物联网云服务解决方案

1、典型的物联网需求

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物联网的应用广泛，遍及家居、农业、工业、物流、食品安全等各个领域，其具体的应用方式、产业模式、产品形态会有比较大的差异，但是其体系结构和核心技术都是一致的。共性核心技术和设备是：感知执行器、智能节点、数据网关构成物联网的感知层；网络通讯、大数据服务、Web服务等构成物联网的网络层；各种客户端应用、应用管理系统构成物联网的应用层。

任何单位或者个人，自行设计一套完整的物联网系统都需要经历以下体系复杂、高技术难度的过程：

1. 选择感知执行设备。需要选择合适的传感器去采集目标数据，例如土壤水分传感器；需要选择合适的执行设备去控制目标对象，例如使用电磁阀控制喷灌头。
2. 组件无线传感网。需要将传感器、执行器连入无线智能节点，通过无线智能节点构成一个无线传感网。通过无线传感网进行整个智能感知及控制网络的数据传输和网络管理。
3. 网关及数据服务。需要有网关，将无线传感网的数据传输到在互联网的服务器上。互联网上具有对应的大数据服务器，能够24小时和网关进行高实时性的双向数据通信。
4. 设计管理控制页面。需要有一个易用、专业、美观的控制页面，能够从数据库里获得数据，并将这些数据显示出来，让用户可以方便的看到物联网系统的实时状态；能从控制页面上，对物联网系统进行反向控制操作。

  

2、完整的解决方案

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完整的物联网架构包括感知层、网络层、应用层。传感器、执行器、智能节点、数据网关构成物联网架构的感知层，MQTT代理集群、Redis缓存集群、数据库集群、Web服务器集群构成物联网架构的网络层，基于HTML5开发的Web项目管理页面、Android移动客户端等构成应用层。IOTCloud为网络层和应用层的物联网云端解决方案。
联创中控针对物联网的各种应用设计提供一整套完整的解决方案，包括：

• 各类传感器、执行器；
• 基于ZigBee、6LowPan的工业级智能节点；
• 基于3G网络的室外型汇聚网关；
• 室内数据网关；
• 物联网云服务系统。

3、系统功能特点

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物联网云服务系统包括物联网大数据服务和物联网应用服务两部分。物联网云服务系统是一个一个开放的公共物联网接入平台，使传感器数据的接入、存储和展现变得轻松简单，通过简单的几个步骤就可以完成物联网应用的快速开发。
用户可以使用模块化物联网核心部件搭建物联网应用的硬件系统，将数据通过网关传输到物联网云服务系统的数据库上，实现数据的存储、分析和交互。然后通过物联网云服务系统的逻辑编辑器和项目控制页面图形化开发工具，开发一个物联网应用管理界面，最终完成一套完整的物联网应用系统。有开发能力的用户也可以通过系统提供的API接口，开发一套自己的物联网应用控制界面。

