下面將談到幾個關鍵問題：

設備如何接入網絡？

設備間如何通信？

物聯(lián)網數(shù)據的用途？

如何搭建起一個物聯(lián)網系統(tǒng)框架呢？它的技術架構又是怎么樣呢？

物聯(lián)網終端軟件系統(tǒng)架構？

物聯(lián)網云平臺系統(tǒng)架構？

1、物聯(lián)網設備如何接入到網絡？

只有設備接入到網絡里面，才能算是物聯(lián)網設備。這里涉及到2個關鍵點：接入方式以及網絡通信方式。

設備接入方式：

當前有2種接入方式

直接接入：物聯(lián)網終端設備本身具備聯(lián)網能力直接接入網絡，比如在設備端加入NB-IOT通信模組，2G通信模組。

網關接入：物聯(lián)網終端設備本身不具備入網能力，需要在本地組網后，需要統(tǒng)一通過網關再接入到網絡。比如終端設備通過zigbee無線組網，然后各設備數(shù)據通過Zigbee網關統(tǒng)一接入到網絡里面。常用到本地無線組網技術有Zigbee，Lora，BLE MESH， sub-1GHZ等。

在物聯(lián)網設備里面，物聯(lián)網網關是一個非常重要的角色。一個處在本地局域網與外部接入網絡之間的智能設備。主要的功能是網絡隔離，協(xié)議轉化/適配以及數(shù)據網內外傳輸。

一個典型的物聯(lián)網網關架構如下：

網絡通信方式

常用的通信網絡主要存在2種方式：

移動網絡（主要戶外設備用） 移動網絡2G/3G/4G/5G/NB-IOT等

寬帶（主要戶內設備用） WIFI，Ethernet等

2、物聯(lián)網設備接入網絡后如何開展M2M，M2C通信？

物聯(lián)網設備終端接入網絡后，只是物聯(lián)網應用的開始。設備接入網絡后，設備與設備之間需要互相通信，設備與云端需要互相通信。只有互通，物聯(lián)網的價值才展現(xiàn)出來。既然要互通，則需要一套物聯(lián)網通信協(xié)議。只有遵循該套協(xié)議的設備相互間能夠通信，能夠交換數(shù)據。

常用的物聯(lián)網通信協(xié)議有哪些？ 主要有如下協(xié)議：MQTT，COAP等，他們有個共同點都是基于消息模型來實現(xiàn)的。設備與設備之間，設備與云端之間通過交換消息來實現(xiàn)通信，消息里面攜帶了通信數(shù)據。

3、物聯(lián)網設備之間，設備與云平臺能夠交換數(shù)據后，接下來要干怎么呢？

21世紀，什么最重要？數(shù)據。有了大量的物聯(lián)網設備數(shù)據后，針對數(shù)據，人類可以去挖掘里面的規(guī)律，挖掘里面的商業(yè)價值，對設備未來的狀態(tài)進行預測等等。

對于物聯(lián)網數(shù)據應用，分幾個層次來講

1. 基礎應用：監(jiān)控

通過物聯(lián)網收集到設備數(shù)據后，如果設備數(shù)據狀態(tài)超過預設的狀態(tài)則自動第一時間報警，管理員第一時間開展處理，可以通過遠程操作，下達命令。把問題解決在萌芽狀態(tài)。

2. 進階應用： 報表統(tǒng)計

通過統(tǒng)計方法，對設備的歷史運行數(shù)據進行統(tǒng)計分析。可以按不同維度分析出不同報告。然后以圖表或者大屏方式展現(xiàn)在管理員面前。管理員可以快速直觀的了解到整個物聯(lián)網設備運行狀況。

3. 高級應用： 數(shù)據挖掘/機器學習

這部分需要從數(shù)據里面挖掘出有價值的東西出來。比如通過一段時間時間設備數(shù)據的連續(xù)跟蹤分析并結合人類過往的設備運維經驗，通過機器學習方式預測設備發(fā)生故障概率，以及發(fā)生故障后可能的引起原因，并給出維修方案。剛才舉的例子，是物聯(lián)網高級應用里面的冰山一角。通過引入現(xiàn)在火熱的AI技術。物聯(lián)網就能變成智能物聯(lián)網了。也許在不久的將來，人與設備可以自由對話，設備與設備之間也能夠對話并自動做出最優(yōu)決策。

綜合所述，物聯(lián)網的價值在于提高生產效率，管理效率，極大促進社會生產力的提高。

4、如何搭建起一個物聯(lián)網系統(tǒng)框架呢？它的技術架構又是怎么樣呢？

物聯(lián)網終端設備軟件系統(tǒng)架構：

常見系統(tǒng)框架的總結下來主要存在如下2種：帶RTOS的（處理復雜的業(yè)務場景，場景里面通過需要多個事務并行協(xié)同完成工作）和不帶RTOS的（通常處理的業(yè)務場景較單一）

