物联网架构场景技术分析

发布时间: 2022-07-14 08:46:21
导读 物联网是由设备组成的网络,所以物联网需要两个要素,一个设备可以连接,一个设备可以联网。

物联网是由设备组成的网络,所以物联网需要两个要素,一个设备可以连接,一个设备可以联网。

一、物联网及相关设备的实质

物联网要明白,网络是由关联的设备组成的,所以物联网需要两个要素,一个设备可以连接,另一个可以联网。物联网常与智能硬件的任何连接概念相结合,如今的联网产品往往形式也具有无线连接的特点(有线的主要缺点就是布线麻烦)。可以支持上网、联网、无线三大特性分别关联的设备技术就是常见的蓝牙和wifi。蓝牙是一种短距离的穿墙通讯,通讯能力差;而且wifi距离远,可以穿墙,但是耗电比较高。其实ZigBee通信距离远,功耗比wifi比蓝牙低,看似理想的物联技术,但ZigBee组网能力比较差,带宽低,传输慢。ZigBee 多用于工业控制。

现代社会离不开手机,每个人的产品,蓝牙和wifi都是手机模块必不可少的,所以手机是最大的物联网智能设备。此外,由于人民是物联网的直接用户,所以几乎所有的物联网解决方案都是围绕手机用户展开的。



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二、IOT场景演进

1. 直接控制手机物联网设备架构

连接手机和控制被关联设备是物联网技术的基础,手机和控制硬件设备的第一种方式是连接到客户端的路由器,而手机和硬件控制设备可以得到一个动态IP,所以手机可以通过socket通讯控制设备来控制硬件。第二种方式是用wifi AP热点控制硬件设备,wifi客户端手机连接AP,AP的IP是固定的,所以手机可以控制硬件设备控制。

这只是内联模型的一般介绍,很少有实际应用。因为它明显的缺点,大家都知道socket通信需要知道对方的IP通信,所以APP需要在手机上填写IP控制硬件设备。IP第一方式是通过路由器的网页动态控制(一般是电脑连接浏览器输入192.168.1.1)获取,在商业应用中是不存在的。第二种方式也需要手机APP输入固定IP,控制不同设备输入IP不同,用户体验不好。而这与远程关联没有本质区别,不利于获取用户信息。而获取用户信息并提供优质服务是物联网的核心要素。

2基于独立真实服务的物联网架构

这种被关联架构是独立于域名服务器存在的方式,所以可以直接解决动态IP不固定的问题。另外,这款手机IOT架构和硬件控制都需要通过服务器硬件注册和登录用户名的方式访问独立服务器,以保证手机和控制设备通过在线技术心跳。电话和服务器上的硬件控制意见都是普通的对象关联设备,它们在服务器上似乎有一个唯一的用户ID,当设备被链接到服务器时,服务器会得到该用户ID所在设备的IP地址。手机APP控制硬件设备以用户ID为基础进行控制,首先将用户ID发送到服务器以获取对应的IP地址。后续可以由服务器控制,类似的网络互联架构广泛存在于互联网应用中,比如QQ。每部手机都用QQ账号和密码登录,登录后,QQ后台服务器所在的用户就会被告知每部手机的IP地址。QQ将两个通过账号获取用户进行通信对方的IP,然后进行通信。这些访问细节已经封装在客户端程序QQ中,QQ用户无需费心。通讯可能是通过QQ服务器,服务器也有可能绕过用户。比如发短信到QQ服务器一般会经过过滤再发给对方,而QQ视频应该是双方直接通过IP进行通信的。



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物联网领域的架构曾经是架构的主流,但其固有的弊端也制约了其发展壮大。这种架构中,单机服务器一般由硬件厂商控制,销售设备的开发和维护,同时还需要用户购买硬件设备提供手机APP,让用户远程控制硬件。比如幼儿摄像头,手机厂商需要开发监控APP给用户安装使用。设想每个用户购买一个这样的物理链接设备,您需要安装不同的APP。这直接影响用户体验。用户一般不愿意安装很多手机APP,不仅手机被控制APP覆盖时安全性无法保证,在哪个设备上查找对应的APP花费时间。此外,厂商独立服务器受限于其技术储备和运维能力,很难支持兼容第三方厂商的相关设备。


3 基于真实服务的物联网统一架构

通过第二点,我们自然会想,如果有超级强大的男厂商提供统一的后台服务,得到广大用户认可,愿意使用手机的用户和协议被关联设备厂商按照提议统一后台服务为设备生产和接入统一的后台服务,而统一的平台将成为物联网大的可能。

微信公众号和微信硬件平台感谢腾讯QQ的大量用户,自然承载了这个平台的实现。完全可以预见,微信将是未来物联网的重要支撑平台,小米手机、智能家居布局及相关产业也是重要的物联网平台支撑竞争对手。制定集成开发的微信协议,让社区中不同的第三方硬件设备公司获得唯一的用户ID,而小米不仅开发了统一的后端维护者,而且生产者小米不同的硬件设备,既其中走的路不一样。但共同的线程是后台服务是统一的,两家公司都是大体量企业下的。

在移动互联网领域用户群是非常核心的元素,涉及到平台相关的服务,没有大体量的业务很难快速搭建,最多只是垂直领域的差异。事实上,在微信智能硬件平台出现之前,一些企业搭建了统一的后端服务,让第三方接入设备厂商。但是有限的用户支持,这些平台都未能熟悉(可能我介绍的这方面的知识比较少,之前有平台去了解一下,后来就忘了)。

微信公众平台的核心作用是提供对各种外围设备的访问并分配一个唯一的设备ID。设备ID分配策略微信智能硬件平台包括外围设备厂商编码和编码两部分。设备厂家统一编码,具有唯一性。

手机周边厂商需要关注微信公众号的运营维护,可以通过公众号页面下发设备控制指令消息。控制消息会通过服务器的微信公众号发送给外围设备厂商独立运维后端服务器发送控制消息由后端服务器经过处理后发送给外围设备,消息通过微将服务器的公众号频道发给手机的微信客户端,同时通过微信蓝牙JSAPI调用控制终端来控制蓝牙外设。手机微信控制需要开启蓝牙和连接蓝牙外设的外设。由微信硬件平台开发的连接协议称为airsys协议。

微信公众平台是一个开放平台,支持第三方服务接入,同时提供微信支付、客户端界面、用户管理界面等第三方服务九呼。无微信公众支持开发者模式,尽快开放第三方服务接入。所谓微信开发业务逻辑,就是基于微信开发的调用接口,支持的语言有PHP、ASP等。如何搭建第三方服务器,如何开发微信接口,另文有详述。蓝牙和wifi由于功率不同,微通道互连架构不同,以后技术分享详细对比。

【三、原生APP&轻APP

第二种结构,需要安装手机控制周边周边厂家开发APP,原生APP(native APP);而在第三种架构下,移动控制外设只需要关注公众外设厂商的微信运维即可,手机微信原生APP,各外设厂商通过微信公众号提供服务应用简称光(light APP)。微信是首选的APP智能手机,用户量大,基于微信后台和服务的物联网统一平台是未来物联网的重要支撑。


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