物联网框架简介

知道91 | 教程 | 2015-10-12 | 阅读:1031

物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。

物联网

前段时间梳理了command设计及框架,其实狭义上即设备控制、管理,即可以家庭局域网内进行管理,也可以远程管理(通过开源的sip server: opensips),当然也包含了设备联动规则的原型实现(即物联网的ITTT).

command包含两部分:即client和server(eg. 手机上的client app,gateway上的server)

流程如下图所示:

  • 手机发送远程请求:对房间内hue开灯
  • 物联网cloud平台接收到请求转发给相应的gateway
  • command_svr接收,解析发送给hue模块,hue模块进行本设备类型协议的通信,实现开灯请求
  • command_svr将操作结果发送回去,由opensips转发给client, client获知开灯成功结果

client主要功能:

  • 请求gateway的设备列表,设备功能,状态
  • 发送设备操作请求,并接收设备操作结果
  • 订阅, 接收设备消息通知

sever主要功能:

  • 管理接入到gateway的不同设备类型列表,设备插件以动态库形式接入,方便第三方接入。
  • 接收client的设备操作请求,转发给相应的设备模块(eg 上图ip_camera),由该模块进行协议转换,进行实际的设备控制,然后接收操作结果,并将其转换为command协议,返回给client response.
  • 接收设备模块的主动推送的消息,并推送给相应的client.
  • ittt功能:接收并存储client制定的设备联动规则,检查client的设备控制请求,如符合if, 则触发then的设备控制。

目前command的实现是基于sip来实现的,对sip的方法进行扩展,即增加一个定制的方法sip-command,并在其基础上实现

设备控制层,command在pjsip开源库基础上实现,而远程管理借助开源的opensips服务器,达到快速原型目的; 另外一个原因是项目中流媒体传输播放需求是基于sip/rtp来实现,统一在sip下,减少学习投入成本,尽快出原型。

下图是一个command框架图,底层是sip层,在pjsip基础上增加了command方法;cmd_mng定义了两个主要接口(cmd_send_inf, cmd_recv_inf)来和sip层进行通信, 考虑将来方便替换或兼容不同的协议,达到模块间松耦合。cmd_mng上层分别是dev_mng和iot_cmd_proc两个模块,dev_mng包含了

command server端的管理、加载设备插件,即设备的function功能和设备元数据文件解析导入(通过定义plugin_interface接口,提供给第三方开发为gateway接入新设备类型),以及供client查询设备元信息的内部接口。iot_cmd_proc模块则包含了client, server的收发command消息的处理框架,和提供给第三方开发client端的接口(即开头讲到的client API设计)。

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1. 下面介绍server端的供第三方接入新设备类型开发的接口定义(第三方实现,并以动态库的方式提供给gateway command-svr)

plugin_interface接口:

typedef struct dev_func
{
 const char * funcname;
 int (* dev_method)(cmd_arg * param_list[], uint8_t plist_size);    
}dev_func;

typedef struct dev_plugin {

 char dev_pluginname[NAME_MAXSIZE];  //设备类型名称,具有唯一性
 const dev_func * pt_func_array;     //函数列表,设备实际执行函数,供command-svr回调。
 char dev_metafile[NAME_MAXSIZE];    //设备元数据文件

}dev_plugin;

typedef int   (* init_devplugin)(dev_plugin * pt_plugin, dev_cmd_interface * pt_inf);

command-svr通过init_devplugin函数,会读取到该设备插件的上面信息, gateway便知晓该设备类型具有的属性和功能。

(后续还需要有设备插件的热更新,删除,运行时加载等功能)

2. 下面介绍iot_cmd_proc模块,它是command的逻辑处理核心

以client端为例,

采用内存消息队列形式(使用mini_mq)来解耦业务层(cli_proxy),command层(cmdhandler_proc),承载msg的协议层(sip_proxy)原型开发完后,总结了下开发,使用时碰到的各种问题:

1. command的设备控制设计,是以设备的动作为目标,如下test设备类型的元数据定义









如果加入设备propery属性,可以很好的契合下个阶段command的协议采用http的restful风格,以设备资源属性为目标,简单通过

set, get来实现对设备的操作(当然正如不是所有的web服务都能完美的采用restful, 设备控制操作可以采用属性,动作均定义的方式)。

2. 正如上面描述到的,我考虑command的协议采用http,在gateway使用web服务方式,client端就采用hybrid方式,即避免command

的client, server更新问题,又使用原生来避免web的不足,目前已经在调研中。

3. 设计一个的iot_cloud原型,暂定功能主要为方便用户远程管理设备,以及存储用户设备数据,及简单的数据分析。

我对物联网的看法就是,物联网现在的前景还很大,物联网的应用在与移动互联相结合后,发挥了巨大的作用。