本文观点源自个人观察与分析，可能与您的理解存在出入，甚至无法确保绝对正确。如有想法，友好探讨，勿上头争论，谢谢！
目录：
1 IoT PaaS 云介绍
1.1 Ali IoT
1.2 AWS IoT
1.3 Tuya
2 设备管理
2.1 设备全生命周期管理
2.2 物模型和设备属性
2.3 设备能力
2.4 设备影子
2.5 设备任务
2.6 设备分组
2.7 产品和类目管理
2.8 规则引擎
3 设备连接
3.1 设备接入 & 配网使用全流程
3.2 重点厂商的设备接入方案对比
3.3 重点厂商的设备消息通信方案对比
3.4 设备连网方式
4 应用使能
1 IoT PaaS 云介绍
系列第二篇讲到，我们将物联网的平台层重新定义为能力层，Ta 向下连接设备，向上赋能应用，本质是「连接」和「赋能」，是整个 IoT 业务的底座，是业务平台的平台。包含：
- IoT PaaS 云能力
- AI 能力
- IaaS 能力
- 数据能力
- 安全能力
- 区块链能力
不同的平台型企业，提供各式各样的平台型能力业务
「IoT PaaS云」是物联网平台层最核心的部分，所有的 IoT 应用层业务搭建，必须依赖 IoT PaaS 云。主要有：
- 设备连接：通过连接物联网芯片模组，实现设备的连网上云，包含设备认证、设备消息通信、设备连网 SDK、设备绑定等
- 设备管理：在云端进行设备的生命周期管理、物模型管理、分组管理等
- 应用使能：向开发者提供各式各样的应用开发工具、API、SDK、GUI 等，以若干中台化能力向应用层赋能
1.1 Ali IoT
平台架构
阿里云物联网平台是一个集成了设备管理、数据安全通信和消息订阅等能力的一体化平台。向下支持连接海量设备，采集设备数据上云；向上提供云端 API，服务端可通过调用云端 API 将指令下发至设备端，实现远程控制
平台服务
阿里云物联网平台的能力非常强大，是全球最大的 IoT PaaS 云之一。我们发现，Ali IoT 的服务主要集中在：
- 设备的接入，包含设备端SDK、认证、协议等
- 设备的管理，包含设备生命周期管理、设备物模型、设备影子、设备关系等
- 消息通信
- 设备的监控运维
- 数据分析
Ali IoT 的定位是一个强大的物联网云平台，强调「云」的赋能
1.2 AWS IoT
平台架构
AWS IoT 提供云服务将 IoT 设备连接到其它设备和 AWS 云。也是一个集设备管理、数据安全通信和消息订阅等能力的一体化平台
平台服务
AWS IoT 的云服务能力非常强大，是全球最大的 IoT PaaS 云之一，但其对设备的管理和业务支撑的能力相对简单，很多厂商只利用 AWS IoT 当作设备连接的通道
- 例如，Ali IoT、Tuya 的设备管理都支持设备物模型的管理，AWS IoT 不支持
1.3 Tuya
平台架构
涂鸦的定位与 Ali IoT、AWS IoT 都不同，涂鸦不想只做一个物联网「云」赋能的平台，Ta 想做一个物联网一站式开发平台。通过提供大量的研发测试工具、整体方案、流程管理功能，让客户一站式的完成整个物联网产品开发的全部环节，例如：硬件产品（物模型、固件、MCU）、App、SaaS 等
平台服务
涂鸦平台的服务非常多，简述：
- 产品开发和设备接入
- 大量封装好现成逻辑的：免开发方案、低代码开发方案、功能 SDK
- 物模型的定义和管理、固件的定义和开发管理等
- 研发调试工具和测试工具
- 设备生产的管理
- 一站式采购、模组交易等管理
- 消息推送和日志监控等丰富功能
- App 开发
- 公版 App、OEM App、功能 SDK
- App 的上架配置、版本管理等
- App 功能配置
- 设备控制面板的自定义配置
- 小程序的开发和管理
- 云开发（相对较弱）
- 设备连接
- 设备管控
- 数据服务
- 消息通信
- 私有化部署
- 数据统计和分析
- App 和用户运营等
2 设备管理
2.1 设备全生命周期管理
主要指设备的创建、删除、上线和离线、启用和禁用
- 设备创建，即在云平台上创建一个智能设备
- 设备删除，即将设备从云平台删除，证书失效、数据删除
- 设备上线，即设备接入云平台，状态变为在线
- 设备离线，即设备断开与云平台的连接，状态变为离线
- 设备禁用，即禁止设备接入云平台
- 设备启用，即重新允许设备接入云平台
2.2 物模型和设备属性
物模型，即物理设备在云端的数据化体现。比如一个物理世界的灯泡，如果想要在云端和应用软件上控制 Ta，就要在虚拟世界中也创建一个同样的灯泡，这就是灯泡的数据模型，即物模型
