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标题: Informix 物联网应用示例-1 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-1-13 22:18 标题: Informix 物联网应用示例-1

示例背景物联网是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，其是互联网的应用拓展。物联网不是简单的物物相连的网络，而是在此基础上的业务和应用。IBM 提供了丰富的产品、应用和服务来支持物联网应用的实现，通过本文中的示例，读者可以在一定程度上理解和掌握如何利用 IBM Informix 数据库和 Bluemix 服务来实现一个简单的物联网应用。
相关概念

是一个基于 Cloud Foundry 开源项目的平台即服务 (PaaS) 产品，通过 Bluemix 能够快速创建、部署和管理云应用程序。
IoT 是 Internet of Things 的简写，中文解释为物联网。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
MQTT 是一个物联网传输协议，它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输，旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT 是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT 协议针对低带宽网络，低计算能力的设备，做了特殊的优化，使得其能适应各种物联网应用场景。
IoTF 是 Internet of Things Foundation 或 IoT Foundation 的简写，其是 Bluemix 上一项全面管理的云托管服务，旨在简化 IoT 应用的实现并从中获得价值。也可以将 IoTF 理解为 Bluemix 上的 MQTT Broker。其主要功能包括：设备注册、连接设备和应用、安全接收数据和向设备发送命令、存储和访问历史数据。
IoTF Org 用来管理注册的设备，接受应用程序的连接，是设备和应用程序通信的桥梁。
Gateway 中文意思为网关，表示一个网络连接另一个网络的关口。在这里可以理解为，接收前端设备产生的数据，对数据进行存储、转换或其它处理，然后将数据发送至云端的处于数据传输中枢的设备。

示例简介本示例用来介绍 Informix 物联网应用的简单实现，通过该示例可以直观的理解 Informix 在物联网应用中扮演的角色及其价值。
模拟场景介绍边缘设备作为 Gateway 来收集传感设备发出的实时温度和湿度数据，在对收集的数据进行相应分析或处理后将其传输到 Bluemix 云平台进行存储和分析。
技术架构边缘设备作为 Gateway 来收集传感设备发出的实时温度和湿度数据，在对收集的数据进行相应分析或处理后将其传输到 Bluemix 云平台进行存储和分析。
图 1. 技术架构

IoTF (Internet of Things Foundation) 为 Bluemix 上的 MQTT Server，Gateway 上的应用程序和 Bluemix 上的应用程序可以注册成为 MQTT Client，从而连接到 IoTF，基于 MQTT 协议，根据约定的主题，以 Publisher 和 Subscriber 的角色进行通信。
Sensor Simulator 为用 Java 程序模拟的传感设备，其以一定时间间隔来不断生成温度和湿度数据，该类型的数据为具有时间特性且按照先后顺序排列，在这里我们称之为时间序列数据。
在 Gateway 和 Bluemix 上均部署 Informix 数据库用于时间序列数据的存储和分析。Informix 占用资源少，具有自动内存管理、自动空间配置等自我管理的功能，可扩展性好，功能强大，特别是其具有专门用来处理时间序列数据的数据库引擎，因此本示例选择将其作为 Gateway 和 Bluemix 上的数据库服务器（部署在 Bluemix 上的 TimeSeries Database Service 为 Informix 专门用来处理时间序列数据的数据库服务）。
Gateway 上的 Java App 用来将 Sensor Simulator 生成的温度和湿度数据保存在嵌入的 Informix 数据库中。
Gateway 上的 Python App 对 Informix 数据库中存储的温度和湿度数据按照一定时间单位进行简单地聚集分析，然后以 Publisher 的角色将聚集结果（仍然为时间序列数据）通过 MQTT 协议发布到 Bluemix 的 IoTF。
Bluemix 上的 Java Web APP 以 Subscriber 的角色通过 MQTT 协议接收 Gateway 上的 Python App 发布的时间序列数据并将其保存到 Time Series Database 中；该 APP 同时还具有在 Time Series Database 中进行 DDL 和 DML 操作的功能，可以进行时间序列表的 CRUD 操作，因此可以利用其对数据库中保存的数据进行查询和分析。
示例资源要求Gateway 可以为真实的移动设备，如 Raspberry Pi，也可以为物理的工作机或虚拟机。
硬件资源要求CPU： 700MHZ 以上
内存： 512M 以上
硬盘空间：1G 以上
网络接口：10/100 以太网接口
软件资源要求操作系统：Red Hat 5 以上
JDK：1.8
Python：2.7
Informix：11.70 以上
实现步骤创建 IoTFIoTF (Internet of Things Foundation) 为 Bluemix 上的 MQTT Server，Gateway 上的应用程序和 Bluemix 上的应用程序可以注册成为 MQTT Client，从而连接到 IoTF，基于 MQTT 协议，根据约定的主题，分别以 Publisher 和 Subscriber 的角色进行通信。
IoTF 创建步骤如下：
通过网址登录 Bluemix 云平台。
选择【CATALOG】选项。进入【CATALOG】选项页面后，在左边列找到【Services】选项，点击”+”，展开后勾选【Internet of Thing】可在页面右半部分发现【Internet of Thing】服务，如下图所示。
图 2. 选择 IoT 服务

点击图 2 中红框中图标，按照提示添加一个服务。
图 3. 添加 IoT 服务

其中 Space 选择之前创建的空间，App 因尚未创建选择默认的“Leave unbound”，Service name 可以自命名，Selected Plan 选择默认的”Free”。最后，点击【CREATE】按钮，创建该服务。
注册设备（Gateway）只有将设备注册到 IoTF, 设备才可以访问 IoTF。设备注册成功后，IoTF 会为注册设备生成凭证信息，设备访问 IoTF 时需要提供此凭证信息。
在 Dashboard 界面，点击上一步骤创建的 IoT 服务的图片链接进入到以下界面：
图 4.IoTF 欢迎界面

点击‘Launch dashboard’进入到 IoT 服务的概览界面
图 5.IoTF 概览界面

点击页面底部的‘Add a device’按钮添加设备，开始设备添加步骤。
点击‘Create device type’创建一个设备类型。
图 6. 设备类型添加界面

设备类型创建成功后，选择创建的设备类型, 点击‘Next’，开始添加设备。
图 7. 设备添加界面

在设备 ID 填写处，为设备输入唯一标识。建议填写设备的 Mac 地址（只需填写字母和数字即可）
在后续步骤，保留页面默认设置，不断点击‘Next’，在最后一步时点击‘Add’，如果出现注册设备的凭证信息说明设备已注册成功。
图 8. 设备注册成功信息

请务必记录凭证信息，因为该凭证信息仅显示一次，而且是设备访问 IoTF 所必须提供的信息。

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