阿里云物联网平台基础概念讲解 | 学习笔记

简介: 快速学习 阿里云物联网平台基础概念讲解

开发者学堂课程【基于STM32的端到端物联网全栈开发阿里云物联网平台基础概念讲解】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/574/detail/7935


阿里云物联网平台基础概念讲解


目录

一、设备接入

二、设备管理

三、规则引擎


一、设备接入

设备接入-产品与设备

产品:

设备的集合,通常指一组具有相同功能的设备。物联网平台为每个产品颁发全局唯一的 ProductKey。每个产品下可以有成千上万的设备。

设备:

归属于某个产品下的具体设备。物联网平台为设备颁发产品内唯一的证书 DeviceName。设备可以直接连接物联网平台,也可以作为子设备通过网关连接物联网平台。

设备接入-设备直连/通过网关连接

网关:

能够直接连接物联网平台的设备,且具有子设备管理功能,能够代理子设备连接云端。

子设备:

本质上也是设备。子设备不能直接连接物联网平台,只能通过网关连接。

设备接入-鉴权信息

三元组

ProductKey:物联网平台为产品颁发的全局唯一标识。

DeviceName:在注册设备时,自定的或自动生成的设备名称,具备产品维度内的唯一性。

DeviceSecret:物联网平台为设备颁发的设备密钥,和 DeviceName 成对出现。

设备接入-设备安全认证

为保障设备安全,物联网平台为设备颁发证书,包括产品证书 (ProductKey ProductSecret) 与设备证书(DeviceName DeviceSecret)

其中,设备证书与设备一一对应,以确保设备的唯一合法性。设备通过协议接入 loTHub 之前,需依据不同的认证方案,上报产品证书和设备证书,云端通过认证后,方可接入物联网平台。针对不同的使用环境,物联网平台提供了多种认证方案。

物联网平台目前提供三种认证方案,

分别是:

一机一密:每台设备烧录自己的设备证书。

一型一密:同一产品下设备烧录相同产品证书。

子设备认证:网关连接上云后,子设备的认证方案。

设备接入-认证方案

一机一密

即预先为每个设备烧录其唯一的设备证书(ProductKey. DeviceName DeviceSecret)

当设备与物联网平台建立连接时,物联网平台对其携带的设备证书信息进行认证。认证通过,物联网平台激活设备,设备与物联网平台间才可传输数据。

创建产品---添加设备---产线烧录---设备联网---云端激活

1、创建产品

颁发产品证书,查看 Productkey

2、添加设备

添加设备 DeviceName,获得设备证书:DeviceNamDeviceSecret

3、产线烧录

产线上为每台设备烧录:ProductKey. DeviceNameDeviceSecret

4、设备联网

设备上电联网,携带产品证书和设备证书,请求登录云端

5、云端激活

云端根据产品证书和设备证书对设备进行认证,通过后则激活该设备,否则拒绝该设备接入

一型一密

一型一密安全认证方式下,同一产品下所有设备可以烧录相同固件(即烧录 ProductKey

DeviceName)。设备发送激活请求时,物联网平台进行身份确认,认证通过,下发该设备

对应的 DeviceSecret

创建产品---开启动态注册---添加设备---产线烧录---设备联网---云端激活

1、创建产品

颁发产品证书,查看 Productkey ProductSecret

2、开启动态注册

在产品详情页面,开启动态注册开关,填写正确的短信验证码

3、添加设备

预注册设备 DeviceName,云端将预颁发设备证书:DeviceNamDeviceSecret

4、产线烧录

产线上为每台设备烧录相同的产品证书,

ProductkeyProductSecret

5、设备联网

设备上电联网,携带 ProductkeyProductSecret 和设备 DeviceName(如设备的 MAC 地址,需确保该 MAC 地址已经在云端注册)请求登录云端

6、云端激活

云端根据产品证书进行鉴权

设备接入-MQTT 协议介绍

订阅者:某些设备对特定的信息感兴趣,并希望订阅它,这些设备就叫做订阅者。

发布者:负责为其他设备生成数据的就叫发布者。

代理:负责将来自发布者的消息进行存储处理,并将这些消息发送到正确的订阅者中去。

设备接入-Topic Topic类介绍

每类 Topic 都有自身的设备操作权限

设备可以往 Topic 中发布消息

设备可以从 Topic 中订阅消息

设备接入-物联网平台通信模式介绍

PUB/SUB:物联网平台维护所有 Topic 的发布订阅用户列表。

当发布者将消息发布到 Topic 后, 物联网平台会检查该 Topic 的所有订阅用户,然后将消息转发给所有订阅了该Topic 的设备。

RRPC:基于开源 MQTT 协议封装的同步通信模式。

服务端下发指令给设备时需要同步得到设备端的响应。


二、设备管理

创建设备接入设备:真实的物理设备要连接到物联网平台,首先需要在平台上创建(或者叫注册)设备。

激活设备:设备创建后默认处于未激活状态,真实物理设备在云端认证成功,上线一次后即激活,激活后的设备状态为“在线”或“离线”。

删除设备:当设备处于报废、被攻击或者不可用时,可以删除设备。

禁用设备:设备发生异常,例如通信异常、连接异常时,有可能被攻击,但又不想将其彻底删除,这时可以对设备进行禁用,云端会断开与设备的通道,以防止风险进一步扩大。

启用设备:当设备处于禁用状态时,管理者确认设备恢复正常后,可以对设备启动,恢复设备与云端的连接。

设备状态管理:

