本專欄的上一篇文章“場站數(shù)字化避坑指南”中提到，場站數(shù)字化實施所遇到的“坑”中，其中一個是：傳感器協(xié)議種類多且復雜，會導致系統(tǒng)架構(gòu)復雜，最終系統(tǒng)難以實現(xiàn)、BUG多、工期長。想避免這種問題，需要抽象一個高內(nèi)聚、低耦合、易于擴展和維護的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)。今天，本文就來聊一下，什么是一個合理的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)。
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什么是數(shù)據(jù)采集架構(gòu)
數(shù)據(jù)采集架構(gòu)的組成部分
我們從架構(gòu)的最下層開始，看看數(shù)據(jù)采集架構(gòu)應該包含哪些組成部分。
物理設備
數(shù)據(jù)采集的對象，比如傳感器、PLC、控制器、機床、智能燈/鎖/開關(guān)等各種IOT設備。
設備協(xié)議
物理設備傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議，比如工業(yè)上的Modbus、西門子S7、OPCUA；電力領域的DL/T645、IEC104；水利的SL651；視頻傳輸?shù)膰鴺藚f(xié)議GB28181。
網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)的含義特別雜，比如DTU、WiFi路由器都被叫做網(wǎng)關(guān)；工業(yè)中各種協(xié)議轉(zhuǎn)換的盒子，被叫做網(wǎng)關(guān)；有的電腦部署了一個代理軟件，也被叫做網(wǎng)關(guān)。究其根本，網(wǎng)關(guān)的本質(zhì)就是做協(xié)議轉(zhuǎn)換，從最底層的物理層協(xié)議到最上層的應用層協(xié)議，各種網(wǎng)關(guān)不過是對應在協(xié)議棧的不同層上做轉(zhuǎn)換。比如工業(yè)數(shù)采網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)的是工業(yè)協(xié)議到平臺協(xié)議的轉(zhuǎn)換；WiFi路由器實現(xiàn)的是WiFi到以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。
連接
負責將物理設備的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)缴蠈榆浖脚_，它可能包括各種通信技術(shù)，如以太網(wǎng)、Wi-Fi、藍牙、Zigbee、LTE、5G等。
IOT平臺
物聯(lián)網(wǎng)平臺負責將設備數(shù)據(jù)收集上來、處理和存儲。而為了適配不同的設備協(xié)議，IOT平臺需要在架構(gòu)上進行合理的抽象，一般都會抽象出設備、網(wǎng)關(guān)、產(chǎn)品這幾種對象，以及制定物模型、平臺協(xié)議作為設備模型、接入設備的標準通信協(xié)議。
三三物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)
三三在沿用一般IOT平臺的基本抽象（設備、網(wǎng)關(guān)、產(chǎn)品）的基礎上，有著自己獨特的創(chuàng)新，真正將數(shù)據(jù)采集架構(gòu)做到了簡潔和優(yōu)美，能夠非常方便的擴展各種設備接入方式。比如三三將軟網(wǎng)關(guān)和硬網(wǎng)關(guān)的做了很好的統(tǒng)一，對三三而言，軟網(wǎng)關(guān)和硬網(wǎng)關(guān)甚至可以相互轉(zhuǎn)換，比如你將軟網(wǎng)關(guān)部署到了盒子里，它就變成了硬網(wǎng)關(guān)。
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概念 |
釋義 |
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產(chǎn)品 |
產(chǎn)品是一類同類設備的統(tǒng)稱，它表示一個抽象的設備模型。比如“溫濕度傳感器”就是一個產(chǎn)品,它定義了溫濕度傳感器的屬性、功能等通用信息。 |
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設備 |
設備對應現(xiàn)實生活中的一個實體設備，它可以單獨創(chuàng)建和存在，也可以屬于某個產(chǎn)品（繼承該產(chǎn)品定義的屬性、功能等信息）。比如機房里的一個具體的溫濕度傳感器就是一個設備，它屬于 “溫濕度傳感器”這個產(chǎn)品。 |
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網(wǎng)關(guān) |
網(wǎng)關(guān)分為軟網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)，軟網(wǎng)關(guān)是運行在平臺的一個網(wǎng)關(guān)進程，網(wǎng)關(guān)是我們常見的硬件網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)的作用是，有的設備不具備與平臺直接通信的能力，需要借助網(wǎng)關(guān)連接到平臺。比如串口設備需要先連接到網(wǎng)關(guān)，才能與平臺通訊；比如 HTTP協(xié)議的設備，需要對接到軟網(wǎng)關(guān)，才能將自己的HTTP協(xié)議轉(zhuǎn)換為三三協(xié)議。 |
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規(guī)則 引擎 |
規(guī)則引擎是物聯(lián)網(wǎng)平臺的一個重要組件，它通過可視化的方式創(chuàng)建規(guī)則，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的計算、轉(zhuǎn)換和設備之間的數(shù)據(jù)聯(lián)動。 |
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物模型 |
物，最初的什么都沒有，然后誕生了一些屬性，有了這些屬性我們才能感知這個物，屬性越來越多所以庸俗的被分為了四類：屬性信息、變量模型、控制功能、配置參數(shù)。物模型用來描述物的信息和能力。 |
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設備 快照 |
設備快照是當前設備所處狀態(tài)的完整表達，它包括json格式的Profile：即設備屬性、變量、控制、配置等的完整信息；以及schema，即定義Profile的元數(shù)據(jù)。 |
三三物聯(lián)網(wǎng)平臺接入設備示例
正是由于三三簡潔的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)，基于三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺，眾多開發(fā)者已經(jīng)輕松擴展適配了數(shù)百種設備，以下是一些示例：
空調(diào):
智能鎖:
攝像頭:
電表:
本文到這里就結(jié)束了，歡迎您也作為開發(fā)者，使用三三開源物聯(lián)網(wǎng)平臺接入您自己的設備，搭建屬于您自己的物聯(lián)網(wǎng)應用。
每周三帶您了解不一樣的SANSAN開源物聯(lián)網(wǎng)平臺
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