亞馬遜云科技：基于IoT架構打造針對消費類及產業物聯的智能云平臺白皮書（17頁）.pdf

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1、 廣云物聯基于亞馬遜云科技 IoT 架構 打造針對消費類及產業物聯的 智能云平臺白皮書 Version 2.2 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 2/17 目錄 1 什么是廣云“天匠”平臺.3 2“天匠”產品優勢.3 2.1“天匠”平臺優勢.3 2.2“天匠“設計原則.3 3“天匠”平臺架構.4 3.1 業務架構.4 3.2 技術架構.4 3.2.1 設備接入架構.6 3.2.2 亞馬遜云科技 IoT 平臺集成的亞馬遜云科技服務.6 3.2.3 設備 SDK.7 3.2.4 設備網關.7 3.2.5 認證和授權.8 3.2.6 注冊表.8 3.2.7 設備影子（Shadow）.9 3

2、.2.8 設備影子（Shadow）流程.10 3.2.9 設備影子（Shadow）格式.10 3.2.10 設備影子（Shadow）服務.10 3.2.11 規則引擎.11 3.2.12 規則引擎集成其它云服務.12 3.2.13 規則引擎&實時流式數據處理.13 3.2.14 設備管理.13 3.3“天匠”云端功能.14 3.4 通訊模組固件 SDK.15 3.4.1 WiFi 模組固件 SDK.15 3.4.2 藍牙模組固件 SDK.15 3.4.3 蜂窩模組固件 SDK.15 3.5 移動端 APP SDK.15 3.6 移動端小程序 SDK.16 附錄 A:廣云物聯聯系方式.17 廣云

3、物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 3/17 1 什么是廣云“天匠”平臺 廣云“天匠”物聯網平臺是一款針對消費類和產業物聯網的云平臺。在亞馬遜云科技的IaaS 和 PaaS 層云產品基礎上，搭建了一套完整的、更貼近智能家電領域的公有云平臺。助力于消費類小家電廠商、品牌商提供從功能設計、嵌入式開發調試、設備安全、云端開發、App 開發、微信小程序開發、H5 開發、運營管理、數據統計等，覆蓋前期開發到后期運營，全生命周期的服務。2“天匠”產品優勢 廣云“天匠”提供四大產品與服務，一站式完成智能產品云、聯網模塊、App 控制端、微信小程序的基礎設施搭建。廣云“天匠”平臺的開發模式最快可以在一天內

4、助力您完成產品智能化升級。全鏈路增值服務與數據運營平臺為您打造在全球市場都具有競爭力的智能產品?？梢愿鶕蛻粜枨笾С衷品掌鞑渴鹜瑫r也可以 IDC 機房部署，支持市場多家主流通訊 wifi模組、藍牙模組、蜂窩模組接入。2.1“天匠”平臺優勢 快速智能化：可實現從產品創建到量產整個智能化過程的極速化。低成本：提供對接模組，可直接連接云端；提供 Demo App 源碼、Demo 小程序源碼、行業公版小程序，實現低成本快速上手。高可用：提供一機一密的方式，保障個人隱私安全。同時可支持億級設備接入，保障連接質量。全球化服務：支持設備在國內和海外使用，支持海外三方平臺的對接，已完成 Amazon Ale

5、xa 對接。平臺擴展性：平臺采用微服務框架技術，服務與服務之間相對獨立，支持橫向和縱向擴展。平臺穩定性：基于主流公有云，擁有億級海量數據和千萬級用戶并發處理能力，為用戶提供穩定性高達 99.99%的不間斷計算服務。開放性：對外可提供云對云，豐富的 API 接口。2.2“天匠“設計原則 采用穩定可靠且有前瞻性的技術、充分理解和把握行業業務發展趨勢，采用目前先進成熟的軟件開發技術、數據庫技術，實現數據庫之間數據交換，降低數據維護成本和提高數據管理效率，支持實現分布式集群和負載均衡的數據應用，能夠在多用戶和大數據量的情況下，保證系統的穩定性、可靠性和數據的完整性。支持一定量的非結構數據 由于平臺運行

6、過程中的相關數據種類多、數量大，系統支持大數據量的管理，支持大規 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 4/17 模數據應用。安全性：本系統內的數據屬于保密數據，必須保證數據的安全和系統的安全，預留國密算法加密功能。方便實用，界面友好：系統將充分考慮應用和維護的方便性、靈活性，提供簡潔、方便的操作方式和可視化操作界面。兼容主流瀏覽器系統將充分考慮市面主流瀏覽器的兼容性。3“天匠”平臺架構 3.1 業務架構 系統邏輯框架從運行環境、數據庫、數據層、業務層、展示層、前端 UI 闡述了系統架構設計層級。運行環境采用云服務器部署應用，設備連接基于亞馬遜云科技 IOT 平臺，數據庫設計：文件存儲、

