在转转智能质检中心，随着业务的不断发展，自动化检测硬件设备、以及设备端（手机、Pad 等）的自动化检测能力越来越丰富。

下图列举了目前转转智能质检中心的几个自动化检测设备

手机参数检测设备和智能充电

外观检测

摄像头检测

NFC和震动检测

音频检测

电池检测

在前期发展过程中，各类自动化检测能力的设计和开发，主要围绕本身的功能来进行，缺少一个对整体自动化化程序的统一规划和设计，管理维护和迭代成本都较高。

在这背景下，主要存在以下几个问题：

综上，笔者所在的团队通过引入 物联网（IoT） 技术，实现了自动化设备的智能化管理。通过物联网技术，统一技术架构设计、降低开发维护成本的同时，完善自动化设备实时监控，来解决当下面临的主要问题。本文将重点介绍物联网技术选型和落地方案。

在工作时渴望来一杯冰凉的咖啡提提神，但你每次走到楼下的咖啡店，却发现咖啡店已经打烊或者心仪的咖啡已经售罄。是不是很失望？

20 世纪 70 年代末到 80 年代初，卡内基梅隆大学计算机科学系的研究人员也有同样的烦恼，在工作时渴望喝一瓶冰凉的可乐，但每次走到楼下的自动售货机，却发现可乐已经卖完或者刚刚补货还没有冷却。这导致他们频繁地空跑，浪费了宝贵的时间和精力。

1982 年，几位计算机科学系的学生，包括 Mike Kazar、David Nichols、John Zsarnay 和 Ivor Durham，决定通过互联网解决这个问题。

他们在自动售货机内安装了微型开关，用于检测每一列饮料的库存状态。这些开关连接到一台计算机，通过互联网向研究人员报告饮料的库存和温度状态。

这台联网的可乐贩卖机成为世界上第一台连接到互联网的设备，被认为是物联网的早期雏形。

就这样，这个项目启发了后续的许多研究和发展，使得物联网技术逐渐成熟，并应用到更广泛的领域中，包括智能家居、智慧农业、智能制造等等。

物联网（IoT） 是指通过传感器、软件和其他技术将物理设备连接到互联网，使它们能够相互通信和共享数据。例如，智能家居设备可以通过手机远程控制，工业机器可以自动监测和报告运行状态。

3 物联网技术应用和选型方案

物联网协议可以根据不同的层级和功能进行分类，包括设备层协议、网络层协议、传输层协议、数据链路层协议和应用层协议等。这里主要介绍物联网的应用层协议。

针对应用层协议，调研时参考了国内各云平台的主流支持情况，从以下几个方案中做了横向对比：

HTTP（超文本传输协议）和 HTTPS（安全超文本传输协议）是用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议，广泛应用于 Web 浏览和其他互联网服务。

MQTT 是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，设计用于低带宽、高延迟或不稳定的网络。

CoAP 是一种专为物联网设计的协议，基于 UDP，适用于资源受限的设备和网络。

考虑在质检过程中自动化设备以及质检的 3C 产品都需要联网，在设备数量达到一定程度时，核心关注点主要包括：

方案评估：

综上，MQTT 协议在协议包大小、稳定性、可靠性等方面都能够满足智能质检中心的需求。尤其是在需要低延时和高可靠性的场景中，MQTT 凭借其轻量级和高效的特性成为最优选择。因此，我们最终选择了 MQTT 协议作为应用层协议。

MQTT 消息代理（MQTT Broker）是 MQTT 协议中的核心组件，负责管理客户端之间的消息传递。它在发布/订阅模型中扮演中间人的角色，确保消息从发布者（Publisher）传递到订阅者（Subscriber）。

当前，市场上有超过 20 个开源 MQTT Broker 项目，下面主要介绍 HiveMQ、 RabbitMQ 和 EMQX。

HiveMQ 是一种企业级的 MQTT 消息代理，专注于高性能和高可靠性的物联网（IoT）应用。

RabbitMQ 是一个通用的消息代理，支持多种消息协议，包括 AMQP、MQTT、STOMP 等。

EMQX 是一种高性能、可扩展的 MQTT 消息代理，专为物联网设计。

综上，EMQX 开源版本能满足大多数中小型应用的需求，在高可用性、安全性、性能、成本和易用性等多个条件下均优于 HiveMQ 和 RabbitMQ，最终我们选择的 EMQX 作为 MQTT 的消息代理。

