阿里云IoT+YF33002.阿里云IoT云端通信Alink协议介绍

Posted 2022-01-18 yefanqiu

如果单单只有MQTT协议，也许很难支撑起阿里这个IoT大厦。Alink协议的出现，不仅仅是数据从传感端搬到云端，它就如基因图谱，它勾画了一个大厦的骨架，有了它，才有了IoT Studio，才有了大数据分析，才有了后续的一切可能。

MQTT从我的角度来说，相当于以前编程思想中的面向过程，而Alink 的出现，则把编程思想由原来的面向过程带到了面向对象的时代。

最早了解Alink协议是在2017年年底，那个时候Alink协议才0.6版，仅有比较核心的功能，并且有些协议描述的，当时平台上还没有支持完善。不过不到一年多的时间，Alink协议越来越完善了，功能也越来越强大了。

最新的Alink协议，在阿里云物联网平台上的帮助页面，有比较详细的描述：https://help.aliyun.com/document_detail/90459.html?spm=a2c4g.11186623.6.660.4b969bb89pkGOd。

为了便于初次接触Alink协议的人理解，我这里还是简要做一些说明。

在官方文档，Alink有一个比较明确的定义: Alink协议是针对物联网开发领域设计的一种数据交换规范，数据格式是JSON，用于设备端和物联网平台的双向通信，更便捷地实现和规范了设备端和物联网平台之间的业务数据交互。

关于Alink协议有几个很重要的概念和内容需要熟悉。

第一个最最重要的概念就是“三元组”。我们要是在阿里平台上创建一个物模型，并且把数据上传到对应的实例。我们第一步需要创建一个“产品”。产品包含属性、事件和服务（这个后续的文章中，我们会比较详细的介绍这部分内容）。产品有名称，也有一个叫产品秘钥（ProductKey）的自动生成的字符串。基于这个产品，我们就可以创建若干个设备了。设备有名称（DeviceName）和设备秘钥（DeviceSecret）。产品和设备的关系，类似面向对象编程语言的类和类实例的关系。

其中，ProductKey、DeviceName和DeviceSecret这三者，就是著名的三元组。三元组和实际的一个物理设备一一对应。 万一现实中出现几个三元组一样的设备，那么后上网的设备，会让前一个设备下线。同时仅有一个这样的设备在线。

我们知道了三元组的概念，那么接下来我们有两个名词需要解释一下了。

第一个就是“一机一密”，顾名思义，就是一个设备（机器）一个秘钥。也就是一个设备嵌入唯一的三元组信息。产品秘钥标识产品的类型，设备名称和设备秘钥对应具体的一个云端设备。这样的模式是安全，每个设备对应唯一的秘钥，缺点是，每个设备必须要预先写入这唯一的三元组信息，对设备的量产带来了不方便。

针对量产的设备，为了便于大量设备生产出来不需要专门一一写入对应的三元组信息。提出了第二个名词“一型一密”，同理，顾名思义，一型一密，就是一种产品型号一种秘钥。这个时候只要是一种产品就只写入产品秘钥即可。大量的设备写入的信息是一样的，有利于设备的大批量生产。

“一型一密”的设备数据上传的时候要稍微麻烦一些，设备的名称必须是相对唯一的，可以自定义的信息，比如MAC地址或者MCU的ID号之类，把这个设备名称上传到阿里云IoT平台，服务端会自动下发设备的秘钥，这个过程称之为“动态注册”，动态注册其实值需要一次，可以把获取的信息进行保存，下次上电就不需要动态注册了。最后设备凑齐三元组信息，然后进行正常的登录即可。

第二个比较重要的概念是“透明传输”。为什么把“透明传输”作为第二个比较重要的概念呢，其实未来轻量级的设备或者其他异构设备，很难说一上来就直接支持Alink协议的。透明传输+云端脚本共同构成了一个桥，完成了到Alink协议的嬗变。好处是把硬件层面的问题转换为云端脚本的问题，此外就是透明传输大都是二进制协议，通信的数据量也相对少了，通信比较快捷，也省流量了。

第三个概念就是“属性、事件和服务”，其实这是三个概念，不过我们这里一起说了，后续的文章会分别进行详细的阐述。属性、事件和服务，完全对应了“类”的属性、事件和方法的概念。

属性有上传和下发，设备可以把设备中采集的各种传感器数据上传到云端IoT平台，也可以在IoT平台去操作一些属性，比如一些继电器属性，可以远程控制继电器的闭和开。

事件相对简单，可以自定义各种类型，从设备中根据必要的条件进行上传，比如设备电量不够了，或者其他报警类信息等等。

服务，其实对应了一系列方法，有入参（也就是输入的若干参数），也有出参（返回的若干参数），这个服务远程下发到设备后，设备执行对应的方法（可以根据参数进行执行），执行完毕后，可以返回必要的数据。

此外需要了解的一个概念是“同步”和“异步”，配置服务的时候，可以配置服务的操作模式是“同步”还是“异步”。

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