基于智能感知的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)探究

李 哲，潘 維，張 赟

（1.江蘇同德信息科技有限公司，江蘇 連云港 222000；2.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400；3.南京市小易信息科技有限公司，江蘇 南京 210000）

智能設(shè)備，借助于“云”以及“數(shù)據(jù)”的核心力量，對(duì)內(nèi)能夠完善自身產(chǎn)品功能，對(duì)外能夠把自身的功能或數(shù)據(jù) API化，在越來越多的領(lǐng)域獲得發(fā)展，強(qiáng)化物理世界的相互連通，推動(dòng)有關(guān)應(yīng)用生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展[1]。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)探究了智能感知下的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)設(shè)計(jì)策略。

1 系統(tǒng)特征

（1）連接“物”。支持將生態(tài)系統(tǒng)里面的平臺(tái)和設(shè)備進(jìn)行連接，更好地實(shí)現(xiàn)協(xié)議適配器、遠(yuǎn)程代理（EdgeAgents）等能力。

（2）構(gòu)建“物”。消除復(fù)雜性，進(jìn)一步提供了 IoT應(yīng)用程序以及解決方案，建立應(yīng)用程序的“物”設(shè)計(jì)工具，快速的應(yīng)用程序以及解決方案開發(fā)體驗(yàn)，開展了全面化的設(shè)備管理以及完善，實(shí)現(xiàn)了一體化的流程管理。

（3）分析“物”。借助于平臺(tái)內(nèi)置的 AI機(jī)器學(xué)習(xí)、流計(jì)算以及規(guī)則引擎工具等模塊，對(duì)傳感器與數(shù)據(jù)的關(guān)系進(jìn)行充分挖掘，開展大數(shù)據(jù)分析，使預(yù)測(cè)建模與計(jì)分、異常與信號(hào)檢測(cè)、警報(bào)與通知、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

（4）“物物”協(xié)同。經(jīng)過平臺(tái)統(tǒng)一化的管理以及研究，設(shè)備與設(shè)備之間的共同配合，共同定時(shí)、定量地執(zhí)行任務(wù)。

2 基于智能感知的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)設(shè)計(jì)策略

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在智能感知下的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)將對(duì)使用人員提供一個(gè)綜合性平臺(tái)，將處理產(chǎn)品構(gòu)建、數(shù)據(jù)展示、設(shè)備管理、智能分析以及協(xié)議適配方面的需求問題[2]。云平臺(tái)借助于 hub獲取到物理世界的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)解析獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，憑借機(jī)器學(xué)習(xí)、流式計(jì)算以及大數(shù)據(jù)等模塊計(jì)算進(jìn)一步獲得數(shù)據(jù)，觸發(fā)規(guī)則引起，開展相應(yīng)的控制、預(yù)測(cè)以及警報(bào)等策略，反饋到使用人員。

2，2 功能模塊設(shè)計(jì)

（1）用戶管理。平臺(tái)重點(diǎn)分為企業(yè)用戶、普通用戶以及管理員等角色，普通用戶能夠?qū)ψ约嘿~戶下數(shù)據(jù)、產(chǎn)品以及應(yīng)用、設(shè)備進(jìn)行管理；管理員能夠?qū)ζ胀ㄓ脩粢约捌髽I(yè)用戶實(shí)施管理；企業(yè)用戶下能夠擴(kuò)增普通用戶，企業(yè)用戶下能夠查看普通用戶的應(yīng)用、數(shù)據(jù)以及設(shè)備，還有對(duì)態(tài)勢(shì)圖進(jìn)行查看。

（2）產(chǎn)品管理。普通用戶能夠在云端不斷加入新產(chǎn)品，并且選取相關(guān)協(xié)議（HTTP、MQTT等）。普通用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品實(shí)施增刪改查，然而一旦選擇產(chǎn)品所用的接入?yún)f(xié)議，就無法對(duì)其進(jìn)行編輯[3]。現(xiàn)如今關(guān)于產(chǎn)品的刪除也是不可逆的，如果用戶選取刪除產(chǎn)品，產(chǎn)品內(nèi)全部的信息將無法恢復(fù)。

