名词解释和一般核心结构
名词解释
协议
AM:通信中的 AM 是指调幅信号,在有线电或无线电通信和广播中应用甚广。
CTP:CTP协议(CollectionTreeProtocol)通常用来收集传感器组成的网络中从周围环境探测到的数据信息,多个物联网传感器组成树形结构,它们之中有一个根节点,所有传感器收集到的周围传感数据信息将通过CTP协议流向根节点。根节点一般为边界路由器,它通过收集到数据信息通过串口转发给互联网端。是TinyOS 使用的汇聚树协议,它提供到网络中根节点的尽力、任意播数据报通信。用于数据采集。
DIP:DIP协议(DisseminationProtocol)通常用于向物理自组网中下发命令,例如控制开关、下发运行参数设置更新等。互联网设备通过串口和边界路由器相连,将需要的命令数据化并由边界路由器转发,使自组网层传感器收到数据并更新设置。
物联网网关接入公共网络的方式:主要 Ethernet 和 Wifi
- 2G、3G、PSTN、LTE、LAN、DSL:
设备与网关通信的方式:RS485/232、Ethernet、Wifi、Zigbee、Bluetooth、GPRS、RF433。
网关中间件
《基于 Web 的泛在网关中间件中关键技术的研究和实现_昌煦超》
《物联网设备接入管理平台关键技术研究与实现_盛俊阳》
网关中间件(Middleware)是指一些软件和工具的结合体,通过它,能够屏蔽底层硬件和网络的复杂性以及异构性,从而方便各种应用来获取和管理各种传感器的数据和系统资源。简单来说,网关中间件是连接硬件设备和业务应用的桥梁。物联网网关分为硬件部分和软件部分,软件部分可以认为是网关中间件。
特点:数据量压力大,资源受限(能源、计算能力、内存、通信带宽),对服务质量的要求不一。
- QoS服务质量: QoS包括服务延迟,丢包率,数据精确度,差异化服务等。
通过引入智能网关,赋予终端设备网络通信能力和智能计算能力,实现物联网终端设备数据采集上报和网络通信功能。
设备接入
《物联网设备接入管理平台关键技术研究与实现_盛俊阳》
对独立设备普遍采用直连+SDK,对非独立设备采用间接接入网关+SDK+网络;通讯方式采用现有的 MQTT 或者 WIFI,只有华为采用了NB-IoT,身份验证依赖于较为简单的 ID+Token,稍微复杂一点的采用私钥加密,需要添加证书才能进行数据通讯用到的较少。
设备是否具有 IP
- 具有 IP:直连设备。车载终端、工业传感器、芯片模组等。
- 不具有 IP:非直连设备,通过网关实现 IP 能力。传感器、ZigBee、智能硬件等。
设备管理
《物联网设备接入管理平台关键技术研究与实现_盛俊阳》
连接到云的设备执行全生命周期设备管理。
- 设备联机、维护、网络连接、告警、报表分析、升级和注销,以及平台和设备两端的双向数据通道。
事件处理
《基于 Web 的泛在网关中间件中关键技术的研究和实现_昌煦超》
事件处理是一种对事件的数据流进行跟踪和分析(处理)并得出某种结论的方法。
- 复杂事件处理(CEP),是将多个来源的数据相结合,并推断出一种适用于更复杂情况下的事件或模式。
- 其目标是找出有意义的事件,并尽快对它们做出回应。
- 事件通常被定义为“状态的变化”,比如当测量值超过预定阈值的时间,温度,或其他值。举个例子,假如一个监测系统同时接收到了成千上万的事件,在这些事件中有三种事件:教堂的钟声;一个穿燕尾服的男人和一个穿白色礼服的女人;漫天飞舞的花瓣。通过这些事件,监测系统就能推理出一个复杂事件:婚礼。
- 一个完整的CEP系统需要包括事件过滤器、事件缓冲区和事件构建器二个部分。
配置管理
《基于 Web 的泛在网关中间件中关键技术的研究和实现_昌煦超》
- 对子网中设备的管理:获取节点的标识,状态和属性,修改设备的配置信息,实现远程开/关机,设备控制等等。
- 网关自身的管理:实现对网关的控制,问题诊断,配置,升级维护,修改网关的配置信息等功能。
访问安全
《基于 Web 的泛在网关中间件中关键技术的研究和实现_昌煦超》
网关可作为client和server的身份出现,
- 当作为client时,需要与平台交互以获取唯一标识和安全凭证;
- 作为server时,要能够对平台和app的请求进行安全认证(或者在资源受限的情况下通过第三方进行安全认证)。
- 特性:保密、完整、验证、不可抵赖、访问控制、可用性、隐私。
规则引擎
《物联网设备接入管理平台关键技术研究与实现_盛俊阳》
- 用户可以通过百度规则引擎设置消息处理规则,对匹配规则的消息采取相应的转发操作,如推送到手机 APP;设备消息也可以无缝转发到时间数据库,百度 Kafka 和存储对象中。
- 华为规则引擎是通过简单灵活的规则配置,触发设备,消息,通知。
IOT 数据分析
《物联网设备接入管理平台关键技术研究与实现_盛俊阳》
华为IoT 数据分析表示具备高并发实时流处理功能,数据海量存储、云计算和数据 API 开放功能。
MQTT
MQTT 协议由 IBM 公司在 20 世纪末提出,组成结构主要有报文类型、可变报头以及消息负载,MQTT 是运行在 TCP 协议上的轻量级传输协议。支持 TLS。
核心结构与流转
TinyOS:完整的物联网系统包括①物联网自组网和③互联网外网,中间是②边界路由器模块。
- ①与②之间通常是基于 AM 的无线通信。
- ②与③之间通常是串口通信。