一、我是模組廠商
芯片是一種把集成電路小型化的方式，并時常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。模組是由若干個顯示模塊、驅(qū)動電路、控制電路、芯片以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的一個獨(dú)立的顯示單元。模組與芯片關(guān)系就像是U盤和Flash芯片的關(guān)系，用戶99％的情況是直接使用模組，沒有人直接用芯片。當(dāng)前模組廠商主要提供Wifi、NB-IoT、2/3/4/5G等通信模組。在物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，作為模組廠商的您需要讓模組實(shí)現(xiàn)MQ TTS 、LWM2M、CoAP等物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧及連接平臺的能力，您只需要將華為云IoT SDK集成在現(xiàn)有的模組固件包中，這樣模組就具備了接入華為IoT平臺的能力。
為了幫助設(shè)備快速連接到 物聯(lián)網(wǎng)平臺 ，華為提供了IoT Device SDK。支持TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)備集成IoT Device SDK后，可以直接與物聯(lián)網(wǎng)平臺通信。不支持TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)備，例如藍(lán)牙設(shè)備、ZigBee設(shè)備等需要利用網(wǎng)關(guān)將設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給物聯(lián)網(wǎng)平臺，此時網(wǎng)關(guān)需要事先集成IoT Device SDK。
二、我是設(shè)備廠商
通常情況下作為設(shè)備廠商的您需要進(jìn)行設(shè)備集成開發(fā)，以便讓設(shè)備具備接入IoT平臺的能力。
根據(jù)設(shè)備是否具有IP通信能力，設(shè)備接入平臺分為以下兩類：設(shè)備直接接入平臺和通過網(wǎng)關(guān)接入平臺。
【設(shè)備直接接入平臺】
針對已實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)備，它可以直接與平臺進(jìn)行通信，常見的設(shè)備包括網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)設(shè)備、NB-IoT設(shè)備等。 根據(jù)設(shè)備自身硬件的特點(diǎn)不同，華為IoT平臺提供四種方式直接接入，您需要根據(jù)自身行業(yè)特征及業(yè)務(wù)情況選擇合適的接入方案。
l 方案一：設(shè)備需要智能操作系統(tǒng)，硬件滿足 RAM 容量> 32KB，F(xiàn)lASH容量> 128KB時，通過集成LiteOS操作系統(tǒng)接入平臺。
Huawei LiteOS 是華為發(fā)布的一種輕量級物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，遵循BSD-3開源許可協(xié)議，可廣泛應(yīng)用于智能家居、個人穿戴、車聯(lián)網(wǎng)、城市公共服務(wù)、制造業(yè)等領(lǐng)域。LiteOS本身集成了Agent Tiny SDK，設(shè)備安裝LiteOS后，就能簡單快速地實(shí)現(xiàn)與華為IoT平臺安全可靠的連接。
l 方案二：設(shè)備沒有配置模組時，通過集成Agent Tiny SDK或Agent Lite SDK接入平臺。
? 當(dāng)設(shè)備存儲及計(jì)算能力較強(qiáng)（滿足RAM容量>4MB，F(xiàn)lASH容量> 2MB）時，推薦設(shè)備集成Agent Lite SDK。目前Agent Lite SDK支持C、Java和Android三個版本。實(shí)際開發(fā)中，請根據(jù)開發(fā)時使用的語言、平臺，選用合適的設(shè)備端SDK集成。
? 當(dāng)設(shè)備為輕量型嵌入式設(shè)備（硬件滿足RAM容量> 32KB，F(xiàn)lASH容量> 128KB）時，推薦采用Agent Tiny SDK。目前Agent Tiny SDK支持C語言開發(fā)。
l 方案三：當(dāng)設(shè)備配置有模組時，根據(jù)模組特征，選擇性集成Agent Tiny SDK接入平臺。
? 如果采用經(jīng)過華為認(rèn)證的模組，該模組已集成Agent Tiny SDK，可以利用模組直接接入IoT平臺。您可以訪問華為云商店，購買符合已認(rèn)證的模組。
? 如果采用未經(jīng)過華為認(rèn)證的模組，您需要集成Agent Tiny SDK，根據(jù)SDK集成位置，分為兩種模式：
1. MCU+模組模式：此模式下，設(shè)備包含MCU（Microcontroller Unit）和通信模組，其中MCU集成 Agent Tiny SDK及運(yùn)行產(chǎn)品邏輯，模組作為通信模塊，提供通信網(wǎng)絡(luò)。
2. OpenCPU模式：此模式下，設(shè)備只包含通信模組，模組集成 Agent Tiny SDK及運(yùn)行產(chǎn)品邏輯。
l 方案四：設(shè)備通過實(shí)現(xiàn)原生協(xié)議接入，適合一切設(shè)備。
當(dāng)前華為IoT平臺支持設(shè)備通過實(shí)現(xiàn)MQTT、LWM2M over CoAP原生協(xié)議接入。IoT平臺對外開放了這些協(xié)議的API，您只需在設(shè)備端調(diào)用開放的API，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速接入 。
? 實(shí)現(xiàn)LWM2M over CoAP原生協(xié)議接入：LWM2M協(xié)議是一種由開發(fā)移動聯(lián)盟（OMA）制定的輕量級、標(biāo)準(zhǔn)通用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理協(xié)議。主要應(yīng)用于NB-IoT設(shè)備，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低等特點(diǎn)。
? 實(shí)現(xiàn)MQTT原生協(xié)議接入：MQTT是一種基于發(fā)布/訂閱范式的ISO標(biāo)準(zhǔn)消息協(xié)議，主要應(yīng)用于計(jì)算能力有限，且工作在低帶寬、不可靠的網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程傳感器和控制設(shè)備，適合長連接的場景，如智能路燈等。
四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
