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阿裡對物聯網技術和生態全面解讀

今天給大家分享一篇阿裡巴巴IoT資深技術專家於新林專題技術演講,以下是演講內容。

各位嘉賓,大家好!我叫於新林,來自阿裡巴巴物聯網事業部。今天和大家分享的住就是“物聯網平臺賦能合作伙伴,推動生態發展”。

我的主題分兩方面理解: 一是賦能;二是生態。首先我通過分享,大家可以看一下對於物聯網解決方案可以遇到什麼問題。物聯網解決方案主要就是把各種各樣的設備連到雲上,這種設備可能是風機,可能是的逆變器,當這些設備連接到物聯網,接下來的問題是設備產品的資料如何儲存、如何對設備進行控制。當有海量的資料落地以後,我們又會遇到接下來的問題,怎麼樣對海量數鑽進行處理,怎麼產生一些資料大屏,並且通過mobileHP或展現相關的處理和資料。

對於這樣的應用來講,其實可以分為三部分: 一是設備接入;二是設備接入之後的線上處理;三是海量資料的大資料處理。


對於設備的接入,我們會遇到一些問題,通過什麼網絡通訊設備連接系統,是通過HTTP;二是資料怎麼接到雲上;三是如何進行軟體技術升級,如何進行開發。設備連到迅速上,要考慮設備是如何儲存,通過什麼方式控制設備,設備需要部件升級的時候,需要可以支持斷點續傳播還是支持物件,當所有設備放到雲上,要考慮大資料如何儲存,大資料如何產生報表,是否可以通過AI的方式對所有資料進行處理。這樣可以真正的發揮資料產生的價值。


通過對這些海量的資料處理,可以得到一些預測性的維護。舉例來說,很多工廠對設備是周期性的問題維護,不管設備有沒有問題,每個月或者每個季度定期維護設備,這樣導致企業付出了額外的成本。因為本身設備在每個季度或者每個月不一定會出現問題,如果用海量的資料對設備進行預測性維護,可以在設備沒有出現問題之前減少維護,也可以在設備發生問題之前進行維護。這樣對電機,可以對電機的轉速和聲音預測。如果發現機器不符合模型,可以考慮電機可能出現問題,可以提前做預測性的維護。

我們對所有物聯網方案進行了統一的抽象、總結和沉澱,其實可以認為整個物聯網解決方案涉及雲、管、邊、端等相關部分,其中對雲、管、邊、端是所有物聯網解決方案的通用問題,企業要解決的是個性問題。接下來就對這些問題進行詳細的瞭解。

對企業來說,對於端和邊,所有的企業設備有兩種接入方式:一是單個設備連到雲上;二是把設備接到邊緣的網關,再通過網關連到雲上。對於單個設備,可能會遇到以下問題:第一,考慮設備的硬體,包括傳感器、芯片和模組。選定了硬體之後,要考慮嵌入式操作系統,可以選擇OS也可以宣傳其他的嵌入式操作系統。操作系統選擇之後,要考慮驅動問題。如何通過驅動讀取傳感器的資料,如何通過資料的格式傳到雲上。選擇了這些之後,要考慮通過什麼方式,是通過2G、3G還是Wi-Fi,或者是NB-IOT,需要考慮用通訊協議,是通過HTTP還是TCP/IP。

對於邊緣網關來講,遇到的問題和設備不太一樣。因為這是設備連接了邊緣網關,針對邊緣網關,IOT事業部提供了一套邊緣計算框架,它的核心理念和雲端一樣。在邊緣網關需要把設備連接到邊緣網關,對設備進行統一的建模,可以在邊緣網關進行資料的儲存、資料的加工,甚至有一些AI訓練模型的處理。當所有的模型處理之後,邊緣網關可以連到雲上。這裡適當的解釋一下為什麼需要邊緣網關。對於很多的工業設備來講,有幾個特點:一是工業對時效性要求比較高,一般需要的響應時間是幾十毫秒和幾百毫秒。二是因為它會產生海量的資料,如果傳到雲上,時間來不及;三是資料對可靠性要求比較高,它要求在時效以內還要穩定的運營。當端和邊處理之後,接著會遇到網絡通訊的問題。網絡通訊會遇到穩定性的性能、攻擊之類。

