物联网的中间件充当着物联网系统的枢纽,对于物联网数据采集、传输、存储、处理、分析等方面发挥着举足轻重的作用,能够使各设备感知和理解环境变化,进行决策和控制,并将数据流和控制信号从各个终端节点搜集,并通过互联网进行交互。
通常,物联网的中间件包括了诸如云计算、大数据分析、消息代理、协议转换、数据缓存、安全管理等多种功能,以便于实现设备、应用程序、网络和平台之间的互 *** 作性和信息交互,并为物联网系统提供支撑。
因此,物联网中间件并不是一种硬件设备,而是一种软件系统,扮演着连接其他物联网组件的重要角色。MQTT协议。自动售货机,是一种能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备,它不受时间、地点的限制,能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式,又被称为24小时营业的微型超市,可以通过MQTT协议与物联网平台进行交互,在应用侧可以到物联网平台订阅设备侧变化的通知,用户可以在控制台或通过应用侧接口创建数据转发规则,把设备上报的属性转发给其他华为云服务。常见的自动售卖机共分为四种:饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机、化妆品自动售卖机。
物联网的功能组件:
设备。包括现有常用的设备,例如智能仪表或车辆,这些连接组件已集成到产品设计中。也包括由于物联网技术而出现的新设备,例如宠物追踪器。这样的设备必须具有传感器、通信功能,还将具有其他元素(例如,电源)。另外,根据设备的类型,它可能具有HMI。
传感器和执行器已连接的设备。传感器能够从环境中捕获数据(例如,温度)。执行器响应指令并进行更改设备状态(例如,调节恒温器的温度)。执行器的指令可以来自同一设备上的传感器,也可以来自其他来源(例如,房主回家时,可以通过移动电话激活恒温器)。设备可以同时具有传感器,执行器两类功能。
通信硬件使设备能够连接到网络,以将数据从传感器发送到后端系统。包括用于通过蓝牙,Wi-Fi,ZigBee,LoRa,蜂窝网络(例如GSM,5G,NB-IoT,LTE-M)或多种专有技术进行无线连接或通过固定网络进行无线连接的硬件。有些设备将具有连接到多种类型网络的硬件。
–连接网络(可以是蜂窝网络,固定网络或卫星网络)可以通过Internet或专用网络将来自传感器的数据传递到用户的后端系统。
此外,可以将各种不同的应用软件为最终用户提供附加价值。
–服务端软件包括用于收集和分析来自传感器和其他来源的数据(例如,天气预报数据)的服务器。这些服务端系统可以在公共或私有云或本地硬件中找到。对于非常简单的系统,服务端软件可以是标准PC。
–设备管理,安全性和数据分析等软件平台可确保IoT设备正常运行。这样的平台还包括用于分析数据并改善业务流程的数据分析软件,以及用于存储数据的数据库。
–应用软件还包括计费和客户支持等服务。
物联网价值链还包括设计,构建和管理物联网服务的系统集成商(SI)或开发人员。物理设备通常需要安装和维护。
天工测控主要面对安防,车载,物联网,无人机,机器人,智能家居一类生产企业,提供核心模块技术和方案。其中就包含提供位置信号的定位模块及基于位置信号的应用方案,比如我们的GPS模块、北斗模块、组合导航模块和蓝牙室内定位方案、室内外无缝定位方案、UWB测距应用等;然后把各种信息连接起来,服务于我们智能生活中的无线模块及应用方案,比如WiFi模块、BLE蓝牙模块、组合模块和智能插座方案、无线图传方案、智能照明方案、智能门锁等智能家居类应用方案,为我们的生活提供更多便利,营造一个更安全、舒适的家居环境。
工业网关主要有以下得3种常见用途:一、工业网关可以完成数据的实时采集。
工业网关连接设备的plc,实时采集工业设备运行的参数信息,可实现设备的数据实时采集,断线续传等功能。专业的工业网关可以在加密的情况下采集数据,实现数据的远程采集与传递。
二、工业网关可以通过云端平台实现设备的远程监控与管理。
工业网关采集到的数据传递云端平台,一旦设备运行过程中出现故障,物联网云平台就会向设备管理者推送报警信息。设备管理人员登入云端平台查看故障,通过工业网关实现设备的远程监控与调试。
三、工业网关可实现协议转换本地互联互通。
工业网关可实现多种协议转化为一种标准协议如ModbusTCP、OPCUA等通用协议,实现本地不同设备之间互相通信。
以上就是工业网关的三大主要用途,其实工业网关AR7091还可实现视频监控、边缘计算、巡检打卡等功能。
路由器的基本功能如下:
第一,网络互连:路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;
第二,数据处理:提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;
第三,网络管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
路由器是互联网络中必不可少的网络设备之一,路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。 路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
要解释路由器的概念,首先要介绍什么是路由。所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,英文名称Router。
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。
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