IoT物联网平台

一、工作原理

 

1、MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）

是一种轻量级的消息传输协议，专门设计用于物联网（IoT）应用中的通信。它是一种发布/订阅（publish/subscribe）模式的协议，允许设备之间通过中间代理（broker）进行异步通信。

2、代理（Broker）

MQTT网络中的中间服务器，负责接收发布者发送的消息并将其传递给对应的订阅者。代理可以根据主题将消息路由到正确的订阅者。

3、AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）

是一种高级消息队列协议，也是一种面向消息的中间件协议。它被设计用于在分布式系统中进行可靠的异步通信。

AMQP提供了一个灵活的消息传递模型，支持可靠的消息传输、消息路由和消息排队等功能。它通过消息代理（Broker）中转消息，并允许发送者（Producer）将消息发布到指定的队列（Queue）中，接收者（Consumer）则可以从队列中订阅并接收消息。

4、CoAP（Constrained Application Protocol）

是一种专为受限环境中的物联网设备设计的应用层协议。它旨在提供一种轻量级的通信协议，以便在资源受限的设备上进行低功耗和低带宽的通信。

5、RRPC 

是Revert-RPC的简称。RPC（Remote Procedure Call）是指采用客户机/服务器模式，您不需要了解底层技术协议，即可远程请求服务。RRPC则可以实现由服务端请求设备端，并能够使设备端响应的功能。

二、设备

 

1、DTU（Data Terminal Unit）

是一种数据终端单元，广泛应用于远程数据采集、传输和监控等领域。它是一种设备，用于将传感器、仪器或设备采集的数据通过通信网络传输到监控中心或数据中心。

DTU通常由硬件设备和相关的通信模块组成，其功能包括：

数据采集：DTU可以连接到各种传感器、仪器或设备，实时采集数据。这些数据可以是温度、湿度、压力、流量、电压、电流等各种环境参数或设备状态。

数据传输：DTU通过内置的通信模块（如GPRS、3G/4G、NB-IoT、以太网等）将采集到的数据传输到远程的监控中心或数据中心。它可以使用不同的通信协议和网络技术来实现数据传输。

数据处理：DTU通常具有一定的数据处理能力，可以对采集到的数据进行简单的处理和转换。例如，对数据进行压缩、编码、解码、数据格式转换等。

远程控制：某些DTU还具备远程控制的功能，可以接收来自监控中心的指令，并将指令传输给相应的设备，实现对设备的远程控制和操作。

安全性和稳定性：DTU通常具备数据加密和安全认证的功能，以保证数据传输的安全性。此外，DTU也需要具备稳定的通信连接和抗干扰能力，以确保数据的可靠传输。

设备通过DTU接入物联网平台

设备通过DTU接入物联网平台_物联网平台-阿里云帮助中心

无操作系统设备通过TCP模组上云

无操作系统设备如何通过TCP模组上云_物联网平台-阿里云帮助中心

2、网关设备

Link Kit网关设备：阿里云IoT物联网平台提供了Link Kit网关设备，包括网关开发板和网关SDK。这些设备可用于构建自己的物联网网关，与阿里云IoT平台进行通信和数据交换。

第三方网关设备：阿里云IoT物联网平台支持与多种第三方硬件网关设备集成，包括不同厂商的物联网网关设备。您可以选择适合您需求的第三方网关设备，并使用阿里云IoT平台的SDK或协议进行连接和通信。

边缘计算设备：阿里云IoT物联网平台支持将边缘计算设备（如阿里云的物联网边缘计算实例）作为网关设备使用。这些设备可用于在边缘进行数据处理、运算和决策，并与云端进行通信。

虚拟网关设备：阿里云IoT物联网平台还提供了虚拟网关设备的概念。虚拟网关设备不是物理设备，而是一种逻辑实体，可以通过配置在云端实现网关功能。虚拟网关设备可与其他设备进行通信，并实现数据的聚合、过滤、转换和转发等功能。

这些网关设备可与阿里云IoT物联网平台进行集成和连接，实现设备与云端的数据传输、远程控制、设备管理等功能。您可以根据自己的需求选择适合的网关设备类型，并使用阿里云提供的文档和SDK进行开发和集成。