當網絡通訊連接之後,到了雲上。雲上的第一個問題就是設備需要連接到雲上,對網關進行連接。第二是雲上如何經營設備,對設備的統一管理、統一運維,當設備的管理和運維處理之後,就涉及到在雲上有哪些同學的能力。比如說在雲上具有資料通訊的能力和AI的能力,甚至可以在雲上具備和設備相關的能力。比如說具備用戶權限、賬戶,在雲上有BIM和HISS應用樓宇和園區相關的業務。這些並不和業務直接相關,但都是通用能力。

到了企業應用,不同的業務有不同的業務邏輯里,比如工業的、園區的,所有企業應用都有自己的特點。城市有台水,工業是人、機、料、法、環,相信在整個雲、管、邊、端的解決方案里,對於所有企業有能力構建解決方案。但是,當複雜度和容量開始變大的時候就會遇到一些問題。如果僅僅單個設備還好,可以考慮一個設備連上來,這樣影響因素就比較多了,有的是通過NB連接,有的是通過Wi-Fi連接,可能還有一些攝像頭需要處理音頻、視頻和流式的資料。當一些企業還要考慮邊緣,無論是邊還是端,導致企業在連接的複雜度會急劇加大。

第二,企業接幾十臺或者上百台資料還可以,但當企業設備達到上萬台的時候,對企業資料的穩定性要求急劇增加。企業可能可以應對這些問題,但應對這些問題的時候付出和成本會急劇上升。以前我們遇到一個問題,企業在處理設備端有上限溢位,結果導致設備在同一時間同時重啟。企業處理得好,可以考慮設備重啟的時候錯峰一下,防止人為的產生攻擊。有的設備處理差一點,可以考慮重啟機制,可以重試。但實際過程中,很多企業都處理得不好,導致很多設備需要人工的出發。如果設備在很邊緣地方,一來一回來成本會急劇增大。我相信大多數的中小企業不一定具備阿裡巴巴在這麼多年雙11磨煉出來的容器性能,當資料大了之後,發現系統無法承受,穩定性受到極大地的衝擊。

以上介紹了企業在物聯網方面遇到的相關問題,我們如何幫助企業解決這些問題呢?我們希望把個性的問題進行抽象,讓企業更關註邏輯處理上。我們的整體思路是阿裡IOT希望提供基本的連接功能、基本的設備管理功能以及應用托管能力,通過軟、硬分離,讓開發者可以集中在專業領域,做自己擅長的事情。對比一下安卓操作系統,我們認為手機廠商是硬體開發者,我們認為安卓的硬體開發者是軟體開發者,安卓開發者有效屏蔽了硬體和軟體,手機廠不用關心手機上跑的是什麼APP,軟體廠商不關心自己的APP是跑在三星還是小米的手機。我們通過IOT的操作系統,把硬體和軟體進行有效的分離。

我們的分離方式是基於物的模型,所謂物的模型是任何一個設備,無論是網關還是單個設備,我會稱之為物。物有幾個屬性:一是物有ID,怎麼識別物;二是物有屬性、事件和服務,屬性就不介紹了。介紹一下事件,舉個例子,當空調超過32度,就是觸發一個事件。物就是可以對雲端進行操控,提供怎樣的能力。可以對空調調溫是個服務,可以對空調進行開關也是一個服務。基於這樣的設計理念,我們打造了雲、管、邊、端的IOT操作系統。

對於這個操作系統,邊上有阿裡IOPOCE(音),有各種各樣的MQTT,對於邊緣提供了邊緣框架的能力,邊緣框架設計理念和邊緣計算一樣。上游提供了豐富的雲能力,從最下麵的有設備的連接、設備的管理以及其他的能力,設備的管理包括了設備的管理、設備的OTA升級、虛擬設備、設備的升級、設備和工廠的交互。再往上包括了資料分析、AI工具、流資料、流事件、規則引擎等等,所有的能力都是通用的能力。

