【我的物聯網成長記3】設備如何進行選型？

一、我是模組廠商

芯片是一種把集成電路小型化的方式，并時常制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。模組與芯片關系就像是U盤和Flash芯片的關系，用戶99％的情況是直接使用模組，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等通信模組。在物聯網解決方案中，作為模組廠商的您需要讓模組實現MQTTS、LWM2M、CoAP等物聯網協議棧及連接平臺的能力，您只需要將Agent Tiny SDK集成在現有的模組固件包中，這樣模組就具備了接入華為IoT平臺的能力。 我們將提供華為IoT技術認證支持，幫助您快速完成SDK集成，通過華為認證的模組可以申請入駐華為云市場，我們將會推薦給IoT平臺用戶。查詢-華為已認證的模組。

Agent Tiny SDK具有普適性，可以廣泛移植于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，請參考華為IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

二、我是設備廠商

通常情況下作為設備廠商的您需要進行設備集成開發，以便讓設備具備接入IoT平臺的能力。我們將提供華為IoT技術認證支持，幫助您快速完成設備適配和認證。通過華為認證的設備可以申請入駐華為云市場，我們將會推薦給IoT平臺用戶。查詢：華為已認證的設備。

根據設備是否具有IP通信能力，設備接入平臺分為以下兩類：設備直接接入平臺和通過網關接入平臺。

【設備直接接入平臺】

針對已實現TCP/IP協議棧的設備，它可以直接與平臺進行通信，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點不同，華為IoT平臺提供四種方式直接接入，您需要根據自身行業特征及業務情況選擇合適的接入方案。

l?? 方案一：設備需要智能操作系統，硬件滿足RAM容量> 32KB，FlASH容量> 128KB時，通過集成LiteOS操作系統接入平臺。

Huawei LiteOS 是華為發布的一種輕量級物聯網操作系統，遵循BSD-3開源許可協議，可廣泛應用于智能家居、個人穿戴、車聯網、城市公共服務、制造業等領域。LiteOS本身集成了Agent Tiny SDK，設備安裝LiteOS后，就能簡單快速地實現與華為IoT平臺安全可靠的連接。集成開發流程詳見《LiteOS SDK端云互通組件CoAP/LWM2M開發指南》和《LiteOS SDK端云互通組件MQTT開發指南》。

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

? 當設備存儲及計算能力較強（滿足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）

? 當設備為輕量型嵌入式設備（硬件滿足RAM容量> 32KB，FlASH容量> 128KB）時，推薦采用Agent Tiny SDK。目前Agent Tiny SDK支持C語言開發，請參考華為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，根據模組特征，選擇性集成Agent Tiny SDK接入平臺。

?? 如果采用經過華為認證的模組，該模組已集成Agent Tiny SDK，可以利用模組直接接入IoT平臺。您可以訪問華為云市場，購買符合已認證的模組。

? 如果采用未經過華為認證的模組，您需要集成Agent Tiny SDK，根據SDK集成位置，分為兩種模式：

1. MCU+模組模式：此模式下，設備包含MCU（Microcontroller Unit）和通信模組，其中MCU集成 Agent Tiny SDK及運行產品邏輯，模組作為通信模塊，提供通信網絡。請參考華為IoT技術認證流程，獲取相關技術支持。

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

l?? 方案四：設備通過實現原生協議接入，適合一切設備。

當前華為IoT平臺支持設備通過實現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，即可實現設備快速接入 。您可訪問《 MQTT接口參考》獲取華為IoT平臺開放的能力。為了便于您進行設備接入開發，我們提供了MQTT相關的集成指導，您可查看《設備集成》了解。

? 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。主要應用于NB-IoT設備，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低等特點。

? 實現MQTT原生協議接入：MQTT是一種基于發布/訂閱范式的ISO標準消息協議，主要應用于計算能力有限，且工作在低帶寬、不可靠的網絡的遠程傳感器和控制設備，適合長連接的場景，如智能路燈等。

四種方案的優缺點如下：

接入方式

方案優點

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去實現自己的功能，超出API外的功能，無法自定義，對于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去實現自己的功能，超出API外的，無法自定義。