7、設備日志存儲使用 MongoDB 或 DynamoDB，業務數據存儲使用云PostgreSQL，云 Redis。數據層使用存儲過程、數據緩存、事務等方式處理數據存儲。業務層分設備管理、用戶管理、系統管理、應用管理等功能模塊。數據層與表現層通過 API 接口的方式暴露接口進行交互。圖 1.“天匠”業務架構 3.2 技術架構 天匠物聯網平臺采用無服務器 F 架構。微服務是可以獨立部署、水平擴展、獨立訪問（或者有獨立的數據庫）的服務單元。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 5/17 圖 2.“天匠”技術架構 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 6/17 3.2.1 設備接入架構 圖

8、3.“天匠”設備接入架構 3.2.2 亞馬遜云科技 IoT 平臺集成的亞馬遜云科技服務 圖 4.亞馬遜云科技 IoT 平臺集成的亞馬遜云科技服務 Amazon Dynamo DB 托管NoSQL數據庫 Amazon Kinesis 大規模流式數據實時處理 AWS Lambda EC2云虛擬機運行代碼響應事件 Amazon Simple Storage Service（S3）可擴展云存儲 Amazon Simple Notification 推送通知服務 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 7/17 Amazon Simple Queue Service 消息隊列服務 3.2.3 設備

9、SDK 圖 5.亞馬遜云科技 IoT 設備 SDK 亞馬遜云科技 IoT設備SDK使用MQTT、HTTP或WebSockets協議將硬件設備連接到亞馬遜云科技 IoT，硬件設備無縫安全地與亞馬遜云科技 IoT提供的設備網關和設備影子協作。設備SDK支持C、JavaScript、Arduino、Java和Python。設備SDK包含開源庫、帶有示例的開發人員指南和移植指南，用戶根據硬件平臺構建IoT產品或解決方案。3.2.4 設備網關 圖 6.亞馬遜云科技 IoT 設備網關 亞馬遜云科技 IoT設備網關支持設備安全高效地與亞馬遜云科技 IoT進行通信。設備網關可以使用發布/訂閱模式交換消息，從而

10、支持一對一和一對多的通信。憑借此一對多的通信模式，亞馬遜云科技 IoT將支持互連設備向多名給定主題的訂閱者廣播數據。設備網關支持MQTT、WebSocket和HTTP1.1協議，也支持私有協議。設備網關可自動擴展，以支持10億多臺設備，而無需預配置基礎設施。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 8/17 3.2.5 認證和授權 圖 7.亞馬遜云科技 IoT 認證和授權方式 亞馬遜云科技 IoT在所有連接點處提供相互身份驗證和加密。亞馬遜云科技 IoT支持亞馬遜云科技身份驗證方法（稱為SigV4）以及基于身份驗證的X.509證書。使用HTTP的連接可以使用任一方法，使用MQTT的連接可以使

11、用基于證書的身份驗證，使用WebSockets的連接可以使用SigV4。使用亞馬遜云科技 IoT生成的證書以及由首選證書頒發機構(CA)簽署的證書，將所選的角色和/或策略映射到每個證書，以便授予設備或應用程序訪問權限，或撤消訪問權限。通過控制臺或使用API創建、部署并管理設備的證書和策略。這些設備證書可以預配置、激活和與使用亞馬遜云科技IAM配置的相關策略關聯。亞馬遜云科技 IoT還支持用戶移動應用使用Amazon Cognito進行連接，Amazon Cognito將負責執行必要的操作來為應用用戶創建唯一標識符并獲取臨時的、權限受限的亞馬遜云科技憑證。3.2.6 注冊表 注冊表將創建設備標識

12、并跟蹤元數據，如設備的屬性和功能。注冊表向格式一致的每臺設備分配唯一的標識，而不管設備的類型和連接方式為何。此外，它還支持描述設備功能的元數據，例如傳感器是否報告溫度，以及數據是華氏度還是攝氏度。注冊表存儲有關設備的元數據，無需支付額外費用；并且需要每隔7天至少訪問或更新注冊表條目一次，注冊表中的元數據就不會過期。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 9/17 以 JSON 格式存儲的設備注冊表信息 圖 8.以 JSON 格式存儲的設備注冊表信息 3.2.7 設備影子（Shadow）圖 9.亞馬遜云科技 IoT 設備影子邏輯 設備影子保留每臺設備的最后報告狀態和期望的未來狀態，即便設備處

