物聯網設備如何進行選型？ | 個人物聯網成長記

【摘要】 在設備集成開發過程當中，主要涉及三類用戶： 模組廠商：提供Wifi、NB-IoT、2/3/4G等通訊模組的廠商。設備廠商能夠利用模組提供的能力接入到華爲IoT平臺。 設備廠商：開發並銷售最終設備的廠商。設備廠商須要作集成開發，以便讓設備具備接入華爲IoT平臺的能力。 設備用戶：設備的購買者及管理者。 下文圍繞這三類用戶，介紹各種用戶在設備集成過程當中須要關注的接入方案。

1、我是模組廠商

芯片是一種把集成電路小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。模組是由若干個顯示模塊、驅動電路、控制電路、芯片以及相應的結構件構成的一個獨立的顯示單元。模組與芯片關係就像是U盤和Flash芯片的關係，用戶99％的狀況是直接使用模組，沒有人直接用芯片。當前模組廠商主要提供Wifi、NB-IoT、2/3/4/5G等通訊模組。在物聯網解決方案中，做爲模組廠商的您須要讓模組實現MQTTS、LWM2M、CoAP等物聯網協議棧及鏈接平臺的能力，您只須要將Agent Tiny SDK集成在現有的模組固件包中，這樣模組就具有了接入華爲IoT平臺的能力。 咱們將提供華爲IoT技術認證支持，幫助您快速完成SDK集成，經過華爲認證的模組能夠申請入駐華爲雲市場，咱們將會推薦給IoT平臺用戶。查詢-華爲已認證的模組。

Agent Tiny SDK具備普適性，能夠普遍移植於WiFi模組、2/3/4/5G模組、NB-IoT模組，無需考慮模組類型。如何在模組中集成Agent Tiny SDK，請參考華爲IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

2、我是設備廠商

一般狀況下做爲設備廠商的您須要進行設備集成開發，以便讓設備具有接入IoT平臺的能力。咱們將提供華爲IoT技術認證支持，幫助您快速完成設備適配和認證。經過華爲認證的設備能夠申請入駐華爲雲市場，咱們將會推薦給IoT平臺用戶。查詢：華爲已認證的設備。

根據設備是否具備IP通訊能力，設備接入平臺分爲如下兩類：設備直接接入平臺和經過網關接入平臺。

【設備直接接入平臺】

針對已實現TCP/IP協議棧的設備，它能夠直接與平臺進行通訊，常見的設備包括網關、以太網設備、NB-IoT設備等。 根據設備自身硬件的特色不一樣，華爲IoT平臺提供四種方式直接接入，您須要根據自身行業特徵及業務狀況選擇合適的接入方案。

l   方案一：設備須要智能操做系統，硬件知足RAM容量> 32KB，FlASH容量> 128KB時，經過集成LiteOS操做系統接入平臺。

Huawei LiteOS 是華爲發佈的一種輕量級物聯網操做系統，遵循BSD-3開源許可協議，可普遍應用於智能家居、我的穿戴、車聯網、城市公共服務、製造業等領域。LiteOS自己集成了Agent Tiny SDK，設備安裝LiteOS後，就能簡單快速地實現與華爲IoT平臺安全可靠的鏈接。集成開發流程詳見《LiteOS SDK端雲互通組件CoAP/LWM2M開發指南》和《LiteOS SDK端雲互通組件MQTT開發指南》。

l   方案二：設備沒有配置模組時，經過集成Agent Tiny SDK或Agent Lite SDK接入平臺。

− 當設備存儲及計算能力較強（知足RAM容量>4MB，FlASH容量> 2MB）時，推薦設備集成Agent Lite SDK。目前Agent Lite SDK支持C、Java和Android三個版本。實際開發中，請根據開發時使用的語言、平臺，選用合適的設備端SDK集成：

Agent Lite SDK集成開發指導（C-Linux）

Agent Lite SDK集成開發指導（Java）

Agent Lite SDK集成開發指導（Android）

− 當設備爲輕量型嵌入式設備（硬件知足RAM容量> 32KB，FlASH容量> 128KB）時，推薦採用Agent Tiny SDK。目前Agent Tiny SDK支持C語言開發，請參考華爲IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

l   方案三：當設備配置有模組時，根據模組特徵，選擇性集成Agent Tiny SDK接入平臺。

−  若是採用通過華爲認證的模組，該模組已集成Agent Tiny SDK，能夠利用模組直接接入IoT平臺。您能夠訪問華爲雲市場，購買符合已認證的模組。

− 若是採用未通過華爲認證的模組，您須要集成Agent Tiny SDK，根據SDK集成位置，分爲兩種模式：

1. MCU+模組模式：此模式下，設備包含MCU（Microcontroller Unit）和通訊模組，其中MCU集成 Agent Tiny SDK及運行產品邏輯，模組做爲通訊模塊，提供通訊網絡。請參考華爲IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

