一、背景
Link SDK （原名为Link Kit SDK）是阿里云物联网平台提供的设备端软件开发工具包，可使用尽量少的硬件资源，简化开发过程，实现设备快速接入阿里云物联网平台。目前LinkSDK已经覆盖的开发语言c、node.js、java、python、以及android、ios操作系统。
C LinkSDK 4.x于2020年5月初版上线，作为C LinkSDK的主版本与物联网平台功能同步更新，目前已经迭代近两年。在4.x推出之前，C LinkSDK已经迭代了三个大版本1.x、2.x、3.x，这三版本有一定的继承关系，可实现部分接口兼容。4.x则是完全的新版本，在接口上和之前的版本不再兼容。
为什么要推出新版本4.x呢？从功能及稳定性角度上看，3.x都可以满足使用需求，推出4.x最主要的原因是改善资源开销及易用性问题。IoT设备不同于互联网设备，碎片化问题很严重，为了LinkSDK应用范围广，在3.x提供了多种场景的接入方法及相关功能，从而导致接入硬件资源消耗大，提高了设备门槛；为了给3.x瘦身，我们提供了配置项、代码抽取工具帮助用户裁剪；最后结果就是，3.x发展成功能丰富、配置项多的一个大型IoT工具库，易用性反而下降了，提高了开发者使用门槛。因此，我们决定研发LinkSDK 4.x，以低消耗、易移植、易使用 作为设计目标， 帮助设备快速轻便的上云。
二、 挑战 问题是客观存在的，IoT设备的碎片化，部分设备资源有限，应用场景差异大。LinkSDK 4.x设计，既要满足多场景快速适配，又要用尽量少的硬件资源，还要满足能力定制化的需求 。
IoT设备碎片化
IoT设备品类多，跨度大，有小型的智能开关、中型的音响、大型的机器人； 软件操作系统有RTOS、linux、windows，有些低端设备都没有操作系统；硬件平台架构和主频跨度都很大；跨平台运行能力 是一大挑战。
IoT设备资源受限
资源是设备的成本，有些IoT设备为节约成本，只有几十K的rom，捉襟见肘。在IoT领域，大部分设备上使用的是mqtt协议，mqtt流行开源协议栈paho.c资源开销大概100K左右。如何让资源受限设备上云 ，也是一大挑战。
实现接口易用
很多时候，开发成本也是设备成本的一个大头，做到接口易用也可以降低开发成本。但对于SDK来说，丰富的应用场景，要求SDK一定具有定制能力，可配置能力，如何解决易用且支持定制 ，也是一大挑战。
三、 设计及实现 3.1 碎片化问题处理 LinkSDK经过多年的发展，我们也明白了少即是多的道理，保留主要的功能才能带给大部分用户好的接入体验。所以4.x在功能设计上聚焦设备与物联网平台交互功能，云端一体的能力建设。不再处理与具体环境或具体业务相关内容，如本地通信，本地存储，业务应用。
4.x设计只保留必要的系统及网络接口，降低设备使用门槛。
互斥锁(可选)：保证接口的线程安全，无OS或只会单线程调用LinkSDK可以不实现。 时钟：用于计算心跳发送间隔及重发逻辑 内存：用于动态内存申请，可以节省内存(RAM)使用 随机数：用于建连，增加随机数提高传输安全 TCP：用于连云时的网络操作
3.2 资源受限问题处理
LinkSDK除核心模块，其它功能封装成独立的组件，组件支持裁剪。在下载时基于可视化裁剪工具，零门槛完成裁剪。裁剪后，若只保留核心模块，可降至30K左右的rom消耗；
自研实现mqtt协议栈、http协议栈、json解析库，实现资源开销方面业内领先。
SDK实现基本不使用静态变量及全局变量，保证模块独立同时避免不要的内存消耗；
对于一些极端资源受限的设备，提供协议栈跑在模组上的方案，进一步降低连云对mcu资源需求。
