由于物聯網部署的分散性，組織可以從廣泛的物聯網連接標(biao)準(zhun)中進行選(xuan)擇。物聯網(wang)(wang)能夠創建(jian)新(xin)的商業模式(shi)、產(chan)品(pin)提供(gong)以(yi)及數(shu)字轉型。數(shu)十億的物聯網(wang)(wang)設(she)備(bei)可以(yi)通過擴展當(dang)前的蜂窩網(wang)(wang)絡連接起(qi)來，這將(jiang)幫助組織保持與客(ke)戶的相(xiang)關性(xing)，產(chan)生新(xin)的收(shou)入流，并為客(ke)戶提供(gong)競爭優勢。
盡管物(wu)(wu)聯網(wang)正在被廣泛應用(yong)，連接(jie)設備也在迅速增(zeng)加，但市場環境仍然是(shi)碎片化(hua)的。為了(le)提供不斷發展(zhan)的物(wu)(wu)聯網(wang)用(yong)例、應用(yong)程序和設備類型(xing)所(suo)需(xu)的網(wang)絡性(xing)能，新業務(wu)模型(xing)的連接(jie)必須(xu)靈活和敏捷。
什么是物聯網連接?
用(yong)于連接物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)(wang)設備的方法，諸如應用(yong)程序、傳感(gan)器、跟(gen)蹤器、網(wang)(wang)關和網(wang)(wang)絡(luo)路由器等(deng)方法，通常被稱(cheng)為物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)(wang)連接。“物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)(wang)連接”一詞也經(jing)常用(yong)于物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)(wang)領(ling)域，指能夠支持這種連接形式的特定物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)(wang)網(wang)(wang)絡(luo)解決(jue)方案。這些包括(kuo)但不限于WiFi、蜂(feng)窩(wo)網(wang)(wang)絡(luo)和LPWAN。
在未確(que)定哪(na)種最適合企(qi)業時，經常將物(wu)聯(lian)網(wang)連接(jie)選項(xiang)(xiang)分為三(san)個(ge)因素:帶寬容量(liang)(速(su)度)、覆蓋面(mian)積和功耗。為物(wu)聯(lian)網(wang)連接(jie)找到優先考慮所有(you)三(san)個(ge)因素的(de)連接(jie)選項(xiang)(xiang)可能是具有(you)挑戰性(xing)的(de)。因此，在選擇物(wu)聯(lian)網(wang)連接(jie)選項(xiang)(xiang)之前，了解連接(jie)需求是至關重要的(de)。
物聯網設備時代
物聯網使物理世(shi)界(jie)和數(shu)字世(shi)界(jie)的交互(hu)和協作成為可能(neng);使企(qi)業(ye)能(neng)夠自動化和簡(jian)化其常規流程，為其提供(gong)許多優勢。
由于技術的(de)(de)發展，工(gong)作場(chang)所(suo)正(zheng)在發生變(bian)化(hua)。我們(men)的(de)(de)日(ri)常生活中已經包含(han)了數十億個設備。它們(men)互相(xiang)交談、與企業數據(ju)流通信。此(ci)外，它們(men)正(zheng)在越來越多地實(shi)時重塑和控制環境，以實(shi)現(xian)幾年(nian)前難(nan)以想(xiang)象的(de)(de)結果。
物聯網(IoT)是指物體之間直接或通過云進行通信，其正在迅速發展。此外，數據流的排他性越來越低，開放性越來越強，而傳感器技術變得更小、更高效和更經濟。軟件、數據挖掘、機器學習和人工智能(AI)方面的這些發展，有望加深我們對設施(shi)與組織績效(xiao)之間，以及設施(shi)與人(ren)績效(xiao)之間關系(xi)的理(li)解。
構建物聯網生態系統
