深入淺出Alljoyn與互聯網通訊

物聯網與互聯網對比

物聯網概念的興起帶來了嶄新的生活方式， 這一技術致力於通過設備與設備端的互聯來服務消費者。 這種新的生活方式爲我們的生活提供了新的能力與更豐富的體驗，更重要的是，它使得生活變得更加便利。 物聯網爲普通百姓提供了數據、數據分析以及聚合設備的強大能力。

與此同時，我們有必要在物聯網與互聯網之間尋求一種對比。 今天的互聯網由千萬個頂級域名組成， 這些域名由IANA同一進行管理。 域名的搜索通過DNS系統進行搜索與發現。而在物聯網領域中，設備的數量激增至萬億級別。 對於如此龐大數量的設備管理， 我們幾乎無法爲每個設備進行準確的註冊與整合。 此外，基於地域分佈的設備間通訊延時、 設備對互聯網雲的鏈接都是物聯網領域中帶需要解決的問題。 因此，alljoyn項目亟需解決的問題就在於如何自動根據地域參數自動的對設備進行發現與註冊。
下圖顯示了多區域物聯網網絡通過互聯網進行互聯的典型案例：

在alljoyn網絡中， 物聯網設備上安裝的alljoyn應用通過P2P技術進行互聯。 alljoyn應用能夠作爲信息服務器、信息消費者或同時存在。 消費者應用通過alljoyn網絡對設備進行搜索，而服務器應用能夠對周遭的設備進行信息廣播。 一個alljoyn應用能夠同時扮演消費者與服務器的角色，這意味着應用在支持一系列的服務時，還能夠爲其他設備提供重要的信息，並自動發現區域內的設備。

下圖顯示了基於四個設備的alljoyn網絡

什麼是 AllJoyn？

AllJoyn 是一個由 AllSeen Alliance 驅動且基於鄰近感應的開源式連接和服務框架。它專用於物聯網 (IoT) 且支持互操作性，這樣各種設備都可以直接相互查找、連接和通信，而無需藉助中間服務器。

爲何選擇 AllJoyn？

AllJoyn 框架提供了一個常見的語言界面，從而讓 IoT 設備可以彼此相關通信和交互，而無需考慮品牌、平臺、操作系統或基礎傳輸技術。對於開發人員而言，這節省了轉換到市場的時間並降低了相關成本；而對於客戶而言，這爲他們提供了一個適用於其所有設備的簡單連接解決方案。

AllJoyn 體系結構

AllJoyn 框架建立了一個標準化的體系結構，在其中設備和應用可相互宣傳和查找。AllJoyn 設備通過虛擬總線上的服務接口來描述其相關功能。AllJoyn 總線由以下兩種類型的節點構成：

路由節點 (RN) - 也稱爲“路由器”，此類節點可與任意節點通信。
葉節點 (LN) - 也稱爲“應用程序”，此類節點可通過路由節點與路由節點或其他葉節點通信。

AllJoyn 路由器和應用

下圖顯示了 AllJoyn 框架的高級軟件體系結構：AllJoyn 體系結構

1. AllJoyn 應用層 - 用於定義用戶體驗
2. AllJoyn 服務框架 - 可互操作的跨平臺模塊，用於定義設備之間的公共接口
3. AllJoyn 核心庫 - 核心庫，用於與 AllJoyn 路由器交互，並提供查找和安全連接到設備的功能
4. AllJoyn 路由器 - 用於管理設備與應用之間的通信

AllJoyn 框架有 2 種：

1. 標準框架 - 主要用於非嵌入式設備（支持整套核心庫）
2. 纖薄框架 - 適用於 IoT 設備，它們受制於資源並且在網絡中需使用
   

AllJoyn 路由器 AllJoyn 框架

AllJoyn 支持基於鄰近感應的通信，從而允許通過以太網、Wi-Fi、串行線和電源線 (PLC) 進行傳輸。但由於 AllJoyn 框架在傳輸方面是不確定的，因此允許添加任何將來的傳輸機制。此外，還可以創建網橋軟件，以便將 AllJoyn 框架連接到其他系統，如 Zigbee、Z-wave 或雲。有關 Microsoft 中的 AllJoyn 設備系統網橋爲 AllSeen Alliance 帶來的貢獻，請參閱下面的更多詳細信息和示例。

