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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。首先我透過分享,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裝置連到雲上,這種裝置可能是風機,可能是的逆變器,當這些裝置連線到物聯網,接下來的問題是裝置產品的資料如何儲存、如何對裝置進行控制。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,並且透過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: 一是裝置接入;二是裝置接入之後的線上處理;三是海量資料的大資料處理。


對於裝置的接入,我們會遇到一些問題,透過什麼網路通訊裝置連線系統,是透過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。裝置連到迅速上,要考慮裝置是如何儲存,透過什麼方式控制裝置,裝置需要部件升級的時候,需要可以支援斷點續傳播還是支援物件,當所有裝置放到雲上,要考慮大資料如何儲存,大資料如何產生報表,是否可以透過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。


透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,很多工廠對裝置是週期性的問題維護,不管裝置有沒有問題,每個月或者每個季度定期維護裝置,這樣導致企業付出了額外的成本。因為本身裝置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裝置進行預測性維護,可以在裝置沒有出現問題之前減少維護,也可以在裝置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,所有的企業裝置有兩種接入方式:一是單個裝置連到雲上;二是把裝置接到邊緣的閘道器,再透過閘道器連到雲上。對於單個裝置,可能會遇到以下問題:第一,考慮裝置的硬體,包括感測器、晶片和模組。選定了硬體之後,要考慮嵌入式作業系統,可以選擇OS也可以宣傳其他的嵌入式作業系統。作業系統選擇之後,要考慮驅動問題。如何透過驅動讀取感測器的資料,如何透過資料的格式傳到雲上。選擇了這些之後,要考慮透過什麼方式,是透過2G、3G還是Wi-Fi,或者是NB-IOT,需要考慮用通訊協議,是透過HTTP還是TCP/IP。

對於邊緣閘道器來講,遇到的問題和裝置不太一樣。因為這是裝置連線了邊緣閘道器,針對邊緣閘道器,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。在邊緣閘道器需要把裝置連線到邊緣閘道器,對裝置進行統一的建模,可以在邊緣閘道器進行資料的儲存、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,邊緣閘道器可以連到雲上。這裡適當的解釋一下為什麼需要邊緣閘道器。對於很多的工業裝置來講,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,接著會遇到網路通訊的問題。網路通訊會遇到穩定性的效能、攻擊之類。

當網路通訊連線之後,到了雲上。雲上的第一個問題就是裝置需要連線到雲上,對閘道器進行連線。第二是雲上如何經營裝置,對裝置的統一管理、統一運維,當裝置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裝置相關的能力。比如說具備使用者許可權、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裡,比如工業的、園區的,所有企業應用都有自己的特點。城市有臺水,工業是人、機、料、法、環,相信在整個雲、管、邊、端的解決方案裡,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。如果僅僅單個裝置還好,可以考慮一個裝置連上來,這樣影響因素就比較多了,有的是透過NB連線,有的是透過Wi-Fi連線,可能還有一些攝像頭需要處理音訊、影片和流式的資料。當一些企業還要考慮邊緣,無論是邊還是端,導致企業在連線的複雜度會急劇加大。

第二,企業接幾十臺或者上百臺資料還可以,但當企業裝置達到上萬臺的時候,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,企業在處理裝置端有上限溢位,結果導致裝置在同一時間同時重啟。企業處理得好,可以考慮裝置重啟的時候錯峰一下,防止人為的產生攻擊。有的裝置處理差一點,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,導致很多裝置需要人工的出發。如果裝置在很邊緣地方,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磨煉出來的容器效能,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希望提供基本的連線功能、基本的裝置管理功能以及應用託管能力,透過軟、硬分離,讓開發者可以集中在專業領域,做自己擅長的事情。對比一下安卓作業系統,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,安卓開發者有效遮蔽了硬體和軟體,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。我們透過IOT的作業系統,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裝置,無論是閘道器還是單個裝置,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作業系統。

對於這個作業系統,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,從最下麵的有裝置的連線、裝置的管理以及其他的能力,裝置的管理包括了裝置的管理、裝置的OTA升級、虛擬裝置、裝置的升級、裝置和工廠的互動。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透過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,完全可以透過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,可以透過租戶把使用者進行隔離,它提供SaaS的服務,客戶透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,對硬體進行釋出,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,可以透過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可以透過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介軟體融合。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。

我們希望透過K8S和Docker的機制,把企業部署、釋出、運維相關的共透過託管的形式解決,這樣的話,企業可以可以更多的把精力關註在業務邏輯上,程式設計的方法和方式已經發生了一定的改變,它的程式設計方式只要開發業務邏輯產生映象,當然這個前提是託管服務支援中介軟體,它需要用的中介軟體配置以及輸出的功能配置化。對於應用託管架構體系,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,我們希望做一個作業系統,這個作業系統解決雲、管、邊、端相關的通用能力,這樣的通用能力企業可以透過IOT的方式呼叫能力。另外,對於企業應用的部署,我們是希望透過應用託管的方式,讓企業在應用託管平臺上,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,有可能是元件,有可能是外掛;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,可以藉助平臺上沉澱的能力,當然也可以把自己的能力、演演算法、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,我們希望透過透過提供通用能力,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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