物联网基础概念

入行物联网两年半，想写点东西记录踩过的坑，能让自己反省的同时，也希望能帮到其他小伙伴。
本人仍是小白，请看客朋友谨慎参考。另，本人主要从事智慧用电和智慧医疗行业，其他行业不一定有参考性。
以下所有内容均是从物联网平台设计的角度出发，并非单纯从物联网概念考虑。

一、物联网平台架构

1.1 感知层

  作为物联网的基石，物联网设备是至关重要的，一切数据均来自于此。比如：有一个温湿度设备，可以采集机房温湿度。有一块电表，可以采集电压、电流、用电量等。
  如果按照用途或者行业，设备有不计其数。如果按照采集类型来分，物联网设备可以分为：边缘网关、网关子设备、独立设备。

1.1.1 边缘网关

  物联网设备采集数据的方式有很多（有很多种协议），有些协议还是召读式（服务端发送指令，设备回复响应数据），有些设备甚至只能采集数据，不能把数据上传到服务端。非常不方便。
  边缘网关的出现可以完美的解决这个问题，他可以适配很多种常见协议，能简化数据采集和服务端接收的工作量。只需要把各种物联网设备接到边缘网关上，就能实现统一格式（协议）上报数据。

  边缘网关的工作方式，可以理解为一个功能强大的播放器，无论你是mp4、avi、rtsp、rtmp还是别的视频，都能通过播放器播放。我们只需要学会操作播放器，不需要去研究具体的视频方式。

• 边缘网关的作用远不止采集不同协议这么简单，感兴趣的可以自行百度。不过要根据公司选购的网关设计系统，有些公司采购的网关很便宜，功能也很弱。
• DTU（数据终端单元）严格意义不算是边缘网关，但是他的作用在很多情况下，可以看作简化版的边缘网关。

1.1.2 网关子设备

  网关子设备就是网关下连接的设备，可能是原始的设备，也可能是原始设备的转换设备，比如DTU。这个其实是不需要专门去了解的，但是系统设计的时候肯定是要录好的，毕竟客户肯定是需要具体知道哪个设备产生了报警。

1.1.3 独立设备

  某些设备具有独立上传数据的功能，比如某些智慧电表可以直接通过某类协议上传。

1.2 网络层

  有道是十鸟在林，不如一鸟在手。再厉害的设备，如果不能把数据传输到服务端，都是没有意义的。对于开发者而言，我们需要不需要关注设备的通讯协议，只需要关注设备的传输协议即可。
  按照服务端的技术分类，我一般把传输协议分为：MQTT、TCP、UDP、HTTP。

以上分类为个人主观划分，严格意义上MQTT也属于TCP，不过我们一般都是分开处理，所以就分开写了。
另外Modbus、IEC104等主召协议，我们一般都用网关处理，很少单独少传，后面有机会单独介绍。

1.3 数据层

  我们一般把这层称为数据中心，专门负责数据接收、数据处理、数据清洗、数据转换、数据入库等功能。

1.4 业务层

  这个就比较简单了，基本上就是对数据的应用，比如展示设备数据、报警、形成报表等。

二、物联网数据分类

我们公司是做用电起家的，所以我们对数据的分类一般也已用电的方式来的，此概念不具有权威性，但是比较好区分，仅供参考。

2.1 遥测

  这类数据是最常见的，是设备的数值量参数，比如：温度、湿度、电流、电压。

2.2 遥信

  状态信号类参数，比如：开关、烟感、水浸、门禁，只要是存在分合闸、报警不报警这样的状态变化，都属于遥信。

2.3 遥脉

  主要是用来代表累加类参数，比如：用电量、用水量、用气量，这类累加能耗的数据。

三、物联网告警

3.1 通讯告警

  记录设备上线、离线记录。我们一般会分为两种：及时上报上下线信号、设备长时间不上传数据判断离线（设备上传数据为上线）。

3.1.1 设备及时上报上下线信号

  这种非常好理解，无论是MQTT还是通过Netty构建TCP、UDP服务端，当设备上电、断电等情况都会上报信号，只要记录下记录就行。

3.1.2 设备长时间不上传数据判断离线

  希望各位小伙伴在设计物联网系统时，一定要考虑到这种方式，非常实用。举两三个场景例子：①主召类设备没有上下线信号；②某些设备（尤其是MQTT协议的设备）运行长时间，会出现自动重启的情况（会在几秒类重新一次离线和一次上线），系统内就会出现两条报警，没问题，但是客户可能会质疑设备的稳定性；③某些设备长时间运行，会出现卡死情况，比如设备上传了上线信号，但是就是不上报数据，重启后能正常上传。这个时候不通过时间来判断，就不能及时发现设备出现问题。

判断离线的时间最好通过设备上传间隔来定，比如设备每30秒上传一次数据，连续300秒未上传数据，就能判定离线。

3.2 越限告警

  通常我们会为遥测至设置限值，建议最好是设置两级：上上限、上限、下下限、下限。
  举例一个实际场景：机房温度一般建议恒温在25-30℃，当室内温度达到55℃左右，就会对机房服务器运行造成影响。那么我们的限值肯定是不能设置到55℃的，这样起不到预警作用。
  所以，如果我们把上限设置到40℃，上上限设置到50℃，当达到40℃时就会报警，提醒注意。到50℃时就是非常危险了。

3.3 变位告警

  变位告警主要是针对遥信数据，比如开关分闸、烟感报警，这些都是非常危险的情况。