2. OpenCPU模式：此模式下，設備只包含通訊模組，模組集成 Agent Tiny SDK及運行產品邏輯，集成開發請參考華爲IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

l   方案四：設備經過實現原生協議接入，適合一切設備。

當前華爲IoT平臺支持設備經過實現MQTT、LWM2M over CoAP原生協議接入。IoT平臺對外開放了這些協議的API，您只需在設備端調用開放的API，便可實現設備快速接入 。您可訪問《 MQTT接口參考》獲取華爲IoT平臺開放的能力。爲了便於您進行設備接入開發，咱們提供了MQTT相關的集成指導，您可查看《設備集成》瞭解。

− 實現LWM2M over CoAP原生協議接入：LWM2M協議是一種由開發移動聯盟（OMA）制定的輕量級、標準通用的物聯網設備管理協議。主要應用於NB-IoT設備，具備覆蓋廣、鏈接多、速率低、成本低、功耗低等特色。

− 實現MQTT原生協議接入：MQTT是一種基於發佈/訂閱範式的ISO標準消息協議，主要應用於計算能力有限，且工做在低帶寬、不可靠的網絡的遠程傳感器和控制設備，適合長鏈接的場景，如智能路燈等。

四種方案的優缺點以下：

接入方式	方案優勢	方案缺點
集成LiteOS接入IoT平臺	有對應的SDK，集成難度較低，對您的開發技能要求較低。	方案不靈活，開發者只能根據LiteOS提供的API去實現本身的功能，超出API外的功能，沒法自定義，對於設備的硬件要求比較高。
集成Agent Lite   SDK或Agent Tiny   SDK接入IoT平臺	有對應的SDK，集成難度低，對您的開發技能要求較低。	方案不靈活，開發者只能根據Agent SDK提供的API去實現本身的功能，超出API外的，沒法自定義。
經過模組接入IoT平臺	集成難度很是低，對您的開發技能要求低。	須要採購指定型號的模組。
經過實現原生協議接入IoT平臺	方案比較靈活，可根據業務須要，實現協議定義的功能，對設備硬件無限制。	須要從底層協議開始實現，集成難度大，代碼開發量大，對於開發者要求高。

【設備經過網關接入平臺】

針對未實現TCP/IP協議棧的設備，因爲沒法直接同IoT平臺通訊，它須要經過網關進行數據轉發。常見設備包括智慧園區中的照明系統、樓宇系統設備等。這些場景下的限制以下：

制約因素	詳細描述
設備限制	設備很是簡單，沒有集成TCP/IP協議棧，沒法提供IP通訊網絡能力，只能基於一些簡單的近場通訊協議如ZigBee、ZWave、Bluetooth或者是其餘的一些非IP有線方式傳輸協議如串口、並口等接入，此時須要一個網關設備，先讓設備接入到網關，再經過網關與華爲IoT平臺通訊。
網絡限制	設備部署在獨立的網絡內，因爲安全等考慮，沒法直接與IoT平臺互通，須要藉助網關進行網絡橋接。
業務限制	下層設備的管理控制邏輯比較複雜，須要利用網關軟件自身具備對應的邏輯控制能力配合IoT平臺進行業務管理。
集成限制	子設備已經接入到現有系統，不肯意再進行設備改造，須要將現有系統經過網關接入到IoT平臺。

 針對此類設備，經過在網關上集成Agent Lite SDK,  設備將數據上報給網關，經過網關轉發到華爲IoT平臺。華爲公司協同合做夥伴，對已集成Agent Lite SDK的網關進行了認證，您能夠訪問華爲雲市場，購買符合自身業務的網關產品。目前Agent Lite SDK支持C、Java和Android三個版本。實際開發中，請根據開發時使用的語言、平臺，選用合適的SDK集成：

Agent Lite SDK集成開發指導（C-Linux）

Agent Lite SDK集成開發指導（Java）

Agent Lite SDK集成開發指導（Android）

 