通過模組接入IoT平臺

集成難度非常低，對您的開發技能要求低。

需要采購指定型號的模組。

通過實現原生協議接入IoT平臺

方案比較靈活，可根據業務需要，實現協議定義的功能，對設備硬件無限制。

需要從底層協議開始實現，集成難度大，代碼開發量大，對于開發者要求高。

【設備通過網關接入平臺】

針對未實現TCP/IP協議棧的設備，由于無法直接同IoT平臺通信，它需要通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。這些場景下的限制如下：

制約因素

詳細描述

設備限制

設備非常簡單，沒有集成TCP/IP協議棧，無法提供IP通信網絡能力，只能基于一些簡單的近場通信協議如ZigBee、ZWave、Bluetooth或者是其他的一些非IP有線方式傳輸協議如串口、并口等接入，此時需要一個網關設備，先讓設備接入到網關，再通過網關與華為IoT平臺通信。

網絡限制

設備部署在獨立的網絡內，由于安全等考慮，無法直接與IoT平臺互通，需要借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復雜，需要利用網關軟件自身具有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，不愿意再進行設備改造，需要將現有系統通過網關接入到IoT平臺。

針對此類設備，通過在網關上集成Agent Lite SDK,? 設備將數據上報給網關，通過網關轉發到華為IoT平臺。華為公司協同合作伙伴，對已集成Agent Lite SDK的網關進行了認證，您可以訪問華為云市場，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）

三、我是設備用戶

作為設備用戶，您既是設備的購買者，又可能是設備的實際管理者，通常您需要考慮兩件事：

1.??在采購設備時，如何評估設備滿足您的業務需求并且具備接入IoT平臺的能力。關于此方面的知識，您可以參-能力評估。

2.? 在進行日常管理時，針對不具備接入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。關于此方面的知識，您可以參-改造。

【設備能力評估】

本節主要關注設備通信能力的評估。由于承接業務的不同，對于設備的要求也不同，采購的設備通信能力評估一般由以下幾個流程：

1.?針對您所處的行業，您需要深度分析業務對于設備（硬件資源、電池、性能等）、網絡實時性及網絡覆蓋度等要求，確保現有設備滿足業務需求。典型案例如下表所示。

典型行業

設備特征

技術關注點

智慧抄表

接入設備數量多、電量有限、設備常常分布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、無統一的通信協議標準，上報的數據無統一格式。設備大部分無IP通信能力，需要通過網關接入。可通過有線網絡接入。

應用獨立子系統多，格式不統一，數據孤島多，需要一個統一平臺管理。設備不具備IP通信能力，硬件資源有限，通常通過網關轉發數據，因此主要關注網關的通信能力。

車聯網

設備電量充足，需要實時對車輛數據進行分析等，因此需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.?根據業務對于數據及成本要求，確認設備支持的網絡是否能夠滿足業務需求。

業務應用

推薦的接入網絡

網絡特點

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，以便保證設備可以連接到IoT平臺，利用IoT平臺進行設備管理。華為IoT平臺目前支持設備采用以下協議接入。

通信協議

協議描述

應用場景

LWM2M

LWM2M是開發移動聯盟OMA定義的用于設備管理的應用層通訊協議，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，專為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。需要底層實現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是一種物聯網連接協議，提供非常輕量級的發布/訂閱消息傳輸方式，用于在低帶寬、不可靠的網絡的設備管理。該協議構建于TCP/IP協議上。

對設備的可靠性和實時性要求高，適合長連接的場景，如智能路燈等。

4.?根據前面步驟，總結設備的特征，選擇與業務相匹配的設備。例如針對智能抄表行業，要求電表通信模塊具有覆蓋廣、穿透力強、耗電量小、成本低特點，因此接入網絡選擇NB-IoT網絡，設備采用NB-IoT模組，模組集成了LWM2M協議，可以保證設備接入華為IoT平臺。

【設備改造】

設備如果不具備接入華為IoT平臺能力，需要對設備進行改造，改造方法跟設備廠商進行設備集成方法一樣，詳見我是設備廠商介紹。

了解物聯網設備集成流程，請訪問IoT設備接入指引。

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