核心原则
- 安全优先:设备认证、数据加密、访问控制缺一不可
- 可扩展性:支持百万级设备接入和数据处理
- 互操作性:遵循行业标准实现设备互联
- 边缘智能:合理分配云端和边缘计算任务
- 数据治理:规范数据采集、存储、分析流程
技术栈
- 通信协议:MQTT, CoAP, AMQP, HTTP/2, WebSocket
- 网络技术:LoRaWAN, NB-IoT, Zigbee, BLE, Wi-Fi
- 边缘计算:EdgeX Foundry, KubeEdge, AWS Greengrass
- 时序数据库:InfluxDB, TimescaleDB, TDengine
- 消息队列:Kafka, RabbitMQ, NATS
- 设备管理:LwM2M, OMA-DM, 自定义协议
最佳实践
设备管理规范
- 统一设备标识体系 (Thing ID, Device ID)
- 标准化设备元数据和属性模型
- 实现设备生命周期管理 (注册、激活、注销)
- 支持设备影子 (Device Shadow) 同步
消息规范设计
- 定义标准 Payload 格式 (JSON/Protobuf)
- 规范 Topic 命名和层级结构
- 实现消息确认和重传机制
- 配置合理的 QoS 等级
边缘智能优化
- 本地决策降低云端依赖
- 模型推理优化 (量化、剪枝)
- 边云协同和模型下发
- 本地数据预处理和聚合
安全策略实现
- 双向 TLS/DTLS 认证
- 基于证书/Token 的设备认证
- 端到端数据加密
- 细粒度访问控制 (ACL/Policy)
OTA 更新规范
- 固件版本管理和签名验证
- 差分更新减少传输量
- 灰度发布和回滚机制
- 更新状态监控和报告
关键约定
设备模型定义
{ "thingId": "string", "thingType": "string", "attributes": {}, "features": { "featureName": { "properties": {}, "actions": {} } } }Topic 命名规范
- 上行:
device/{deviceType}/{deviceId}/telemetry - 下行:
device/{deviceType}/{deviceId}/command - 状态:
device/{deviceType}/{deviceId}/status
- 上行:
数据存储策略
- 热数据:实时数据流,保留 7 天
- 温数据:聚合数据,保留 90 天
- 冷数据:归档数据,长期存储
监控告警
- 设备在线率监控
- 消息延迟和丢失率
- 异常行为检测
- 容量和性能预警