為了塑造(zao)、管理和商業化像(xiang)物(wu)(wu)聯(lian)網這樣的大型數(shu)(shu)字(zi)平臺，需要由(you)(you)眾多(duo)企業和技術組成的數(shu)(shu)字(zi)生(sheng)態(tai)系(xi)統。像(xiang)物(wu)(wu)聯(lian)網這樣的宏觀趨勢不僅僅是由(you)(you)一家企業或一項發明推(tui)動的。物(wu)(wu)聯(lian)網生(sheng)態(tai)系(xi)統和平臺提供商之間有著非常(chang)協同的聯(lian)系(xi)，各方的整(zheng)體利(li)益創造(zao)了新的機會。
連接設備產生的(de)海量數(shu)據(ju)(ju)(預計到(dao)2021年(nian)將達到(dao)137億)，已經在(zai)數(shu)字(zi)領域(yu)留下了(le)持久(jiu)的(de)印記，并(bing)推(tui)動了(le)對5G高速移動網絡、云端實時數(shu)據(ju)(ju)管理(li)和分析等平臺的(de)需求。
被稱(cheng)為物聯(lian)網(wang)生(sheng)態(tai)系統(tong)的(de)企業(ye)網(wang)絡，為物聯(lian)網(wang)商品和(he)服務的(de)開發和(he)提供提供了動(dong)力。隨著物聯(lian)網(wang)系統(tong)變得越(yue)(yue)來越(yue)(yue)復(fu)雜和(he)專業(ye)化，物聯(lian)網(wang)生(sheng)態(tai)系統(tong)參與者之間的(de)相(xiang)互依賴(lai)關系也變得越(yue)(yue)來越(yue)(yue)重要和(he)復(fu)雜。
成(cheng)為強大(da)的物聯(lian)網(wang)生態系統的一(yi)部分有很多優勢：
協作使企業能(neng)(neng)夠(gou)利(li)用(yong)合(he)作伙伴的(de)技(ji)能(neng)(neng)和資產，使自己從競爭對手中脫穎而出。例如，向全(quan)新的(de)垂直行(xing)業銷售(shou)，這(zhe)在其他情況下是不可能(neng)(neng)的(de)。
第三方產品可以解決產品組合(he)的差距，提高企(qi)業(ye)更(geng)快推出物聯網系(xi)統的能力，降低風險，并通過將投資分散到各個市場(chang)參與者來降低前期資本支出。
由于每個合(he)作(zuo)(zuo)伙伴(ban)都(dou)帶來了(le)一組獨特(te)的消費者關系，因此合(he)作(zuo)(zuo)伙伴(ban)關系通常會擴大(da)市場覆蓋率和采用(yong)率。建立正確的聯盟還可以節省時間和資金，用(yong)于推進物(wu)聯網創新和價值創造。
企業經常尋求完整的(de)(de)(de)端到(dao)端物(wu)聯(lian)網解決(jue)方案，這(zhe)(zhe)就需要(yao)眾(zhong)多(duo)行業參與(yu)者(zhe)的(de)(de)(de)技術(shu)和服務(wu)的(de)(de)(de)參與(yu)和集成。為了在(zai)部署(shu)新的(de)(de)(de)物(wu)聯(lian)網系統時減少(shao)IT開銷，許多(duo)重大的(de)(de)(de)物(wu)聯(lian)網部署(shu)可能需要(yao)跨一個(ge)(ge)或(huo)多(duo)個(ge)(ge)生(sheng)態(tai)系統的(de)(de)(de)十多(duo)個(ge)(ge)參與(yu)者(zhe)之間(jian)的(de)(de)(de)交互。當戰略上建立了這(zhe)(zhe)些合(he)作伙伴生(sheng)態(tai)系統時，企業采用和運營全(quan)面的(de)(de)(de)物(wu)聯(lian)網系統就會容易得(de)多(duo)，從而(er)獲得(de)更強的(de)(de)(de)競(jing)爭優(you)勢(shi)。
物聯網中的數據處理
雖(sui)然數(shu)據(ju)處理(li)周期從輸入(ru)階(jie)段開始，但我(wo)們應(ying)該(gai)首先考慮期望的結果(guo)。換句話說，在(zai)物聯網的幫助下，應(ying)該(gai)解決哪些問題?我(wo)們需(xu)要什么(me)樣的數(shu)據(ju)?
