hcia物联网初级考试-第四章iot联接管理平台介绍及华为云平台的使用(代码片段)

嘟嘟的程序员铲屎官 嘟嘟的程序员铲屎官     2023-03-02     638

关键词:

一 IoT联接管理平台的由来

(一) 物联网产业发展面临的主要挑战

  • 新业务上线周期长(应用碎片化,开发周期长,产品上市慢)
  • 终端/传感器厂家众多,集成困难(终端/传感器厂家众多,标准不一)
  • 网络联接复杂(网络类型多,2G/3G/4G/NB-IoT/ZigBee…安全性要求、实时性要求、QoS要求)

(二) 物联网平台诉求

  • 聚焦核心竞争力,发展物联网业务,需要一个终端接入解耦、能力开放、安全可靠的平台作为支撑。

(三) 华为云物联网平台介绍

(1)华为云物联网平台(OceanConnect)功能架构

🔻物联网四层架构中平台层对应图中连接层,业务使能层终端层对应感知层,接入层对应网络层,应用层还是对应应用层

各层的作用如下:

应用层:

OceanConnect支持多种Open API形式,支持集成多个行业应用,主要包括智慧家庭、车联网、智能抄表等。

业务使能层:

华为OceanConnect解决方案业务使能层主要提供API开放网关、数据管理、规则引擎等功能。

设备连接层:

华为OceanConnect解决方案设备连接层主要提供统一的接入能力、资产和设备管理、SIM卡连接管理等功能。

接入层:

OceanConnect接入层同时支持无线、固定接入等多种接入方式,通过IoT Agent适配不同厂家的传感器,以便于接入海量的设备。


终端层:

OceanConnect提供标准的IoT Agent,能够快速适配OS和各类厂商的智能终端,同时预集成高价值行业应用。

(2)华为云物联网平台(OceanConnect)解决方案

🔻华为云物联网平台对应下图的物联网平台

  • 华为云物联网平台(简称物联网平台)提供海量设备的接入和管理,配合华为云其他产品同时使用,帮助快速构筑物联网应用。
  • 使用物联网平台构建一个完整的物联网解决方案主要 包括三部分:物联网平台、业务应用和设备。


华为云物联网平台(OceanConnect)的作用:

  • 物联网平台作为连接业务应用和设备的中间层,屏蔽了各 种复杂的设备接口,实现设备的快速接入;同时提供强大的开放能力,支撑行业用户快速构建各种物联网业务应用。
  • 设备可以通过固网、2G/3G/4G/5G、NB-IoT、Wi-Fi等多 种网络接入物联网平台,并使用LWM2M/CoAP或MQTT 协议将业务数据上报到平台,平台也可以将控制命令下发 给设备。
  • 业务应用通过调用物联网平台提供的API,实现设备管理、 数据上报、命令下发等业务场景。
(3)华为云物联网(OceanConnect)解决方案特性分类

(4)华为云物联网平台(OceanConnect)特点
  • 平台特点-接入无关
  • 平台特点-可靠性
  • 平台特点-安全性
  • 平台特点-弹性伸缩
  • 平台特点-能力开放

平台特点 - 接入无关:

华为云物联网平台(OceanConnect)的接入方式,接入的设备是任意的(不局限于某一种方式,某种设备进行接入)。

平台特点 - 可靠性:

平台特点 - 安全性

平台特点 - 弹性伸缩

平台特点 - 能力开放

二 华为云物联网平台(OceanConnect)的接入

(一) 华为物联网云平台接入相关知识介绍

1.设备接入服务

感知层获取数据,网络层和平台层(云平台)建立连接(接入无关:多种方式,平台验证通过之后都可进行接入,NB_loT,2G/3G/4G,5G…),通过MQTTS,CoAP,HTTPS等网络传输协议将数据上传到云平台,或者将数据上传到云网关,云网关再将数据上传到云平台。



接入方式的特点:

  • 多方式
  • 多网络
  • 多协议
  • 安全

关于什么是云网关:
搜狗百科:

云网关模仿一种磁盘阵列,基于块的设备或者文件服务器。这个设备放置在客户的场所,交付硬件或者硬件上装载的软件。它将SCSI或者文件服务需求翻译成REST领域的协议,便于同公有云服务沟通。这些设备尤其引人关注,因为他们解决了两个问题。

博主对云平台的理解:
云网关内部包含多种协议(比如数据上传需要使用的协议),不同的设备连接云网关上,再通过自适应对应的协议,和云平台建立关联,比如温度传感器,就可以连接对应的云网关,云网关通过对应的协议将温度传感器的数据上传到云平台,并且还可以通过云平台下发控制指令到云网关,通过云网关控制一些开关传感器。

云网关框架:

2.华为物联网云平台数据上传相关协议介绍

物联网常用协议介绍(数据上传到云平台)

  • 物联网常用协议介绍 - HTTP
  • 物联网常用协议介绍 - MQTT
  • 物联网常用协议介绍 - CoAP

关于HTTP协议:

HTTP(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议)是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效,使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档,还确定传输文档中的哪一部分,以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)
等。

HTTP工作图(三次握手二次挥手):

关于MQTT协议:

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输),是IBM开发的一个即时通讯协议。MQTT协议采用订阅/发布的工作模式,客户端向服务器订阅感兴趣的信息,服务器把信息推送给订阅了这类信息的客户端。

🔻订阅者订阅消息,发布者发送消息给代理,代理将消息推送给所有订阅了消息的客户机。

相关学习链接:
MQTT–入门
MQTT协议-MQTT协议简介及协议原理

关于CoAP协议:

CoAP(Constrained Application Protocol,受限制的应用协议),专门为资源受限设备(如传感器节点)和网络(如NB-IoT,LoRa)而设计。CoAP从HTTP协议发展而来,CoAP协议也是采用请求/响应工作模式,客户端发起请求,服务器做出响应。为了克服HTTP对于受限环境的劣势,CoAP既考虑到数据报长度的最优化,又考虑到提供可靠通信。


相关学习链接:
CoAP协议学习——CoAP基础

(二) 华为物联网云平台的使用

OceanConnect在IoT解决方案中的位置:
北向(loT应用服务器):


南向(loT设备连接到云平台):

北向主要业务:

北向流程:

编解码插件+Profile区别不同型号设备

业务发放流程

南向注册

南向消息上报

控制消息下发

(三) 华为云物联网平台(OceanConnect)的操作

1.命令下发

比如感知层有一个联网的LED灯泡,该灯泡通过相应的操作接入到云平台,云平台就可以下发指令,如开灯/关灯。

2.设备联动规则

比如感知层有一个联网的温度传感器,和联网的风扇,感知层的设备通过相应的操作接入到云平台,我可以在云平台添加相应的联动操作如,当获取的温度高于24℃时风扇打开,当温度低于24℃时又将风扇关闭。

3.设备固件升级&设备软件升级

二 课后习题

1.OceanConnect的功能架构包含哪些?主要包含的是哪两层?
答:终端层,接入层,设备连接层,业务使能层,应用层,主要包括设备连接层和业务使能层。

2.OceanConnect的特点有哪些?
答:接入无关,安全性,能力开放,弹性伸缩,可靠性。

3.OceanConnect的业务流程是怎样的?
北向:注册,业务发放
南向:注册 信息上报/信息下方

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