如何基于Akamai IoT边缘平台打造一个无服务器的位置分享应用

原创
2023/12/04 17:35
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与地理位置有关的应用相信大家都很熟悉了,无论是IM软件里的位置共享或是电商、外卖应用中的配送地址匹配,我们几乎每天都在使用类似的功能与服务。不过你有没有想过,如何在自己开发的应用中嵌入类似的功能?

本文Akamai将为大家提供一个思路,借助边缘计算技术在自己的应用中实现快速、流畅、可扩展的位置和分享能力,并且整个方法完全是以无服务器的形式实现的。这也意味着无需因为和定位分享有关的功能扩展或调整应用程序现有后端,只需简单地集成,一切就能顺利搞定。

一、100%无服务器

对很多服务和应用程序来说,无论真实或虚拟的定位信息都是必不可少的。交通运输、游戏、娱乐、物流…… 如果位置信息无法嵌入到这些行业的应用和服务中,我们的现实生活恐怕会受到不小的影响。

下文介绍的用例和演示来自Akamai最近为一个网络研讨会活动所提供的应用程序,我们将其称之为Discover and Announce(发现并公布),因为它可以帮助客户探索世界,了解自己感兴趣的周边事物,并(可选地)在当前位置的公共广播频道共享与全世界共享自己的状态。

最重要的是,该应用完全基于无服务器技术构建,并且可以完全通过Akamai边缘平台来运行。

简单来说,该应用有着如下的特征:

  • 用户客户端读写Akamai IoT Edge Connect上一个包含了位置信息的Message Queue Telemetry Transport(MQTT)主题
  • World Editor服务也是一个MQTT客户端,可在相应的主题中更新位置信息。
  • Analytics服务可读取用户客户端发出的Announce消息,借此进一步感知周边世界(如特定位置有多少用户)。

二、Military Grid Reference Squares——世界的骨架

首先我们从一个地图系统着手,该系统可以帮我们将MQTT主题分配到特定的地理位置。好在我们可以借助Military Grid Reference Squares(MGRS)轻松做到这一点。MGRS是一种可以涵盖全球的地理位置编码系统,可以为1米、10米、100米、1000米甚至10千米的网格分配座标。

以下列座标为例:

16TFQ 4104 8222

其对应的位置在美国密歇根州贝莱尔的Short’s Brewery附近,精度为10米见方。如果我们希望指定一个1km的见方的位置,只需要截断东经(第一组整数)和北纬(第二组整数)的数值即可:

16TFQ 41 82

MGRS可以通过一个简单的公式从经纬度中推倒出来,该公式在很多平台上都可用,包括JavaScript,下文我们就将进一步介绍。

我们的IoT Edge Connect主题结构反映了MGRS的地理位置编码。在该演示应用中,针对上述两个位置的主题差不多是这样的:

/16FTQ/4104-8222/

/16FTQ/41-82/

此外还有一种更丰富、复杂的设计,可以使用MQTT通配符来“看到”任何精度下想要看到的事情。例如,我们可以将第一个MGRS主题写成这样:

/16FTQ/4/1/0/4/x/8/2/2/2/x/

随后即可通过MQTT通配符实现真正的智能查询。我们可以通过下列查询了解1km见方范围内包含的所有信息:

SUBSCRIBE /16FTQ/4/1/+/+/+/8/2/+/+/+/

(虽然上述结构也可以用更优雅高效的形式来构建,但目前这种方式在视觉上更适合本文演示的目的)

三、World Editor

我们开发了一个能用各种“对象”更新世界地图的客户端。借此可以创建对象,在World Editor地图上给它命名,并在地图上拖拽对象调整其位置。对象被拖拽放置后会将当前所在位置的MGRS值发送给IoT Edge Connect上对应的MQTT主题。World Editor使用了一个MGRS JavaScript库将经纬度转换为MGRS编码。

此外还可以通过额外的逻辑来识别多边形和圆形,甚至可以定义独特的位置形状,借此更好地展现现实世界中那些外形不规则的地点。

客户端也可以使用类似的服务来宣告自己的存在。在网络研讨会中,我们列举了公园里在不同位置之间移动的人物作为例子。这些人物可以使用我们的客户端,在自己抵达新的位置后宣告自己的位置。

四、用户客户端

用户可以做两件事:

首先:用户可以订阅不同位置对应的主题,借此了解周边世界。通过使用MQTT通配符,他们甚至可以指定自己感兴趣的大范围区域。

该范例应用会每秒钟查询iOS设备提供的GPS座标。这些座标值会在本地被转换为MGRS编码,如果该值与上一秒的结果相比产生了变化,客户端就会订阅新位置对应的主题。

这种情况下,如果能提供经纬度之外的其他选项,将对应用带来巨大的好处。我们需要为GPS信号不可用的室内环境提供支持,此时比较普遍的做法是使用蓝牙信标,通过这种信标来代表客户端的位置。存储在本地或Akamai EdgeKV的平面数据集可以将信标值与MGRS位置进行对应。这样,我们的应用即可兼容各种位置共享类型与方案。

其次:用户随后还可以选择公布自己的信息。通过使用MGRS主题结构,用户自己就可以决定是否要在10km、1km、100m、10m或1m的主题层级上发布自己的位置信息。这样用户也可以淡化自己的位置精度。

当然,用户也可以选择在自己的“告示”中发送什么内容或不发送什么内容。在我们的演示应用中,用户客户端只是简单地将自己称之为“用户”,并不包含个人信息。

我们还构建了一个用户客户端的界面样本,该界面可以将用户位置以及用户发现的对象显示在地图上,用户也可以通过World Editor添加与对象有关的其他信息。

五、实时分析

 

Analytics服务的作用顾名思义,就是用来分析。该服务包含一个MQTT客户端,可以读取公布的消息,随后记录并处理这些内容。在我们的范例应用中,我们为World Editor添加了分析数据源,这样就可以在地图上显示实时数据(本例中的实时数据也就是用户客户端的位置)。

能够使用实时数据,这一点就很酷了。例如,我们将能以秒为单位确定并更新每个位置的用户密度。

六、走向全世界

位置信息在游戏、模拟,或是物流仓库和工厂等封闭环境这样的虚拟世界中同样重要,而上文介绍的这种结构也可以适用于这类环境并提供类似的好处。

七、为何选择Akamai?

在上述演示应用中,我们考虑到这款应用可能会在一些很大的环境中使用,例如在公园中被成千上万的游客使用,所有游客会使用全球各地不同移动运营商的网络服务,峰值时期的消息总量很可能会超过每小时数十亿条。因此我们需要提供一种简单、可靠、可扩展、安全的平台,这个平台必须足以处理这种规模,甚至更大规模的流量。源服务可以运行在任何位置,并且无需为了满足客户需求而进行扩展。在我们的演示场景中,客户可以专注于在我们的平台上构建功能丰富的应用,为用户提供更多欣喜和喜悦,而这背后的重担,交给Akamai边缘就行。

这些应用程序组件可以通过几乎任何类型的容器在任何云环境中运行。如果希望进一步了解该应用,请访问https://developer.akamai.com/iot-edge-connect并注册免费试用。我们还可以提供示范环境,帮助用户直接启动1个或1000个客户端,借此验证并打磨自己的新想法。


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