美畅物联丨物联网平台的标准化之路:物模型设计的创新及应用

随着物联网(IoT)技术以前所未有的迅猛之势蓬勃发展,海量的物联网终端与应用纷纷接入,这不可避免地引发了数据与应用层面的异构化难题,进而形成了复杂且多变的碎片化问题。物联网感知数据因其具备多源异构的显著特性,极大程度地增加了数据识别、精准解析以及深度挖掘的重重困难,致使不同物联网应用之间的数据共享仿佛筑起了高耸的壁垒,协同合作的推进也举步维艰。此外,鉴于设备制造商所遵循的生产标准各不相同,设备接入物联网服务平台的整个过程变得极为复杂且耗时费力,开发的难度亦显著提升。

为解决上述问题,**物模型(Thing Model)**的设计应运而生,成为物联网平台优化管理与控制策略的关键。物模型通过系统化地定义与描述设备的属性、行为及服务能力,不仅为设备的精细化控制与实时监测提供了坚实基础,还极大地增强了设备的互操作性与可扩展性,为新设备的无缝接入与灵活配置铺平了道路。

在这样的大背景之下,畅联 AIoT 开放云平台紧密跟随技术发展的前沿潮流,以创新的思维将物模型这一概念巧妙地融入平台架构之中,对平台物模型进行了深入透彻的重构,成功实现了物联网设备的统一接入与高效管理。不仅大幅简化了设备管理的复杂程度,还进一步敞开了多元化的服务接口,为物联网应用的创新与发展提供了强有力的支撑。

在物模型的设计过程中,严格遵循以下原则:

**简单性:**模型设计力求独立于网络技术与承载协议,专注于设备本身的虚拟化描述,以简化设备制造商的理解与接入过程,降低技术门槛。

**普适性:**为兼容更多厂商需求,我们将模型细分为公共属性与特定属性,既保证了设备间的共通性,又保留了设备特有的个性化特性。同时,提供分行业的模型模板,满足不同行业的特定需求。

**可扩展性:**支持用户自定义服务,并引入数据透传机制,将模型基础能力与行业模板分离定义,确保模型能够随业务需求的发展而灵活扩展。

**模块化:**通过抽取公共服务进行复用,减少资源冗余,提高开发效率与资源利用率,促进模块化设计与开发实践的普及。

**易用性:**提供友好的接口与集成工具,降低开发难度,提升用户体验。

具体来讲,物模型的设计涵盖了设备属性、服务以及事件三大核心要素:

**设备属性设计:**对设备运行时的各项状态与参数进行了细致入微的刻画,例如温湿度传感器的精确读数、IPC 摄像头的 ROI 区域设置等。在属性定义方面,需明确数据类型、计量单位以及取值范围,以此确保数据的精确性与一致性。

**设备服务设计:**即设备对外提供的可调用指令集合,包括开关控制、亮度调节以及 IPC 摄像头的 AI 算法集成等。每一项服务均配备了清晰明确的名称、详尽全面的参数列表以及返回值说明,有力确保了服务的可预测性和易用性。

**设备事件设计:**精准捕捉并及时上报设备运行中的关键信息,例如IPC检测到火焰,上报火焰预警、人行检测、故障告警等。在事件设计中同样高度注重名称的清晰明确性与参数的完备性,切实保障事件信息能够准确无误地传递与处理。

下面,我们以依爱JTY-GD-EI8014N型NB烟感为例,我们依据其通信协议精准定义设备上报的模拟量信息。

{
  "objectModel": [
    {
      "key": "devSerialNo",
      "calculate": false,
      "name": "设备序号",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "",
      "unitName": "",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "deviceId",
      "calculate": false,
      "name": "设备ID",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "",
      "unitName": "",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "receiveDate",
      "calculate": false,
      "name": "数据接收时间",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "",
      "unitName": "",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "rssi",
      "calculate": false,
      "name": "信号质量",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "",
      "unitName": "",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "batteryVoltage",
      "calculate": false,
      "name": "电池电压",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "V",
      "unitName": "伏特/V",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "tempValue",
      "calculate": false,
      "name": "环境温度",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "℃",
      "unitName": "摄氏度/℃",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": ""
    },
    {
      "key": "value",
      "calculate": false,
      "name": "当前浓度值",
      "type": "string",
      "typeName": "string(字符串)",
      "unit": "",
      "unitName": "",
      "scale": "",
      "moduleRatio": "",
      "rangeType": "",
      "upRange": "",
      "downRange": "",
      "remark": "单位 db/m"
    }
  ]
}

依据事件协议进行深度解析,构建出高度适配的物模型。

{
  "eventModel": [
    {
      "eventNameCustom": "001",
      "deviceEventCategoryId": "1",
      "eventCategoryCode": "BJ",
      "eventCategoryName": "报警",
      "eventCategoryRemark": "",
      "deviceEventId": "234",
      "eventName": "告警",
      "eventRemark": "",
      "deviceEventLevelId": "1",
      "eventLevelName": "一级",
      "eventLevelRemark": "",
      "eventParameterList": [
        {
          "parameterName": "Sender",
          "Instructions": "事件绑定对象",
          "type": "object"
        },
        {
          "parameterName": "EventTime",
          "Instructions": "发生时间",
          "type": "string"
        }
      ],
      "remark": "",
      "key": "001",
      "condit": "电量"
    }
  ]
}

基于该物模型,我们成功实现了设备的开发与应用的集成,设备数据的实时采集与控制,以及应用与设备间的无缝交互。

畅联 AIoT 开放云平台的物模型开发,不单单是平台技术架构的核心构成部分,更是推动物联网智能化管理与控制的关键驱动力量。通过成功实现设备与应用的解耦,促进信息在设备与平台间的自由流动,我们致力于打破产业链间的服务壁垒,构建更加开放、协同、共赢的物联网生态体系。

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