使用 Eclipse Vorto 协调特定设备有效载荷

亚历山大·埃德尔曼

你好（中文为“你好”），我在新加坡工作，自 2006 年以来一直在罗伯特博世担任软件工程师。我对物联网充满热情，并相信开放标准决定了各种物联网平台上的设备之间的成功交互.这就是我积极参与 Eclipse IoT Vorto 项目的原因，该项目旨在提供基于云的工具来统一描述物联网设备，并将它们集成到基于开放物联网标准的各种物联网平台中。除了物联网极客的一面，我喜欢亚洲美食，这让我可以练习我的筷子技巧。你也可以看到我在球场上和我的朋友们打几个网球。

在没有全球标准的技术环境中，物联网设备制造商、集成商和平台提供商面临着跟上海量不同负载格式、API 和专有协议的困难。

开源项目 Eclipse Vorto 通过提供基于云的编辑器来将供应商特定的设备负载抽象为可重用的 Vorto 功能块来解决这个问题。然后将它们聚合起来，以 Vorto 信息模型的形式描述整个设备。信息模型和功能块是用 vortolang 编写的 , 一个简单的语法 定义物理设备与其数字孪生对应物之间的接口。 物联网解决方案仅通过这些抽象功能块及其相关数据模式与物理设备进行通信。通过这种方式，物联网解决方案与大量不同的设备数据格式、API 和编码分离。但是如何将设备数据转换为这些抽象的功能块接口呢？简单：使用所谓的 Vorto 映射规范，其中包含所有必要的说明，以协调特定于设备的有效负载。

一般的有效负载标准化

根据物联网用例的要求，可以在不同的系统节点上处理数据的规范化。这种分离允许实体完全控制他们将专有数据转换为规范化数据的位置。

1. 标准化在设备节点上
   在这种情况下，物联网设备是一个智能设备，利用板载传感器提供附加服务。一个例子是博世智能烤箱，它提供对标准化数据的内置分析；可以在云数据湖中聚合的数据。
2. 标准化在网关节点
   网关通过各种协议驱动程序（BLE、GPIO 等）连接多个传感器或设备，协调设备数据以提供网关功能，例如分析功能或其他特定于业务的功能。
物联网平台节点上的
3. 标准化
   与网关节点非常相似，云物联网平台对来自各种协议适配器（MQTT、CoAP 等）的传入遥测设备数据进行规范化，以便为北向物联网解决方案提供增值服务。例如设备管理或数据分析功能。
4. 标准化在应用程序节点上
   应用程序会对数据进行规范化，以便与支持的设备保持无关，并更加专注于特定于应用程序的业务功能，而不是实施技术性的、特定于设备的数据解码器。

有时，设备根本无法执行有效载荷映射。但也有其他因素可以发挥作用。想想通过移动连接向后端发送数据所带来的限制。通常，您希望将传输的数据量保持在最低限度。问题是映射后，由于二进制数据和类似信息的规范化和转换，设备负载更加臃肿。为了节省带宽，因此在不同的系统节点上执行有效载荷映射更有意义；例如在平台上。

当未在设备上执行负载映射时，需要一个不同的实体来执行此步骤。您必须使用映射引擎，该引擎可以在中介（例如网关）平台上或直接在应用程序中转换有效负载。

来源：Eclipse Vorto 数据标准化可以在设备节点 (1)、网关节点 (2)、物联网平台节点 (3) 或应用程序节点 (4) 上处理。

蒂姆·格罗斯曼

作为一名德国计算机科学专业的学生，​​在过去的一年半里，我在博世的 3 个不同部门承担了任务。我对开源和教育科技技术特别感兴趣。我相信物联网和自动化在改变和改善人们生活、工作和享受生活的方式方面具有巨大的潜力。作为一个充满热情的学习者和开发者，我总是热衷于学习新的技能和工具。除了日常工作之外，我还为 Instagram 构建并维护了世界上最大的免费开源自动化机器人。闲暇之余，我喜欢和朋友一起爬山，到国外旅游。

Eclipse Vorto 如何解决规范化

Eclipse Vorto 提供了一个运行时库，可以通过设备的 Vorto 信息模型进行配置。它包括一个映射规范，该规范使用特定于设备的有效负载转换规则来丰富信息模型。在实践中，运行时库将设备负载作为输入，然后通过应用映射规范输出转换和规范化的负载。

映射规范与设备的信息模型一起在 Vorto 存储库中进行管理和版本控制。这使得可以将映射规范重用于其他用例，无论规范化是在设备、网关、平台还是应用程序节点上进行。 Java 和 Node.js 平台目前支持映射库。阅读有关 Vorto 有效载荷映射库的更多信息。

示例：使用 Eclipse Vorto 规范化行业数据

为了澄清前面描述的概念，我们将看一个具体的例子，说明如何使用 Vorto 信息模型和映射。

在我们的案例中，我们将 CSV 数据从永磁同步电机 (PMSM) 发送到 Eclipse Hono MQTT 连接器。

Vorto Payload 规范化中间件使用来自 Eclipse Hono 的数据，通过 Vorto Payload 映射引擎将其传输，并将规范化的设备数据公开为 AMQP 主题。现在，任何 AMQP 1.0 订阅者都可以检索协调的设备数据并进行处理，无论连接的设备如何，都可以使用博世 IoT Things 等数字孪生解决方案。

在我们的示例中，我们使用 Eclipse Ditto，这是一种开源数字孪生服务，它接收规范化的 Eclipse Vorto 数据并存储它。然后，Vorto 仪表板从 Eclipse Ditto 数字孪生 API 请求数据，并使用预定义的 Eclipse Vorto 兼容 UI 小部件很好地呈现数据。

如果您想了解使用 Vorto 映射引擎映射不同设备有效负载的整个流程是如何工作的，请随时访问 Vorto 仪表板演示。

本文仅对 Payload Mappings 做一个简单的介绍。如果您想完成为您自己的用例设置此管道的整个过程，您可以使用我们的详细教程来执行此操作。它将逐步解释如何映射您的自定义设备有效负载。