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本文分享自华为云社区《华为Mate 40生产线直击华为云物联网设备接入服务全体验》。原作者:祁鸣。

前言:

在开始这篇文章之前，让我们问自己以下两个问题:

问题一:物联网正在慢慢渗透到千万个行业，其快速发展已经成为必然。但是在发展的过程中有什么挑战吗？

问题2:目前智能制造行业很多物联网设备都是依靠边缘***，即通过边缘***接入物联网，那么为什么要使用边缘***呢？***的优势是什么？

我们将通过下面的文章一一解答。

一、物联网带来的机遇

调查数据显示，目前，60%的企业正在使用或即将部署物联网服务；24%的企业IT预算将用于一些物联网相关的投资；同时，63%的企业已经通过部署物联网获得了丰厚的回报。物联网在经济中发挥着越来越重要的作用。关于物联网的更多数据可以在下图中找到:

同时，我们可以看到，在现实生活中，物联网也是无处不在:智能抄表、智能路灯、智能井盖、车联网、智能零售、智能门店……物联网已经深入渗透到各行各业，推动了相关行业的数字化转型，引领着行业发生了非常深远的变化。

回顾历史，我们可以总结出互联网经济有三次“浪潮”:

第一波:信息服务业数字化，主要是2000年到2015年。互联网公司的发展，通过互联网软件的数字化，推动了相关行业的物联网转型。而这已经是过去的事了；

第二波:服务业数字化，集中在2014-2020年。以电信、银行、政府、医疗、出版、零售等为代表的传统服务+互联网技术正在数字化。这一阶段已基本完成；

第三波:实体经济数字化，2015年至今。其中包括我们最关心的一些大行业的变化，比如制造业、能源、交通、农业等等，这些都关系到民生。这是一波变化。

从“十一五”到“十三五”，再到最近讨论的“新基建”，制造业都在升级。但目前中国制造业规模庞大，但大而不强，自主创新能力不足。如何改善？数字化转型是提升制造业竞争力的关键途径。

二。物联网带来的挑战

物联网带来的红利无疑是巨大的，但同时也带来了一定的挑战:

挑战1:让“事物”说话

在让事情说话的过程中，我们的主要挑战在于:

大量现存设备未被数字化；多样化设备、各行业协议、各行业通信方式不同；设备要求低功耗、低成本；设备安全问题突出。

目前，传感器是最常用的连接网络的设备。传统的传感器只是模拟信息的记录，无法对记录进行分析。所以第一步，需要将传感器的所有感官数字化，用非常客观的数字来表达温度、压力、位置等信息。同时，我们需要让传感器在感知的基础上“学会表达”，也就是联网，把东西连接到互联网上。先数字化，再网络化，这是让“物”说话的第一步。

挑战二:让“事物”说话

让“事物”说出一件事的关键挑战是:

百万种数据元素，缺乏标准和规范；多样化数据格式；各厂商“烟囱式”发展，数据孤岛林立，数据互通困难。

目前有些设备，因为行业不同，是不同厂家生产的，比如路灯、井盖、水表等。那么在制作过程中，他们使用的协议和访问方式可能都不一样，相当于不同国家的人。没有统一的语言，他们根本无法交流。因此，我们需要在各种设备之间“搭建一座桥梁”，让它们说同样的话，这就是我们的“材料模型”或“产品模型”。让数据标准化，统一事物的模型，让事物说一样的话。

挑战三:让“事物”说出有价值的东西

让“东西”变得有价值的关键挑战是:

海量数据带来算力、存储问题；实时流、时序、离线、多维分析复杂；行业应用场景复杂；商业闭环、价值变现和分配问题。

如何让数据有价值，是制造业面临的巨大挑战。海量数据出现后，我们需要从时间维度、冷热数据、有价值数据和无价值数据等多方面进行分析。，从而得到完整的数据分析，进而对“事情”做出决策，让数据有价值。

