从零开始设计环保监测物联网系统(二)

IOT网关，接收sensor数据的总入口，主要是日志，安全防护，流控，协议转换等功能，

图1 IOT网关

之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的，初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 和 安全防护 。

数据接收和转换功能 ，这里很简单，拟定好数据交互格式后，IOT网关按照约定好的格式进行解析，然后转发给后端服务进行进一步的处理

安全防护 ，设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现，SN号包含的信息比较多，如生产批次，设备型号等，受制于厂商我安全防护不能做的非常完善，同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密，协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。

图2 鉴权

安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话，要考虑设备厂商实现通信模块能力，设备功耗，设备性能（低端设备cpu性能可能比较差，可考虑对称加密形式），IOT网关也需要引入相应模块。

另外认证从性能方面考虑，后期在设备比较多的情况下，可以加入redis等内存型key-value数据库，缓存设备信息，提高鉴权模块性能。

实践中，我们的sensor基本都是依靠电池供电，因此我们的IOT网关基本是面向短链接（后期我们有监测设备，依靠外部电源直接供电，为长连接），因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权，鉴权通过后，设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。

图3 数据交互流程

这一块的调试工作长达半年左右，才基本稳定下来，主要集中在设备商处除了硬件稳定性，还有在调试中发现传输的字符串乱码（c语言处理问题），沾包（厂商开发人员tcp协议不熟），优化传输效率，关闭cork或者 Nagle 算法（传输包很小）。

因为IOT网关不能主动断连接，理论 *** 作中，IOT网关应该和sensor有心跳协议，保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后，竟然没有close 连接，直接休眠，导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放，后面为了预防这种现象，我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器，回收失效连接（系统默认时间是2小时左右，我缩短了失效时间），理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。

整个IOT网关的设计，是无状态，可伸缩的，单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。

DHT11 接2
gravity T-R R-T Vcc GND
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有很多的客户在应用电信物联网卡时常常会碰到的某些难题，例如电信物联网卡充值没法应用、电信物联网卡没有数据信号、物联网卡无法连接互联网、电信物联网卡插到机器设备上没法应用，而这种难题相对而言通常全是一件事，要是把握的相匹配的方式就可以轻轻松松的解决，今日中亿物联网就为诸位详尽的梳理了某些电信物联网卡应用全过程中疑难问题及其解决方法，协助诸位加高效率的解决物联网卡应用全过程中出现的难题。
在应用电信物联网卡的全过程中，许多客户都是碰到插进机器设备没法一切正常连接互联网技术的状况。为何电信物联网卡不可以一切正常上外网？在清除扣费的状况下，通常状况将会是机器设备没法鉴别电信物联网卡，本地网络数据信号较差，机器设备故障指示灯亮。针对公司而言，必须有一个技术专业的电信物联网卡管理系统来的管理方法，尽快 *** 纵步骤。
电信物联网卡不可以恰当连接互联网技术的缘故是啥？
新手使用提示：先充值资费，待包月扣减手机话费后起效，再查寻资费已起效的手机话费，以便一切正常应用，在资费未起效以前，全部应用的总流量全是手机话费的总流量，大家必须要记牢。温馨提醒，不然会导致很多的借款，该卡将被报费。
1 电信物联网卡没有网络，没有数据信号，没有服务项目？
答：拆换机器设备，假如还是那样的难题，那便是物联网卡本身的问题。假如拆换的机器设备能显示信息一切正常，那便是机器设备的问题，那便是查验物联网卡是不是开启，没有开启，都没有数据信号和服务。假如是开了的，就不太可能用了，尽快和商家做补卡处理。
2 买张新电信物联网卡，用了过段时间没法应用。
答：您得到卡后，是不是马上插进卡刚开始应用，假如应用，表明已超出激话的2M免费流量，造成扣费关机、扣费报账、中止应用，能够处理。
3 电信物联网卡充值话费后还是没法应用。
答：你得到卡了吗？您激话时是不是应用了很多激话总流量，造成扣费，随后您刚开始充值，但造成资费总流量没法合理应用，因而没法应用。或是您已充值，不论您是充值几块钱还是1元。要是，则没法应用，因而您务必付款扣费，等候资费扣减，在你可以恰当应用它以前？
4 为何电信物联网卡要在25号以前充值？
答：因为电信物联网卡和集团公司企业的清算期在25日以前，大家务必搜集下月应用的统计数据。假如不应用，电信集团将先中止冻洁。随后，在下月25日至3日之间，大家能够恢复使用了。要是未对电信物联网卡进行充值，物联网卡将会被电信集团公司企业提早冻洁，随后进到撤销步骤。
5 电信物联网卡已充值，资费也已启用，但是没法应用是怎么回事。
答：先了解是不是有欠款，如无欠款，请补充欠款，就能一切正常应用。假如查寻不扣费，资费也合理，表明是移动系统问题，请立即联络物联网技术客服经理处理。
中亿物联网觉得要是公司客户可以明白的了解掌握电信物联网卡的疑难问题，就可以独立髙速的开展物联网业务，尤其是针对某些使用不知名方式购置电信物联网卡的企业而言，通常都没有相应处理的售后维修服务，当碰到某些简易的难题时解决起来都必须花费更多时长，总体的高效率非常不高，公司客户还可以根据物联网卡服务平台开展大批量管理方法，自主查寻电信物联网卡应用状况。