不帶RTOS設備終端系統(tǒng)框架：

帶RTOS設備終端系統(tǒng)框架：

RTOS是什么？ 實時多任務操作系統(tǒng)，有了它，在終端設備里面可以并行運行多個任務。每個任務負責一個事務。通過并行化運行，響應實時性及效率就得到提升。

RTOS實時操作內核一般包含的重要組件如下：

任務調度

任務間同步與通信

內存分配

中斷管理

時間管理

設備驅動

以任務調度組件舉例：

在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務是CPU上最小運行單元。通常一個稍微復雜點IOT APP是由多個任務協(xié)同完成。比如有的任務負責處理用戶事件輸入以及UI顯示，有的任務負責處理數(shù)據通信，有的任務負責業(yè)務邏輯處理。

既然一個系統(tǒng)中有多個任務在跑，而CPU資源確是單一的，這樣導致每個時刻只能由一個任務在CPU上跑。因此為了每個任務都能夠在CPU上有運行機會，就涉及到了任務調度概念。任務調度需要按照一定的規(guī)則來，那一般是按照哪些規(guī)則來的？

我們常見的調度方式有3種：一個基于優(yōu)先級調度的，一個是基于時間片調度的，一個是把優(yōu)先級和時間片結合在一起調度。

以優(yōu)先級調度舉例，在定義任務的時候，給每個任務分配一個優(yōu)先級，在運行的時候，高優(yōu)先級的任務都會優(yōu)先被運行。直到沒有高優(yōu)先級任務后，低優(yōu)先級任務才會被運行。假如低優(yōu)先級任務獲得CPU資源后，這是如果有高優(yōu)先級任務就緒怎么辦呢？

兩種處理方式：

繼續(xù)運行

搶占式。

高優(yōu)先級搶占CPU資源進入運行狀態(tài)。

其他組件就不一一列舉了。

物聯(lián)網云平臺系統(tǒng)架構：

物聯(lián)網云平臺系統(tǒng)架構主要包含四大組件：

設備接入

設備管理

規(guī)則引擎

安全認證及權限管理

設備接入

設備接入主要都干些什么呢？

包含多種設備接入協(xié)議，最主流的是MQTT協(xié)議。有些云計算廠商也在MQTT協(xié)議上精簡協(xié)議變成獨有的接入協(xié)議。

并發(fā)連接管理，維持可能是數(shù)十億設備的長連接管理。

如果應對數(shù)十億的設備連接管理？目前開放出來的MQTT代理服務器大都是單機版，最多也就是并發(fā)連接十幾萬設備。因此如果要管理數(shù)十億的連接，需要用到負載均衡，用到分布式架構。在云平臺需要部署分布式MQTT代理服務器。

設備管理

一般以樹形結構的方式管理設備，包含設備創(chuàng)建管理以及設備狀態(tài)管理等等。根節(jié)點以產品開始，然后是設備組，再到具體設備。主要包含如下管理：產品注冊及管理產品下面的設備增刪改查管理設備消息發(fā)布OTA設備升級管理等

規(guī)則引擎

物聯(lián)網云平臺通常是基于現(xiàn)有云計算平臺搭建的。一個物聯(lián)網成熟業(yè)務除了用到物聯(lián)網云平臺提供功能外，一般還需要用到云計算平臺提供功能，比如云主機，云數(shù)據庫等。用戶可以在云主機上搭建web行業(yè)應用服務。規(guī)則引擎主要作用是把物聯(lián)網平臺數(shù)據通過過濾轉發(fā)到其他云計算產品上。 比如可以把設備上報的數(shù)據轉發(fā)到table store數(shù)據庫產品里。規(guī)則引擎一般使用方式：類SQL語言，通過編寫SQL語言，用戶可以過濾數(shù)據、處理數(shù)據，并把數(shù)據發(fā)到其他云計算產品，或者其他云計算服務。

安全認證及權限管理

物聯(lián)網云平臺為每個設備頒發(fā)唯一的證書，需要證書通過后才能允許設備接入到云平臺。云平臺最小授權粒度一般是做到設備級。我們所說的證書一般分為2種：一種是產品級證書，一種是設備級證書。產品級證書擁有最大的權限，可以對產品下所有的設備進行操作。設備級證書，只能對自己所屬的設備進行操作，無法對其他設備進行操作。因此每個接入云平臺的設備都在本地存儲一個證書（其實存在形式是一個KEY，有多個字符串構成）。每次與云端建立連接時，都要把證書帶上。以便云端安全組件核查通過。

云計算產品

大數(shù)據計算產品，云基礎服務（高性能服務器，云數(shù)據庫，云網絡）等

物聯(lián)網應用

智慧城市，智慧農業(yè)，工業(yè)4.0等

下面一張是來自百度物聯(lián)網平臺架構：突出展示了物聯(lián)網設備，物聯(lián)網云平臺，云計算平臺是如何協(xié)同工作的，有較大的參考價值。