设备属性，即设备的功能点。物理灯泡有开启、关闭、调节亮度的功能，同样的，在虚拟世界中也要定义相同的功能，这就是设备的一个个属性
物模型和属性描述了设备是什么、能做什么，是当前 IoT 行业对设备最常用的描述方式，下图是一个智能灯泡的物模型：
2.3 设备能力
随着物联网商业化的快速发展，通过属性定义设备的方式，越来越无法满足用户更深的需求，因为：
- 从上面的灯泡物模型可以看到，设备的属性定义非常技术向，其描述远离生活
- 设备属性是设备固件（运行在设备上的软件）和云交互的重要依托，每一个物理设备的细小功能，都需要单独定义成一个属性，否则云端无法获得到相应数据。这就导致属性的粒度太小，描述更加远离生活
- 基于属性的智能场景，往往需要用户通过少儿编程的方式进行配置，体验很差
- 例如配置一个起床模式：当用户按下床头开关时，床头灯亮起，并且窗帘打开
- 配置条件：当「床头开关」（设备）的「开关键位-1」（属性）的值变为「On」（属性值）时
- 例如配置一个起床模式：当用户按下床头开关时，床头灯亮起，并且窗帘打开
- 配置动作：「床头灯」（设备）的「灯泡开关」（属性）的值变为「On」（属性值），AND（逻辑运算符）「窗帘」（设备）的「窗帘操作模式」（属性）的值变为「开窗帘」（属性值）
- 智能设备的制造商非常多，会出现同一种设备，不同厂家对属性的定义不一致，这就导致应用端在处理时异常麻烦
- 家里智能灯泡坏了需要更换，用户如果买的是不同厂家和品类的设备，即使功能相同，也必须重新配置相关的智能场景，很麻烦
- ......
基于上述原因，个别企业已经开始寻找设备属性方案的替代品
以我司为例，从协议层、设备端、云端、应用端重新定义设备，以设备的能力作为基础，比如照明能力：智能灯泡具备照明能力，调光开关同样具备照明能力，用户只需要关注：我要让家里亮一点，暗一点即可。再加上对整个设备生产、研发和管理流程的创新，Ta 可以解决：
- 设备热替换
- 固件热更新
- 去少儿编程化
- 去厂家标准不一化
- 大幅提升设备研发的三端（设备端、云端、应用端）效率
- 真正的软件定义硬件
这里涉及企业技术隐私，不描述太多细节
2.4 设备影子
设备影子，是一个用来存储设备状态的功能
如果没有设备影子功能：
- 设备网络不稳定，设备频繁上下线，会导致无法正常响应应用程序的请求
- 设备网络稳定，同时响应多个应用程序的请求，即使响应的结果一样，设备本身处理能力有限，也会无法负载多次请求
为了避免上述问题，让软硬件产品的运转更稳定、体验更佳，会在 IoT 云平台上为每个设备创建一个设备影子。当设备状态变更时，只需要同步状态给设备影子，应用程序从设备影子中获取信息，实现应用程序与设备的解耦。以下为 Ali IoT 的设备影子流程图：
2.5 设备任务
通过云端设置多种设备相关的任务，例如：定时向设备发起属性设置的任务，常见智能插座的定时开/关
2.6 设备分组
可以根据用户需求，将多个设备编为一个设备组，方便进行批量处理或满足特殊场景
2.7 产品和类目管理
顾名思义，用来管理产品和类目的功能：
- 设备，指某一个具体的智能设备
- 产品，即一类具有相同功能的设备
- 类目，即具有相似特质的产品的分类
放在电商场景下，「电脑数码」是类目，「MacBook Pro (13-inch, M1, 2020)」是产品，「Dennis 的 Mac」是设备
2.8 规则引擎
英文名 Rule Engine，即通过创建、配置规则，来实现消息订阅、数据流转和场景联动的功能
上文讲到的「起床模式：当用户按下床头开关时，床头灯亮起，并且窗帘打开」，就是通过规则引擎来运转
3 设备连接
设备连接主要指一个物理设备通电连网后连接到云端的过程，广义的看还包含三端（设备端、云端、应用端）的消息通信环节
3.1 设备接入 & 配网使用全流程
下图是一个智能设备接入 IoT 云平台、工厂生产、用户购买并配网使用的全流程。这张图主要体现「一机一密」认证的流程，不同认证方式和平台商的流程可能存在差异，但大致业务流相似
设备认证
设备接入 IoT 云平台时，需要通过身份认证，常用的认证方式有：设备密钥、ID²、X.509 证书认证
本文只分享设备密钥认证，IoT 平台会为每个设备颁发密钥，当设备接入云平台时，需使用密钥进行认证。常用的密钥认证方案有：
- 一机一密：即为每个设备颁发独立的认证证书（包含密钥），安全性高
- 一型一密：即为同一批次生产的所有同类设备颁发同一个认证证书（包含密钥），安全性一般
- 阿里的一型一密是为同一个产品下的所有设备颁发同一个认证证书