注：阿里云工单回复

Q：设备有国内的，国外的多种设备，现在想都整合起来采集数据，所以想到了IOT。但是不知道怎么来接入这些设备，有些有网络，有些有蓝牙，有些只有USB口等等

A：您好，阿里云物联网平台提供了多种设备接入方案，具体如何接入，要看设备的实际情况，您自行选择。

1）设备直连，通过MQTT协议接入物联网平台

2）设备没有直连平台的能力，那么可以考虑设备挂载到网关上（此时设备作为子设备存在），网关参考第一种方式，接入物联网平台

3）如果设备可以接入自己的服务器，那么还可以考虑云云对接的形式。就是在自己服务器上跑一个网桥，设备接入自己服务器，自己服务器再接入我们物联网平台

Q：有些运动器械，运动后只在器械本地存储了。想要拿到数据需要连接电脑导出。这种的怎么弄？

A：您好。

1）子设备如何和网关通信，这个不是我们产品的能力了，需要咨询硬件设备厂商的。

2）这个也属于硬件设备数据导出能力，和云平台无关。我们能协助的是，设备上报数据到云平台，我们平台可以把数据流转到您自己的服务器，然后在自己服务器上再做数据分析。

子设备上线过程

网关代理子设备上线过程如下。

网关接入物联网平台。

子设备接入网关。

子设备不直接连接物联网平台，所以无需为子设备安装物联网平台设备端SDK。子设备的设备端由厂商自行开发。

网关发现子设备、网关获取子设备的物联网平台设备证书、发现子设备上下线和将来自物联网平台的消息发送给子设备等功能，均由网关厂商自行实现，或网关厂商与子设备厂商定义协议实现。

3、LoRa（Long Range）

是一种低功耗、远距离无线通信技术，专为物联网（IoT）应用而设计。它提供了长距离的通信覆盖、低功耗和高穿透能力，适用于连接大量低功耗设备的广域网（Wide Area Network，WAN）。

LoRa技术基于一种名为LoRa调制的调制技术，它使用低功耗扩频（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）技术来实现长距离通信。

LoRa网络通常由以下几个组件组成：

LoRa终端节点（LoRa End Nodes）：这些终端节点是物联网设备或传感器，集成了LoRa通信模块，用于将数据传输到LoRa网络中。

LoRa网关（LoRa Gateway）：LoRa网关是连接终端节点和互联网的设备。它接收终端节点发送的数据，将其转发到云端服务器，同时也将云端指令转发给终端节点。

LoRa网络服务器（LoRa Network Server）：LoRa网络服务器负责管理和协调LoRa网关和终端节点之间的通信。它处理数据的路由、安全认证、设备管理和网络连接等功能。

应用服务器（Application Server）：应用服务器是处理和分析从终端节点收集的数据的服务器。它提供数据存储、分析、可视化和应用逻辑处理等功能。

LoRa技术的主要特点包括：

长距离通信：LoRa技术提供了长达数公里的通信距离，适用于广域网络覆盖。这使得它在农村地区、城市环境和远程区域等长距离通信场景中具有优势。

低功耗：LoRa技术采用低功耗的通信方式，使得终端节点的电池寿命得以延长，适用于需要长时间离线工作的低功耗设备。

高穿透能力：LoRa技术在室内和城市环境中具有良好的穿透能力，能够穿过墙壁和建筑物进行通信，提供广域覆盖。

多节点连接：LoRa网络支持大量的终端节点连接，使得它适用于连接大规模的物联网设备和传感器网络。

 

 

4、ZigBee

是一种低功耗、短距离无线通信技术，专为低速率、低功耗的物联网（IoT）应用而设计。它基于IEEE 802.15.4标准，并提供了一种可靠的、自组织的无线通信协议。

ZigBee技术具有以下特点：

低功耗：ZigBee设备采用低功耗的通信方式，使得它们能够长时间运行，通常使用电池供电。这使得ZigBee非常适合低功耗物联网设备，如传感器节点和智能家居设备。

短距离通信：ZigBee通信距离较短，通常在10到100米之间，适用于局域网或近距离通信。这使得它在小范围内实现设备互联和通信非常有效。

自组织网络：ZigBee设备可以组成自组织网络，形成多个节点之间的网络拓扑结构。这种网络结构可以通过自动路由和自我修复来实现节点之间的通信，具有一定的容错能力。

多设备互联：ZigBee网络支持大量的设备连接，每个网络可以容纳数百个设备。这使得它非常适合构建大规模的物联网设备网络，如智能城市、工业自动化和农业应用等。

安全性：ZigBee提供了安全性和数据保护的机制，包括身份验证、数据加密和访问控制等功能。这确保了通信过程中的数据安全性和机密性。

5、BT

通常是指蓝牙（Bluetooth）技术，它是一种无线通信技术，用于在短距离范围内传输数据和建立设备之间的连接。蓝牙技术最初是为了取代有线连接而开发的，但现在已广泛应用于各种设备之间的无线通信和数据传输。