舉個例子(zi)，每當制造(zao)機器的溫度超(chao)過閾值限制時，就(jiu)能(neng)接收警報(bao)。
一(yi)旦(dan)確定了(le)想(xiang)要的(de)(de)結果，就必須想(xiang)辦法實現。為(wei)了(le)轉化(hua)成(cheng)所需(xu)(xu)要的(de)(de)信(xin)息，傳感器設備收集到的(de)(de)數(shu)據(ju)需(xu)(xu)要以(yi)合(he)適的(de)(de)格式存(cun)儲。
例如(ru)，當(dang)機(ji)器(qi)運行時，可以定(ding)期接收(shou)數(shu)據，如(ru)每10分(fen)鐘接收(shou)一次。我們可能希望利用(yong)該信息來(lai)確定(ding)自上(shang)次機(ji)器(qi)維修后已過去多久。通過觀察這些數(shu)據的趨勢，如(ru)果消(xiao)耗量保持不變，便可預測何時達到某(mou)個小時數(shu)。
由于傳感器(qi)捕獲的(de)(de)(de)數據(ju)(ju)量可能非常龐大，故(gu)需要(yao)(yao)一(yi)個可擴展(zhan)的(de)(de)(de)云服務，以(yi)便能夠存(cun)(cun)儲(chu)數據(ju)(ju)。且還須制定數據(ju)(ju)保留策略，并承認(ren)無限保留所(suo)有物聯(lian)網數據(ju)(ju)是不(bu)合邏(luo)輯的(de)(de)(de)。隨著(zhu)數據(ju)(ju)的(de)(de)(de)積累(lei)和保存(cun)(cun)時間的(de)(de)(de)延長，存(cun)(cun)儲(chu)數據(ju)(ju)的(de)(de)(de)成本也隨之增(zeng)加(jia)。另(ling)一(yi)方面，更少的(de)(de)(de)數據(ju)(ju)等于更少的(de)(de)(de)歷史典故(gu)和見解。因此，必須設(she)定優(you)先級(ji)，并在要(yao)(yao)存(cun)(cun)儲(chu)的(de)(de)(de)數據(ju)(ju)量和預算之間取得平衡。
在(zai)實(shi)現數據處理之(zhi)前(qian)，確(que)定資源使用和更新頻(pin)率(lv)(如計算能力、功率(lv))之(zhi)間(jian)的(de)(de)適當平衡(heng)是(shi)至關重要(yao)的(de)(de)。物(wu)聯網用例明確(que)規定了什(shen)么是(shi)“良好的(de)(de)平衡(heng)”。
在某些(xie)使用場景中，立即(ji)了(le)解收(shou)集(ji)的數據如何(he)影(ying)響結果(guo)是(shi)至關重要的。為此，物聯網中的實時(shi)數據處理是(shi)必要的。但是(shi)，這可能(neng)是(shi)相當密集(ji)型(xing)的資源。例如，在某些(xie)其(qi)他(ta)用例中，每天(tian)只處理一次收(shou)集(ji)的數據就足夠了(le)。
到(dao)目前(qian)為止(zhi)，我們已經(jing)使用傳感器設備收(shou)集數據，使用網絡解決(jue)方案將數據傳輸到(dao)云服(fu)務，使用數據轉(zhuan)換流程(cheng)將數據轉(zhuan)換為可用的信息。現在是向用戶展示結果(guo)的時候了。
物聯網連接示例
企業構建的(de)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)連接(jie)類型將決定新物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)項目的(de)成(cheng)敗。當企業需(xu)要物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)連接(jie)機制時，電池壽命、網(wang)(wang)絡覆蓋和成(cheng)本(ben)等因素都會發揮作用(yong)。
物聯網連接技術
沒有連接，物(wu)(wu)聯(lian)網(IoT)就不可(ke)能(neng)(neng)實現。物(wu)(wu)聯(lian)網生態系(xi)統中的(de)設備只有在連接到其他(ta)設備和物(wu)(wu)聯(lian)網技術時才能(neng)(neng)發揮作用(yong)，就像水槽連接到水管或電燈插入插座一(yi)樣。幸運的(de)是，有多種物(wu)(wu)聯(lian)網連接技術可(ke)用(yong)。故(gu)此，了解對帶寬、范(fan)圍(wei)和功(gong)耗(hao)的(de)需求，將(jiang)助于做(zuo)出最佳(jia)的(de)選擇。
