物联网成长日记:设备如何进行选型?

阅读数:830 2019 年 9 月 29 日 15:33

物联网成长日记:设备如何进行选型?

在设备集成开发过程中,主要涉及三类用户:模组厂商,提供 Wifi、NB-IoT、2/3/4G 等通信模组的厂商。设备厂商可以利用模组提供的能力接入到华为 IoT 平台;设备厂商,开发并销售最终设备的厂商。设备厂商需要做集成开发,以便让设备具有接入华为 IoT 平台的能力;设备用户,设备的购买者及管理者。本文围绕这三类用户,介绍各类用户在设备集成过程中需要关注的接入方案。

模组厂商

作为模组厂商需要让模组实现 MQTT、LWM2M、CoAP 等物联网协议栈及连接平台的能力,只需要将 Agent Tiny SDK 集成在现有的模组固件包中,这样模组就具备了接入华为 IoT 平台的能力。我们将提供华为 IoT 技术认证支持,帮助快速完成 SDK 集成,通过华为认证的模组可以申请入驻华为云市场,我们将会推荐给 IoT 平台用户。查询 - 华为已认证的模组。

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Agent Tiny SDK 具有普适性,可以广泛移植于 WiFi 模组、2/3/4/5G 模组、NB-IoT 模组,无需考虑模组类型。如何在模组中集成 Agent Tiny SDK,请参考华为 IoT 技术认证流程,获取相关技术支持。

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设备厂商

通常情况下作为设备厂商需要进行设备集成开发,以便让设备具备接入 IoT 平台的能力。我们将提供华为 IoT 技术认证支持,帮助您快速完成设备适配和认证。通过华为认证的设备可以申请入驻华为云市场,我们将会推荐给 IoT 平台用户。查询:华为已认证的设备。

根据设备是否具有 IP 通信能力,设备接入平台分为以下两类:设备直接接入平台和通过网关接入平台。

设备直接接入平台

针对已实现 TCP/IP 协议栈的设备,它可以直接与平台进行通信,常见的设备包括网关、以太网设备、NB-IoT 设备等。根据设备自身硬件的特点不同,华为 IoT 平台提供四种方式直接接入,您需要根据自身行业特征及业务情况选择合适的接入方案。

方案一:设备需要智能操作系统,硬件满足 RAM 容量 > 32KB,FlASH 容量 > 128KB 时,通过集成 LiteOS 操作系统接入平台。

Huawei LiteOS 是华为发布的一种轻量级物联网操作系统,遵循 BSD-3 开源许可协议,可广泛应用于智能家居、个人穿戴、车联网、城市公共服务、制造业等领域。LiteOS 本身集成了 Agent Tiny SDK,设备安装 LiteOS 后,就能简单快速地实现与华为 IoT 平台安全可靠的连接。集成开发流程详见《LiteOS SDK 使用指南》。

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方案二:设备没有配置模组时,通过集成 Agent Tiny SDK 或 Agent Lite SDK 接入平台。当设备存储及计算能力较强(满足 RAM 容量 >4MB,FlASH 容量 > 2MB)时,推荐设备集成 Agent Lite SDK。目前 Agent Lite SDK 支持 C、Java 和 Android 三个版本。实际开发中,请根据开发时使用的语言、平台,选用合适的设备端 SDK 集成:Agent Lite SDK 集成开发指导(C-Linux)、Agent Lite SDK 集成开发指导(Java)、Agent Lite SDK 集成开发指导(Android)。

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当设备为轻量型嵌入式设备(硬件满足 RAM 容量 > 32KB,FlASH 容量 > 128KB)时,推荐采用 Agent Tiny SDK。目前 Agent Tiny SDK 支持 C 语言开发,集成开发流程详见《Agent Tiny SDK 集成开发指导》。

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方案三:当设备配置有模组时,根据模组特征,选择性集成 Agent Tiny SDK 接入平台。

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如果采用经过华为认证的模组,该模组已集成 Agent Tiny SDK,可以利用模组直接接入 IoT 平台。您可以访问华为云市场,购买符合已认证的模组。

如果采用未经过华为认证的模组,您需要集成 Agent Tiny SDK,根据 SDK 集成位置,分为两种模式:

