王琰:万物智联,腾讯云 IoT 边缘计算揭秘

背景:现在是万物互联的时代,智能穿戴设备,智能家居,无人商业,改变了我们的生活方式。预计到2021年,全球物联网设数将达到150亿,超过手机和PC的总和,物联网开发将是移动互联网之后系一个风口,如何让设备快速物联网化,解决高可用、实时性和数据安全问题,腾讯云的IOT PaaS平台可以帮开发者解决了这一系列问题。

本文整理自腾讯云加速产品总监王琰在2018腾讯云云+未来峰会上的分享,介绍了腾讯云如何助力加速物联网+,提供低门槛的一站式开发管理平台。

未来几年物联网将逐渐进入一个加速发展期

当前市场现状,大家也能感受到这几年物联网是非常热的话题,各行业也看好这个方向,权威数据是2025年全球物联网设备将达到800亿,很多人说这是十倍于互联网的产业。大家都非常看好,愿望是美好的,现实是残酷的,我们真正在物联网行业应用落地的时候有很多困难,这里主要有很多行业特性来决定的。首先我们看到物联网行业的产业链非常长,我们要落地一个应用可能会涉及到传感、通讯模组、硬件制造、设备制造商,包括云服务商、SaaS厂商,整个链条上每个环节的成熟度,都会影响到物联应用的落地。

第二是特别碎片化,万物互联,各行各业都有物联需求,导致非常多传统行业在逐渐的往物联的行业发展,比如说消费、零售、工业、市政项目,这些行业本身不具备传统的互联网开发能力,怎么样让他们快速落地他们的应用,也是我们需要去思考的问题。

万物智联:腾讯云专注高效连接和智能应用

虽然现实残酷,但是我们也欣喜看到,经过过去三五年的努力,在2018年我们看到在一些局部的应用点,比如些酒店和公寓的场景,在今年看来是一个行业小爆发。未来会越来越多的物联网应用,慢慢需要开发者具备软硬一体化的开发能力,所以从腾讯云的角度来说,我们希望能给大家提供这样的能力,能助力开发者和行业快速物联网化。

物联网落地需要的各个环节,涉及到芯片和模组、终端设备、物联网连接、云平台、应用程序和系统集成。在每个环节,腾讯云都在进行思考,首先从云平台的角度来说,腾讯云传统互联网部分的云计算产品就不多讲,我们已经服务了几十万个物联网客户,我们缺的是一个云端的IOT平台,这个平台是我们为了打破云端的壁垒,我们会致力于打造一站式的平台。从两端上来讲,我们也会提供丰富的SDK和KPI,包括芯片和模组,除了这些这些也会广泛跟硬件厂商合作,在应用端我们会和腾讯生态类的产品进行合作,这样会大大减少开发者的开发周期。

万物智连:广泛连接合作伙伴共同推动行业智能物联升级

在设备端,其实也是今天要提的就是边缘计算,单纯靠云端没办法形成一个非常好的物联技术方案,在设备端我们也会做边缘计算相关能力提供给大家,通过云端的结合很好的落地我们的应用。包括我们也会和行业的合作伙伴去联合打造我们的解决方案。

刚才提到行业的碎片化,这里单靠我们腾讯云其实是没办法很好的服务消费、工业、城市的客户,腾讯云会广泛的连接合作伙伴,包括硬件端和软件端,共同推进我们这个行业解决方案的发展。

IoT开发平台: “高性能、低门槛”一站式开发管理平台

现在我简单给大家介绍一下,我们现在已经做的IOT开发平台。这个是我们这个平台的一个整体结构,我们的目的是去构建一个高性能、低门槛一站式开发平台。

这里我会讲有两个视角:

面向成熟开发者,这些开发者原来也是做互联网开发,已经具备非常好的技术能力,现在在往物联这个方向发展,我会给他提供一套高性能的物联网开发套件,这里包含设备接入,怎么样打通设备和云端,以及云端和设备端和设备端的通讯,以及我们提供一些规则引擎,让这些数据很好的处理,我们通过设备影子管理好我们的设备。我们更多的是专注在高性能方面,以及我们1300多个CDN节点的边缘资源的优势,让这个套件能够具备承载海量物联业务的高性能。

对开发者来说可以利用物联网套件和其他的基础云服务来打造能够承载几千万,甚至上亿的物联网场景。除了成熟开发者,其实我们真实在服务客户的时候会发现有蛮多的客户,他其实并不具备这样的开发能力,比如一个灯厂想把他灯智能化,它可能对通讯行业不了解,对云端的组建也不了解,怎么办?我们会在我们的通用套件上再封装一站式低门槛的API平台,它的视角完全是业务数据,作为一个开发者来说可以不关心通讯协议,我只关心我需要哪些数据就可以完成物联网开发应用。

我们外面放了一个智能咖啡机,这是我们和一个厂商合作,大概通过3-4天的时间就帮他完成了应用,而且马上可以上市去推广了。所以这里我们打的是非常低门槛的一个点。

一云两端的服务模式

这个图可以比较直观的看到,我们的一云两端的服务模式。从开发者角度看,首先硬件需要连云,需要选择使用怎样的环境,通过什么样的方法连接云端,可以选择我们的固件、模组或者开发版完成这样一个连云的动作。云端的IoT Paas就可以帮助你做任何的事情,同时把你认为重要的信息传到其他的云平台进行后续的处理。