- 阿里的一型一密还分为一型一密预注册、一型一密免预注册等多种方案
设备证书
设备证书，即上文提到的包含密钥用来进行认证的东西
一般来说，物理设备可通过两种方式获取物联网平台颁发的证书：
- 设备厂商将证书烧录到设备上
- 设备通电连网后从云端获取证书
设备烧录
此处特指在设备上烧录的重要资料，包含不限于：
- 设备证书（含密钥）
- 云平台访问域名
- 生产序列号等
设备连网
即将设备通过网络连接至 IoT 云平台。设备只有连接到 IoT 云平台才能进行后续使用
设备激活
通过前文流程图可以发现，设备售卖之前，已经在 IoT 云平台完成了设备添加的操作，以此来生成认证证书。但此时，云平台上该设备的状态为「未激活」。当设备连网后，在 IoT 云平台进行激活操作，意味着开始有用户使用该设备
设备绑定
当设备激活后，将该设备绑定至具体某家客户或某个用户，便于其管理和使用设备
3.2 重点厂商的设备接入方案对比
我梳理了目前国内外几家重要的 IoT 云平台企业的设备接入方案，其中：
- Ali IoT、Tuya 是国内最大的云平台之二
- AWS IoT 是海外最大的云平台之一
- Ayla 是业内最早的云平台之一，上述云平台的建设都曾经参考过 Ayla
我将流程分为：
- 云端预创建设备
- 创建产品
- 添加设备
- 工厂生产设备
- 产线为设备烧录证书
- 设备连网上云
- 设备连网
- 设备激活
- 设备绑定
- 绑定至客户
- 绑定至用户
通过对比可以发现，虽然不同云平台的设计细节有差异，但整体流程基本相似，详见下图：
3.3 重点厂商的设备消息通信方案对比
设备的消息通信主要包含：
- 设备和云的通信
- 设备上报消息到云
- 云下发消息到设备
- 设备和设备的通信
- 通过云进行设备和设备的通信
- 设备和设备在本地进行通信
- 消息通道的建设
- 搭建设备的消息通信通道
- 订阅消息并开发通信逻辑
- 数据流转
- 将设备数据发送至第三方系统
同样的，我也梳理了目前国内外几家重要的 IoT 云平台企业的设备消息通信方案，其中：
- Ali IoT、AWS IoT、Ayla 主要向客户提供消息服务和消息队列，客户可直接使用或自定义消息的 Topic，基于此完成消息通信
- Tuya 的消息通信原理也是消息服务和消息队列，但 Ta 提供了大量封装好的 SDK 和整体方案供客户直接使用，此处不做过多说明
3.4 设备连网方式
有些设备可以直接连网；有些设备不能直接连网，必须通过一个网关进行连网。因此在 IoT 平台中，将设备分为：直连设备、网关设备、网关子设备（Ali IoT 的分类描述）
连网方式主要有：
- Wi-Fi，即设备获得 Wi-Fi 网络的 SSID 和密码后，直接连接网络
- 以太网，即插网线
- 蜂窝 2G/3G/4G/5G
- LoRaWAN
其中，获取 Wi-Fi 网络的 SSID 和密码的方式有：
-
一键配网，又叫 SmartConfig、EZ 模式、快连模式
- 当设备处于可配网状态时，通过手机 App，直接在界面上输入希望设备连接的 Wi-Fi SSID 和密码
- 手机端发送包含 Wi-Fi SSID 和密码的 UDP 广播包
- 智能设备收到该 UDP 包，解密出 Wi-Fi SSID 和密码，连接到 Wi-Fi 网络
-
AP 配网，又叫热点模式
- 当设备处于可配网状态时，将智能设备作为热点（AP）
- 通过手机，连接智能设备发出的设备热点
- 将希望设备连接的 Wi-Fi SSID 和密码告知设备
- 设备连接至 Wi-Fi 网络
-
BLE 辅助配网，又叫蓝牙辅助配网
- 当设备处于可配网状态时，使手机跟设备的蓝牙进行配对连接
- 将希望设备连接的 Wi-Fi SSID 和密码告知设备
- 设备连接至 Wi-Fi 网络
-
摄像头扫膜模式（常用于摄像机）
- 手机将 Wi-Fi SSID 和密码生成二维码
- 通过设备的摄像头扫描二维码，获得 Wi-Fi SSID 和密码
- 设备连接至 Wi-Fi 网络
-
零配模式，又叫 ZeroConfig
- 通过已经配网成功的设备，为其他的设备配网
- 此外，还有声纹配网等多种方式
4 应用使能
本文仅介绍设备连接和设备管理，应用使能后续独立开篇介绍
本期分享就到这里，系列预告：
- 物联网产品经理入行科普系列（五）：IoT 终端控制 App，预计 2.14-2.18
我的微信公众号：世俗游民
我的微信号：Burned_Outtt
如需转载，请联系我，谢谢！
参考资料：
阿里云物联网平台
AWS IoT 平台
Tuya 平台
Ayla 平台