3.1、随时随地访问，支持多客户端
IotCloud采用B/S架构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），只要能上网，即可随时随地访问系统。同时，IotCloud采用HTML5技术，支持多种设备，可跨平台使用，不论是传统的PC，还是平板或手机，不论是Windows，还是Android或IOS，只要您的浏览器支持HTML5，即可实现一次发布到处使用。 3.2、9步设计一个专业的物联网应用管理系统
根据应用向导的指示，只需要9步即可完成物联网应用管理系统的搭建，这个过程无需编写代码，一切都是所见即所得。 3.3、操作简单但功能强大的逻辑编辑器
IOTCloud内置了一个操作简单但是功能强大的逻辑编辑器，可以为用户的物联网系统编辑复杂的控制逻辑，实现智能的自动化控制。控制策略可以实现：数据更新、设备状态查询、定时硬件系统控制、定时发送短信、根据各种变量触发某个复杂控制策略实现系统复杂控制等等。逻辑编辑器可以使用运算符，支持自定义的逻辑表达式，可以无穷组合基础控制策略。
3.4、图形化界面定制功能
——逻辑编辑器开发的控制策略在什么地方使用？——我能够定制专业化的系统页面吗？
当然没问题！系统独创性开发了一套图形化界面定制系统，内嵌各种物联网应用系统所需控件，包括摄像头显示、仪表盘、数据曲线、背景图、边框、传感器控件、执行器控件、按钮、页面美化等等。使用这套工具，用户可以在一个空白的页面画板上，发挥创造力，绘制出一个专业、个性、功能完善的物联网控制系统。
3.5、专业物联网应用管理系统
通过上述9个步骤，您已经完成了一套物联网应用管理系统的设计，如下所示整个系统包括：控制后台和项目管理页面。
1、在项目管理页面里，可以集成进来所有传感器、执行器、以及摄像头。这些就是整个物联网系统需要关注的硬件设备。
2、系统提供多种图形化的数据显示控件，如上图使用的柱状图、传感器具象化图标、各种数据曲线，可以显示传感器的实时数据、各时间段的历史数据。
3、具有控制按钮，可以对整个物联网系统进行控制操作，比如控制电磁阀的开关、遮阳罩的开关等。
4、通过逻辑编辑器所设定的控制逻辑，系统也能够自动控制物联网硬件设备。

3.6、可独立发布的应用系统
编辑完的物联网应用管理系统可独立发布出去，不需登陆IOTCloud即可访问您的物联网应用管理页面。同时，IOTCloud支持个性化域名定制，让您的访问网址不再难记。 3.7、完善的用户管理和权限控制
IOTCloud支持多用户及用户权限控制。权限控制基于角色模式，用户、角色、权限相互组合，形成一套完善的权限控制机制。同时， IOTCloud支持老师对学生的统一管理、查看学生的实验完成情况，满足高校的教学需求。 3.8、丰富的二次开发API接口
IOTCloud提供丰富的开放API接口，支持标准的xml和json数据格式，动手能力较强的学生可以通过API接口，自己设计和开发出一套物联网应用管理系统。 3.9、先进稳定的系统服务
云服务系统采用云计算技术，提供SAAS模式的管理后台和可独立发布的应用程序，提供灵活的用户管理和权限控制机制，满足大多数单位用户的管理需求。
云服务系统采用分布式缓存和云存储技术，保障高并发的数据接入、存储的可靠性和安全性，系统提供基于海量数据的查询、统计和分析服务，满足用户多维度的查询需求。
云服务系统采用基于发布订阅模式的MQTT数据协议，保障数据在低带宽、不可靠或间歇性的网络条件下依然能够保持数据通讯的稳定性，并可显著降低网络流量。
云服务系统采用HTML5的Web Socket技术提供服务端到浏览器的全双工数据通信，实现服务端到浏览器的主动消息推送，完美解决采用轮询和Ajax异步查询方式的弊端，大大减少了服务器开销及服务端与浏览器之间的不必要的网络通讯。
云服务系统提供灵活的强大的变量和控制逻辑配置功能，可实现智能的自动化控制。系统独创性开发了一套图形化界面定制系统，内嵌各种物联网控制系统软件所需要的控件，包括摄像头、仪表盘、数据曲线、背景图、边框、传感器控件、执行器控件、按钮等等。使用这套工具，用户可以在一个空白的页面画板上，发挥创造力，绘制出一个专业、个性的物联网控制系统，并为这些系统的每个按键、执行器控件赋予控制策略。
云服务系统提供开放的API接口，支持标准的xml和json数据格式，基于这些API接口用户可以轻松的进行程序的二次开发。

3.10、三种服务模式 
物联网云服务系统为您提供三种服务模式：
SAAS收费模式：针对高级用户，我们可以根据您的网关、节点、数据流量、内部用户数量，按需提供服务资源，您按所用资源付费即可。
私有云本地化部署：我们可以根据用户的需求，为其实施物联网云服务系统的本地化部署，提供一套不受限制、独立运行的物联网云服务系统。企业、院校、科研等单位用户建议采用这样的方案，在私有网内部署一套本地化的物联网云服务系统，可以为所有的内部用户提供实验、科研、项目应用环境。


