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。

一般是权限问题。
matchup编译烧录失败一般是权限问题，需要以管理员身份运行编译器和烧录工具才能正常工作。
Matchup是一款用于物联网设备的嵌入式系统开发框架，其编译烧录失败是由多种因素导致的。

IoT Studio 是支持 LiteOS 嵌入式系统软件开发的工具，提供了代码编辑、编译、烧录 及调试等一站式开发体验，支持 C、C++、汇编等多种开发语言，让您快速，高效地进 行物联网开发。
IoT Studio 目前支持 Cortex-M0，Cortex-M4，Cortex-M7，Cortex-A7，ARM926EJ-S，RISC-V 等芯片架构。

IoT Studio 目前已经适配了多种开发板，主流支持小熊派IoT开发条件，另外还包括 GD、ST、HiSilicon、FudanMicroelectronics 等主流厂商的开发板。

IoT Studio 支持新增 MCU 列表，以满足用户其他开发板的业务需求。
IoT Studio下载地址如下：

下载会得到一份压缩包，其中包含一份安装指南，详细的安装教程可以参考该文档。
使用一键安装方式，无须再手动安装其他工具，安装步骤如下：

双击运行IoT-Studio_035exe文件开始安装。

选择我同意此协议：
选择安装路径，可以改动，不要有中文和空格，这里我保持默认：
确认设置，开始安装：
安装完成，选择是否安装ST-Link和Jlink驱动和工具，推荐全选：
IoT Studio安装成功之后会自动运行，在首次运行时检测到没有开发工具包，选择“是”，软件会调用浏览器开始下载，下载好之后双击运行developToolsexe。

软件会自动将需要用到的开发工具解压到C:UsersAdministratoropenSourceTools目录：
之后软件会自动开始安装ST-Link和J-link，根据提示安装即可。

打开工具目录，里面有两个路径需要我们在IoT Studio中配置：
安装完develop Tools之后，再次启动IoT Studio，无提示说明开发工具安装成功，IoT Studio的主界面如下：
在IoT Studio启动页面，选择用户指导文档，即可打开 IoT Studio 完整的使用指南，在以后使用的过程中遇到任何问题，都可以在此文档中找到答案：
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需要的技术很多。

现在国内重点支持的关键技术研发项目：
1．超高频和微波RFID芯片设计、产品的技术研发；
2．微型和智能传感器技术研发；
3．无线传感器网络自组网技术研发；
4．低功耗无线传感器节点产品技术研发；
5．物联网数据传输中间件技术研发；
6．面向行业应用海量数据的数据挖掘技术研发；
7．图像视频智能分析和识别技术研发；
8．物联网安全等级保护和安全测评技术研发。

乐鑫是一家专门从事物联网芯片和模块研发的公司。它的产品包括ESP8266、ESP32等芯片和模块。在使用这些芯片和模块时，有时需要将程序烧录到芯片中，而程序往往是以bin格式的文件存在的。那么，乐鑫如何看懂bin文件呢？
首先，bin文件是一种二进制文件格式，它不像文本文件那样可以直接打开查看。因此，乐鑫需要借助一些工具来解析bin文件。常用的工具包括hexdump、xxd等。这些工具可以将bin文件转换成可读的十六进制格式，其中每两个十六进制数对应一个字节。
其次，对于乐鑫的芯片和模块而言，它们的程序往往是使用C语言编写的。因此，乐鑫需要将十六进制格式的bin文件转换成C语言代码，以便进行修改和调试。这可以通过使用bin2c等工具来实现。
最后，乐鑫还需要了解bin文件的结构和内容。一般来说，bin文件包括代码段、数据段、BSS段等。代码段存放程序的指令，数据段存放程序中的全局变量和静态变量，BSS段存放程序中未初始化的全局变量和静态变量。
综上所述，乐鑫需要借助工具来解析和转换bin文件，并了解bin文件的结构和内容，才能看懂bin文件。

正确的是：必须适应强电磁干扰环境，采用自适应跳频、确定性通信资源调度，无线路由，采用低开销高精度时间同步，网络分层数据加密，异常监视与报警以及设备入网鉴权。

就国内目前的主要市场环境来看，其主要用的是wifi mesh（例如strix的mesh设备）和cofdm mesh（例如winet无线智能宽带网络），前者利用的是wifi技术速率可达几百兆，频率主要用24G和58G，使用全向天线距离大概3-5公里。

物联网

是新一代信息技术的重要组成部分，IT行业又叫：泛互联，意指物物相连，万物万联。由此，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

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