IoT 设备端产品&服务

刚才也提到我们提供了很多设备端的SDK,但SDK的硬件移植会花掉大家很多时间,我们会和一些硬件合作 伙伴一起打造预集成我们腾讯IOT SDK的硬件产品,这里大家看到的是通讯模组和开发板,它适用于简单的物联网场景,比如说咖啡机或者智能电表。右边这个DTU,它的性能就会比较强,大家可以在对面展厅看到,我们的无人零售柜,它就是使用这一块,它会搭载一些跟AI相关的物体识别程序,所以它需要比较高的性能。在这里我们其实也是广泛的希望有更多的合作伙伴跟我们一起打造这些硬件端的产品。

IoT开发平台demo

这是一个简单demo,就是门口放的咖啡机,我给大家演示的一下,怎么可以很轻便打造一个物联网的应用。这个咖啡机的场景是这样,首先咖啡机会有一个水位状态的申报,我第一个需求是说当我这个水位于某一个值时候就告警,通知管理员过来加水。我的应用端会通过扫描支付或者是一些活动,一些小游戏,最终触发这个咖啡机倒一杯咖啡,这是反向控制。这个在我们的平台,通过简单的数据控制就可以完成了。

第一步创建产品和数据模板,选择模式是数据模板模式还是自定义的模式,如果选择数据模板的模式之后就可以定义数据点, 数据但就是刚才提到的液位状态和开关状态。配置后运行脚本,可以产生端上的业务代码,我们把这个端上业务代码复制到我们的开发板里面,SDK就会监听我们全局变量的状态。全局变量由开发者写入,当水位发生变化,就把数据写到local data这里面。SDK发现local data发生变化的时候,它就会把数据传到云端,这是一个正向的上报。

反向的,如果云端有一个控制指令传递到了这个SDK,这个SDK就会把数据输送到desired data,当它发生变化时会拉起一个回调函数,后面的逻辑就开发者自己去完成,比如我去打一杯咖啡这样的一个动作。整体的开发流程是非常简单和轻便。

传到云端的业务数据可以通过规则引擎进行处理,比较简单的处理方式是我自己写一个规则语句,当发现液位数据为零的时候调起一个短信通知的服务,如果想做一些更复杂的动作,我可以把这个数据整个的传到第三方服务去完成。

第四步应用端,运营端视角看到的也是这个数据,我可以通过应用端API调取这个数据的接口,这个信息就会传到云端,由云端下发到设备端执行。整个过程非常简单的可以完成智能咖啡机的开发,等一下大家也可以在外面的开发者实验区去体验一下。

物联网开发中需要边缘计算的能力

我再介绍一下IOT的边缘计算。刚才提到了我们在云端搭建了一套IOT的套件,我们为什么还需要边缘计算?其实我们真实在给客户落地项目的时候发现有些场景单纯靠云是没办法很好的完成,比如说在一些高可用的场景,断网的情况下,那么是不是还可以继续使用?还有实时性的问题,如果云端响应不及时,我应该怎么办。还有一个带宽限制,我的传感器、摄象头会产生大量的数据,这些数据如果全部传到云端,这个带宽的消耗对于开发者来说,或者对于运营方来说是没办法承受的,我们希望在本地去做一些本地逻辑解决这个问题。当然,还会有一些场景,有些数据是非常敏感的,要本地化的,没办法传到云端执行,这是由于法规和私密性的限制。基于这些考虑,我们的IOT平台就要去结合边缘计算的能力给大家提供解决方案。

首先边缘计算适合运行在什么样的环境里面,因为它需要一些复杂逻辑和运算的,并不适合非常简单的传感类设备,比如一些开关,它是不具备这个能力。具备边缘计算能力的设备是什么?是性能比较好的网关设备或者智能设备。这些设备在我们看到的场景,向下还会管控更多的设备,从我们的角度来说,它其实是一个边缘,是小型的管理端,管理更多的物联设备。

在这个边缘当中,我们提供什么样的能力?首先在我们的视角里面,这个边缘计算端要具备本地设备管理能力,同时也有安全的能力,消息的转发能力,把A传感器的信息传给B传感器。在这个基础上,我们也打通了边缘函数SCF,它是一个非常轻量级的模式,在传统的模式下,我想进行一个边缘的逻辑,我可能需要在云端开发好之后去进行一个版本的升级,这里会出现非常多的问题和异常,比如说升级不成功,或者版本管理上的一些复杂度。通过这个边缘函数就可以很好的解决这个问题,我下发了边缘函数agent的设备,只需要更改边缘函数就可以让这些设备具备不同的逻辑,进行不同的一些算法能力。

未来我们云函数还要覆盖更多的能力,我们会把腾讯云的终端智能化,原来用SDK去做的一些事情逐渐转化成云函数,通过开发云函数的方式就可以在终端上使用这些智能的能力。

IoT边缘计算 & IoT PAAS

这个是我们边缘计算和IOT Paas现在打通的一个状态,如果开发者要使用,首先在IOT的云端平台上,只要设置某一个设备是智能设备即可。设置为智能设备之后就会在云端函数这里注册一个关联关系,我们就可以把IOT边缘agent部署到我们的边缘网关上运行,我们可以通过这个边缘函数服务编写代码,通过agent下发到设备端来执行。

这是一个IOT边缘计算demo,怎么通过物联网开发平台加上我们的边缘计算服务更加快速的构建我们的边缘网关。

以上就是我简单介绍了一下我们的IOT平台和我们的边缘服务,其实这里还有非常非常多细节,因为时间关系没办法跟大家一一的赘述,如果大家感兴趣的可以和我们联系,或者等一下在外面的开发者实验区进行更深入的交流。谢谢大家。

王琰:万物智联,腾讯云 IoT 边缘计算揭秘.pptx

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