  4、物联网云服务在教学上的运用

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物联网云服务（IOTCloud）是一套针对物联网的海量数据服务、应用快速开发而设计的系统，旨在提供一个开放的物联网云服务平台，使传感器数据的接入、存储和展现变得轻松简单，通过几步简单操作就可以完成物联网应用的快速开发。

       在物联网专业，可以基于物联网云服务，开展创新实训、课程设计、项目科研等教学活动。
（点击下图跳转到物联网云服务系统视频介绍）
 

 

特点1：行业级别的物联网应用系统
 

       问题：常见的物联网实验系统，数据处理都是在网关或者在本地计算机上完成，与物联网数据云端访问、通过互联网实现全球实时互联互通的特点严重不符。这种传统的实验系统及教学模式，很可能导致学生脱离行业实际技术发展。

在科研上，缺陷则更加明显，由于缺少产业最先进的物联网技术平台，教师只能长期从事较低层次内容的研究和开发，难以取得创新性的技术成果。

       方案： 物联网云服务基于云计算、大数据技术，是行业最先进的物联网 SaaS 软件系统。学校建设物联网云服务平台，一方面可提升学校的物联网技术体系层次，让教学、科研站在产业最高起点上。另一方面，让学生在最先进的平台上完成学习，使其具备与产业接轨的技术体系和设计能力。
 

 

特点2：图形化的物联网开发平台
 

       问题：大多数物联网专业的学生不具备上位机软件开发能力，实验、实训课时又相对较少，他们很难为自己搭建的物联网硬件系统开发一个Android移动端或PC端的人机交互界面，用于显示传感器数据、控制执行器、展示整个物联网应用。

       方案： 物联网云服务系统独创性的开发了一套图形化界面定制系统，内嵌物联网应用软件所需的各种控件，包括摄像头显示、仪表盘、数据曲线、背景图、边框、传感器控件、执行器控件、按钮、页面美化等等。学生基于这套图形化开发界面，能快速设计出自己的物联网应用软件。
 

 

       系统内置一个操作简单且功能强大的逻辑编辑器，可以为用户的物联网系统编辑复杂的控制逻辑，实现智能化控制。逻辑编辑器可以使用运算符，支持自定义逻辑表达式，可以组合出无数种基础控制策略。

       因此，学生使用逻辑编辑器，不需要编程，就可以让自己所设计的物联网应用软件具有强大的逻辑控制能力，能够通过传感器数据的分析判断，自动化的实现执行器的反向控制。
 

 

特点3：在线化的物联网实验教学管理软件
 

       问题：物联网课程往往比较复杂，同时必须结合各类通讯模块、传感器、执行器等硬件设备，只能在实验室内进行学习。然而，受到课时和学时的限制，一部分学生无法顺利跟上教学进度，但脱离课堂和实验室又无法进行学习，造成相关知识无法掌握，甚至放弃该门课程的学习。

       方案：物联网云服务是云端在线平台，学生和老师通过账号登陆，只要有网络的地方即可上线做项目设计。老师可在线查看所有学生的项目设计情况，为学生提供设计过程指导。

物联网云服务让老师的授课指导、学生的项目设计超脱了实验室有限时间、有限空间的限制，让学习延伸到课堂之外，让课程内容、深度、广度都可以得到大幅度的扩充。

 

特点4：开放的物联网科研实训平台
 

       问题：老师和研究生在进行科研项目钻研、学生进行物联网竞赛、毕业设计、课外课题等类似科研活动时，均需为自己的物联网系统设计出一套可在云端运行、能够处理物联网海量数据的软件系统。这一工作的难度极高，工作量也很庞大，如何解决这一问题，是很多教师颇为头疼的难题之一。

       方案： IOTCloud提供丰富的开放API接口，您可以通过API接口和物联网大数据服务器通信，自己设计开发出一套物联网应用管理系统。