这些都是物联网面临的主要挑战。可见“万物互联”并不是一件简单的事情。回到制造业，在制造业数字化的过程中，企业发现数据量非常大，很难流通，数据采集的周期也很短，基本以秒计。同时，如何使用这些数据受到了限制。因此，具体到制造业，在数字化过程中还存在以下问题:

无法做个性化定制：全要素采集非常困难；无法网络化协同：多域数据流打通难；无法智能化生产：数据大、维度多分析难；无法服务化延伸：产品智能化服务开发难。

三。华为云物联网设备接入服务解读

(1)设备接入服务解决方案架构图:

互联网用户都有一个基本认知“数据不会被空”产生。收集所有数据，然后进行报告。华为物联网设备接入服务是数据采集的工具或平台。以下是华为云物联网的物联网解决方案架构图:

华为云物联网云服务，以LiteOS为操作系统，赋能设备“感知”，同时通过SDK使设备联网；设备联网后接入华为云物联网的物联网平台(包括设备接入服务、设备分发服务、全球SIM连接和数据分析服务等。)通过***等。，用于数据上报、命令发布等操作；然后通过API，连接物联网应用，打造智慧交通、智慧城市、智慧园区等各种智慧场景。当然，整个框架中还有很多华为云的其他服务，比如数据库，支持上层物联网应用的使用。

其中，设备接入服务提供海量设备的接入和管理能力，可与华为云的其他服务配合使用，帮助客户端到端快速构建符合要求的物联网解决方案。包括多网接入、设备联动规则、产品模型开发等功能。通过这些微服务，为设备接入提供整体服务管理能力。

(二)华为云物联网设备接入服务通信模型

让“物”说话只是一种拟人化的修辞格。我们实际需要做的是让设备使用通信方法进行“通信”。那么我们如何抽象出一个设备来进行分析和处理呢？

第一，属性报告。通过相关协议分析，上报属性后，基于模型管理，将设备的属性分为属性、命令、事件和透明消息模式，可以用sche***的形式描述。在上层应用中，我们也会按照这个模型来处理。

接下来，让我们详细介绍设备访问服务的功能。

1。产品简介:统一数据和通信模型

这样一个统一的数据模型是怎么产生的？这里引入“编***插件”的概念。具体方式如下:

定义产品：这里有两种方式进行定义：

方法一:设备厂商编辑简介；通过SP门户在线；

模式二:设备制造商获取平台提供的样本概要文件，根据自身业务进行修改，生成自身业务所需的概要文件；

快速生成插件

插件生成:平台提供开发者入口，可以根据自己定义的概要文件快速生成插件；

插件部署:已完成的插件支持一键快速部署；

价值

对上层应用的价值:降低上层应用的设备管理复杂度，通过不同平台规模的不同厂商的数据形成统一的Profile，使得上层应用无需感知不同设备的差异；

对设备厂商的价值:不需要修改设备编码，可以使用插件来满足不同企业的需求，降低设备厂商的维护复杂度。

2。规则引擎:数据流通和设备联动

让我们来了解一下设备访问的另一个强大功能:规则引擎。通过规则引擎，我们可以将报告的数据上传到相关的服务(如数据分析服务等。)，并触发多设备协作(提醒、警报通知、状态报告等)。).

3。构建具有边缘云协作、普遍接入和可信度的智能物联网边缘服务:

物联网边缘，即除了提供云的能力之外，还会通过边缘构建大量的能力，包括通用接入能力、本地自治、行业应用等等。特别地，除了一些相对标准的协议接入之外，通用接入能力还可以提供一些私有协议接入。在边缘，前面提到的行业插件功能也将被集成。通过这个第三方行业插件的能力，可以访问各种设备。

