本文從宏觀上介紹IoT的通信架構(gòu)，讓大家都日漸頻繁的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作原理有一個(gè)初步的理解，主要分為了直連、網(wǎng)關(guān)、云三種模式。

1. 直連模式(direct integration pattern)

通常我們使用的小米手環(huán)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，和手機(jī)就是直連模式，但其使用的是藍(lán)牙，并不能提供通用的接口來(lái)訪問(wèn);解決這一問(wèn)題的方法是使用已經(jīng)成熟多年的Web技術(shù)，所以也有人提出了Web of Things的概念。

如果設(shè)備支持HTTP和TCP/IP，并且能夠直接連接互聯(lián)網(wǎng)，比如使用Wi-Fi，那么可以使用這種直連模式。通常設(shè)備需要較為強(qiáng)大的處理能力，并且有持續(xù)的電源，比如智能家居等。要通過(guò)Web直接控制設(shè)備，其自身需要實(shí)現(xiàn)類似下圖的功能，從硬件控制、RESTFUL API的設(shè)計(jì)到HTTP服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)。

2. 網(wǎng)關(guān)模式 (gateway integration pattern)

如果設(shè)備的資源受限，或者不能直接接入互聯(lián)網(wǎng)(比如僅僅支持藍(lán)牙、ZigBee)，它們可以通過(guò)接入功能強(qiáng)大的網(wǎng)關(guān)(gateway)來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)Web訪問(wèn);網(wǎng)關(guān)將其他類型的協(xié)議轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的對(duì)外接口(如將設(shè)備的CoAP轉(zhuǎn)換為HTTP提供給用戶)，同時(shí)還可以提供安全認(rèn)證、集成、臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、對(duì)設(shè)備的語(yǔ)義描述等功能。開(kāi)源的網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目有Open Hab [2]，此外很多大廠商也有自己的網(wǎng)關(guān)來(lái)支持自己的設(shè)備。

3. 云模式 (cloud integration pattern)

云模式可以看做網(wǎng)關(guān)模式的擴(kuò)展，只不過(guò)網(wǎng)關(guān)在云端，提供協(xié)議的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理等云服務(wù)，***的特點(diǎn)在于可以通過(guò)外網(wǎng)訪問(wèn)各種設(shè)備。目前已經(jīng)出現(xiàn)了各種提供物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)的平臺(tái)，如AWS、阿里、微軟等巨頭，還有專門的平臺(tái)如Xively、機(jī)智云等，百家爭(zhēng)鳴，但是他們大都采用類似下圖的結(jié)構(gòu)，通過(guò)MQTT協(xié)議來(lái)管理各種設(shè)備，云端有虛擬設(shè)備來(lái)保存設(shè)備狀態(tài)，存儲(chǔ)管理設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使用秘密的API KEY通過(guò)REST API來(lái)發(fā)送管理指令等。

4. 總結(jié)

通過(guò)云的模式往往使指令傳輸很慢，所以一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能同時(shí)允許上述幾種操作模式。使用Web來(lái)控制設(shè)備，還可以輕松的使用IFTTT這樣的第三方自動(dòng)化平臺(tái)，來(lái)設(shè)計(jì)條件自動(dòng)化的執(zhí)行一些功能，并于常用App如Twitter互動(dòng)。***，盜幾張書(shū)中對(duì)協(xié)議介紹的圖，來(lái)方便理解物聯(lián)網(wǎng)中涉及的各種協(xié)議，如藍(lán)牙、MQTT、ZigBee、Apple Homekit等。