讓我(wo)們(men)來(lai)一(yi)起探索最流行的物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接技術和應用案例。
固定連接以太網
以(yi)(yi)太網(wang)連接是企業用來(lai)將物(wu)聯(lian)網(wang)設備連接到網(wang)絡的(de)最早技術之一。對于不需(xu)要從固定位(wei)置移動(dong)的(de)笨重設備來(lai)說，這(zhe)(zhe)仍然是一個不錯(cuo)的(de)選擇。通過使用以(yi)(yi)太網(wang)電(dian)(dian)源可以(yi)(yi)減少有線(xian)(xian)部署中使用的(de)電(dian)(dian)纜數(shu)量，這(zhe)(zhe)是一種通過數(shu)據線(xian)(xian)而不是電(dian)(dian)源線(xian)(xian)傳輸電(dian)(dian)流的(de)技術。
LPWAN支持大量傳感器的能力
在物聯(lian)網(wang)(wang)中，低(di)功耗廣域網(wang)(wang)物聯(lian)網(wang)(wang)協議用(yong)于將少量數據從專用(yong)基站無線傳輸到傳感(gan)器和設備。
LPWAN技術“LoRa”由芯片制造商Semtech和(he)(he)Sigfox提供支持(chi)，最常被(bei)企業(ye)使用(yong)。LoRa和(he)(he)Sigfox都支持(chi)使用(yong)未經(jing)許可的(de)(de)工業(ye)、科學和(he)(he)醫(yi)療頻(pin)段進行雙向通信，其中包括歐洲的(de)(de)868 MHz頻(pin)段、北美的(de)(de)915 MHz頻(pin)譜和(he)(he)亞洲的(de)(de)433 MHz頻(pin)率。
在城市(shi)部署中，LoRa和Sigfox提供(gong)的(de)實際范圍約為10公里，而在摩天大(da)樓較少的(de)開闊(kuo)農(nong)村地區，范圍是這個數字的(de)兩倍多。
Sigfox和(he)(he)Semtech都(dou)提供了網關(guan)，使自己的(de)技(ji)術(shu)作(zuo)為專用網絡的(de)部(bu)署(shu)變得(de)簡(jian)單和(he)(he)負擔得(de)起。這些LPWAN技(ji)術(shu)在商業建(jian)筑和(he)(he)工(gong)業場(chang)所的(de)物聯(lian)(lian)網部(bu)署(shu)中得(de)到了廣(guang)泛的(de)關(guan)注，這些建(jian)筑和(he)(he)工(gong)業場(chang)所擁有數千個傳(chuan)感器和(he)(he)其他物聯(lian)(lian)網設備(bei)。
在(zai)(zai)LPWAN技術方面，LoRa處于領(ling)先地位，部(bu)分原因是一家名為Helium的初創(chuang)企業在(zai)(zai)北美(mei)和歐洲推(tui)出了基(ji)于LoRaWAN技術的DIY物聯網(wang)(wang)網(wang)(wang)絡。
物聯網蜂窩連接
物聯網蜂窩連接在全球獲得了巨大的吸引力，2G和3G支持多種開創性的物聯網應用。有了4G服務(wu)，每個單元有更(geng)多(duo)的(de)設備可(ke)能會帶(dai)來(lai)更(geng)大的(de)帶(dai)寬、更(geng)低(di)的(de)延(yan)遲(chi)和更(geng)高的(de)設備密度。5G網(wang)絡的(de)引入(ru)最初(chu)是由5G新(xin)無線電(NR)標準實(shi)現的(de)，將(jiang)通過支(zhi)持超可(ke)靠低(di)延(yan)遲(chi)通信(URLLC)進(jin)一步改進(jin)這(zhe)(zhe)些網(wang)絡，這(zhe)(zhe)將(jiang)支(zhi)持越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)關鍵(jian)應(ying)用。
因此，蜂窩物(wu)聯網(wang)既能(neng)滿足(zu)(zu)大規模物(wu)聯網(wang)市場相(xiang)對簡單(dan)的(de)需求(qiu)，又能(neng)滿足(zu)(zu)復雜環境和應用中高度獨特、微(wei)妙的(de)需求(qiu)。