在 MQTT 协议中， 消息质量（QoS, Quality of Service） 是一个关键概念，用于决定消息在传输过程中的可靠性。MQTT 定义了三种消息质量等级（QoS 0、QoS 1、QoS 2），它们分别适用于不同的应用场景。下面是对每种 QoS 等级的详细分析，以及如何在实际应用中选择适合的 QoS 等级。

消息被发送一次，发送者不会要求确认消息是否被成功接收。消息可能会丢失。

消息至少会被送达一次，接收者需要确认接收到消息。如果发送者未收到确认，会重发消息，直到确认接收为止。

消息保证精确传递一次，不会重复或丢失。通过多步骤握手协议来确保消息到达。

在实际场景中，需要精确控制自动化设备完成一系列交互，自动化设备指令的重复执行都可能带来严重后果（例如：机械手在夹持手机过程中重复执行操作可能导致手机损坏）。因此，我们在 MQTT 的三个消息质量选项中选择了 QoS 2，具体原因如下：

综上所述，QoS 2 是我们在严苛场景下的最佳选择，能有效降低因消息重复而可能造成的风险，同时确保系统的高可靠性。

前面我们介绍了消息发布、消息中间件和消息质量的选型，接下来我们就要考虑该如何部署了。先简单介绍一下背景：

在不考虑运营商、物理距离等其他外界环境影响的情况下，消息的延时可能会随着消息量的增加而增加（正常情况下从华南到华北的网络延时大概在 50 毫秒以上），因此提出了以下部署方案。

将 MQTT Broker 部署在云服务器上，设备通过网络连接到中心服务器进行消息传递。

在智能质检中心内部署，设备通过局域网连接到 Broker，处理当前质检中心设备的消息传递。

在智能质检中心部署边缘节点，处理当前质检中心设备的消息传递。并与中央云服务器上的 Broker 同步数据，同时中央服务器还承载着没有服务器资源站点的消息处理。

主要考虑的因素：

方案评估：

同时在云服务器和本地部署分别进行了以下压测(因篇幅有限，这里仅展示不同客户端连接数情况下消息质量 QoS 2 时报文大小为 1KB 的场景)，结果如下：

压测场景（客户端连接数）	本地部署延时	云服务器部署延时
6ms	42ms
7ms	47ms
10ms	57ms

综上，我们目前选择了本地部署方案。本地部署方案能够显著降低延时，虽然管理上有一定挑战，但能够满足当前的响应速度要求。

然而，随着智能质检中心自动化设备的增加，混合部署方案应该是未来的首选，即通过边缘计算降低延时，并同步关键信息至中央服务器。这个方案能够在延迟、管理难度和系统性能之间取得最佳平衡。

通过本文的分析和讨论，我们清楚地看到，物联网技术在智能质检中心中的应用，不仅成功地解决了传统质检方式中的多项难题，还为未来的业务发展提供了坚实的技术支撑。

首先，通过引入物联网技术解耦了各端原本藕合的业务逻辑，统一了各端的通信协议。

其次，在应用层协议、MQTT Broker 的选型，以及 QoS 消息质量选择的过程中，通过全面的对比和评估，选择了最符合业务需求的技术方案。这些技术方案的落地实施，使得智能质检中心能够更加高效、稳定地运行。

最后，通过本地部署方案进一步优化了系统的响应速度和可靠性，后续我们将通过混合部署方案（边缘计算）进一步有效地降低了因地域分布而带来的网络延时问题。这一部署方案，不仅满足了当前的业务需求，也为未来的扩展和优化提供了广阔的空间。

在转转，物联网技术正推动着"智慧工厂"的崛起。物联网实现了生产设备的互联互通，使得生产过程更加透明化、自动化。未来，物联网还将深化与人工智能、机器人技术的融合，开创智能制造的新篇章。