第14章：设备管理与连接

当设备数量达到成千上万时，如何管理它们的生命周期、配置和状态成为巨大的挑战。

14.1 设备认证与安全

不要让你的摄像头成为黑客的跳板！

• 一机一密：每个设备烧录唯一的 DeviceSecret。设备端使用 Secret 计算签名连接云端。
• X.509 证书：AWS/Azure 推荐方式。设备持有私钥和证书，通过双向 TLS 认证连接。
  • 优点：极难破解。
  • 缺点：生产环节烧录证书成本高。

14.2 设备影子 (Device Shadow)

问题：APP 想开关灯，但灯掉线了怎么办？
方案：云端维护一个 JSON 文档（影子），存储设备的期望状态 (Desired) 和 **上报状态 (Reported)**。

1. APP 修改影子："desired": {"light": "on"}。
2. 灯上线，同步影子，发现 desired != reported。
3. 灯执行开灯操作，上报 "reported": {"light": "on"}。
4. APP 看到状态同步完成。

14.3 OTA 固件升级 (Over-the-Air)

物联网设备通常部署在难以触及的地方，OTA 是修复 Bug 和发布新功能的唯一途径。

• 流程：
  1. 开发者编译新固件 (v1.1.bin)。
  2. 上传到云平台，创建升级任务。
  3. 云端通过 MQTT 下发升级通知 (URL, MD5)。
  4. 设备下载固件，校验 MD5。
  5. 设备重启，写入新分区 (A/B 分区机制防止变砖)。

14.4 连接保活

• **心跳包 (Keep Alive)**：MQTT 客户端定期（如 60s）发送 PINGREQ 包，告诉服务器“我还活着”。
• **遗嘱消息 (Last Will)**：设备连接时预设一条消息（如“我掉线了”）。如果设备意外断开（非正常 disconnect），服务器会自动发布这条消息给订阅者。

数据上云后，如何挖掘其中的价值？下一章我们将探讨数据分析与可视化。