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接入方式 |
方案優(yōu)點(diǎn) |
方案缺點(diǎn) |
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集成LiteOS接入IoT平臺 |
有對應(yīng)的SDK，集成難度較低，對您的開發(fā)技能要求較低。 |
方案不靈活，開發(fā)者只能根據(jù)LiteOS提供的API去實(shí)現(xiàn)自己的功能，超出API外的功能，無法自定義，對于設(shè)備的硬件要求比較高。 |
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集成Agent Lite SDK或Agent Tiny SDK接入IoT平臺 |
有對應(yīng)的SDK，集成難度低，對您的開發(fā)技能要求較低。 |
方案不靈活，開發(fā)者只能根據(jù)Agent SDK提供的API去實(shí)現(xiàn)自己的功能，超出API外的，無法自定義。 |
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通過模組接入IoT平臺 |
集成難度非常低，對您的開發(fā)技能要求低。 |
需要采購指定型號的模組。 |
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通過實(shí)現(xiàn)原生協(xié)議接入IoT平臺 |
方案比較靈活，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要，實(shí)現(xiàn)協(xié)議定義的功能，對設(shè)備硬件無限制。 |
需要從底層協(xié)議開始實(shí)現(xiàn)，集成難度大，代碼開發(fā)量大，對于開發(fā)者要求高。 |
【設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)接入平臺】
針對未實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)備，由于無法直接同IoT平臺通信，它需要通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。常見設(shè)備包括智慧園區(qū)中的照明系統(tǒng)、樓宇系統(tǒng)設(shè)備等。這些場景下的限制如下：
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制約因素 |
詳細(xì)描述 |
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設(shè)備限制 |
設(shè)備非常簡單，沒有集成TCP/IP協(xié)議棧，無法提供IP通信網(wǎng)絡(luò)能力，只能基于一些簡單的近場通信協(xié)議如ZigBee、ZWave、Bluetooth或者是其他的一些非IP有線方式傳輸協(xié)議如串口、并口等接入，此時需要一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備，先讓設(shè)備接入到網(wǎng)關(guān)，再通過網(wǎng)關(guān)與華為IoT平臺通信。 |
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網(wǎng)絡(luò)限制 |
設(shè)備部署在獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，由于安全等考慮，無法直接與IoT平臺互通，需要借助網(wǎng)關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)橋接。 |
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業(yè)務(wù)限制 |
下層設(shè)備的管理控制邏輯比較復(fù)雜，需要利用網(wǎng)關(guān)軟件自身具有對應(yīng)的邏輯控制能力配合IoT平臺進(jìn)行業(yè)務(wù)管理。 |
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集成限制 |
子設(shè)備已經(jīng)接入到現(xiàn)有系統(tǒng)，不愿意再進(jìn)行設(shè)備改造，需要將現(xiàn)有系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)接入到IoT平臺。 |
針對此類設(shè)備，通過在網(wǎng)關(guān)上集成Agent Lite SDK, 設(shè)備將數(shù)據(jù)上報(bào)給網(wǎng)關(guān)，通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到華為IoT平臺。華為公司協(xié)同合作伙伴，對已集成Agent Lite SDK的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行了認(rèn)證，您可以訪問華為云商店，購買符合自身業(yè)務(wù)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。目前Agent Lite SDK支持C、Java和Android三個版本。實(shí)際開發(fā)中，請根據(jù)開發(fā)時使用的語言、平臺，選用合適的SDK集成。
三、我是設(shè)備用戶
作為設(shè)備用戶，您既是設(shè)備的購買者，又可能是設(shè)備的實(shí)際管理者，通常您需要考慮兩件事：
1. 在采購設(shè)備時，如何評估設(shè)備滿足您的業(yè)務(wù)需求并且具備接入IoT平臺的能力。關(guān)于此方面的知識，您可以參考設(shè)備能力評估。
2. 在進(jìn)行日常管理時，針對不具備接入IoT平臺的設(shè)備，如何將現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，以便設(shè)備能接入到IoT平臺中。關(guān)于此方面的知識，您可以參考設(shè)備改造。
【設(shè)備能力評估】
本節(jié)主要關(guān)注設(shè)備通信能力的評估。由于承接業(yè)務(wù)的不同，對于設(shè)備的要求也不同，采購的設(shè)備通信能力評估一般由以下幾個流程：
1. 針對您所處的行業(yè)，您需要深度分析業(yè)務(wù)對于設(shè)備（硬件資源、電池、性能等）、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性及網(wǎng)絡(luò)覆蓋度等要求，確?，F(xiàn)有設(shè)備滿足業(yè)務(wù)需求。典型案例如下表所示。
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典型行業(yè) |
設(shè)備特征 |
技術(shù)關(guān)注點(diǎn) |
