物联网平台搭建教程

一个典型的物联网网关架构如下：

网络通信模式

常用的通信网络主要有两种方式:

1.移动网络(主要针对户外设备)移动网络2G/3G/4G/5G/NB-IOT等。

2.宽带(主要针对室内设备)WIFI、以太网等。

*2.物联网设备联网后，如何进行M2M和M2C的通信？

*物联网设备终端接入网络后，只是物联网应用的开始。设备接入网络后，设备之间需要相互通信，设备之间需要与云端通信。物联网的价值只有通过互通才能显现出来。既然要相互通信，就需要一套物联网通信协议。只有遵循这组协议的设备才能相互通信和交换数据。

常见的物联网通信协议有哪些？主要有以下协议:MQTT、COAP等。它们都有一个共同点:都是基于消息模型实现的。通信是通过设备之间、设备与云之间交换消息来实现的，消息中携带通信数据。

3.物联网设备之间，设备和云平台可以交换数据后，下一步该怎么做？

21世纪最重要的是什么？数据。有了大量的物联网设备数据，针对这些数据，人类可以挖掘其中的规律、商业价值、预测设备的未来状态等等。

对于物联网数据应用，有几个层次。

应用:监控

通过物联网采集设备数据后，如果设备数据的状态超过预设状态，会第一时间自动报警，管理员会第一时间处理，并可以通过远程操作下达命令。把问题解决在萌芽状态。

高级应用程序:报表统计

通过统计方法，对设备的历史运行数据进行统计分析。不同的报表可以按照不同的维度进行分析。然后以图表或大屏幕的形式呈现给管理员。管理员可以快速直观地了解整个物联网设备的运行状态。

高级应用:数据挖掘/机器学习

这其中有一部分需要从数据中挖掘出有价值的东西。比如通过对一段时间内设备数据的持续跟踪分析，结合人类以往的设备运维经验，利用机器学习来预测设备故障的概率，故障后可能的原因，并给出维修方案。刚才举的例子是物联网高级应用中的冰山一角。通过介绍目前火热的AI技术。物联网可以成为智能物联网。也许在不久的将来，人和设备可以自由交谈，设备可以相互交谈，并自动做出最佳决策。

综上所述，物联网的价值在于提高生产效率和管理效率，极大地促进了社会生产力的提高。

4.如何搭建物联网系统框架？它的技术架构呢？

物联网终端设备的软件系统架构:

简而言之，有两种常见的系统框架:有RTOS系统的框架(处理复杂的业务场景，其中需要多个交易并行工作)和没有RTOS系统的框架(通常处理单一业务场景)。

无RTOS设备的终端系统框架:

带RTOS设备终端系统框架：

什么是RTOS？实时多任务操作系统，利用它可以在终端设备中并行运行多个任务。每个任务负责一个事务。通过并行操作，提高了实时响应和效率。

RTOS实时操作内核一般包括以下重要组件:

1.任务调度
2.任务间的同步和通信
3.存储器分配
4.中断管理
5.时间管理
6.设备驱动程序

以任务调度组件为例:

在嵌入式操作系统中，任务是CPU上最小的运行单元。通常，一个稍微复杂的IOT应用程序是由多个任务完成的。比如有些任务负责用户事件输入和UI显示，有些任务负责数据通讯，有些任务负责业务逻辑处理。由于一个系统中有很多任务在运行，而CPU资源确实是单一的，这就导致了每时每刻只有一个任务在CPU上运行。所以为了让每个任务都有机会在CPU上运行，就涉及到了任务调度的概念。任务需要按照一定的规则进行调度。他们通常遵循什么规则？

常见的调度方式有三种:一种基于优先级，一种基于时间片，一种基于优先级和时间片。

以优先级调度为例。定义任务时，会为每个任务分配一个优先级。运行时，将首先运行高优先级的任务。在没有高优先级任务之前，低优先级任务不会运行。如果低优先级任务获得了CPU资源，那么如果有高优先级任务准备好了呢？

两种处理方法:

1.继续跑。
2.抢先一步。

抢占高优先级的CPU资源，进入运行状态。其他组件将不列出。

物联网云平台系统架构:

物联网云平台的系统架构主要包括四个部分:

1.设备访问
2.设备管理
3.规则引擎
4、安全认证和权限管理

设备访问

设备接入主要做什么？

1.它包含了多种设备访问协议，其中最主流的是MQTT协议。一些云计算厂商也将MQTT协议简化为一个独特的访问协议。

2.并发连接管理，维持可能数十亿设备的长时间连接管理。

如果你要处理数十亿的设备连接管理怎么办？目前开放的MQTT代理服务器多为单机版，也就是最多10万台以上的设备并发连接。因此，如果要管理数十亿个连接，就需要使用负载均衡和分布式架构。分布式MQTT代理服务器需要部署在云平台中。

设备管理

一般情况下，设备以树形结构进行管理，包括设备创建管理、设备状态管理等。节点从产品开始，然后是设备组，最后是特定设备。

主要包括以下管理:产品注册管理、设备添加、删除、查看、设备新闻发布、OTA设备升级管理等。

规则引擎

物联网云平台通常基于现有的云计算平台。一个成熟的物联网业务除了物联网云平台提供的功能外，一般还需要云计算平台提供的功能，比如云主机、云数据库等。用户可以在云主机上构建web行业应用服务。

该引擎的主要功能是将物联网平台的数据过滤转发给其他云计算产品。例如，由设备报告的数据可以被转发到表格存储数据库产品。

规则引擎的一般用法:类SQL语言。通过编写SQL语言，用户可以过滤数据，处理数据，将数据发送到其他云计算产品或其他云计算服务。

安全性和权限管理

物联网云平台为每台设备颁发一个唯一的证书，证书通过后设备才能接入云平台。云平台的最小授权粒度一般在设备级别。

一般有两种证书:一种是产品级证书，一种是设备级证书。产品级证书的权限最大，可以操作产品下的所有设备。设备证书只能操作所属设备，不能操作其他设备。

因此，每个连接到云平台的设备都在本地存储一个证书(实际上，现有的形式是一个密钥，由多个字符串组成)。每次与云建立连接时，都要带上证书。以便智能安全组件能够通过验证。

云计算产品

大数据计算产品、基础云服务(高性能服务器、云数据库、云网络)等。

物联网应用

智慧城市、智慧农业、工业4.0等。

以下一条来自百度物联网平台架构:突出了物联网设备、物联网云平台、云计算平台如何协同工作，很有参考价值。