IoT离线设备云端控制指令消息触达方案——实践类

IoT离线设备云端指令消息触达方案

前言

由于网络不稳定,电池容量限制,很多物联网设备无法做到24小时在线,设备频繁上下线,设备定时沉睡离线,带来一个新的问题:在设备离线时,云端的控制指令如何发送给设备,在设备上线后,能按照新的指令执行业务逻辑?

架构方案

基于以上诉求,我们有两种通用解决方案:

  • 云端下发MQTT协议QoS=1的消息
  • 使用IoT物联网平台的设备影子功能

方案一:发送QoS=1消息

为了接收离线消息,需要设备端和云端配合。

设备端配置

设备端建立mqtt连接的时候需要配置 CONNECT 参数 CleanSession标志被设置为0,即保留之前建立的session状态,包括:

  • 客户端的订阅信息
  • 未完成确认的QoS=1的消息。
  • 未发送给客户端的QoS=1的消息。

云端的操作

云端发送控制指令API文档 ​​https://help.aliyun.com/document_detail/69793.html​

方案二:设备影子功能

我们以更新云打印机运行配置参数为例,介绍通过设备影子功能来实现配置参数更新过程。

设备端配置

  • 设备端需要订阅 /shadow/get/${YourProductKey}/${YourDeviceName} 以实时获取云端控制指令消息。
  • 设备端CONNECT成功后,主动查询设备影子指令,Pub消息到 /shadow/update/${YourProductKey}/${YourDeviceName} 中,payload结构体如下:

{
"method": "get"
}

云端的操作

云端使用设备影子接口UpdateDeviceShadow发送控制指令: ​​https://help.aliyun.com/document_detail/69954.html​

完整案例参考 ​​​​https://www.yuque.com/cloud-dev/iot-tech/yl5pcy​

物联网平台产品介绍详情:​​https://www.aliyun.com/product/iot/iot_instc_public_cn​

阿里云物联网平台客户交流群

### 亚马逊 AWS IoT 架构详解 #### 架构组成 AWS IoT 是一个全面的平台,旨在简化物联网设备连接、监控和管理的过程。该平台由多个组件构成,这些组件共同协作以提供完整的端到端解决方案。 - **设备网关 (Device Gateway)**:作为入口点,允许安全可靠的双向通信,在云与数十亿台设备之间传输数据[^1]。 - **规则引擎 (Rules Engine)**:用于处理来自设备消息,并将其路由至其他 AWS 服务或外部系统。支持 SQL 查询语句来定义如何转换并分发接收到的数据流。 - **注册表 (Registry)**:存储有关已注册设备的信息,包括属性元数据以及状态描述符等细节。这有助于管理和追踪大量不同型的物理对象实例。 - **证书颁发机构 (Certificate Manager)**:负责创建、部署及撤销X.509标准下的身份验证凭证,保障整个网络环境内的安全性。 - **作业功能 (Jobs Functionality)**:使管理员能够向单个目标或是群体推送配置更改指令集;即使当接收方处于离线状态下也能保证最终一致性更新操作得以完成。 - **影子服务 (Shadow Service)**:维持每件关联资产最新的在线表示形式——即所谓的“影子文档”,它反映了当前设定参数值及其期望到的状态变化请求记录。 ```json { "state": { "desired": {}, "reported": {} } } ``` 此JSON结构展示了影子文档的基本框架,其中`desired`字段保存着用户希望设置的目标条件,而`reported`部分则反映实际测量所得的结果。 --- #### 工作原理 在典型的工作流程里,首先需要利用 SDK 或 RESTful API 将本地硬件接入云端基础设施之中。一旦建立起了稳定链接之后,就可以借助上述提到的各种特性来进行更深层次的应用开发了: - 设备通过 MQTT 协议经由 Device Gateway 向 Rules Engine 发送遥测信息; - 规则引擎依据预设逻辑解析输入负载内容,并采取相应行动比如发 Lambda 函数执行特定计算任务或将结果存入数据库表格内等待后续查询调用。 - 对于那些长时间运行的任务来说,则可以考虑采用 Jobs 功能模块安排定期维护计划或者软件升级包下发动作。 - Shadow Service 可持续同步远程节点最新状况报告给控制中心界面显示出来供运维人员查看参考之用。 综上所述,AWS IoT 不仅具备良好的扩展性和兼容性特点,而且凭借其丰富的内置工具箱大大降低了构建复杂分布式应用程序的技术门槛。
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