現(xiàn)在網(wǎng)上討論的有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的帖子非常之多，但大部分都是介紹理論或者有關(guān)硬件，通訊相關(guān)的問題，比如物聯(lián)網(wǎng)模塊，物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議MQTT、XMPP、NB_IOT等，個人認為這些只是物聯(lián)網(wǎng)中一部分，而涉及到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備如何管理，用戶如何管理，數(shù)據(jù)包如何解析，大數(shù)據(jù)如何展示等也是物聯(lián)網(wǎng)模塊中非常重要的部分，所以作者就根據(jù)自身工作中總結(jié)出來的建構(gòu)在云端的物聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)基本架構(gòu)分享給大家，并基于此架構(gòu)如何一步一步來開發(fā)一套物聯(lián)網(wǎng)云平臺。

物聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)，應該是基于現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，通訊技術(shù)來建構(gòu)，而不依賴與特定的硬件模塊，用戶可以基于自身的設(shè)備技術(shù)架構(gòu)，簡單輕松接入物聯(lián)網(wǎng)。下圖是物聯(lián)網(wǎng)的核心架構(gòu)：

1. 四大核心模塊

在物聯(lián)網(wǎng)中存在4大核心模塊，那就是設(shè)備管理，用戶管理，數(shù)據(jù)傳輸管理，數(shù)據(jù)管理，只有具備了這四大核心模塊，才能認為是一個完整的物聯(lián)網(wǎng)平臺，而所有其他的功能模塊都是基于此四大功能模塊的延展。

1.1 設(shè)備管理

設(shè)備類型管理：定義設(shè)備的類型，此功能一般由設(shè)備的制造商來定義，一種設(shè)備類型最重要的是關(guān)聯(lián)到一套獨有的數(shù)據(jù)解析方法，數(shù)據(jù)的存儲方法，已經(jīng)設(shè)備規(guī)格等數(shù)據(jù)，也只有設(shè)備的制造商才可以編輯有關(guān)設(shè)備類型的數(shù)據(jù)，而設(shè)備的使用者只能瀏覽設(shè)備類型的相關(guān)信息

設(shè)備管理：設(shè)備管理定義設(shè)備相關(guān)信息，每個設(shè)備必須定義其設(shè)備類型，設(shè)備類型有使用者屬性，設(shè)備在完成銷售，并被使用者激活后設(shè)備就屬于設(shè)備使用者了，這時候設(shè)備使用者對設(shè)備有完全的控制權(quán)，可以控制設(shè)備的哪些數(shù)據(jù)可以被制造商查看，可以被哪些用戶查看等權(quán)限

1.2 用戶管理

組織管理：在物聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)中一個很重要的觀念就是組織，所有的設(shè)備，用戶，數(shù)據(jù)都是基于組織的管理的，設(shè)備制造商是一個組織，設(shè)備的使用者是一個組織，家庭都可以是一個組織。

用戶管理：用戶是基于一個組織下的人員構(gòu)成，每個組織下面都有管理員角色，管理員可以為其服務的組織添加不通的用戶，并分配每個用戶不同的權(quán)限。一個用戶也可以屬于多個不同的組織，并且扮演不同的組織

用戶組：一組用戶，也是基于組織的用戶組管理，同一用戶組的用戶擁有相同的權(quán)限

權(quán)限管理：同樣是基于組織的權(quán)限管理，主要是針對對象級別的權(quán)限細分，如設(shè)備的瀏覽權(quán)限，可以控制每個用戶是否看到這個設(shè)備；設(shè)備數(shù)據(jù)瀏覽權(quán)限定義是否可以查看設(shè)備的運行數(shù)據(jù)

1.3 數(shù)據(jù)傳輸管理

1.31 基本格式

數(shù)據(jù)傳輸管理，定義針對一類型設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，基本格式是:

每一個設(shè)備有廠商唯一的序列號，因為每個制造商有自己的編碼格式，固此序列號沒有固定格式。

命令碼，為此條數(shù)據(jù)的作用，比如是上傳數(shù)據(jù)，或者服務器下發(fā)給設(shè)備的命令等，一般采用2位數(shù)字編碼00~99

數(shù)據(jù)，此部分是此條報文，所包含的數(shù)據(jù)部分，每個協(xié)議可以定義不同的解析方式，比如服務器在收到數(shù)據(jù)包后，會根據(jù)預先定義好的解析方式解析數(shù)據(jù)字段，并按照規(guī)則存儲

1.32 數(shù)據(jù)解析定義

每種設(shè)備類型可以定義多條命令，每個命令都有自己不同的解析方式，組織的管理員可以為自己的設(shè)備類型定義解析方式

服務器接收到數(shù)據(jù)后，會自動根據(jù)預先定義的解析方式解析數(shù)據(jù)字段

設(shè)備開發(fā)者要根據(jù)在IOT平臺定義的數(shù)據(jù)格式，自行開發(fā)自己設(shè)備的解析代碼

數(shù)據(jù)字段都按照HEX方式收發(fā)

1.33 數(shù)據(jù)的存儲

存儲要支持分布式架構(gòu)，可以為每個設(shè)備定義不同的存儲位置，在diego iot中數(shù)據(jù)存儲使用mysql數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)不同的設(shè)備存儲在不同的mysql數(shù)據(jù)庫中