除了移(yi)動網(wang)(wang)絡運營商(shang)(shang)之外，蜂窩物聯網(wang)(wang)生態系統也在快速(su)增長，并得到(dao)越(yue)來越(yue)多的(de)設(she)備、芯片組、模塊和(he)網(wang)(wang)絡基礎設(she)施(shi)供(gong)應商(shang)(shang)的(de)支持。其(qi)建立在世界3GPP標準之上。在無與倫(lun)比(bi)的(de)全球覆蓋、服務質量、可擴展性(xing)、安全性(xing)以及處理各種用例的(de)不(bu)同(tong)需求的(de)靈活(huo)性(xing)方(fang)面，其(qi)比(bi)其(qi)他低(di)功率廣域(LPWA)網(wang)(wang)絡技術表現得更好。
衛星可以訪問難以接近的區域
對于物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)提供(gong)了真正(zheng)無所不在(zai)(zai)(zai)(zai)的覆蓋(gai)(gai)，因為其可(ke)以連(lian)接到幾乎沒有地(di)面(mian)物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接的設(she)備。如果企業需要(yao)在(zai)(zai)(zai)(zai)海洋中覆蓋(gai)(gai)物(wu)聯(lian)網(wang)，則需要(yao)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)連(lian)接。物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備已經可(ke)以使用在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)球上空23,000英里的軌道上運行的地(di)球靜(jing)止(zhi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)在(zai)(zai)(zai)(zai)全(quan)球范圍(wei)內連(lian)接。隨著SpaceX等企業開始發射瞄針對聯(lian)網(wang)領(ling)域(yu)的巨大微型衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)座，低地(di)球軌道衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)也同樣變得越來越受歡迎。
企業Wifi
WiFi是家庭和企業(ye)的(de)(de)傳感器、安全(quan)攝(she)像頭、物(wu)聯網設備(bei)等物(wu)聯網設備(bei)的(de)(de)連接方式。
全(quan)球使用最廣泛的(de)無線網(wang)絡之一是(shi)WiFi。現實世(shi)界中，未經許可的(de)2.4 GHz和5 GHz頻(pin)段(duan)在距離接入點約(yue)410英尺(chi)處達(da)到峰值。2.4 GHz的(de)連(lian)接能夠(gou)實現150mbps的(de)數據(ju)(ju)速率(lv)，并提高(gao)了穿過墻壁等固體(ti)物(wu)體(ti)的(de)吞吐量。對于辦公室或其他(ta)結(jie)構(gou)中的(de)物(wu)聯網(wang)設(she)備，企業(ye)將使用2.4 GHz。通(tong)過5 GHz鏈路(lu)可以支(zhi)持約(yue)1Gbps的(de)數據(ju)(ju)速度。除非企業(ye)加強5 GHz頻(pin)段(duan)的(de)信號(hao)，否則WiFi信號(hao)的(de)范圍會(hui)減(jian)少約(yue)50%。
對于2.4 GHz或(huo)5 GHz頻段，典型的WiFi電(dian)(dian)池(chi)壽命(ming)為(wei)8到9小時。辦公室電(dian)(dian)腦和智能手機可以使用這種電(dian)(dian)池(chi)壽命(ming)，但(dan)傳感(gan)器和物(wu)聯網(wang)(IoT)設備(bei)需要數(shu)周、數(shu)月甚(shen)至數(shu)年的電(dian)(dian)池(chi)壽命(ming)。
物聯網連接協議
