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基于阿裡雲IoT元件搭建車聯網基礎平台

背景

近年來,雲計算、IoT等概念如火如荼,尤其是最近物聯網又稱為了“新基建”的内容之一。在傳統的汽車制造領域,雲計算和物聯網能夠幫助該行業的企業帶來什麼改變?這種背景下,“車聯網”被頻頻提起。怎麼定義車聯網?車聯網能夠給車主帶來什麼?能夠給汽車制造企業(主機廠)帶來什麼?能夠給後服務市場帶來什麼?該怎麼樣落地?這些汽車領域的上下遊企業都在各自不斷的摸索。

在阿裡雲上,可以基于IoT套件等已有産品搭建一個車聯網,便于汽車行業的企業開發自己的車聯網應用。這些應用的發展思路多樣,可以是面向車主的手機端APP,用來管理自己愛車的油耗、空調、電子裝置;可以是面向主機廠的車輛運作監控網絡;也可以是面向後服務市場的資料分析及定向營銷。

企業的訴求可大概歸類為:

痛點/需求點 詳細内容
車載資料的上下行 作為主機廠,能夠從汽車内置的傳感器中收集比OBD還要多的資料,怎麼解決裝置的連接配接問題,怎麼去采集這些資料使用什麼樣的通信協定等等,這些海量資料怎麼進行穩定可靠的上下行通信。
資料的分析與營運 對于采集上來的資料,怎麼去做分析,營運,讓這些資料産生價值,上層的應用系統怎麼建設去滿足整車廠的需求
行業的業務衍生拓展需求 主機廠或者汽車後市場基于收集上來的資料來做大資料分析,上層的業務系統的規劃逐漸疊代,從C端的APP到大資料分析推動品質改進再到汽車後服務中的保養和金融服務等,逐漸建設由車聯網,雲計算,大資料組成的汽車雲平台。
産品選型複雜 市場上這麼多開源架構,人員招聘、學習過程、架構搭建,從時間到費用各種各樣的成本都不低。

解決方案:

阿裡雲IoT物聯網套件+大資料平台

方案概要

怎麼去接入數量逐漸增加的車機端,讓使用者隻關心上層應用系統的建設,不用去擔心平台的背景擴充,兼顧裝置端的安全認證,鍊路傳輸加密等等。

基于阿裡雲IoT元件搭建車聯網基礎平台

方案概述:

• 接入網關支援線性動态擴充,可支撐億級裝置同時連接配接

• 通信鍊路加密

• 自動嘗試與Server重連,嘗試時間是1s,2s,4s,8s,最大間隔60s,間隔時間可設定

• 車内資料1s收集一次,非實時性資料幾分鐘打包上傳一次,實時資料采用長連結

• 實時資料基于MQTT協定與IoT hub長連接配接通信

• 服務端訂閱消息,将消息傳入MNS

• 應用伺服器擷取資料解壓資料,并将消費處理後的資料傳入MNS

• 資料計算産品去消費經伺服器規則處理後傳入MNS中的資料

• 外部離線資料,定時同步通過工具Data integration可以将異構的資料源抽取寫入同一個資料源Table Store(或者直接導入阿裡雲最新的時序資料庫産品InfluxDB),進行後續各種計算和使用。

此外,因為使用阿裡雲IoT套件及資料産品,整套系統建議基于阿裡雲進行部署。

基礎平台總體設計:

基于阿裡雲IoT元件搭建車聯網基礎平台

設計思路

  1. 位于每輛車作為車聯網終端的資料采集與通信終端(簡稱終端),嵌入阿裡雲IoT套件的終端開發SDK。本SDK用于将終端資料以及底層車聯網端到端的通信通道進行加密封裝,并在車輛與服務端進行資料互動時,提供終端身份合法性的鑒權認證。
  2. 車輛各傳感器資料實時/準實時上傳至阿裡雲時,阿裡雲安全防禦産品通過終端鑒權及認證後,車聯網資料将對接到阿裡雲IoT Hub。
  3. 阿裡雲IoT Hub作為專業的物聯網/車聯網終端接入網關,具備億級裝置的長連接配接,以及百萬級并發的海量終端接入能力。
  4. 車輛終端可通過移動通信的3G/4G網絡,用長連接配接保持與IoT Hub的通信,實時傳輸車輛傳感器所采集的各種資料。當車輛終端所處網絡環境不好時,可本地緩存傳感器資料,待網絡恢複時,終端中的IoT SDK将自動恢複與服務端的資料連接配接并回傳資料。
  5. 通過終端的長連接配接收到車輛資料後,IoT Hub将把資料傳遞給位于其後的規則轉發引擎Rule Engine。Rule Engine按照預先設計的規則(例如車輛實時運作狀态資料、故障碼等),将資料轉發到後端各業務應用系統。
  6. 各業務應用系統收到各自業務所需要的資料後,進行業務處理,并根據需要将資料存儲在資料存儲子產品中。
  7. 鑒于各業務系統的業務邏輯均可以“車”為次元,所用資料也包含了各種狀态甚至社交資訊,不是标準的關系型資料,且數量可能極為巨大。為了更好的存儲這些資料并将之沉澱,為未來的大資料增值分析提供基礎,主要的資料存儲部分将采用非關系型資料庫,其中包含阿裡雲MaxCompute(用來進行離線分析),表格存儲(OTS,用來實施查詢),EMR(阿裡雲的Hadoop和Spark叢集服務)、MongoDB,以及比較新的時序時序資料庫産品InfluxDB。
  8. 此外,業務系統的基本運作可采用阿裡雲RDS for MySQL資料庫進行關系型資料的存儲。
  9. 采用Redis來緩存熱資料,提高通路效率。同時采用OSS來存儲非結構化業務資料,如文本,圖檔等。

希望此文能夠抛磚引玉,為車聯網相關從業者一點啟發。

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