每條數(shù)據(jù)定義生命周期，在生命結(jié)束后，系統(tǒng)將自動刪除

1.4 數(shù)據(jù)管理

權(quán)限管理，數(shù)據(jù)的權(quán)限在物聯(lián)網(wǎng)平臺中是至關(guān)重要，數(shù)據(jù)屬于誰是一個非常重要的概念，只有設(shè)備的擁有者才能定義數(shù)據(jù)可以給誰看

大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)本身就是海量的數(shù)據(jù)，我們可以借助一些開源的大數(shù)據(jù)平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析，只有經(jīng)過分析的數(shù)據(jù)才是有價值的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的導出，用戶可以導出數(shù)據(jù)到本地做分析

2.網(wǎng)絡通訊

現(xiàn)在所有的云端的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺和設(shè)備之間的通訊，本質(zhì)上都是建構(gòu)在TCP/IP協(xié)議之上的，只是對數(shù)據(jù)包的再封裝而已，基于此我們可以是用wifi，4g來實現(xiàn)設(shè)備和云平臺的通訊，不過設(shè)備與設(shè)備之間的通訊，可以有wifi，Bluetooth，zigbee等，下面介紹幾種常用的通訊架構(gòu)

2.1 基于移動3/4G通訊

此架構(gòu)是最簡單的架構(gòu)，設(shè)備就如同我們的手機，基于移動通訊來上網(wǎng)，其主要需要考慮如下幾點

每個設(shè)備都需要一個SIM卡，可以到移動服務器商辦理專門針對物聯(lián)網(wǎng)的SIM卡

數(shù)據(jù)流量問題，這種架構(gòu)完全是走數(shù)據(jù)流量，如果有視頻數(shù)據(jù)，將會產(chǎn)生比較大的流量費用，這都是要考慮的

通訊質(zhì)量問題，這完全依賴于移動服務商的網(wǎng)絡覆蓋狀況，就如同我們手機一樣，在有些環(huán)境下是沒有信號的，也就沒辦法收發(fā)數(shù)據(jù)

2.2 基于wifi局域網(wǎng)

此中架構(gòu)，適合于所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都是運行在一個局部環(huán)境中，設(shè)備通過wifi或者有線連接到路由器，而由路由器統(tǒng)一連接的物聯(lián)網(wǎng)服務器，就如同我們家中裝一個wifi路由器上網(wǎng)一樣的架構(gòu)，需要注意的事項：

局域網(wǎng)內(nèi)的智能設(shè)備，是沒有公網(wǎng)獨立的ip的，只有一個局域網(wǎng)內(nèi)的ip，帶來的問題就是，設(shè)備可以直接給物聯(lián)網(wǎng)服務器發(fā)送數(shù)據(jù)包，而物聯(lián)網(wǎng)服務器是不能直接給設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包，就因為設(shè)備沒有公網(wǎng)獨立ip

功耗問題，對于使用wifi接入的設(shè)備，最好不是電池供電，因為wifi的功耗比較大

干擾問題，如果在大型的廠房部署這種架構(gòu)，一定要考慮，廠房內(nèi)是否有強干擾源，如電磁干擾，可以考慮采用工業(yè)級的無線路由器，一般抗干擾能力比較強

2.3 基于藍牙通訊

一般的基于藍牙的物聯(lián)網(wǎng)，會考慮通過藍牙網(wǎng)關(guān)來部署

藍牙由于其點對點的通訊方式，所以要考慮如下問題：

藍牙網(wǎng)關(guān)的容量問題，也就是一個藍牙網(wǎng)關(guān)能接入幾個藍牙設(shè)備，這取決于藍牙網(wǎng)關(guān)中使用了多少個藍牙設(shè)備

藍牙的配對問題，藍牙設(shè)備直接的通訊都首先配對才能通訊，如果實現(xiàn)自動配對，如果不能自動配對，大規(guī)模部署，將是一個很麻煩的事情

還有一種場景是針對不需要一直在線的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而只是在某種特殊需求的情況下，需要連上服務器，這中場景下，我們可以通過手機的藍牙功能來讓設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)

藍牙手環(huán)是這種架構(gòu)的一種典型應用模式

2.4 基于zigbee

ZigBee也是一種流行的組網(wǎng)模式，zigbee本身設(shè)計是針對傳感器之間的聯(lián)網(wǎng)，具有非常強的低功耗能力

zigbee接入網(wǎng)絡也依賴于zigbee網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)本身也是一個zigbee設(shè)備，zigbee設(shè)備是自組網(wǎng)的，在使用過程中注意的問題有。

數(shù)據(jù)量的問題，設(shè)備能力和功耗本身是自相矛盾的，由于ZigBee是超低功耗方案，固在通信能力上也是打折扣的，很適合一些傳感器數(shù)據(jù)的采集，如溫度濕度，但如果對大數(shù)據(jù)量的視頻類的就不適用了

這里主要介紹了，幾種常用的物聯(lián)網(wǎng)部署架構(gòu)，至于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，這里就不多介紹，網(wǎng)上文章非常多。

3.智能設(shè)備

設(shè)計的初衷是讓智能設(shè)備開發(fā)者擺脫對特殊模塊的依賴，對于智能設(shè)備的開發(fā)，只要具備聯(lián)網(wǎng)功能即可，沒有特別多的要求。

審核編輯：湯梓紅