在(zai)構建支持物聯網生態系統的(de)(de)網絡時，技(ji)術專業人員(yuan)有多種(zhong)通信(xin)協議可供(gong)選(xuan)擇。以下是最典型的(de)(de)。
藍牙和BLE
短波、超高頻無線(xian)電波被用(yong)于被稱為(wei)藍(lan)牙的(de)短距(ju)離無線(xian)技術(shu)。盡管其最初主要用(yong)于音(yin)頻流媒體，但后來發(fa)展(zhan)成為(wei)無線(xian)和連接設備(bei)的(de)關鍵(jian)支持器。因此，物(wu)聯(lian)網安裝和個人區域網絡經(jing)常(chang)使用(yong)這種(zhong)低功耗、短距(ju)離的(de)物(wu)聯(lian)網連接選項。
最適合物聯網連接的新形式的藍牙是低功耗藍牙，也被稱為藍牙LE或BLE。顧名思義，BLE的耗電量比標準藍牙要低，這使得其在許多情況下特別具有吸引力，包括為消費者提供的智能家居、健康和健身追蹤器，以及為企業提供的店內導航。
LORA和LORAWAN
遠程通信能力通過被稱為(wei)LoRa的(de)(de)非蜂(feng)窩(wo)無(wu)線技術(shu)提(ti)供，也被稱為(wei)遠程通信。對(dui)于(yu)M2M和物聯(lian)(lian)網部署，其(qi)具有低功耗、數(shu)據傳(chuan)輸安全的(de)(de)特點。LORA目前是(shi)Semtech射頻平臺(tai)的(de)(de)一部分，是(shi)一項專(zhuan)利技術(shu)。Semtech是(shi)LoRa聯(lian)(lian)盟(meng)(meng)的(de)(de)創始成員之(zhi)一，該(gai)聯(lian)(lian)盟(meng)(meng)目前負責監管(guan)LoRa技術(shu)。此(ci)外，LoRa聯(lian)(lian)盟(meng)(meng)創建并目前管(guan)理LoRaWAN，這是(shi)一個開(kai)放的(de)(de)基于(yu)云的(de)(de)協(xie)議，允(yun)許LoRa在物聯(lian)(lian)網設(she)備之(zhi)間(jian)進(jin)行通信。
WiFi
WiFi是(shi)一種流行(xing)的物聯(lian)網協議(yi)，因為(wei)其廣泛應用于住宅、商業和工業設施。WiFi可以分(fen)析(xi)大量的數(shu)據，并(bing)允許快速的數(shu)據傳輸。由于中(zhong)(zhong)短距離(li)，局域網的情況特別(bie)適合(he)WiFi。此外，WiFi有許多標(biao)準，其中(zhong)(zhong)最流行(xing)的是(shi)802.11n，這為(wei)技術人員提供了不同的部(bu)署方案。
對于各種物(wu)聯(lian)網(wang)用例(li)，特別是那些涉及低功耗/電池供(gong)電設(she)備的(de)(de)情(qing)況，許多WiFi標準，包括(kuo)在(zai)家庭中(zhong)(zhong)經常使用的(de)(de)WiFi標準，都會消耗過多的(de)(de)功率。因此，WiFi并(bing)非適用于所有部署。WiFi的(de)(de)低范圍(wei)和較差的(de)(de)可擴展(zhan)性是額(e)外因素，使其在(zai)許多物(wu)聯(lian)網(wang)部署中(zhong)(zhong)使用不切(qie)實際(ji)。
蜂窩
蜂(feng)窩是物聯網(wang)應用中(zhong)最(zui)流行和最(zui)常用的(de)(de)解決方(fang)案之一。其也(ye)是通(tong)(tong)信跨越(yue)更遠距(ju)離的(de)(de)最(zui)佳部(bu)署方(fang)案之一。目(mu)前，傳統的(de)(de)2G和3G標準正(zheng)在(zai)逐漸被淘汰，同(tong)時由(you)于通(tong)(tong)信企業的(de)(de)努力，新的(de)(de)高速標準4G/LTE和5G的(de)(de)覆蓋范圍正(zheng)在(zai)迅速擴大。蜂(feng)窩網(wang)絡提供(gong)了高帶寬(kuan)和可(ke)靠的(de)(de)通(tong)(tong)信。其能(neng)夠(gou)發送大量數據，這(zhe)對許多物聯網(wang)部(bu)署至關(guan)重要(yao)。然(ran)而，這(zhe)些功能(neng)比(bi)其他選擇更昂貴，且消(xiao)耗更多的(de)(de)能(neng)源。
