国内物联网平台(1):百度物接入IoT Hub

国内物联网平台(1)

——百度物接入IoT Hub

马智

 

物接入IoT Hub - 架构

  • 全托管的云服务,帮助建立设备与云端之间安全可靠的双向连接
  • 支撑海量设备的数据收集、监控、故障预测等各种物联网场景

 

物接入IoT Hub - 功能

  • 通信协议:支持MQTT
  • 数据安全:设备级认证、策略授权;双向安全连接、SSL传输
  • 开发语言:支持多种开发语言、兼容主流硬件设备
    • 支持C、C#、Python、Java、PHP等
    • 支持CLI命令行工具(Python)
  • 分析服务:对接百度大数据服务

 

物接入IoT Hub – 概念

概念

描述

MQTT

MQTT是基于二进制消息的发布/订阅(Publish/Subscribe)模式的协议,
最早由IBM提出的,如今已经成为OASIS规范,
更符合M2M大规模沟通。

endpoint

IoT Hub 的服务实例,代表一个完整的IoT Hub 服务。

thing

表示IoT Hub 设备,
用户可以在每个endpoint中创建一个或多个thing。

principal

principal是一个抽象概念,表示设备(thing)的身份。
每个thing可以绑定一个principal,
每个principal拥有一个policy权限。

policy

为身份principal设置对应的策略policy,一个principal对应一个policy。

permission

为每一个policy设置一组权限permission,其中包括主题topic,和对该主题的操作权限operation。

topic

每一个policy都需要指定一个主题项目(topic),在进行使用IoT Hub 服务之前,
需要先为我们即将开展的订阅发布信息创建一个主题名称,
该主题应用于MQTT客户端。topic规则允许字符串可以带一个通配符"#",
例如"temperature/#"就是匹配前缀是temperature的所有topic;单独的"#"表示匹配所有topic。

operation

对topic的操作权限。目前基于MQTT协议,IoT Hub 支持创建发布PUBLISH和订阅SUBSCRIBE两种权限。

 

MQTT协议

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一个客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。它的设计思想是轻巧、开放、简单、规范,易于实现。这些特点使得它对很多场景来说都是很好的选择,特别是对于受限的环境如机器与机器的通信(M2M)以及物联网环境(IoT)。

客户端

  1. 发布应用消息给其它相关的客户端。
  2. 订阅以请求接受相关的应用消息
  3. 取消订阅以移除接受应用消息的请求。
  4. 从服务端断开连接。

服务端

  1. 接受来自客户端的网络连接
  2. 接受客户端发布的应用消息
  3. 处理客户端的订阅和取消订阅请求。
  4. 转发应用消息给符合条件的客户端订阅。

 

MQTT vs HTTPS:

  • 吞吐量:93倍
  • 发送数据电量消耗: 1/11
  • 接收数据电量消耗:1/170
  • 连接保持电量消耗:1/2
  • 网络开销:1/8

 

物接入IoT Hub – 操作流程

目前每个账户只能创建2个endpoint,100个things,100个principal。

 

物接入IoT Hub – 连接类型

  • IoT Hub为每个实例提供3种默认连接方式
    • TCP:端口1883,不支持传输数据加密,可以通过MQTT.fx客户端连接。
    • SSL:端口1884,支持SSL/TLS加密传输,MQTT.fx客户端连接
    • WSS:端口8884,支持WebSocket浏览器方式连接,同样包含SSL加密

 

tcp://yourendpoint.mqtt.iot.gz.baiduce.com:1883

ssl://yourendpoint.mqtt.iot.gz.baiduce.com:1884

wss://yourendpoint.mqtt.iot.gz.baidubce.com:8884

 

物接入IoT Hub – 运维界面

创建设备

创建身份

创建策略

生成秘钥

 

物接入IoT Hub – MQTT客户端类型

  • Websockets Client:百度开放云基于浏览器开发的mqtt客户端
  • MQTT.fx:目前主流的mqtt客户端,可以快速验证是否可以与IoT Hub 服务交流发布或订阅消息
  • Paho:Eclipse基金会提供的开源MQTT客户端实现,可以很好的支持百度开放云物接入IoT Hub 服务以实现设备互联和物联网应用。

 

物接入IoT Hub – Paho客户端源码示例

订阅一栋办公楼内第五层的温度值

通过NetBeans 来展示如何通过代码来与物接入服务发送或者接受消息。新建一个Java应用程序类型的Maven项目,右击"依赖关系"选择添加依赖关系,查询org.eclipse.paho,并加入对org.eclipse.paho.client.mqttv3的依赖。

package com.baidu.iot;

import java.io.InputStream;

import java.security.KeyStore;

import java.security.cert.Certificate;

import java.security.cert.CertificateFactory;

import javax.net.ssl.SSLContext;

import javax.net.ssl.TrustManager;

import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;

public class Thermometer {

public static void main(String[] args) throws Exception {

String endpoint = "hostname"; //输入创建实例endpoint返回的hostname

String username = "yourendpoint/yourthing"; //输入创建thing返回的username

String password = "Dm3yyvOHb7zt/uRWsPgsfsgbnj7CxuVMc+uDbf4j960="; //输入创建principal返回的password

String topic = "building-b/floor-5/temperature-1"; //订阅的消息主题,本例是指订阅b号楼第五层的温度

TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("X509");

tmf.init((KeyStore)null);

TrustManager[] trustManagers = tmf.getTrustManagers();

 

SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("TLS");

ctx.init(null, trustManagers, null);

MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();

options.setCleanSession(true);

options.setUserName(username);

options.setPassword(password.toCharArray());

options.setSocketFactory(ctx.getSocketFactory());

MqttClient client = new MqttClient(endpoint, "java-client");

client.connect(options);

MqttMessage message = new MqttMessage();

message.setPayload("15".getBytes());

client.publish(topic, message);

client.disconnect();

}

}

 

物接入IoT Hub – 与大数据分析服务对接

posted @ 2016-08-22 08:30  ibrahim  阅读(15490)  评论(0编辑  收藏