在此之上是企業的應用服務可以基於阿裡巴巴這套物聯網的通過API的方式搭建應用,從一定程度上企業可以更好的關註包括邊、端、管相關的通用東西,完全可以通過API的方式呼叫IOT的操作能力,有效的提升了企業的效率,降低了企業的成本。

說到這裡,再來看看企業做自己應用程式的時候會遇到什麼樣的問題。對於企業的應用,無論是IOT的應用還是非IOT的應用,從我的理解具備兩類:

第一類,企業提供純SaaS的服務,可以通過租戶把用戶進行隔離,它提供SaaS的服務,客戶通過租戶的方式登陸它,使用服務。

第二類,企業不僅提供SaaS服務,可以把系統、企業應用部署節客戶,這時候對企業相當於有個客戶部署一套,無論是SaaS服務還是部署樣式,企業一定會遇到以下問題:一是企業要對硬體進行部署,對硬體進行發佈,要進行持續的運維、功能的升級。所有這一套動作對企業都是額外的成本,如果有更好的工具和平臺解決這些問題,企業可以用更多的時間和精力放在企業發展上。

看看一個企業應用企業需要有一個APP,當企業需要儲存的時候,可以通過MySQL等關係型資料庫。當企業資料需要KV處理的時候可以用Redis等,當企業需要應用的時候可以用NHFC可以通過Service Mesh,當企業需要應用的時候可以用Kafka。我說的是企業最小的容器和最小的中間件融合。對於這些能力,企業更多的是希望這些能力有更好的工具維護和運維,企業可以更好的關註業務邏輯處理上。

我們希望通過K8S和Docker的機制,把企業部署、發佈、運維相關的共通過托管的形式解決,這樣的話,企業可以可以更多的把精力關註在業務邏輯上,編程的方法和方式已經發生了一定的改變,它的編程方式只要開發業務邏輯產生鏡像,當然這個前提是托管服務支持中間件,它需要用的中間件配置以及輸出的功能配置化。對於應用托管架構體系,可以幫助企業做剩下相關的工作,從一定程度上極大地的降低了企業在開發物聯網相關應用遇到的問題。

總結下來就是對於IOT平臺,我們希望做一個操作系統,這個操作系統解決雲、管、邊、端相關的通用能力,這樣的通用能力企業可以通過IOT的方式呼叫能力。另外,對於企業應用的部署,我們是希望通過應用托管的方式,讓企業在應用托管平臺上,將應用快速分發和部署,降低企業在這方面額外的付出,讓企業所有的精力都關註在邏輯業務處理上。這就是我們的思路。

當然在這個平臺上已經陸陸續續沉澱了很多無論是軟體還是硬體的相關功能,這些軟體有可能是法,有可能是組件,有可能是插件;這個平臺上也沉澱了Wi-Fi的模組,另外平臺上也沉澱了很多通用的解決方案。這些對於開發區和企業,如果想使用,可以借助平臺上沉澱的能力,當然也可以把自己的能力、演算法、解決方案在平臺上進行沉澱,供其他的開發者和其他企業使用。這就是我們想要搭建的物聯網的解決方案。

一方面我們希望通用的能力幫助企業快速搭建物聯網的解決方案,另一方面,我們也希望平臺和生態上讓開發者和企業快速聚焦自己的相關能力。對於IOT來講,我們希望通過通過提供通用能力,對企業來講,希望在各個行業的專業相互之間形成優勢互補,這樣可以真正推動生態,讓生態的多樣性更加豐富,讓生態快速發展,推動整個物聯網在中國的發展和中國的沉澱,真正讓整個物理世界數字化那一天可以快速到來。以上就是我的分享,謝謝大家的聆聽!

         

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