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智慧抄表 |
接入設(shè)備數(shù)量多、電量有限、設(shè)備常常分布在地上或地下多個區(qū)域，要求有信號覆蓋。 |
設(shè)備數(shù)量多，接入成本要低，自身硬件資源有限，要求設(shè)備網(wǎng)絡(luò)要深度覆蓋，低功耗，數(shù)據(jù)量較少。 |
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智慧園區(qū) |
應(yīng)用子系統(tǒng)多、設(shè)備傳感器種類多、無統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，上報(bào)的數(shù)據(jù)無統(tǒng)一格式。設(shè)備大部分無IP通信能力，需要通過網(wǎng)關(guān)接入。可通過有線網(wǎng)絡(luò)接入。 |
應(yīng)用獨(dú)立子系統(tǒng)多，格式不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)孤島多，需要一個統(tǒng)一平臺管理。設(shè)備不具備IP通信能力，硬件資源有限，通常通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，因此主要關(guān)注網(wǎng)關(guān)的通信能力。 |
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車聯(lián)網(wǎng) |
設(shè)備電量充足，需要實(shí)時對車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行分析等，因此需要接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性高，數(shù)據(jù)傳輸速率高等。 |
主要關(guān)注接入網(wǎng)絡(luò)選型，要選傳輸速率較高的無線網(wǎng)絡(luò)接入。 |
2. 根據(jù)業(yè)務(wù)對于數(shù)據(jù)及成本要求，確認(rèn)設(shè)備支持的網(wǎng)絡(luò)是否能夠滿足業(yè)務(wù)需求。
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業(yè)務(wù)應(yīng)用 |
推薦的接入網(wǎng)絡(luò) |
網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn) |
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智慧家庭、智慧樓宇等 |
以太網(wǎng) |
傳輸速率可達(dá)到10Gbit/s、隨時在線、成本高。 |
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車聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控等 |
4G/5G/LTE-v |
傳輸速率>10Mbit/s、功耗高、成本高。 |
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電子廣告、無線ATM、梯聯(lián)網(wǎng)等 |
eMTC、 GPRS |
傳輸速率<1Mbit/s、功耗較低、成本較低。 |
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遠(yuǎn)程抄表、智能停車等 |
NB-IoT、LoRa |
傳輸速率<100Kbit/s、功耗低、成本低、穿透力強(qiáng)、信號覆蓋好。 |
3. 確認(rèn)設(shè)備是否集成了物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，以便保證設(shè)備可以連接到IoT平臺，利用IoT平臺進(jìn)行設(shè)備管理。華為IoT平臺目前支持設(shè)備采用以下協(xié)議接入。
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通信協(xié)議 |
協(xié)議描述 |
應(yīng)用場景 |
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LWM2M |
LWM2M是開發(fā)移動聯(lián)盟OMA定義的用于設(shè)備管理的應(yīng)用層通訊協(xié)議，主要使用在資源受限的嵌入式設(shè)備上。 |
NB-IoT設(shè)備接入平臺，業(yè)務(wù)實(shí)時性要求不高，低功耗、信號廣覆蓋場景。 |
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CoAP |
CoAP是資源受限設(shè)備和受限網(wǎng)絡(luò)專用的Web傳輸協(xié)議，專為機(jī)器對機(jī)器的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。CoAP提供請求/響應(yīng)交互模型，支持內(nèi)置的服務(wù)和資源發(fā)現(xiàn)。需要底層實(shí)現(xiàn)UDP協(xié)議。 |
NB-IoT設(shè)備接入平臺，業(yè)務(wù)實(shí)時性要求不高，低功耗、信號廣覆蓋場景。 |
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MQTT |
MQTT是一種物聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議，提供非常輕量級的發(fā)布/訂閱消息傳輸方式，用于在低帶寬、不可靠的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備管理。該協(xié)議構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議上。 |
對設(shè)備的可靠性和實(shí)時性要求高，適合長連接的場景，如智能路燈等。 |
4. 根據(jù)前面步驟，總結(jié)設(shè)備的特征，選擇與業(yè)務(wù)相匹配的設(shè)備。例如針對智能抄表行業(yè)，要求電表通信模塊具有覆蓋廣、穿透力強(qiáng)、耗電量小、成本低特點(diǎn)，因此接入網(wǎng)絡(luò)選擇NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備采用NB-IoT模組，模組集成了LWM2M協(xié)議，可以保證設(shè)備接入華為IoT平臺。
【設(shè)備改造】
設(shè)備如果不具備接入華為云IoT平臺能力，需要對設(shè)備進(jìn)行改造，改造方法跟設(shè)備廠商進(jìn)行設(shè)備集成方法一樣，詳見我是設(shè)備廠商介紹。
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