  1. MCU+ 模组模式:此模式下,设备包含 MCU(Microcontroller Unit)和通信模组,其中 MCU 集成 Agent Tiny SDK 及运行产品逻辑,模组作为通信模块,提供通信网络。集成开发流程详见《Agent Tiny SDK 集成开发指导》。

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  1. OpenCPU 模式:此模式下,设备只包含通信模组,模组集成 Agent Tiny SDK 及运行产品逻辑,集成开发流程详见《Agent Tiny SDK 集成开发指导》。

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方案四:设备通过实现原生协议接入,适合一切设备。

当前华为 IoT 平台支持设备通过实现 MQTT、LWM2M over CoAP 原生协议接入。IoT 平台对外开放了这些协议的 API,您只需在设备端调用开放的 API,即可实现设备快速接入 。您可访问《 MQTT 接口参考》获取华为 IoT 平台开放的能力。为了便于您进行设备接入开发,我们提供了 MQTT 相关的集成指导,您可查看《设备集成》了解。

实现 LWM2M over CoAP 原生协议接入:LWM2M 协议是一种由开发移动联盟(OMA)制定的轻量级、标准通用的物联网设备管理协议。主要应用于 NB-IoT 设备,具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低等特点。

实现 MQTT 原生协议接入:MQTT 是一种基于发布 / 订阅范式的 ISO 标准消息协议,主要应用于计算能力有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备,适合长连接的场景,如智能路灯等。

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四种方案优缺点如下:

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设备通过网关接入平台

针对未实现 TCP/IP 协议栈的设备,由于无法直接同 IoT 平台通信,它需要通过网关进行数据转发。常见设备包括智慧园区中的照明系统、楼宇系统设备等。这些场景下的限制如下:

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针对此类设备,通过在网关上集成 Agent Lite SDK,  设备将数据上报给网关,通过网关转发到华为 IoT 平台。华为公司协同合作伙伴,对已集成 Agent Lite SDK 的网关进行了认证,您可以访问华为云市场,购买符合自身业务的网关产品。目前 Agent Lite SDK 支持 C、Java 和 Android 三个版本。实际开发中,请根据开发时使用的语言、平台,选用合适的 SDK 集成:Agent Lite SDK 集成开发指导(C-Linux)、Agent Lite SDK 集成开发指导(Java)、Agent Lite SDK 集成开发指导(Android)。

设备用户

作为设备用户,您既是设备的购买者,又可能是设备的实际管理者,通常您需要考虑两件事:

1. 在采购设备时,如何评估设备满足您的业务需求并且具备接入 IoT 平台的能力。关于此方面的知识,您可以参考设备能力评估。

2. 在进行日常管理时,针对不具备接入 IoT 平台的设备,如何将现有设备进行改造,以便设备能接入到 IoT 平台中。关于此方面的知识,您可以参考设备改造。

设备能力评估

本节主要关注设备通信能力的评估。由于承接业务的不同,对于设备的要求也不同,采购的设备通信能力评估一般由以下几个流程:

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1. 针对您所处的行业,您需要深度分析业务对于设备(硬件资源、电池、性能等)、网络实时性及网络覆盖度等要求,确保现有设备满足业务需求。典型案例如下表所示。

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2. 根据业务对于数据及成本要求,确认设备支持的网络是否能够满足业务要求。

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3. 确认设备是否集成了物联网协议,以便保证设备可以连接到 IoT 平台,利用 IoT 平台进行设备管理。华为 IoT 平台目前支持设备采用以下协议接入。

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4. 根据前面步骤,总结设备的特征,选择与业务相匹配的设备。例如针对智能抄表行业,要求电表通信模块具有覆盖广、穿透力强、耗电量小、成本低特点,因此接入网络选择 NB-IoT 网络,设备采用 NB-IoT 模组,模组集成了 LWM2M 协议,可以保证设备接入华为 IoT 平台。

设备改造

设备如果不具备接入华为 IoT 平台能力,需要对设备进行改造,改造方法跟设备厂商进行设备集成方法一样,详见我是设备厂商介绍。

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2019 年 11 月 05 日 16:54
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了解华为云物联网,可以报名华为《IoT七天开发训练营》精品视频课程https://education.huaweicloud.com:8443/courses/course-v1:HuaweiX+CBUCNXT007+Self-paced/about?isAuth=0&cfrom=hwc
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