物联网掀起信息产业的第三次革命浪潮,以车联网、智能电网、智能家居、安防监控、移动支付、智能穿戴、远程医疗等应用领域为代表,为人们生活提供更大便利,提高公共服务资源调配效率,甚至改变日常生活方式。物联网还与工业 4.0 息息相关,将促进传统生产方式向绿色、智能、低碳的方向转变,从刚性生产方式向柔性生产方式转变,显著提高生产效率。

 

物联网发展下一个阶段的目标以支撑制造强国建设为目标,加速推进全面感知、泛在连接、安全可信的物联网新型基础设施,完善物联网产业链,重点发展与物联网产业链紧密相关的硬件、软件、系统集成以及运营与服务等核心领域,着力打造传感器节点、网络接入、数据传输、操作系统、系统集成等重要产品与解决方案,从而实现产业链关键环节的突破。

 

在物联网初级建设阶段,多是垂直烟囱式建设方式,物联网系统之间是孤立的,带来如下众多问题:

 

1底层数据没打通,信息没共享,跨行业、跨应用之间共享互通和应用协同难;

2烟囱式发展,导致各类行业应用重复建设、浪费甚至冲突;

3系统封闭,缺乏标准,不具备可持续的长期演进和发展能力;

4没有统一安全要求,存在安全隐患。

 

从工业场景分析,物联网平台主要解决以下场景需求:

 

1、统一接入管理需求:实现工业设备的统一接入,提供连接管理,设备管理,感知数据管理等能力。连接管理兼容各种终端设备接入,实现差异化采集设备的协议转换,实现各类感知设备统一接入和控制。支持有线、无线网络统一接入,并实现海量设备接入管理。设备管理通过对传感设备及网关的管理,实现远程监控、配置、同时可以通过远程进行终端设备软件升级、问题故障排查等功能。数据管理通过归集相关业务感知数据、设备状态数据、设备管控数据,提供数据的全生命周期管理,包括数据的实时处理、统计、存储。

 

2、上层业务应用支撑需求:根据设备状态、上报数据,进行统一管理,提供标准接口开放给上层的业务应用。提供消息通信能力,应用通过调用物联网平台提供的API,实现设备数据采集、命令下发、设备管理等业务场景。支持物联应用管理,应用的接入访问需要进行鉴权认证,并严格控制应用的访问权限和资源。同时支持多个应用接入,应用之间可以相互授权对方访问自己的资源,已实现数据和资源共享的目的。

 

3、运营运维管理需求:主要进行安全管理,系统管理,提供运营运维管理Portal给企业或政府的物联网业务关门部门和使用部门使用。包括安全管理能力,提供平台级的全方位安全防护能力,包括平台设备安全策略、组网安全策略、业务和接入安全、数据存储安全和访问授权机制等。运营管理能力,平台门户提供账号管理、权限管理等功能、平台使用各项指标分析和统计能力。运维管理能力,包括业务应用管理、系统关键参数配置等,支持系统日志存储、分析、检索等能力,提供系统业务监控指标的配置以及监测,支持设置告警预置,并提供系统告警管理的功能。

 

华为云IoT 物联网平台提供物联网设备统一接入、管理的能力,支持COAP(S)、MQTT(S)、HTTP(S)等物联网通信协议,支持主流行业协议和泛协议接入。同时IoT平台提供丰富的Restful API,将能力开发给物联网应用、其他云服务和中间件,使能客户快速、低成本的构建自己的物联网解决方案。IoT 平台集成物模型,以及云端编解码插件的能力,实现物联网数据的标准化、格式化,实现各种设备的数据汇聚、融合和协同,解决物联网各子系统烟囱式发展以及数据孤岛问题。

 

物联网解决方案的总体技术架构如下图所示:

 

 

华为云IoT设备接入服务支持终端设备直接接入,也可以通过工业网关或者家庭网关接入;支持多网络接入、多协议接入、系列化SDK接入,解决设备接入复杂多样化和碎片化难题;也提供了更丰富完备的设备管理能力,简化海量设备管理复杂性,节省人工操作,提升管理效率。华为云IoT设备接入服务主要提供:边缘计算、设备接入、设备管理、数据管理、应用管理等功能模块,同时提供系统安全管理、操作维护、统一Portal等运营运维的能力。

 

物联网设备接入支持各种网络接入模式,如固定宽带接入,2G/3G/4G/5G/NB-IoT无线蜂窝网络接入、LoRaWAN网络接入,对于不具备IP通信能力、只支持近场通信协议的设备,可以先通过物理连线(如串口)、近场协议(如蓝牙、ZigBee、Zwave、Wifi等)接入到本地物联网网关,然后再通过本地网关接入到云端/数据中心的IoT平台上。

 

端侧设备支持以多种方式接入,具备IP通信能力的设备,可采用直连平台方式接入,选择通过固定宽带或无线蜂窝网络等方式直接接入平台。接入平台支持选择IoT Device SDK、预集成华为海思、高通等主流模组芯片,也支持 LiteOS/OpenHarmony 等开源物联网系统接入,或通过IoT平台的设备接入API,自行开发接入平台的功能逻辑代码,完成和平台的接入。除直连接入方式外,物联平台支持网关、边缘计算平台和第三方云接入,真正打造万物物联的泛在接入能力。

 

设备管理提供API实现设备的创建、删除、修改、查询等操作,支持设备状态管理、设备冻结/解冻、子设备管理等。支持对设备进行分组和标签,按照产品逻辑进行设备建模,支持工业企业定义自己的物模型,平台提供图形化的建模工具,同时可以支持从标准物模型平台导入已有设备的模型。设备管理支持设备文件上传、在线 OTA 升级和设备实时监控等服务能力,实现了物联设备的全生命周期管理。

 

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