在《劍指物聯》第五期中，阿裡雲IoT事業部總經理庫偉曾提到物聯網實施過程中的困境。比如在裝置廠家層面：智能裝置連接配接不穩定，網絡安全差；在ISV層面：标準不統一，內建各廠商的智能裝置成本高，時間長，資料打通困難；在使用者層面：與産品捆綁緊密，提供的服務割裂，導緻使用者體驗不佳。
庫總是從整個物聯網全網鍊路來看物聯網實施困境的，而我的着眼點僅是其中一個環節，就是硬體接入層這個環節，由于涉及到軟硬結合，對不少人來時是一個難點。此外我們基于裝置接入這層，也歸納出如下三條物聯網落地難點：
（1） 需要接入的傳感器及智能儀表種類繁多，實體通信鍊路多樣，通信協定也各有不同
（2） 施工現場條件各異，有線和無線部署差異大，裝置安裝、調試難
（3） 裝置安裝量大，又缺少專門的維護隊伍，長期穩定性、可靠性難保證
在這裡我先講講物聯網硬體層需要接入的一些傳感器、裝置、通信鍊路及通信協定，向不太了解硬體的網友掃掃盲，然後再介紹一下我們的方案是如何實作“一分鐘裝置快速接入網關，一分鐘網關快速上雲”的。
1 物聯網領域常見智能硬體
如圖所列僅是衆多傳感器中的滄海一粟。并且同樣是溫濕度傳感器，接口可以是多種多樣，比如可以I2C接口，也可以是單總線，還可以是RS232或RS485。接口不同，協定也各異。
1.2 智能裝置
同樣和傳感器一樣，上圖所列的智能裝置也是衆多智能裝置中的九牛一毛。并且比如智能水表，接口也依然多種多樣，比如是Mbus或RS485接口，協定有可能是Modbus或118協定。
1.3 控制裝置/智能網關
控制裝置和智能網關雖然沒有傳感器和智能儀表那麼海量，但還是非常衆多，其通信接口，程式設計語言，作業系統等等都有所差異。
2 物聯網領域常見通信類型
2.1有線通信
l RS485：兩線制，差分信号傳輸，半雙工通信，最大通信距離千米以上。
l RS232：三線制，全雙工通信，一般通信距離小于 10 米。
l 以太網：4 線或 8 線，多主通信，高性能。普通網線通信距離 100 米以内。
l CAN：兩線制，多主通信，高性能，高可靠性，每次最多傳輸 8 個位元組的資料。通信距離千米以上。
l M-Bus：兩線制，半雙工，專為遠端抄表系統專門設計的總線，傳送速度為 300 至 9600 Baud。
l 單總線：單線制，主裝置口可以直接驅動200米範圍的從裝置，傳輸速率一般為16．3Kbit/s，最大可達142 Kbit/s。
l 電力載波：利用現有電力線，通過載波方式将模拟或數字信号進行高速傳輸的技術。
2.2無線通信
l Wifi：2.4G/5G射頻頻段，民用最常用無線通信方式，通信距離100米内。
l 藍牙：2.4G短距離無線通信，常見的通信距離為10米左右。
l Zigbee：低功耗無線通信協定，低功率一般傳輸距離 100 米以内，高功率的 1000 米左右。
l LoRa：基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。低功耗，多節點。通信距離 1千米~8千米。
l GPRS：通用分組無線服務技術，廣域網通信。
l NB-IoT：IoT 領域一個新興的技術，支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連接配接，亦稱低功耗廣域網(LPWA)。
l 433M/470M無線通信：小功率經濟型無線數傳通信，通信距離一般1000米左右。
l 數字無線電台：借助DSP技術和無線電技術實作的高性能專業資料傳輸電台，免申請頻段為2.4G，通信波特率為9600~19200Bps，根據功率不同，一般通信距離1千米~15千米
2.3晶片級通信
l TTL序列槽：三線制，和RS232或RS485一樣，都屬于串行通信，隻是為TTL電平，大部分是晶片對晶片，近距離通信。
l SPI：四線制，高速全雙工，同步的通信總線。
l I2C：兩線制，由Philips公司開發的一種簡單、雙向同步串行總線。
l SDIO：主要為SD卡子產品定義的外設接口，有些wifi子產品也采用了SDIO接口和MCU通信。
2.4其他通信方式
l 模拟量信号輸入：0~20mA/0~5V/0~20V
l 開關量信号輸入：0~24V
l 繼電器信号輸出： 通斷，幹接點
3 物聯網領域常見通信協定
l Modbus RTU：施耐德公司制定的基于 RS485/RS232 的串行通信總線協定。
l Modbus TCP：施耐德公司制定的基于以太網的通信總線協定。
l CJ/T188-2004：中國城鎮建設行業标準，主要在抄表系統中常用。
l DL/T645-2007：國家電力行業電測量标準化技術委員會頒布的多功能電能表通信協定。