COAP
受限(xian)(xian)應用(yong)(yong)協議(CoAP)是由互(hu)聯網工程任務小組受限(xian)(xian)RESTful環境工作組于(yu)(yu)2013年推出的(de)，此(ci)前(qian)其被開發用(yong)(yong)于(yu)(yu)基于(yu)(yu)HTTP的(de)物(wu)聯網系統。CoAP使用(yong)(yong)用(yong)(yong)戶數據報協議創建安(an)全連接，并允許多(duo)個站點之(zhi)間的(de)數據傳輸。CoAP使受限(xian)(xian)制的(de)設備能(neng)(neng)夠加入物(wu)聯網環境，即使存在低(di)帶寬、低(di)可(ke)用(yong)(yong)性(xing)和(he)低(di)能(neng)(neng)源設備，也經常用(yong)(yong)于(yu)(yu)機器對機器(M2M)應用(yong)(yong)。
AMQP
AMQP是Advanced Message Queuing Protocol的(de)(de)縮寫，即高級消(xiao)息隊列(lie)協議，這是一種(zhong)開放的(de)(de)標準協議，用(yong)于更面(mian)向消(xiao)息的(de)(de)中間件(jian)。因此，其獨立于所使用(yong)的(de)(de)消(xiao)息代理或平臺，促進了系(xi)統之(zhi)間的(de)(de)消(xiao)息傳(chuan)遞兼容性(xing)。即使跨距離或通過低于標準的(de)(de)網絡(luo)，也能(neng)提供(gong)穩定性(xing)、安全性(xing)和互操作性(xing)。即使在系(xi)統不能(neng)同時可用(yong)的(de)(de)情況(kuang)下，也能(neng)促進通信。
LWM2M
根據OMA SpecWorks的(de)說法，LWM2M(輕量(liang)級M2M)是“一種為(wei)(wei)傳(chuan)感器網(wang)絡和M2M環(huan)(huan)境(jing)的(de)需求設(she)(she)計的(de)設(she)(she)備(bei)管理協議”。這(zhe)種通(tong)信協議是處理和存儲能力受(shou)限的(de)低功耗設(she)(she)備(bei)的(de)可行選擇，因為(wei)(wei)其是專門為(wei)(wei)物聯網(wang)環(huan)(huan)境(jing)和其他M2M應用中的(de)遠程設(she)(she)備(bei)管理和遙測(ce)而(er)創(chuang)建的(de)。
MQTT
其最(zui)初創建(jian)于1999年，名為消息(xi)隊(dui)列(lie)遙測傳輸(shu)，現在(zai)簡(jian)稱(cheng)為MQTT。此協議不再使(shi)用(yong)消息(xi)隊(dui)列(lie)。MQTT使(shi)用(yong)發(fa)布-訂閱體系結(jie)構(gou)來支(zhi)持M2M通信(xin)。其直接(jie)的(de)(de)消息(xi)傳遞架構(gou)促進了眾多設備之間的(de)(de)通信(xin)，并在(zai)受限的(de)(de)硬件(jian)上(shang)運行。
MQTT是為(wei)在低帶寬(kuan)環境中(zhong)運行而創建的(de)(de)，包括那些(xie)傳感器(qi)和移動設(she)備連接到不(bu)穩(wen)定網絡(luo)的(de)(de)環境。由(you)于(yu)其(qi)能夠連接小代碼(ma)設(she)備，因此經常被選擇用于(yu)因帶寬(kuan)限制或不(bu)穩(wen)定連接，而帶來不(bu)同程度延遲的(de)(de)無線(xian)網絡(luo)。將物聯(lian)網和工業(ye)物聯(lian)網設(she)備連接在一起的(de)(de)最(zui)流行的(de)(de)開(kai)源協議是MQTT，其(qi)最(zui)初是作為(wei)一個專有協議存(cun)在的(de)(de)。
DDS
