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物联网通信架构总结

时间:2023-03-19 21:41:39 科技观察

本文从宏观角度介绍物联网通信架构,让大家对日益频繁出现的物联网设备的工作原理有一个初步的了解。主要分为直连、网关、云端三种模式。1.直连模式(directintegrationpattern)通常我们使用直连模式的小米手环、手机等物联网设备,但是它使用的是蓝牙,无法提供通用接口接入;解决这个问题的方法是利用已经成熟多年的Web技术,所以也有人提出了WebofThings的概念。如果设备支持HTTP和TCP/IP,并且可以直接连接互联网,比如使用Wi-Fi,那么就可以使用这种直连方式。通常设备需要比较强大的处理能力,并且有持续的供电,比如智能家居等。通过Web直接控制设备,需要实现类似下图的功能,从硬件控制、RESTFULAPI设计到HTTP服务器实现。2.网关集成模式如果设备资源有限,或者不能直接联网(比如只支持蓝牙,ZigBee),可以通过访问功能强大的网关,通过Web访问;网关将其他类型的协议转换为统一的对外接口(如将设备的CoAP转换为HTTP供用户使用),还提供设备的安全认证、集成、临时数据存储、语义描述等功能。开源网关项目包括OpenHab[2],很多大厂商也有自己的网关来支持自己的设备。3、云集成模式云集成模式可以看作是网关模式的扩展,只是网关在云端,提供协议转换、数据处理等云服务。最大的特点是可以通过外网访问各种设备。目前,已经出现了AWS、阿里、微软等巨头提供物联网云服务的各种平台,也出现了Xively、机智云等专业化平台,百家争鸣,但大多数其中采用类似于下图的结构,通过MQTT协议来管理各种设备,在云端有一个虚拟设备保存设备状态,存储管理设备产生的数据,使用秘密APIKEY来通过RESTAPI等方式发送管理指令。4.总结通过云端的方式往往使得指令的传输非常缓慢,因此一个物联网设备可能同时允许以上几种操作方式。使用Web来控制设备,也可以方便地使用IFTTT等第三方自动化平台设计条件自动执行一些功能,并与Twitter等常用应用程序进行交互。***,偷几张书上协议介绍的图片,方便理解物联网涉及的各种协议,比如Bluetooth、MQTT、ZigBee、AppleHomekit等。