使用 Eclipse IoT 简化 IoT 开发

凯·胡达拉

早在智能家居、能源管理、电动汽车和汽车等应用领域的物联网解决方案最近流行和普及之前，Kai Hudalla 就一直在博世工作。他是多个 Eclipse IoT 项目的积极提交者，其中一个是 Eclipse Hono 项目，旨在提供一个将数百万设备连接到云的集成平台。 Kai 经常在会议上发表演讲，天气条件允许时喜欢烹饪和打高尔夫球。

将设备连接到物联网应用程序、管理数字孪生和处理软件更新过程，是各个供应商在其专有物联网服务产品中解决的三个关键功能。在我们看来，也确实需要在开源环境中提供这些功能。

这是基于一个简单的事实，即公司不想完全依赖单一供应商，或依赖专有的第三方平台。此外，他们可能希望在自己的基础设施中使用物联网云服务。在这方面，将开源项目用于物联网解决方案是最好的方法。

看看 Eclipse IoT 项目，很明显它们已经从技术角度涵盖了设备连接、数字孪生和软件推出。但是这些项目彼此独立存在，将它们集成在一起需要用户付出很大的努力。进入门槛较高。

通过将 Eclipse Hono、Eclipse Ditto 和 Eclipse hawkBit 结合在一起，我们正在创建一个预先集成的、连贯的 IoT 包来缓解这个问题。由于其预先配置的格式，开发人员不再需要担心集成不同的开源项目。这降低了进入门槛，更容易将这些 Eclipse IoT 项目用于 IoT 解决方案，让用户能够更快地开始并更好地满足常见 IoT 场景的需求。

一个集成的物联网包

目标是创建一个基于 Eclipse Hono、Eclipse Ditto 和 Eclipse hawkBit 的基于云的 IoT 包，可以在基于 Kubernetes 的环境中轻松部署和使用。

Eclipse Hono：用于与连接设备交互的服务

Eclipse Hono 提供远程服务接口，用于将大量 IoT 设备连接到后端并以统一的方式与它们交互——无论设备通信协议如何。它支持设备通过开箱即用的常见物联网协议（如 HTTP、MQTT 和 AMQP）进行通信。它还为重要的物联网通信模式提供 API：设备可以使用遥测和事件消息来报告传感器读数；应用程序可以使用命令和控制来触发设备上的操作。

托马斯·雅克尔

Thomas Jäckle 是一名软件开发人员，自 2010 年以来一直在博世工作。自 2015 年起，他担任博世 IoT Things 云服务的首席软件开发人员，自 2017 年起，他是 Eclipse Ditto 项目的提交者和项目负责人。他对软件工艺充满热情；不断的学习是他的动力。 Thomas 拥有德国富特旺根大学计算机科学学士学位和应用架构硕士学位。

Eclipse Ditto：管理数字孪生

Eclipse Ditto 是物联网设备和它们的数字孪生结合的地方。该框架使您能够管理数字孪生的状态。通过提供元数据和状态数据的搜索功能，Eclipse Ditto 还允许您组织您的一组数字孪生，通过它们的数字表示和应用程序在现实世界的物联网设备之间架起一座桥梁。为此，它利用了各种协议，如 AMQP 1.0、AMQP 0.9.1、MQTT、Apache Kafka 或 HTTP/WebSockets。

Eclipse hawkBit：管理和控制软件更新

Eclipse hawkBit 是一个独立于域的后端框架，用于向功能较弱的边缘设备以及连接到基于 IP 的网络基础设施的高性能控制器和网关推出软件更新。这让您可以使设备上的固件、软件和应用程序保持最新和安全，同时开辟新的收入来源，例如功能扩展的货币化。

由 Eclipse Hono、Eclipse Ditto 和 Eclipse hawkBit 组成的预集成物联网包的高级架构。

物联网包的高层架构

杰罗恩·拉弗曼

Jeroen Laverman 自 2015 年以来一直与博世合作。从设备抽象和语义领域开始，他转向软件更新领域。 2018 年，他成为 Bosch IoT Rollouts 的产品所有者和 Eclipse hawkBit 项目的项目负责人。 Jeroen 拥有富特旺根大学计算机工程学士学位和普福尔茨海姆大学商学院信息科学硕士学位。

Eclipse Hono 包括一组协议适配器，允许设备使用流行的通信协议（如 MQTT、HTTP、AMQP 和 CoAP）连接到 Hono。设备可以上传遥测数据和事件，这些数据和事件被转发到连接到 Hono 北界、基于 AMQP 1.0 的 API 的应用程序。应用程序可以使用这些 API 向连接的设备发送命令并接收响应。该软件包还将包括用于管理设备身份和凭据的生产就绪设备注册表。它将使用 enMasse 在设备和应用程序之间提供可扩展的路由和消息代理。

Eclipse Ditto 利用 Eclipse Hono 的北向 API，处理遥测消息和事件，并向连接的设备发送命令。因此，它提供了一个抽象层，将设备表示为数字孪生。这对双胞胎反映了通过 Eclipse Hono 遥测消息报告的设备的最后已知状态。还可以通过寻址相应数字孪生的 API 来调用针对连接设备的命令。 IoT 应用程序可以通过 Eclipse Hono 集成直接与连接的设备交互，也可以通过它们的孪生 API 查询上次报告的状态。此外，可以使用应用程序在协议 AMQP 1.0、AMQP 0.9.1、MQTT、Apache Kafka 或 HTTP 中选择的协议来通知更改。

当要更新设备上的固件或软件或部署应用程序时，Eclipse hawkBit 就会发挥作用。 IoT 应用程序能够使用其 RESTful 管理 API 与 Eclipse hawkBit 交互。 Eclipse hawkBit 将使用 Eclipse Ditto 作为其设备清单。用户可以根据存储在那里的属性和状态对其设备进行过滤和分组。这有助于结构化的更新过程、部署组的级联启动以及 - 此外 - 在超过错误阈值时紧急关闭。

谁在开发这个物联网包？

红帽和博世已经在使用 Eclipse Hono 并为之做出贡献，并且在使用 Eclipse IoT 技术时改善开发人员体验方面有着共同的兴趣。我们正在积极推动这个云堆栈包的开发，欢迎任何感兴趣的人加入我们来实现这个项目。因此，如果您有兴趣在自己的基础架构上运行 Hono、Ditto 和 hawkBit 并愿意帮助我们，请通过邮件或 GitHub 与我们联系。

基于 Eclipse Hono、Eclipse Ditto 和 Eclipse hawkBit 的 IoT 云包将在 Eclipse IoT Packages 项目的上下文中开发。这个项目是关于将现有的 Eclipse IoT 项目相互组合和集成。 Eclipse IoT Packages 项目将提供部署说明和脚本，用于使用 Helm 图表将 Eclipse IoT 项目包部署到基于 Kubernetes 的平台。