4。基于规则的设备联动和边缘云协同，实现多场景业务定制

边缘侧的设备是联动的，可以协同云端的IoTDA接入服务。

5。在网络异常时提供本地自治，保证业务连续性

地方自治的能力很好理解。一般来说，网络出现异常时，边缘站点离设备比较近。当你靠近设备时，你可以根据自己的管理能力为连接的设备提供服务。也就是说，当网络边缘站点和云网络之间出现异常情况时，你可以通过本地自治的方式进行管理，这样可以保证业务的连续性。

四。华为云物联网设备接入服务快速接入和演示

接下来结合一个生产线设备，演示设备如何连接物联网平台。我们需要准备的材料有:

边缘***（Atlas500）边缘***集成标准MODBUS协议PLC（镭雕机，含设备***MODBUS Sever和采集器）接入到边缘***边缘***集成私有设备接入协议（集成对应协议解析的容器/进程服务）PLC（贴片机）采用私有TCP协议介入到边缘***

具体流程:

1.输入IoTDA服务:
https://***.huaweicloud.com/product/iothub.html,，然后点击“立即使用”

2.进入设备访问服务页面，创建产品:

通过控制台的产品页面，可以从属性、服务、set命令、事件等各个维度预先定义每个产品。以下是一些重要的产品型号:

IoT边缘：edge_node，创建产品并定义相关产品模型。每个模型的属性，对应一个服务的类型，如edge_access，即是负责MODBUS的设备接入

镭雕机：LaserMarkingModbus。模型较为简单。通过镭雕机上报雕刻的速度、电流和LED灯等等。

镭雕机的设备***：modbus_server。主要用来设置与MODBUS设备对接的相关的参数，比如连接类型、鉴权、IP地址端口等等信息。

贴片机：Mounter1。较为复杂，里面除了基本的信息，如产品版本、产品名称、加工程序名等等，还包括如加工结果、设备状态、压缩空气气流等等所有涉及到贴片工艺相关的一些参数

?3、进入“设备”：激光雕刻机:LaserMarkingModbus。模型相对简单。通过激光雕刻机报告雕刻速度、电流和LED灯。3.输入“设备”:

hdc 2021训练中的“设备”就是本次实验需要的设备。

在“装备”的概念中，“装备”是有层次的。HDC2021训练属于我们之前定义的“edge_node”。同时拥有两个子设备:training_server(激光雕刻机)和MountDevice0425(贴片机)。

4.注册子设备:在
hdc 2021 _ training/training _ server下注册Modbus子设备。

选择产品：

进行数据采集配置

添加子设备，并点击“确定”：

完成

?以上就是一个简单的设备接入的演示。华为云IoT平台除了可以使用***接入，还可以采取直连（MQTT）的方式，对硬件没有特殊的要求，大家有时间可以自行前往进行体验。数据采集配置以上是设备访问的简单演示。除了***接入，华为物联网平台还可以采用直连(MQTT)，对硬件没有特殊要求。有时间可以自己体验一下。

动词 （verb的缩写）华为云物联网设备接入服务总结

回顾一下我们一开始问的问题，经过这一阶段的解释，我们可以做出这样的回答:

问题一:物联网正在慢慢渗透到千万个行业，其快速发展已经成为必然。但是在发展的过程中有什么挑战吗？

回答:前面提到的三个挑战:让事物说话，让事物说同样的话，让事物说有价值的话。也就是说，要使设备数字化、网络化、标准化，同时需要具备数据分析能力，使数据价值最大化。

问题二:目前智能制造行业很多物联网设备都是依靠边缘***，即通过边缘***接入物联网，那么为什么要使用边缘***呢？***的优势是什么？

回答:边缘***对网络可靠性和安全性的增强非常有利。同时也可以增强多个本地单设备的本地闭环。

通过以上讲解和实验，我们可以看到，华为物联网设备接入服务提供了海量设备接入云端、设备与云端双向消息通信、批量设备管理、远程控制和监控、OTA升级、设备联动规则等能力。，并能灵活地将设备数据转移到其他华为云服务，帮助物联网行业用户快速完成设备联网和行业应用集成。