l TCP/IP：網絡通訊協定，是Internet最基本的協定，由網絡層的IP協定和傳輸層的TCP協定組成（TCP是有連接配接的協定，UDP是無連接配接的協定）。
l Http：超文本傳輸協定，所有的WWW檔案都必須遵守這個标準。協定建構在TCP之上。
l MQTT：消息隊列遙測傳輸，IBM開發的一個即時通訊協定。目前已經成為主流物聯網平台預設使用的通信協定。
l CoAP：可以了解為精簡的Http協定，主要在資源受限的物聯網裝置上使用。
l PPI：西門子公司專為 S7-200 系列 PLC 開發的通訊協定。
l Profibus：是一種國際化、開放式、不依賴于裝置生産商的現場總線标準。
l CANopen：是一種架構在 CAN 上的高層通信協協定，包括通信子協定及裝置子協定。
l KNX ：是被正式準許的住宅和樓宇控制領域的開放式國際标準。
l Alink：阿裡巴巴推出的一種物聯網通信協定。
4 困境破解之物聯網裝置端平台
從以上我們可以知道，傳感器、智能儀表和控制裝置衆多，并且接口各異，通信協定也不一樣，如果分别開發接入，那工作量将是巨大的，并且由于涉及到代碼開發，由于沒有經過測試，其穩定可靠性也是很難保證的。
我們的思路是借鑒工控領域的做法，引入了“組态軟體”的概念，隻是我們把組态軟體做小，做成了晶片級的組态。可以以最小的代價，最友善的方式，僅通過配置的方式就可以輕松接入各種傳感器和裝置。
4.1 平台構成
下可以對接各種接口和協定的傳感器和裝置（通過各種驅動程式實作），上可以通過各種政策，對接各種公有和私有的雲平台，并且還可以寫各種控制邏輯（通過各種政策實作）。并且具備遠端更新和遠端調試的能力。
4.2 深度硬體整合能力
考慮到物聯網垂直行業的特點，我們還可以做到各種産品的深度整合，這樣不僅硬體成本大大降低，實施部署的成本也同時降低了。
針對養殖行業做的九合一智能裝置。
針對水處理行業做的水質綜合檢測儀
4.3 物聯網資料組态（YFIOs）
輕量級組态軟體，可以在一個單晶片中運作。支援遠端更新，遠端調試。支援驅動、政策使用者二次開發
我們已經實作常用裝置的驅動。
4.4 裝置快速接入
4.5 平台優勢
l 最輕量級組态軟體
n 單晶片運作支援，免程式設計或少程式設計就可以實作大部分物聯網應用場景建構，同時支援遠端更新，遠端調試。
l 組态粒度最小
n 可基于I2C、SPI和單總線等晶片級接口進行項目組态建構
l 類似産品功耗最低
n 基于ARMCortex-M晶片建構物聯網組态系統，在保證強大功能基礎上，功耗可以做到最低。
l 直接入雲
n 目前網關已認證微軟Azure認證，也支援阿裡雲、百度雲等物聯網雲平台的直接接入
l 十多年技術積澱
n 2004起開始建構工控組态相關項目，曆經WinCE版，Windows版，.NET Micro Framework版和Html5版。
5 困境破解之物聯網雲端平台
5.1 物聯網雲平台的優勢
l 傳統物聯網類項目最容易費時間的地方在于通信環節 -- 通用IoT平台專業開發支援、項目多、疊代快，更容易做到穩定可靠。
l 傳統物聯網類項目最容易費時間的地方在于多方對接 -- 通用IoT平台标準統一，接口統一，有專門的工具對通信過程評測，減少對接内耗。
l 傳統物聯網類項目最容易費時間的地方在于通信方式多樣 -- 通用IoT平台涵蓋通信方式多，并且阿裡雲IoT面向智慧城市建構，更專業，更多樣，更接地氣，适合更多的接入場景。
5.2 阿裡雲物聯網平台
l 物聯網開發套件
u 基礎版
u 進階版
u 邊緣計算版
l 物聯網一站式開發平台
u 通用版
u 地方版（飛鳳平台）
5.3 阿裡雲一站式開發平台
l 裝置開發、接入、調試、固件更新 -- 一站式
l Web、移動開發、市場服務-- 一站式
5.4 Alink協定簡介
Alink是阿裡雲物聯網平台一個端到雲的基于Json格式的通信協定（MQTT& HTTPS）
5.5 雲端裝置建立&調試
雲端可以對裝置進行模組化，添加各種屬性或事件。
如果對接成功，還可以很直覺的看到相關的實時資料、曆史資料和曲線。
5.6 網關快速上雲
填寫對應的網關和裝置三元組，勾選要上傳的資料，即可實作網關資料到雲。
6 已對接阿裡雲的項目
l 物聯網消防系統監控（基礎版）
l 新希望豬場水表監控（進階版）
l 較高價的電梯大廈房物聯網遠端監控（進階版）
附：《劍指物聯》第五期：對話這家中國巨頭物聯網掌舵人，物聯網時代進入倒計時。
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