13、于離線狀態。通過API或使用規則引擎，獲取設備的最后報告狀態或設置期望的未來狀態。應用程序可以設置設備的期望未來狀態，而無需說明設備的當前狀態。亞馬遜云科技 IoT將比較期望未來狀態和最后報告狀態之間的差異，并命令設備彌補差異。設備SDK能夠輕松地同步其狀態及其影子，并響應通過影子設置的期望的未來狀態。設備影子免費存儲設備狀態多達一年。如果至少每年更新一次狀態，則設備影子將永久保留狀態；否則狀態將過期。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 10/17 3.2.8 設備影子（Shadow）流程 圖 10.亞馬遜云科技 IoT 設備影子流程 3.2.9 設備影子（Shadow）格式 圖 11

14、.亞馬遜云科技 IoT 設備影子格式 3.2.10 設備影子（Shadow）服務 設備影子服務使用 MQTT 話題，便于應用和設備之間的通信，下面是相關的 MQTTQoS1話題：$aws/things/thingName/shadow/update$aws/things/thingName/shadow/get$aws/things/thingName/shadow/delete$aws/things/thingName/shadow/update/accepted$aws/things/thingName/shadow/update/rejected$aws/things/thingName

15、/shadow/update/delta 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 11/17$aws/things/thingName/shadow/get/accepted$aws/things/thingName/shadow/get/rejected$aws/things/thingName/shadow/delete/accepted$aws/things/thingName/shadow/delete/rejected 設備 SDK（C-SDK、JS-SDK）將影子功能內置在設備中，能夠使設備與影子服務之間自動同步狀態。3.2.11 規則引擎 圖 12.亞馬遜云科技 IoT 規則

16、引擎 規則引擎驗證發布到亞馬遜云科技 IoT的入站消息，并根據定義的業務規則轉換這些消息并將它們傳輸到另一臺設備或云服務。規則可以應用至一臺或多臺設備中的數據，并且它可以并行執行一個或多個操作。規則引擎還可以將消息路由到亞馬遜云科技終端節點，包括AWS Lambda、Amazon Kinesis、AmazonS3、Amazon Machine Learning、Amazon DynamoDB、Amazon Cloud Watch和內置Kibana集成的Amazon Elasticsearch Service。外部終端節點可以使用AWS Lambda、Amazon Kinesis和Amazon

17、Simple Notification Service(SNS)進行連接。使用類似SQL的語句編寫規則。例如：如果溫度讀數超出特定閾值，則它可以觸發規則以便將數據傳輸到AWS Lambda；如果此溫度超出其他5臺設備的平均值15%，則應采取措施。規則引擎將提供數十個可用于轉換數據的可用功能，并且可以通過AWS Lambda創建無限個功能。例如，如果正在處理各種不同的數值，則可以取傳入數 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 12/17 字的平均值。規則還會觸發在AWS Lambda中執行Java、Node.js或Python代碼，從而提供最高靈活度以及處理設備數據的能力。3.2.12 規

18、則引擎集成其它云服務 圖 13.亞馬遜云科技 IoT 規則引擎集成其他云服務 規則引擎驗證發布至亞馬遜云科技 IoT 的消息請求，基于業務規則轉換消息請求并發布至其它服務，例如：富集化或過濾從設備收集的數據 將設備數據寫入一個亞馬遜DynamoDBm數據庫 保存文件至亞馬遜S3 發送一個推送通知到所有亞馬遜SNS用戶 向亞馬遜SQS隊列發布數據 調用Lambda函數抽取數據 使用亞馬遜Kinesis處理大量的設備消息數據 發送數據至亞馬遜Elasticsearch服務 捕獲一條CloudWatch測量數據 更新一條CloudWatch告警 把一條MQTT消息數據發送至亞馬遜機器學習服務，基于亞

19、馬遜機器學習模型進行預測 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 13/17 3.2.13 規則引擎&實時流式數據處理 圖 14.亞馬遜云科技 IoT 規則引擎&實時流式數據處理 推送通知 支持蘋果 APNS 推送通知服務、谷歌 GCM 云消息服務、亞馬遜 ADM 設備消息服務，微軟 WNS 推送服務 亞馬遜 SNS 推送通知服務-HTTP 協議終端（短信、郵件）通過亞馬遜 SNS 推送通知服務，調用第三方 HTTP 協議終端，支持訂閱和重試 3.2.14 設備管理 圖 15.亞馬遜云科技 IoT 設備管理 支持全球或部分地區的固件升級 規則引擎在DynamoDBm數據庫跟蹤升級狀態和進度

20、 注冊表存儲設備的固件版本 S3 管理固件分發版本 在 S3 中組織和保障和固件二進制文件 消息代理使用話題模式通知設備分組 通知設備分組固件更新信息，包括 S3 中的固件二進制文件 URL 地址 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 14/17 3.3“天匠”云端功能 產品管理：支持亞馬遜云科技 IOT 接入，一個平臺支持接入國內外主流 IOT 服務 PaaS 平臺，支持云對云方式接入小米小愛，百度語音等 IOT 服務 SaaS 平臺，一個平臺，集中管理 設備管理：管理設備接入，查看設備信息和設備狀態；對網關類設備提供子設備看板 數據分析：數據分析大看板，支持淺色和深色模式切換，支持查