3.3 易用性问题处理 3.3.1 下载阶段(定制化)： 提供可视化SDK定制下载， 用户下载LinkSDK 时，可以通过简介快速了解组件功能，仅选择自己需要的功能，避免不必要的资源消耗；
3.3.2 移植阶段： 减少移植接口 ：
移植抽象目前接口已缩减至15个(4个可选实现)，移植难度大幅降低；
常用系统免移植 ：
提供posix、linux、freertos等常用环境移植实现，用户可直接使用，免移植；
免mbedtls移植：
已基于移植抽象接口完成mbedtls开源库适配， 用户不必关心mbedtls移植；
提供AT驱动框架：
对于MCU+通信模组接入方式， 基于AT驱动框架可以快速开发模组驱动，用户只需要定义好AT指令格式，AT驱动框架会完成指令协议栈实现，以及完成模组驱动与LinkSDK移植抽象接口的适配工作， 使用参考 。
提供移植验证工具：
用户移植后，使用移植验证工具验证是否移植成功， 使用参考 ；
3.3.3 开发阶段： 提升api易用性：
清晰的软件框架，只有核心模块和高级组件两层架构，易理解。 保持一致的观感和使用体验, 包括文件布局, API风格, 编码风格等
完善的配套说明，官网文档介绍 使用流程 ， API详细使用 。
提供可视化低代码开发工具：
用户使用物模型进行业务开发时，LinkSDK只提供了基础的属性上报、属性设置、事件上报、服务调用接口。但是具体是什么样的属性、事件、服务处理，需要用户自己处理。可视化低代码开发工具，可以根据不同的产品物模型， 自动生成对应物模型的具体代码。
工具入口：控制台-->选择产品-->功能定义-->生成设备端代码。
3.4 LinkSDK 4.x软件主体架构
核心组件: 最重要的连云部分, 其内容是固定和精简的(因此不存在如何增删), 其接口也是充分丰富和细粒度的上层组件: 所有核心之外的能力, 都原子化拆分, 形成相互独立, 相互分离的平级上层组件外部工具: 第三方软件库, 不是SDK的内容, 目前仅有mbedtls
4. 使用示例
连接物联网平台需要具备公网连接的能力，根据网络连接的类型，大致可以分为四种接入方式。
直连设备 ：直连设备自己具备公网IP，直接集成LinkSDK即可完成接入，参考接入说明 。
子设备与网关设备 ：子设备无公网IP，通过局域网与网关通信，由网关代理上云，网关需集成集成LinkSDK，参考接入说明 。
MCU+通用模组设备 ：对于无公网IP的MCU，通过模组的TCP/TLS能力上云，参考接入说明 。
MCU+云模组设备 ：云模组已集成LinkSDK，MCU可通过简单的AT指令完成接入，模组链接 。
下面以ubuntu作为虚拟直连设备为例，介绍LinkSDK的使用过程。
选择一个demo，此处以mqtt的基础功能demo为例，演示demo使用。 打开demo源码(./demos/mqtt_basic_demo.c)，修改设备的认证信息及接入点信息，保存。
运行demo，./output/mqtt-basic-demo，demo会自动完成建连及消息收发，流程如下。
探索体验更多功能，可以先查看功能列表，再从demos都能找到对应的demo体验。
五、功能列表
5.1 核心模块
5.2 高级组件
六、结束语 LinkSDK 4.x设计原则遵循低消耗、易移植、易使用，支持细粒度的功能裁剪，主要满足中小型的嵌入式设备的使用需求。对于一些中大型的设备，如IPC、机器人、网关等，它们对资源不那么敏感，大多也使用linux系统，不需要移植。往往对功能丰富性、易用性、性能有要求。对此，我们也在研发针对中大型设备使用的LinkSDK 5.x，进一步提高接口的易用性，功能的丰富性，以及更高的性能，或将于下半年发布，尽情期待。