3、我是設備用戶

做爲設備用戶，您既是設備的購買者，又多是設備的實際管理者，一般您須要考慮兩件事：

1.  在採購設備時，如何評估設備知足您的業務需求而且具有接入IoT平臺的能力。關於此方面的知識，您能夠參考設備能力評估。

2.  在進行平常管理時，針對不具有接入IoT平臺的設備，如何將現有設備進行改造，以便設備能接入到IoT平臺中。關於此方面的知識，您能夠參考設備改造。

【設備能力評估】

本節主要關注設備通訊能力的評估。因爲承接業務的不一樣，對於設備的要求也不一樣，採購的設備通訊能力評估通常由如下幾個流程：

1. 針對您所處的行業，您須要深度分析業務對於設備（硬件資源、電池、性能等）、網絡實時性及網絡覆蓋度等要求，確保現有設備知足業務需求。典型案例以下表所示。

典型行業	設備特徵	技術關注點
智慧抄表	接入設備數量多、電量有限、設備經常分佈在地上或地下多個區域，要求有信號覆蓋。	設備數量多，接入成本要低，自身硬件資源有限，要求設備網絡要深度覆蓋，低功耗，數據量較少。
智慧園區	應用子系統多、設備傳感器種類多、無統一的通訊協議標準，上報的數據無統一格式。設備大部分無IP通訊能力，須要經過網關接入。可經過有線網絡接入。	應用獨立子系統多，格式不統一，數據孤島多，須要一個統一平臺管理。設備不具有IP通訊能力，硬件資源有限，一般經過網關轉發數據，所以主要關注網關的通訊能力。
車聯網	設備電量充足，須要實時對車輛數據進行分析等，所以須要接入網絡實時性高，數據傳輸速率高等。	主要關注接入網絡選型，要選傳輸速率較高的無線網絡接入。

 2. 根據業務對於數據及成本要求，確認設備支持的網絡是否可以知足業務需求。

業務應用	推薦的接入網絡	網絡特色
智慧家庭、智慧樓宇等	以太網	傳輸速率可達到10Gbit/s、隨時在線、成本高。
車聯網、視頻監控等	4G/5G/LTE-v	傳輸速率>10Mbit/s、功耗高、成本高。
電子廣告、無線ATM、梯聯網等	eMTC、 GPRS	傳輸速率<1Mbit/s、功耗較低、成本較低。
遠程抄表、智能停車等	NB-IoT、LoRa	傳輸速率<100Kbit/s、功耗低、成本低、穿透力強、信號覆蓋好。

 3. 確認設備是否集成了物聯網協議，以便保證設備能夠鏈接到IoT平臺，利用IoT平臺進行設備管理。華爲IoT平臺目前支持設備採用如下協議接入。

通訊協議	協議描述	應用場景
LWM2M	LWM2M是開發移動聯盟OMA定義的用於設備管理的應用層通信協議，主要使用在資源受限的嵌入式設備上。	NB-IoT設備接入平臺，業務實時性要求不高，低功耗、信號廣覆蓋場景。
CoAP	CoAP是資源受限設備和受限網絡專用的Web傳輸協議，專爲機器對機器的應用而設計。CoAP提供請求/響應交互模型，支持內置的服務和資源發現。須要底層實現UDP協議。	NB-IoT設備接入平臺，業務實時性要求不高，低功耗、信號廣覆蓋場景。
MQTT	MQTT是一種物聯網鏈接協議，提供很是輕量級的發佈/訂閱消息傳輸方式，用於在低帶寬、不可靠的網絡的設備管理。該協議構建於TCP/IP協議上。	對設備的可靠性和實時性要求高，適合長鏈接的場景，如智能路燈等。

 4. 根據前面步驟，總結設備的特徵，選擇與業務相匹配的設備。例如針對智能抄錶行業，要求電錶通訊模塊具備覆蓋廣、穿透力強、耗電量小、成本低特色，所以接入網絡選擇NB-IoT網絡，設備採用NB-IoT模組，模組集成了LWM2M協議，能夠保證設備接入華爲IoT平臺。

【設備改造】

設備若是不具有接入華爲IoT平臺能力，須要對設備進行改造，改造方法跟設備廠商進行設備集成方法同樣，詳見我是設備廠商介紹。

瞭解物聯網設備集成流程，請訪問IoT設備接入指引。

 

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