21、看用戶數據統計和設備數據統計 故障管理：支持故障屬性配置和定義，以實現故障統計展示，快速定位問題設備和故障原因 推送管理：按設備屬性配置推送功能，支持小程序訂閱消息推送和 APP 消息推送 遠程升級：集成了一套廣云標準升級方案，支持設備模組遠程升級和設備主控芯片遠程升級（需設備按文檔接入遠程升級功能），便于設備迭代更新和問題修復 應用管理：平臺提供 APP 和小程序接入 SDK，提供應用管理和應用更新管理，提供完整的物聯網APP 開發接入 API 以及加密方案 用戶管理：提供基于應用區分的用戶管理功能，用戶與設備綁定管理，用戶信息展示 運營服務：針對應用提供使用幫助管理，反饋管理，廣告管理等多

22、種運營功能，對廚電類設備提供云菜譜功能和實現方案，對 APP 提供短信推送和消息推送功能，對小程序與 APP 提供文件存儲服務，提供靜態資源管理能力 設備備案：對設備提供設備接入管理，按設備備案名單進行準入校驗，提高安全性 耗材管理：對耗材類設備提供耗材管理 權限管理：提供自定義權限配置，支持子品牌管理，支持平臺企業元素配置 更多：基于微服務架構，支持自定義功能開發和接入 廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 15/17 3.4 通訊模組固件 SDK 3.4.1 WiFi 模組固件 SDK 支持softAp和藍牙兩種方式進行網絡配置，通過手機app或微信小程序一鍵配置。支持藍牙本地數據通

23、訊，提供數據加密服務。設備動態注冊，云端管理平臺自動分配IoT平臺接入信息和就近服務節點。本地設備自動探測掃描聯網，重連機制。支持數據采集，自定義數據指標。支持產品生產測試。內置IoT平臺連接服務，支持多種設備安全認證策略，數據加密機制。支持云端固件升級和產品MCU固件升級以及設備管理。3.4.2 藍牙模組固件 SDK 藍牙本地通訊，提供數據加密服務。支持數據采集，自定義數據指標。支持產品及廠商信息自定義設置。支持本地藍牙固件升級和管理。支持產品生產測試。3.4.3 蜂窩模組固件 SDK 設備動態注冊，云端管理平臺自動分配IoT平臺接入信息和就近服務節點。支持自定義設置設備注冊激活，管理平臺接

24、口。支持數據采集，自定義數據指標。支持產品生產測試。內置IoT平臺連接服務，支持多種設備安全認證策略，數據加密機制。支持設備位置信息融合上報策略。支持設備影子策略防止數據丟失。支持云端固件升級和設備管理。3.5 移動端 APP SDK 天匠移動 APP 開發框架能夠幫助 App 開發者直觀、快速地開發出成熟、可靠的 App，迅速推向市場。已經將配網、綁定、分享功能封裝成 SDK，讓開發者采用熟悉的技術進行編程，從而更于專注建立自身產品獨特的功能、用戶界面及品牌化等相關工作。天匠提供了 APP 開發套件和相關的支持服務：提供APP端SDK和開發文檔，兼容iOS、Android平以及HTML5嵌入

25、式界面。提供APP端通用業務功能塊的實例源代碼，為企業用戶提供專業的技術支持服務。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 16/17 APP 開發套件 SDK 主要包含以下主要功能：自動掃描、發現可用設備。設備綁定接口。建立安全的本地和遠程連接，以及心跳維持。智能鏈路功能，選擇最優的數據通道。提供數據接收與發送的接口。提供底層網絡和設備狀態回調接口。3.6 移動端小程序 SDK 天匠移動微信小程序開發插件已經將配網、綁定、分享功能封裝成 SDK，讓開發者采用熟悉的技術進行編程，從而更于專注建立自身產品獨特的功能、用戶界面及品牌化等相關工作。自動掃描、發現可用設備。設備綁定接口。建立安全的本地和遠程連接，以及心跳維持。廣云物聯基于亞馬遜云科技的智能云平臺白皮書 17/17 附錄 A:廣云物聯聯系方式-公司：廣云物聯網科技（廣州）有限公司 廣州總部：廣州市黃埔區潤慧科技園 C 座 801-802 深圳辦事處：深圳市南山區深圳灣科技生態園 10 棟 B 座 7 樓 杭州辦事處：杭州市余杭區歐美金融城 4 幢 3109 長沙研發中心：長沙市岳麓區麓谷新長海中心 A2 棟 8A 官網：http:/ 郵件聯系： 聯系電話：400-833-2500-更多關于廣云物聯信息，請訪問公司官網：http:/