片机编程还是不行的。哎呀嘛什么智能硬件，本质上就是一个电子产品!。所以你要开发一款能拿得出手的智能硬件，电子系统设计必须要会的!
二：网络通信协议
智能硬件与传统的电子产品最大的差别，就是智能硬件连上了网络。要连上网络，就需要用到网络通信模块及学习网络通信协议——TCP/IP。
TCP/IP是一个技术的总称，里面包含两种协议TCP、UDP，位于网络通信分层模型的传输层，同时也是由 *** 作系统管理。而>从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

物联网 (IoT) 不只是新技术， 还是与旧技术的集成，其关键在于通信。 可用的通信方法各不相同，但是，各种不同的协议在将海量“事物”连接到互联网时发挥着重要的作用。 本文介绍了两种物联网补充协议： 用于短距离设备连接的本地协议 Modbus 以及支持物联网进行全局通信的可扩展互联网协议“消息队列遥测传输 (MQTT)”。
Modbus 是一个串行通信协议，首次出现于 1979 年，是连接行业设备实际使用的标准协议。 MQTT 早在 20 年前便已出现，但是将这两个协议结合在一起使用，能够为深度嵌入式设备提供物联网的规模和连接性。 图 1 展示了这些协议之间的一般关系，同时介绍了连接的支持解决方案：物联网网关。
图 1 物联网 (IoT) 网关作为物联网通信的支持解决方案 我们来看一下 Modbus 和 MQTT，以了解其区别以及如何在物联网中互相补充。
Modbus
自 1979 年首次出现至今，Modbus 已经演变为一套全面的支持多种物理链接的协议集（如 RS-485）。 Modbus 的核心是一个串行通信协议，采用主从模式。 主机向从机发送请求，从机予以回复。 在标准 Modbus 网络中，有一台主机以及最多 247 台从机（但是，如果采用 2 字节寻址，则可显著提高这一界限）。
借助 RS-485，主从机之间的通信发生在指示功能码的帧中。 该功能码可识别要 *** 作的功能，如读取独立输入；读取先进先出队列；或执行诊断函数。 然后，从机根据收到的功能码进行响应，该响应较为简单，由一组字节指示。 因此，从机可以是智能设备，也可以是只有一个传感器的简单设备。
从该描述中，您可以看到 Modbus 协议非常简单，但是其作为协议的开放性使其成为整个行业或 SCADA 系统的实际通信协议。
消息队列遥测传输

首先介绍一下目前的无线物联网技术的优缺点吧。1、ZigBee：
具有自组网能力，安全性，可靠性，抗干扰能力，穿墙能力和衍射能力较弱，传输距离只有20米左右。其理论节点具有65,000个，但是实际应用中200-300个节点时稳定性上就会衰减
2、Wi-Fi：实现大数据在小范围内的无线传输，可连接30左右个产品但是实际中连接20个以上就极不稳定。适用于智能单品，不适用于系统应用。3、蓝牙 Mesh：
蓝牙Mesh网络，也称为“多跳”网络，具有自组网能力安全性可靠，但穿墙能力和衍射能力较弱，需要借助邻近节点中转来实现长距离大范围组网，组网速度慢，节点多时延迟较大。4、NB-IOT：构建于蜂窝网络，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，需基站的支持，具有覆盖广、连接多、速率快、功耗低等特点，但缺点是成本较高，普及性低，每个节点需消耗移动流量
。然后给您推荐一下深圳咻享智能的无线物联网技术YIO协议：具有自组网能力，高安全性，高可靠性，跳频抗干扰能力强，节点数量可达到百万个。单节点半径可达200米，并无限桥接，非常适合大面积，多数量的设备无线管控。

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