绿色表示在线

红色表示离线

灰色表示未激活

设备标签管理:

部分设备信息,如厂商、设备型号等,展示用的静态扩展信息,可以保存为设备标签。

设备管理-物模型

属性:设备运行的状态,支持 GET SET 服务,应用可以发起对属性的读取和设置请求。

服务:设备可被外部调用的能力或方法,可设置输入参数和输出参数。相比于属性,服务可通过一条指令实现更复杂的业务逻辑,如执行某项特定的任务。

事件:设备运行时的事件,事件一般包含需要被外部感知和处理的通知信息,可包含多个输出参数。如,某项任务完成的信息,或者设备发生故障或告警时的温度等,事件可以被订阅和推送。

image.png

5秒上报温湿度值,闪烁绿灯

湿度值被阿里云|0T 转发到用户服务器,进行数据库存储,同时在 web 端显示近期温湿度数据曲线

温度超[阂值]亮红灯,并在每10秒向用户服务器报警,直到温度恢复[阂值]以下或者收到警报解除消息

报警消息被阿里云 IoT 转发到用户服务器,在 web 端显示

收到警报解除信息后红灯闪烁.

用户通过 web 端页面解除报警

温度恢复到[阂值]以下天红灯

用户通过 web 端页面设置[阂值]参数

对应物模型

三个属性              

当前温度

CurrentTemperature

当前湿度

CurrentHumidity

温度阂值

TempThreshold

两个事件

(三个)属性上报

method =thing.event.property.post

温度超限报警

method =thing.event. TempAlarm.post

三个服务

设置“温度闽值”这个属性

thing.service.property.set

获得(三个)属性

thing.service.property.get

解除警报

thing.service.ClearAlarm

设备拓扑关系管理

接入节点类型:

设备:不能挂载子设备的直连设备

网关:可以挂载子设备的直连设备,具有子设备管理模块

设备固件升级

当设备固件发现重大 bug 或安全漏洞时,通过 OTA 服务升级固件,降低 bug 及安全风险。

设备管理-设备数据上传

1.Alink 协议接入

Alink 协议是针对物联网开发领域设计的一种数据交互规范,数据格式是 JSON

Alink 协议用于设备端和云端的双向通信,规范设备端和云端间的业务数据交互

2.透传接入

透传是指设备端直接上发自定义二进制数据,云端对上传上来的二进制数据直接进行解析,并转为标准 Alink 协议格式的数据。

设备管理-透传与数据解析

对于一些低配置且资源受限或者对于网络流量有要求的设备,不适合直接构造 Alink JSON 格式的数据和云端通信,而是选择将数据透传到云端,再由云端进行脚本将透传上来的数据转换为 AlinkJSON 格式的数据。

云端将透传上来的数据转换为 Alink JSON 格式的数据的过程就是数据解析。

使用透传,可以降低对设备配置和资源的要求,减少网络流量占用。

设备管理-服务端计阅

服务端订阅功能

联网平台通过 HTTP/2通道进行消息流转。配置 HTTP/2服务端订阅后,物联网平台会将消息通过 HTTP/2通道推送至服务端。通过接入 HTTP/2 SDK,企业服务器可以直接从物联网平台接收消息。HTTP/2 SDK 提供身份认证、Topic 订阅、消息发送和消息接收能力,并支

持设备接入和云端接入能力。HTTP/2 SDK 适用于物联网平台与企业服务器之间的大量消息流转,也支持设备与物联网平台之间的消息收发。


三、规则引擎

规则引擎简介

当设备基于 Topic 与平台进行通信时,用户可以使用规则引擎对设备数据进行处理和转发。

通过配置规则,将经过 SQL 语句处理的数据转发到阿里云的各类产品中去,实现数据

+计算+存储的全栈服务。

image.png

设备端开发

基于设备端 SDK 开发

您可以参考 LinkKitSDK 汇总选择合适的设备端 SDK 进行开发。LinkKitSDK 包含:

C SDK

Android SDK

NodeJS SDK

Java SDK

Python SDK

iOs SDK

云端开发-SEK

物联网平台提供的 SDK 语言版本有: JavaPython. PHP.NET

IoTSDK 下载

loT Java SDK

loT Python SDK

loT PHP SDK

loT .NET SDK

IoTSDKDemo下载

阿里云提供物联网平台 SDK 使用 DemoDemo 中包含 Java. Python. PHP.NET 版本

SDK

Demo 下载地址:loTSDKDemo

云端开发-AP

通过向 API 的服务端地址发送 HTTPS/HTTP GET/POST 请求,并按照 APl

口说明,在请求中加入相应请求参数来调用 API 接口。根据请求的处理情况,

系统会返回处理结果。

API

产品管理相关 API

设备管理相关 API

分组管理相关 API

规则引擎相关 API

Topic 管理相关 API

消息通信相关 API

设备影子相关 API

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