AllJoyn 設備系統網橋

設備系統網橋 (DSB) 有助於促進跨現有的不兼容網絡的通信。DSB 提供了一個經濟高效的快捷方式，即，通過 AllJoyn 網絡使現有設備以虛擬設備形式進入 AllJoyn。其實現方式如下：通過預焙 AllJoyn 生產商實現（網橋），並實現了對 SDK Hook 的調用，從而支持 AllJoyn 目標設備（適配器）概念的轉換。開發人員不需要使用 DSB 修改 AllJoyn 生產商，除非必須要對該網橋的默認行爲進行更改。

alljoyn系統與D-Bus總線

alljoyn系統在不同的協議之間實現了大範圍的兼容， 並遵循了D-Bus系統的大部分命名規則。 alljoyn系統擁有的D-Bus信息總線支持分佈式情景，能夠提供擴展與性能提升服務。alljoyn系統通過如下四種方式來使充分利用D-Bus總線：

 alljoyn系統基於D-Bus數據類型與D-Bus監控格式
 系統通過添加數據標示與數據頭對D-Bus的導絲推送系統進行的性能優化
 系統使用D-Bus命名規則對服務器、接口、接口成員以及對象路徑進行命名
 系統爲應用層認證採用了D-Bus中的SASL框架進行認證， 認證存在於alljoyn使能的設備中

Alljoyn系統允許設備與其他周圍設備進行簡單的交互。 舉例來說，動作感應器可以通過Alljoyn系統通知室內的電燈泡有關室內人員的情況，讓電燈泡能夠自行控制自己的亮滅。

Alljoyn的背景

整個Alljoyn系統屬於開源項目的一部分，並提供了一整臺的整合軟件框架以及一系列的核心服務，從而爲互聯設備以及軟件應用創建一套動態的網絡，整個系統基於D-Bus信息總線進行集成，並能夠保證各個生產商之間的互用性。 目前，整個項目由Qualcomm主導主要的開發工作， 並首次於Mobile World Congress大會上展出。 Unity 3D同樣爲Alljoyn系統提供了擴展插件以及SDK。 主要的OEM以及ODM夥伴如Foxconn， Technicolor， LG公司、樂視以及小米都參與了這一項目。

Alljoyn軟件框架以及核心系統服務能夠使得兼容的設備互相發現， 並自由溝通與合作， 不需要受到產品細分、平臺、品牌以及通訊協議的限制。主要的面向羣體包括物聯網、智能電視、智能音頻、基帶傳輸以及自動化行業。 Qualcomm公司目前主要專注於OEM方案。目前爲止， 傳輸層可以通過wi-fi進行互聯。

雖然整個系統框架開始於Qualcomm之手， 但是它們也同樣將整個源代碼簽署到了Linux Foundation協議框架下。 這意味着Alljoyn的同盟可以爲物聯網創建自己的互用平臺， 與此同時， 一大批消費級別的平臺如LG，夏普、海爾、松下、索尼以及微軟等都加入到了這一平臺中。

Alljoyn展望

Alljoyn依託於開源框架，使得設備以及應用能夠彼此發現與通訊。 基於此，開發者可以忽略通訊協議與傳輸層的種種細節直接對硬件的數據進行開發與製造。 整個框架的源代碼對開發者開放下載與使用，並歡迎開源愛好者參與到框架的編寫中。現如今，系統能直接運行於多個流行平臺如Linux、Android、iOS與Windows以及其他輕量的實時操作系統。
Alljoyn下載地址`

系統開發歷史