中国移动、阿里云、百度天工三大物联网平台技术架构对比

一、 中移物联网平台

1. 官网

https://open.iot.10086.cn/

2. 平台架构

3. 术语解释

4. 试用

MQTT协议结合OneNET平台提供的虚拟设备工具进行操作过程如下：

（1）创建产品

在平台创建一个公开协议产品（设备接入协议类型选择MQTT协议），这里不介绍产品创建过程，请参考平台文档中心“接入帮助”部分的相关内容。

（2）新增设备

在新建的产品中添加两个设备（新增设备的过程同样参考平台文档中心“接入帮助”部分的相关内容），一个作为消息发布者（设备名称为”PUB”，鉴权信息为”pub123456”）一个作为消息订阅者（设备名称为”SUB”，鉴权信息为”sub123456”）,如下图所示。

（3）下载虚拟设备调试工具

虚拟设备调试工具下载地址：https://open.iot.10086.cn/doc/art433.html#118 找到Mqtt-device并下载，下载完成解压文件包，在解压后的文件夹中点击运行虚拟设备工具 ，登录界面如下图所示。

（4）消息发布者设备登录

打开平台产品信息管理页面，找到产品ID，在产品的设备列表中找到设备“PUB”的设备ID及设备鉴权信息，输入登录信息，选择登录服务器并点击“确定”进行设备登录，如下图所示。

（5）上传数据点

设备登录之后，选择“上传数据点”菜单，然后选择“类型7”，如下图所示。（注意类型7对应的数据流名称及数据点的说明） 输入数据流名称为111，数据流中输入两个数据点值123；456，并点击“上传”按钮，如下图所示。

打开平台的设备管理页面，查看到数据点上传成功，如下图所示。

（6）下发设备命令

打开平台设备管理页面，点击设备的“下发命令”按钮，输入下发的命令内容，然后点击“发送命令”，如下图所示

点击选择虚拟设备的“平台指令接收”菜单，查看到设备已收到平台下发的控制命令，如下图所示。

（7）消息发布与订阅

消息发布者创建TOPIC：点击虚拟设备的“订阅”菜单，点击“创建Topic”按钮，输入TOPIC名字pub_topic1(读者可创建自己的TOPIC名字)，点击提交完成TOPIC创建，如下图所示。

消息发布：发布者设备选择“发布”菜单，输入TOPIC名称pub_topic1及内容111222333，（注意QOS选择为0，TOPIC可重复发布；当QOS选择为1，TOPIC重复发布时，PacketID必须递增填入）点击“Submit”按钮，进行消息发布，消息订阅者设备选择“设备TOPIC接收”菜单，我们看到已成功接收到该消息，如下图所示（作为发布者PUB，右为订阅者SUB）。

5. 应用场景

二、 阿里云物联网平台

1. 官网

https://helpcdn.aliyun.com/product/30520.html?spm=a2c4g.11186623.6.540.423d1996fVKJze

2. 平台架构

1) 物联网边缘计算

边缘计算产品架构

视频介绍： http://tbm-auth.alicdn.com/So5HKKLDhwIzm7ZWtaY/OtEfcT7RQTiBOe3cKpL_220105548048_hd_hq.mp4?auth_key=1571627435-0-0-429eea1f454b77e1d01ce03bc278248f

物联网边缘计算主要涉及设备端、边缘计算端和云端三个部分：

• 设备端 开发者使用设备接入SDK，将非标设备转换成标准物模型，就近接入网关，从而实现设备的管理和控制。

• 边缘计算端 设备连接到网关后，网关可以实现设备数据的采集、流转、存储、分析和上报设备数据至云端，同时网关提供规则引擎、函数计算引擎，方便场景编排和业务扩展。

• 云端 设备数据上传云端后，可以结合阿里云功能，如大数据、AI学习等，通过标准API接口，实现更多功能和应用。

应用场景-风力发电

在风力发电机组本地网络中，部署边缘计算网关，实时采集机组数据。在本地处理采集的数据后，先将数据上传至阿里云MaxCompute，再使用大数据训练模型后，对发电参数，如风向灵敏度、启动延时参数等做优化。将模型转化为算法或者规则导入本地边缘节点，自动调整风电机组参数，提高机组发电性能。

特点：

• 数据实时采集：多机组多数据点同时采集。

• 大数据处理：数据上传至阿里云后，使用大数据训练模型。

• 即时反馈：算法或规则导入本地边缘节点后，实时自动调整机组参数，实现最优化生产。

  