通过从传感器、计量器等器件获取环境、资产或者运营状态信息，在进行适当的处理之后，通过传感器传输网关将数据传递出去；同时通过传感器接收网关接收控制指令信息，在本地传递给控制器件达到控制资产、设备及运营的目的

通过公网或者专网以无线或者有线的通信方式将信息、数据与指令在感知与控制层、平台服务层、应用服务层之间传递，主要由运营商提供的各种广域IP通信网络组成，包括ATM、xDSL、光纤等有线网络，以及GPRS、3G、4G、NB-IoT等移动通信网络

物联网平台是物联网网络架构和产业链条中的重要环节，通过它不仅实现对终端设备和资产的“管、控、营”一体化，向下连接感知层，向上面向应用服务提供商提供应用开发能力和统一接口，并为各行各业提供通用的服务能力，如数据路由、数据处理与挖掘、仿真与优化、业务流程和应用整合、通信管理、应用开发、设备维护服务等

丰富的应用是物联网的最终目标，未来基于政府、企业、消费者三类群体将衍生出多样化的物联网应用，创造巨大的社会价值。根据企业业务需要，在平台服务层之上建立相关的物联网应用，例如，城市交通情况的分析与预测，城市资产状态监控与分析，环境状态监控、分析与预警（如风力、雨量、滑坡），健康状况监测与医疗方案建议等

向下接入分散的物联网传感层，汇集传感数据
向上面向应用服务提供商提供应用开发的基础性平台和面向底层网络的统一数据接口，支持具体的基于传感数据的物联网应用

从设备底层到云端应用都由技术人员自行开发，对研发能力和开发时间都是不小的挑战
物联网应用存在共性需求如安全是否可以以云服务的方式提供这些功能？
物联网平台使物联网应用的快速实现成为可能，并从开发难度、功能性能和稳定可靠等多方面提供服务保证

DMP一般集成在整套端到端M2M设备管理解决方案中，解决方案提供商联合合作伙伴一起，提供通信网关、通信模块、传感器、设备管理云平台、设备连接软件，并开放接口给上层应用开发商，提供端到端的解决方案

大部分DMP提供商本身也是通信模组、通信设备提供商，如DiGi，Bosch等，本身拥有连接设备、通信模组、网关等产品和设备管理平台，因此能帮助企业实现设备管理的整套解决方案

一般DMP部署在整套设备管理解决方案中，整体报价收费；也有少量单独提供设备管理云端服务的厂商，每台设备每个月收取一定的运营管理费用

M2M连接数大、SIM卡使用量大、管理工作量大、应用场景复杂、要求灵活的资费套餐、低的ARPU值、对成本管理要求高

包含基础大数据分析服务和机器学习两大功能

未来物联网平台上的机器学习将向人工智能过渡，比如IBM Watson拥有IBM独特的DeepQA系统，结合了神经元系统，模拟人脑思考方式总结出来强大的问答系统，可帮助企业解决更多商业问题

AWS IoT可在连接了Internet的设备（如传感器、制动器、嵌入式微控制器或智能设备）与AWS云之间提供安全的双向通信，并使云中的应用程序能够与连接了Internet的设备进行交互。这样，用户能从多台设备收集遥测数据，然后存储和分析数据；也可以创建应用程序来通过手机或平板电脑控制这些设备

AWS IoT包括设备网关、消息代理、规则引擎、安全和身份服务、Device Shadow服务等组件

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通过使用AWS的服务，艾拉物联可以无需投资传统数据中心，便可提供企业级服务。在AWS的支持下，艾拉物联将全球的服务都可以整合到一个云平台上，以最小成本开拓了国际业务，使得各地都可以使用同样的开发及运维工具

AWS云服务安全、稳定、可扩展以及全球覆盖的特性加快了涂鸦业务的全球化部署，为保证海外涂鸦客户和合作伙伴能够享受到本地化的服务体验提供了坚强保障

使用AWS云平台给Sengled生迪带来的好处包括简化运维、节省人力成本、节省资源成本，同时可以灵活地扩展应用系统。AWS提供的丰富功能，使运维工程师不必研究学习传统的运维工具和方法，就可以建立起一套完整、可靠的交付系统和运维平台

物联网平台是阿里云针对物联网领域开发人员推出的一款设备管理平台。高性能IoT Hub实现设备与云端稳定通信，全球多节点部署有效降低通信延时，多重防护能力保障设备云端安全。此外，物联网平台还提供丰富的设备管理功能、稳定可靠的数据存储能力，以及规则引擎。使用规则引擎，您仅需在Web上配置简单规则，即可将设备数据转发至阿里云其他产品，获得数据采集、数据计算、数据存储的全栈服务，真正实现物联网应用的灵活快速搭建

平台案例

24小时ATM式自助售药机支持用户线下24h到店扫码付款，当场取货；线上平台下单，骑手限时送达。同时提供完备的商户管理后台，可以进行订单管理、货道管理与财务管理

仓库猫用于解决仓库的科学监测、信息化、网络化管理等问题。可以做到防火监测、防盗监测、防水监测、防潮监测、能够帮助企业快速搭建店铺的监测系统，报警系统，云存储系统

OneNET定位为PaaS服务，即在物联网应用和真实设备之间搭建高效、稳定、安全的应用平台

OneNET包括设备接入、设备管理、API，>