（3）設(shè)備管理。這個(gè)頁面進(jìn)一步列出該產(chǎn)品下已經(jīng)建立的全部設(shè)備，針對(duì)某一個(gè)設(shè)備，提供刪除、編輯、添加觸發(fā)器、管理數(shù)據(jù)流、查看詳情和發(fā)送命令功能。當(dāng)開發(fā)人員需建立很多設(shè)備的時(shí)候，為了防止手動(dòng)建立過程的復(fù)雜化，平臺(tái)利用“注冊(cè)碼”的創(chuàng)建方式來接入平臺(tái)批量設(shè)備。在開發(fā)設(shè)備端的時(shí)候，開發(fā)人員僅僅需要把這個(gè)頁面里面的“正式環(huán)境注冊(cè)碼”進(jìn)一步寫到接入代碼中，接入順利后，平臺(tái)上會(huì)對(duì)這個(gè)新設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)生成[4]。設(shè)備有關(guān)操作說明：數(shù)據(jù)展示：能夠展示以及管理這項(xiàng)設(shè)備下的數(shù)據(jù)流；查看詳情：能夠?qū)@項(xiàng)設(shè)備下的核心信息進(jìn)行查看；添加觸發(fā)器：能夠設(shè)置單個(gè)設(shè)備的觸發(fā)條件，也能夠限定控制范圍，能夠選擇這項(xiàng)產(chǎn)品下所有設(shè)備，也能夠選取單個(gè)設(shè)備。同時(shí)還能夠采取URL或者郵箱的方式來反饋觸發(fā)后的消息。

（4）數(shù)據(jù)流模板管理。這個(gè)頁面進(jìn)一步列出了該產(chǎn)品下設(shè)備的全部數(shù)據(jù)流模板，涵蓋其符號(hào)、單位、名稱以及“刪除”與“編輯”操作。用戶能夠建立針對(duì)這項(xiàng)產(chǎn)品下全部設(shè)備的數(shù)據(jù)流，對(duì)“添加數(shù)據(jù)流”按鈕進(jìn)行點(diǎn)擊，就能夠添加數(shù)據(jù)流。

（5）觸發(fā)器管理。用戶能夠借助于觸發(fā)器來監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)特定條件的事件告警；按照提前設(shè)定好所要監(jiān)控的事件觸發(fā)條件、數(shù)據(jù)流以及告警信息的接受方式，如果監(jiān)控的數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)進(jìn)一步滿足設(shè)定條件，觸發(fā)器就能夠采取郵件的方式向用戶進(jìn)一步發(fā)送告警信息。對(duì)“添加觸發(fā)器”進(jìn)行點(diǎn)擊，進(jìn)入添加觸發(fā)器的頁面，對(duì)觸發(fā)器的觸發(fā)條件、數(shù)據(jù)流名稱、控制范圍、接受信息方式以及名稱等進(jìn)行輸入，添加觸發(fā)器[5]。用戶能夠?qū)σ呀?jīng)建立的觸發(fā)器有效開展編輯以及修改操作，每個(gè)觸發(fā)器能夠關(guān)聯(lián)若干個(gè)設(shè)備，關(guān)聯(lián)到同一觸發(fā)器的每個(gè)設(shè)備一定要擁有相同名稱的數(shù)據(jù)流。

（6）外部接口。用戶能夠經(jīng)過添加應(yīng)用來查看、比較以及分析數(shù)據(jù)流。現(xiàn)如今單個(gè)應(yīng)用能夠?qū)Χ鄠€(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)一步顯示多個(gè)以及多種表單。用戶也能夠?qū)?shù)據(jù)流有效開展大數(shù)據(jù)分析[6]。平臺(tái)會(huì)對(duì)生成的智能分析與開發(fā)完的應(yīng)用提供發(fā)布鏈接。

（7）智能分析。借助于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)深入分析傳感器數(shù)據(jù)，在若干種維度上有效創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型，開展融合關(guān)聯(lián)分析，對(duì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，進(jìn)一步得出數(shù)據(jù)趨勢(shì)，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及展示情況提供大量的參考維度，便于使用人員將應(yīng)用的具體用途結(jié)合起來使用數(shù)據(jù)。

（8）規(guī)則引擎。使用人員能夠經(jīng)過在平臺(tái)上采取配置以及拖拽等方式，對(duì)業(yè)務(wù)流程以及數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)方式進(jìn)行配置，進(jìn)而減少應(yīng)用程序的維護(hù)成本，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯以及技術(shù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)邏輯進(jìn)行分離，進(jìn)一步延伸平臺(tái)自身的業(yè)務(wù)能力。

2.3 系統(tǒng)頁面與交互設(shè)計(jì)