2) 设备影子

物联网平台提供设备影子功能，用于缓存设备状态。设备在线时，可以直接获取云端指令；设备离线时，上线后可以主动拉取云端指令。

设备影子是一个 JSON 文档，用于存储设备上报状态、应用程序期望状态信息。

每个设备有且只有一个设备影子，设备可以通过MQTT获取和设置设备影子来同步状态，该同步可以是影子同步给设备，也可以是设备同步给影子。

应用场景

场景1：网络不稳定，设备频繁上下线。

由于网络不稳定，设备频繁上下线。应用程序发出需要获取当前的设备状态请求时，设备掉线，无法获取设备状态，但下一秒设备又连接成功，应用程序无法正确发起请求。
使用设备影子机制存储设备最新状态，一旦设备状态产生变化，设备会将状态同步到设备影子。应用程序在请求设备当前状态时，只需要获取影子中的状态即可，不需要关心设备是否在线。

场景2：多程序同时请求获取设备状态。

如果设备网络稳定，很多应用程序请求获取设备状态，设备需要根据请求响应多次，即使响应的结果是一样的，设备本身处理能力有限，无法负载被请求多次的情况。
使用设备影子机制，设备只需要主动同步状态给设备影子一次，多个应用程序请求设备影子获取设备状态，即可获取设备最新状态，做到应用程序和设备的解耦。

场景3：设备掉线。

设备网络不稳定，导致设备频繁上下线，应用程序发送控制指令给设备时，设备掉线，指令无法下达到设备。
通过QoS=1或者2实现，但是该方法对于服务端的压力比较大，一般不建议使用。
使用设备影子机制，应用程序发送控制指令，指令携带时间戳保存在设备影子中。当设备掉线重连时，获取指令并根据时间戳确定是否执行。
设备真实掉线，指令发送失败。设备再上线时，设备影子功能通过指令加时间戳的模式，保证设备不会执行过期指令。

3) 规则引擎

数据流转

使用物联网平台规则引擎的数据流转功能，可将Topic中的数据消息转发至其他Topic或其他阿里云产品进行存储或处理。

场景联动

当触发器指定的事件或属性变化事件发生时，系统通过判断执行条件是否已满足，来决定是否执行规则中定义的执行动作。如果满足执行条件，则直接执行定义的执行动作；反之则不执行。

例如，您每天18:00下班回家。在炎热的夏天，您希望您到家后，家里的温度是凉爽、舒适的。您可以创建一条规则，使空调设备自动化，实现这个需求。

3. 术语解释

|名词|描述| |-|-|-| |产品|设备的集合，通常指一组具有相同功能的设备。物联网平台为每个产品颁发全局唯一的ProductKey。每个产品下可以有成千上万的设备| |物模型|是对设备在云端的功能描述，包括设备的属性、服务和事件。物联网平台通过定义一种物的描述语言来描述物模型，称之为 TSL（即 Thing Specification Language），采用JSON格式，您可以根据TSL组装上报设备的数据| |设备影子|是一个 JSON 文档，用于存储设备或者应用的当前状态信息。每个设备都会在云端有唯一的设备影子对应，无论该设备是否连接到 Internet，您都可以使用设备影子通过 MQTT 协议或 HTTP 协议获取和设置设备的状态| |规则引擎|通过创建、配置规则，以实现数据流转和场景联动|

三、 百度天工

1. 官网

https://cloud.baidu.com/solution/iot/index.html?_=1571388570942

2. 平台架构

天工平台的服务主要由物接入、物解析、物管理、规则引擎和时序数据库组成。

规则引擎

作为百度智能云天工智能物联网平台的重要组件，用于将信息根据预先设置好的规则转发至百度智能云的其它服务。用户可通过规则引擎设定消息处理规则，对规则匹配的消息采取相应的转发操作，如推送给手机APP等；也可以将设备消息无缝转发到时序数据库、百度Kafka和对象存储中进行存储。

智能边缘BIE

智能边缘本地运行包，以容器化、模块化的方式，赋能无处不在的边缘计算节点，让本地设备、网关、控制器、服务器具备数据通讯、本地计算&AI推断、云端配置同步等能力；智能边缘云端管理套件，提供海量边缘管理能力，并且对接不同应用生产生态，提供强大的应用集成、测试、管理和分发的能力。