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《智能家居产品 从设计到运营》——2.1 智能家居产品的技术架构

简介:

本节书摘来异步社区《智能家居产品 从设计到运营》一书中的第2章,第2.1节,作者:邢袖迪,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

2.1 智能家居产品的技术架构

通过本节对“物联网的新技术架构”模型的介绍,可以对各模块有一个初步的了解。然后将结合一个众筹项目,进一步解释这个模型。

2.1.1 物联网产品的技术架构

对技术架构的了解,将有助于从整体的层面去掌握技术。这里的架构是在迈克尔·波特和詹姆斯·贺普曼提出的“物联网的新技术架构”[6]的基础上,做了一点改编。所以,其不只局限于智能家居产品,也可以供其他智能产品参考使用。

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a.产品部分
从技术层面来说,产品包括硬件和软件两个部分。其中硬件包括:设备原有的物理部件、智能部件(传感器、处理器、数据存储装置、控制装置)、连网部件(接口、天线、网络连接模块、网络连接协议)。软件部分包括:操作系统、软件应用、用户交互系统。将在2.2节中,对传感器进行更多的介绍。

此外,在本书的框架中,把产品分为了技术和体验两个部分,这是从用户的接触层面来划分的。将用户所能接触到的、看到的归为体验而用户接触不到的、最底层的归为技术,也就是本章所介绍的内容。

b.互联部分
与迈克尔的观点不同,这里把网关、路由器之类的连网设备也归于该部分,而且网络连接协议不仅局限在产品和产品云之间的通信,还包括产品和产品之间的直接通信。此外,将在2.3节中,对通信协议做更多的介绍。

c.产品云部分
产品云由三个部分组成:产品数据库、应用平台、智能应用平台。其中产品数据库是最底层的数据存储环节,需要实现对产品实时数据和历史数据进行存储与管理。应用平台,是通过对产品数据库的利用,以实现产品基础的智能功能,还包括与智能手机APP的连通。智能应用平台,是一个采用了大数据分析技术的智能控制中心,包括一些智能规则库,以实现高层次的智能管理,并可以与CRM等业务系统相连接。另外,将在2.4节中对数据的同步做更多的介绍。

d.身份和安全架构
对于用户来说,包括用户身份的验证、设备的授权管理。

对于系统管理人员来说,包括后台系统的权限管理、云平台的权限管理。例如当遇到技术故障时,如何向工程师、客服人员授权,并管理其查看的数据范围和操作权限等。

e.外部数据源
外部数据源,指外部数据的接口,包括天气、交通、地理位置等信息。其中,包括一些开放数据,需要通过API接入系统。另外,这里也值得介绍一下SDK和API两个概念。SDK(Software Development Kit,即软件开发工具组)是一整套供开发者用来开发程序的工具。例如,Android SDK就是用来开发Android系统的应用程序。API(Application Programming Interface,即应用程序界面)是一个用来让同一平台下的程序调用其他功能的函数库。例如,需要在自己的网站上嵌入地图服务,就可以使用地图提供商的API。通常SDK中也会包含一些API。

综上所述,需要明确的是,技术框架的提出往往只是为了理解问题,并没有一个固定的标准,也没有严格的界限。例如在产品部分的连网部件中,也有用于网络连接的元器件和通信协议。

2.1.2 技术架构实例

下面将以众筹项目MESH[7]为例,进一步介绍技术框架的每一个部分。MESH项目取自“Make、Experience、Share”三个单词的首字母,也很好地诠释了项目的初衷:用户通过不同模块的搭配去自行创造一个智能产品,然后在生活中体验这种智能化产品,并将这种想法分享给好友。因为项目的模块具有灵活组合的特点,所以非常适合在这里作为技术架构的实例去讲解。

a.产品部分
从产品的硬件部分来说,套装中分别包括:加速度模块、LED灯模块、按钮模块,每个模块都有一个相应功能的传感器和一块充电电池。

b.互联部分
从产品和产品云之间的通信来说,所有的模块都是通过蓝牙低功耗技术(BLE)与iPad相连,从而连接了产品云。

从产品间的互联来说,模块和模块之间的通信同样采用了蓝牙低功耗技术,且模块之间的通信距离可达10米。

c.产品云部分
从产品的功能逻辑层面,也就是产品云方面来看,用户不需要编程,在iPad应用Canvas的可视化界面上,通过简单地拖拽即可完成模块的搭配与连接。其中支持的软件逻辑包括计时器、计数器、逻辑与操作。

d.身份和安全架构
对于设备的添加过程,用户需要在iPad应用中点击“登记”按钮,然后将模块置于iPad周围,即可完成绑定,且每个iPad最多可以绑定10个模块。

e.外部数据源
支持的外部数据源,包括天气、邮件提醒等功能。例如,在下雨天出门前,提示灯会提醒用户带伞。还可以通过配置,与摄像头、运动相机等外部硬件相连。例如,在一定的条件下,可以触发相机去拍照。

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