蓝牙技术的主要特点包括：

低功耗：蓝牙技术采用低功耗通信方式，适合用于便携设备、传感器和其他低功耗设备。蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy，BLE）是一种优化的蓝牙技术，特别适用于物联网设备。

短距离通信：蓝牙通信距离通常在10米到100米之间，适用于近距离设备互联。但蓝牙5.0及更高版本引入了蓝牙长距离（Bluetooth Long Range）功能，可以扩大通信范围。

多设备连接：蓝牙技术支持多设备之间的同时连接，使得设备之间可以进行点对点通信或者组网形成星型、网状或者网状拓扑结构。

安全性：蓝牙技术提供了安全性机制，包括身份验证、数据加密和访问控制等功能，确保通信过程中的数据安全。

6、KNX

是一种开放的、全球通用的标准化智能建筑控制系统，用于实现建筑物内各种设备和系统的集成和控制。它提供了一种统一的通信协议和硬件设备，用于实现自动化、监控和管理建筑物内的照明、采暖、通风、安防、能源管理等系统。

以下是KNX的主要特点：

开放性：KNX是一种开放的标准，它的规范和技术资料对所有厂商都是公开的。这意味着不同厂商的设备和系统可以互相兼容和互操作，用户可以选择不同厂商的产品来构建自己的智能建筑系统。

灵活性：KNX支持各种传输媒介和通信方式，包括电力线、无线电、以太网等。它可以适应不同规模和复杂度的建筑物，从家庭到商业和工业建筑。

高可靠性：KNX采用冗余和安全性机制，确保系统的稳定性和可靠性。即使在设备或通信线路发生故障的情况下，系统仍然能够正常运行。

分布式架构：KNX系统采用分布式架构，每个设备都具有自己的智能和决策能力。这使得系统可以在本地进行控制和操作，减少对中央控制器的依赖。

集成性：KNX允许不同设备和系统之间的集成，例如照明、采暖、通风、安防、音频/视频等。这使得用户可以通过统一的界面或控制器来管理和控制建筑内的各种设备和功能。

节能和环保：KNX系统可以实现对建筑物内的能源消耗进行监控和控制，通过优化能源使用来实现节能和环保的目标。

7、Modbus

是一种通信协议，用于在自动化系统中传输数据。它最初由Modicon（现在是施耐德电气的一部分）开发，用于连接可编程逻辑控制器（PLC）和外部设备。

Modbus协议的特点包括：

简单性：Modbus是一种相对简单的协议，易于实现和使用。它使用简单的二进制数据格式和基于请求-响应的通信模式。

主从架构：Modbus采用主从架构，其中一个设备充当主站（Master），负责发起请求和控制通信过程，而其他设备充当从站（Slave），响应主站的请求并提供数据。

多种传输方式：Modbus可以在不同的物理传输媒介上运行，包括串行通信（如RS-232、RS-485）和以太网。

数据传输方式：Modbus支持两种常用的数据传输方式：Modbus RTU和Modbus TCP。Modbus RTU使用二进制编码传输数据，通常在串行通信中使用。Modbus TCP使用以太网作为传输介质，将Modbus数据封装在TCP/IP协议中进行传输。

数据类型：Modbus支持不同类型的数据，包括位（开关状态）、字节（8位无符号整数）、寄存器（16位整数）和长寄存器（32位整数）等。

 

什么硬件可以接入物联网平台？

理论上，只要硬件环境有TCP/IP协议栈，就可以接入物联网平台。

设备发送给物联网平台的消息格式是否固定，是否能发送给厂商的应用程序？

不固定。阿里云物联网平台接收到设备的消息后，会将消息转发给设备厂商的应用程序进行处理。消息的处理逻辑需要设备厂商编写