设备管理组件功能介绍

开发者学习笔记【阿里云物联网助理工程师认证（ACA）：设备管理组件功能介绍】

课程地址：https://edu.aliyun.com/course/3112060/lesson/18982

设备管理组件功能介绍

 

一、设备管理组件功能介绍

设备生命周期管理

1.创建设备

2.设备上线、下线(设备主动下线:设备端主动断开与物联网平台的连接。设备被动下线:物联网平台主动断开与设备的连接。)

3.禁用和启用设备

4.删除设备，设备删除后，该设备证书失效，且不能恢复。设备的云端运行日志仍可查询，但无法通过物联网平台执行与该设备关联的其他操作

物模型，是阿里云物联网平台为产品定义的数据模型，用于描述产品的功能。

物模型是物理空间中的实体(如传感器、车载装置、楼宇、工厂等)在云端的数字化表示，从属性、服务和事件三个维度，分别描述了该实体是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。定义了物模型的这三个维度，即完成了产品功能的定义。

属性：可以通过GET获取当前的数据，通过SET来设置当前的数据。

物模型TSL(ThingSpecificationLanguage)是一个JSON格式的文件。

物模型TSL规范

1. 单个文件内容必须符合JSON格式，文件大小不能超过256KB。

2. 参数productKey的值必须是当前产品的ProductKey。

3. 如果物模型内包含参数functionBlockName和functionBlockld，则为自定义模块，否则为默认模块。

4. 支持将多个JSON文件压缩为zip压缩包文件。

5. 压缩包文件必须符合zip格式，且能够正常解压。

6. 压缩包文件大小不能超过2.5MB，解压后的每个JSON文件，必须满足单个JSON文件的规范。

7. 如果采用的是多个json文件打包压缩的形式，压缩包文件中至少包含1个有效的物模型文件，最多包含1个默认模块物模型文件，9个自定义模块物模型文件。

8. 多个自定义物模型文件内的functionBlockName和functionBlockld不可重复。

 

物模型数据校验

校验分为三种，强校验、弱校验和免校验，注意强校验和弱校验的使用范围是不同的。

弱校验和免校验类似于上节课学习的阿里云物联网平台设备接入组件时，接入设备时的数据校验形式。

 

数据解析

物联网平台定义的标准数据格式为Alink JSON。但是低配置且资源受限或者对网络流量有要求的设备，不适合直接构造 JSON数据与物联网平台通信，可将原数据透传到物联网平台。物联网平台提供数据解析功能，可以根据提交的脚本，将数据在设备自定义格式和JSON格式之间转换。

 

目前支持解析两类数据:

自定义Topic上行数据，即将设备通过自定义Topic上报给云端的自定义格式数据Payload解析为JSON格式。

上、下行物模型Topic的数据，即将设备上报给云端的自定义格式物模型数据解析为AlinkJSON格式，和将云端下发的Alink JSON格式数据解析为设备自定义的格式。

自定义Topic数据解析

设备通过自定义Topic向云端发布数据，且Topic携带解析标记(?sn=default)时，物联网平台接收数据后，先调用您在控制台提交的数据解析脚本，将设备上报的自定义格式数据的Payload解析为JSON结构体，再进行业务处理。

物模型数据解析

数据格式为透传/自定义的产品下的设备与云端进行物模型数据通信时，需要物联网平台调用提交的数据解析脚本，将上、下行物模型数据分别解析为物联网平台定义的标准格式(AlinkJSON)和设备的自定义数据格式。

物联网平台接收到来自设备的数据时，先运行解析脚本，将透传的数据转换成AlinkJSON格式的数据，再进行业务处理;物联网平台下发数据给设备前，也会先通过脚本将数据转换为设备的自定义格式，再下发给设备。

设备上报属性到阿里云物联网平台，物联网平台对设备上报的数据做脚本解析，做业务处理，接下来如果配置规则引擎，则将数据转发到规则引擎，规则引擎再根据设备的应用接口来进行一定的数据输出，业务处理完成之后，对云端的返回结果进行脚本解析，返回结果到设备端。

 

标签

可以使用标签功能来为产品、设备或分组自定义标识，以便灵活管理产品、设备和分组，还可以使用地理位置标签标记设备地理位置，为设备设置GeoLocation属性值。

产品标签

产品标签通常描述的是对一个产品下所有设备所具有的共性信息。如产品的制造商、所属单位、外观尺寸、操作系统等。需在创建产品后，再为该产品添加产品标签。

设备标签

根据设备的特性为设备添加特有的标签，方便对设备进行管理，。设备标签信息会跟随设备在系统内部流转。并且，物联网平台可以基于规则引擎的数据流转功能，将设备标签添加到设备上报的消息体里，并发送给其它阿里云产品。

分组标签

设备分组用于跨产品管理设备。分组标签通常描述的是一个分组下所有设备和子分组所具有的共性信息，如分组下的设备所在的地域、空间等。需在创建分组后，再为该分组添加标签

地理位置标签

地理位置标签用于标记设备的地理位置，结构为coordinate:经度:结度。经度和纬度直接填写数据即可。

如果设备所属产品的物模型包含GeoLocation属性，设置地理位置标签后，该地理位置信息将同步为GeoLocation属性值。

批量操作标签

除在控制台创建、编辑和删除标签外，您还可以调用物联网平台提供的API来批量管理标签。此外，物联网平台还提供API用于根据标签来查询产品、设备和分组。

 