（1）產(chǎn)品頁。產(chǎn)品頁面對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)列表、產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品熱點(diǎn)圖進(jìn)行展示[7]。建立產(chǎn)品的時(shí)候需要采取設(shè)備接入方式。

（2）設(shè)備展示頁。一是對(duì)產(chǎn)品的詳情按鈕進(jìn)行點(diǎn)擊，能夠進(jìn)入產(chǎn)品頁面，點(diǎn)擊“設(shè)備管理”頁面對(duì)設(shè)備有效開展增刪改查。二是設(shè)備的添加進(jìn)一步包含兩類模式，“設(shè)備管理”頁面上方的添加設(shè)備選項(xiàng)，或是自動(dòng)添加設(shè)備。

（3）數(shù)據(jù)流以及數(shù)據(jù)點(diǎn)頁面。一是將信息流上傳到平臺(tái)；二是在“設(shè)備”的“數(shù)據(jù)流展示”頁面能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備下全部設(shè)備流的相關(guān)情況；三是在“數(shù)據(jù)流管理”頁面下能夠發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品下全部的數(shù)據(jù)流情況，點(diǎn)擊詳情能夠進(jìn)一步看到數(shù)據(jù)流圖。

（4）應(yīng)用管理。一是普通用戶能夠在應(yīng)用管理界面選取“新建應(yīng)用”來添加應(yīng)用；二是相同圖表內(nèi)支持顯示不同設(shè)備的最新數(shù)據(jù)點(diǎn)；三是支持提供數(shù)據(jù)點(diǎn)的簡(jiǎn)單公式計(jì)算（平均數(shù)、方差、中位數(shù)等）和智能預(yù)測(cè)補(bǔ)圖功能以及異常點(diǎn)標(biāo)注等功能；四是對(duì)應(yīng)用詳情進(jìn)行點(diǎn)擊以及查看的時(shí)候，圖標(biāo)上方會(huì)明確顯示“發(fā)布鏈接”，可供外部使用。

（5）觸發(fā)器管理。一是普通用戶能夠選取“新建觸發(fā)器”來添加觸發(fā)器；二是按照需求填圖，點(diǎn)擊確定就能夠添加觸發(fā)器；三是在觸發(fā)器管理界面，能夠進(jìn)入觸發(fā)器的關(guān)聯(lián)設(shè)置界面。在此界面能夠把觸發(fā)器與若干個(gè)設(shè)備聯(lián)系起來以及設(shè)置觸發(fā)后執(zhí)行的動(dòng)作，實(shí)際運(yùn)行時(shí)觸發(fā)條件時(shí)按照設(shè)置進(jìn)行執(zhí)行（報(bào)警、調(diào)用外部接口等）。

3 系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景

（1）警用監(jiān)管平臺(tái)。接入?yún)^(qū)域里面的環(huán)境傳感器設(shè)備，對(duì)管理區(qū)域里面的車流量、人流量、交通信號(hào)、環(huán)境的溫濕度、水電氣接入、樓宇通風(fēng)排水等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)以及排除故障。

（2）農(nóng)業(yè)種植。智能感知平臺(tái)將搜集傳感器的天氣、肥料使用情況、土壤濕度、 GIS信息數(shù)據(jù)、生長(zhǎng)狀況，并且開展機(jī)器學(xué)習(xí)以及探究；使用人員能夠借助于可視應(yīng)用程序?qū)ΨN植以及灌溉莊稼進(jìn)行指導(dǎo)。經(jīng)過建立響應(yīng)及時(shí)、靈活擴(kuò)展以及運(yùn)行穩(wěn)定的數(shù)據(jù)、設(shè)備以及系統(tǒng)接口資源池，支持若干種農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使軟硬件產(chǎn)品進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效集成以及協(xié)同服務(wù)，可以對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行匯聚以及共享，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。

（3）工業(yè)生產(chǎn)。經(jīng)過傳感器直接、快速測(cè)量產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)（如：黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等），對(duì)指標(biāo)間的內(nèi)在變化關(guān)系進(jìn)行聯(lián)合判斷，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)手段的準(zhǔn)確調(diào)整。

4 結(jié)束語

總之，本文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)頁面與交互設(shè)計(jì)等方面入手，以更好地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)備維護(hù)以及升級(jí)面臨著各種各樣的問題，于是，設(shè)計(jì)一種基于智能感知的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)就變成相關(guān)人員的核心任務(wù)。