与子同袍 · 3月26日

深入理解物联网三大难点:(二)物联网集成之设备集成

物联网有三大难点,需求、集成、安全。上期我们讲了需求,今天开始讲集成。
作者:与子同袍
首发:物联网前沿技术观察

Gartner 的研究表明,物联网集成是三个技术难点之一(另外两个是网络安全、明确和管理物联网的业务需求),物联网实施成本一半用于集成开发。

既然集成这么费劲,那为什么还要去做这么费力的事呢?因为根据信息第五定律,信息与其他信息组合后价值会增加。因此集成其他系统可以带来商业价值。

物联网集成有三个集成点:设备、数据、应用。

设备集成:与物联网设备进行对接。

数据集成就是数据重定位,在不同地方倒腾数据。

应用集成是不同应用之间的集成。

数据集合和应用集成看上去差不多,实际上差异很大。数据集成把所有数据转成一个标准化的不冗余的数据,同时不会牺牲数据质量。应用集成的目的则是让不同应用之间能够容易地互相交谈。

这三个集成点展开讲解,一篇文章写不下。因此今天以Eclipse Kura这个开源物联网网关软件为例,先说设备集成。


有时候我们会觉得物联网设备集成很简单。不就是连个设备,把数据发到云上么?
1.jpg

实际上网关虽然看上去很小,但是要解决的问题并不少。

物联网网关需要解决这些问题:

  • 支持多种联网方式:Wi-Fi/2G/4G/有线
  • 支持各种协议的南向设备
  • 连接到不同协议的北向云平台
  • 远程配置、远程升级、远程VPN
  • 网关配置Web管理界面
  • 安全性
  • 自定义业务逻辑,比如网关LED灯闪烁的业务逻辑,GPIO接口用作输入输出时的业务逻辑,网关有时不能连外网如何实现NTP时间同步,网关接了新的网络通讯模块需要修改联网的业务逻辑代码,等等。

其中,南向设备和北向云平台对接这两块,问题会特别多。

因为网关总会遇到协议不支持的设备,也会遇到之前没有开发过的新的云端协议。

因此,网关的主要集成点有:

  • 南向设备集成:与各种型号不同协议的设备进行对接,采集其数据,并向其发送控制命令。
  • 北向云端集成:网关将采集的数据转成不同的协议格式发送到不同的云端服务。
  • 自定义业务逻辑:根据需求,定制开发网关的GPIO接口、复位按钮、时间同步、拨码开关、网络连接等的行为。

除了上面这些事情,网关内其他所有服务都是现成的,不需要网关二次开发人员开发。网关二次开发人员只需要盯着上面那几个集成点,二次开发相应的程序即可。

下图是Eclipse Kura物联网网关软件的框架。

其中红字部分,就是设备集成时的二次开发的集成点。其余的网关功能软件服务都是现成的。

2.jpg

这样,开发一个全新功能的物联网网关,只需要针对集成点进行二次开发,大大提高网关开发效率和网关可靠性。这就像Web后台开发人员一样,用现成的Web框架,只需要写业务代码,不需要每个开发人员自己去重复实现Web框架底层的各种复杂的逻辑。

如果网关需要和AWS/Azure/阿里云的IoT SDK或边缘计算框架进行集成,那么网关内原生的SDK就不能直接和云端通讯了。

而是应该改为原生SDK通过接口与第三方的IoT SDK进行对接。然后由第三方的IoT SDK与云端服务通讯。



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