高级搜索

需要在物联网平台搜索并下载指定条件的设备列表 (包含ProductKey和DeviceName)时，可以使用高级索功能，通过类SQL语句快速搜索满足指定条件的设备，例如在线设备。

在控制台使用高级搜索功能时，类SOL语句由WHERE子句、ORDER BY子句(可选)组成，省略SELECT子句、LIMIT子句以及WHERE子句的WHERE。长度限制为400个字符。

 

设备分组

1. 通过设备分组来进行跨产品管理设备。

2. 一个分组最多可包含100个一级子分组

3. 分组只支持二级嵌套，即分组>子分组>子了分组。

4. 一个子分组只能隶属于一个父组。不能有两个父组。

5. 分组的嵌套关系创建后不能修改，只能删除后重新创建。

6. 分组下有子分组时，不能直接删除分组。需子分组全部删除后，才能删除父组。

7. 搜索分组时，支持分组名称模糊搜索，包括在分组列表和子分组列表里的搜索。

 

设备影子，用于缓存设备状态。设备在线时，可以直接获取云端指令;设备离线后，再次上线可以主动拉取云端指令。

设备影子是一个JSON文档，用于存储设备上报状态、应用程序期望状态信息。每个设备有且只有一个设备影子，设备可以通过MQTT获取和设置设备影子来同步状态，该同步可以是影子同步给设备，也可以是设备同步给影子。

 

设备任务，可向批量设备发起属性设置、异步服务调用和自定义任务

 

文件管理，支持设备通过HTTP/2流通道方式，将文件上传至阿里云物联网平台服务器储存。设备上传文件后，可以在物联网平台控制台进行下载、删除等管理操作。

 

NTP服务，解决嵌入式设备资源受限，系统不包含NTP服务，端上没有精确时间戳的问题。

物联网平台借鉴NTP协议原理，将云端作为NTP服务器。设备端发送一个特定Topic给云端，payload中带上发送时间。云端回复时在payload中加上云端的接收时间和发送时间。设备端收到回复后，再结合自己本地当前时间，得出一共4个时间。一起计算出设备端与云端的时间差，从而得出端上当前的精确时间。

只有设备端与云端成功建立连接之后，才能通过NTP服务进行校准。如果嵌入式设备上电后没有准确时间，TLS建连过程中证书时间校验失败的问题，无法通过NTP服务解决，因为此时设备与云端尚未成功建立连接。

 

网关与子设备

接入方式，网关接入物联网平台的方法与普通设备相同。网关连接物联网平台后，将拓扑关系同步至云端，代理子设备进行设备认证、消息上传、指令接收等与物联网平台的通信。

子设备接入物联网平台有两种方式:

1.使用一机一密的认证方式。网关获取子设备的设备证书，由网关向物联网平台上报子设备证书信息。

2. 使用子设备动态注册的认证方式。需在控制台,打开子设备的动态注册开关。网关获取子设备的ProductKey和DeviceName后，由网关代理子设备进行动态注册，云端校验子设备身份。校验通过后，动态下发DeviceSecret，然后子设备通过设备证书接入物联网平台。

 

CA证书管理

支持使用数字证书进行设备接入认证。使用数字证书，需先向证书颁发机构申请CA证书，然后在物联网平台注册CA证书，最后将数字设备证书与设备身份相绑定。

开发使用第三方CA证书进行身份验证的设备端时，无需配置设备的ProductKey和DeviceName信息，只需配置CA证书主题和设备证书SN。设备上线时，物联网平台根据设备上报的CA证书主题和设备证书SN进行身份验证。身份验证通过，则向设备下发ProductKey和DeviceName。

 

设备规划

1.设备分发

物联网平台通过设备分发实现设备跨地域、跨实例或跨账号的分发。分发后，云端下发新的连接地址给设备，设备本地固化收到信息之后，直接连接新的地址，免去二次烧录设备信息。

分发策略1，指定地域:将设备分发到指定的地域、实例。如果能提前确认设备会接入到的地域、实例，推荐使用该策略分发效率更高。

分发策略2，就近接入:设备可能会被拿到全球不同的地域使用，配置分发时在每个地域选择一个实例，设备接入时根据设备的IP位置动态接入其中距离最近的地域。这样设备无论在哪，都能就近接入到指定地域。

2.设备授权

设备授权将设备授权给其他阿里云账号。被授权账号用户具有设备的查看和部分操作权限，及设备所属产品的查看和使用权限。

授权产品是将产品授权到公共池。如果您是硬件厂商，您的硬件会在阿里云物联网市场售卖，可将对应的产品授权到公共池以方便您的用户查看产品相关信息。被授权到公共池的产品是公开的，所有阿里云物联网平台用户均可查看。

3.时序数据存储管理

时序教据存诸是一种高性能、低成本、稳定可靠的在线时序数据库服务，具有高效读写、高压缩比存储等优点。针对物联网设备数据采集场景，时序数据存储能解决由于设备采集点数量巨大、数据采集频率高造成的存储成本高、写入和查询分析效率低的问题。企业版实例，可以享受时序数据存储服务。公共实例不提供此服务。

 

Alink协议

物联网平台为设备端开发提供了SDK，这些SDK已封装了设备端与物联网平台的交互协议。可以直接使用设备端SDK来进行开发。如果嵌入式环境复杂，已提供的设备端SDK不能满足实际需求，可以自行封装Alink协议数据，建立设备与物联网平台的通信。

Alink协议是针对物联网开发领域设计的一种数据交换规范，数据格式是JSON，用于设备端和物联网平台的双向通信，更便捷地实现和规范了设备端和物联网平台之间的业务数据交互。