數(shu)據(ju)(ju)分發(fa)服務(wu)是由對象管理組(zu)(OMG)為實時系統(tong)創建的(de)(de)。DDS是一種用于以(yi)數(shu)據(ju)(ju)為中心的(de)(de)通信(xin)的(de)(de)中間件協(xie)議和(he)(he)(he)API標準，OMG將(jiang)(jiang)其描(miao)述為“將(jiang)(jiang)系統(tong)的(de)(de)組(zu)件集成在一起(qi)，提供業務(wu)和(he)(he)(he)關鍵(jian)任務(wu)IoT應用所(suo)需的(de)(de)低延(yan)遲數(shu)據(ju)(ju)連接、極高(gao)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性和(he)(he)(he)可(ke)擴展的(de)(de)架構。”該M2M標準使用發(fa)布-訂閱(yue)結(jie)構，提供高(gao)性能和(he)(he)(he)高(gao)度可(ke)擴展的(de)(de)實時數(shu)據(ju)(ju)通信(xin)。
XMPP
可擴展(zhan)消息傳遞和呈現(xian)協(xie)議(yi)(XMPP)最初由開(kai)源(yuan)Jabber社(she)區(qu)于21世紀(ji)初開(kai)發，用(yong)于實(shi)時人(ren)與人(ren)之間(jian)的(de)對(dui)話，目前被用(yong)于輕(qing)量級中(zhong)間(jian)件中(zhong)的(de)M2M通信和XML數據路(lu)由。XMPP最常用(yong)于以消費者為中(zhong)心的(de)物聯網(wang)(wang)實(shi)現(xian)，如智能設備，并促進網(wang)(wang)絡上眾多實(shi)體之間(jian)結構化但可擴展(zhan)的(de)數據的(de)實(shi)時交換(huan)。XMPP標準基金會支持其作為開(kai)源(yuan)。
Zigbee
Zigbee是物聯(lian)網環境中使用(yong)最廣泛(fan)的網狀網絡協議之一，是為建筑和(he)家(jia)庭自(zi)動化(hua)而(er)創建的。Zigbee是一種低功耗、短距離協議，可用(yong)于在多個(ge)設備(bei)上傳播(bo)通信。雖然其數據速率低于BLE，但(dan)范圍大于BLE。Zigbee提供靈活的自(zi)組織的網格(ge)、超低功耗和(he)一系列(lie)應用(yong)程序，并由Zigbee聯(lian)盟管理。
Z-Wave
Z-Wave是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)基于低(di)功耗射頻技(ji)術(shu)的無線(xian)網狀(zhuang)網絡通信協議，是(shi)另一(yi)(yi)種(zhong)獨家(jia)選擇。與藍牙和(he)WiFi一(yi)(yi)樣，Z-Wave支持(chi)智能設備(bei)之(zhi)間的加(jia)密通信，為物聯網部署增加(jia)了一(yi)(yi)層安全保障。其經(jing)常用于商(shang)業(ye)應(ying)用，包括(kuo)能源管理技(ji)術(shu)、家(jia)庭自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)品和(he)安全系統。在美國(guo)，其使用908.42兆赫的無線(xian)電頻率，盡管其頻率因國(guo)而異。Z-Wave聯盟(meng)是(shi)一(yi)(yi)個致力(li)于提高使用Z-Wave的設備(bei)的技(ji)術(shu)和(he)互操作性的成員聯盟(meng)，其支持(chi)Z-Wave。
物聯網連接選項
由于(yu)選擇如(ru)此之多且種類繁多，不斷變化的物(wu)(wu)聯網連(lian)接格局目前集中于(yu)滿足消(xiao)費(fei)者(zhe)和工業物(wu)(wu)聯網應用中數據密集型環境的需求。理想的通用物(wu)(wu)聯網連(lian)接解決方案應具(ju)有(you)極低的設備(bei)功耗，能夠遠距離快速(su)傳輸大量數據，并以允許智能企業繼續盈利(li)的成本提(ti)供(gong)。
可悲的(de)(de)現實(shi)是，鑒于物聯(lian)網內用(yong)例的(de)(de)內在(zai)異構性，當前(qian)或不久(jiu)的(de)(de)將來，都無法在(zai)不對上述基(ji)本(ben)物聯(lian)網連(lian)接因素(su)做出任何妥(tuo)協的(de)(de)情況下，容納所有潛在(zai)的(de)(de)智能應用(yong)程序。
因(yin)此，為了(le)(le)確定一個(ge)特定項目(mu)的(de)(de)最佳解(jie)決方(fang)案，總是有必要在三個(ge)基(ji)本連(lian)接(jie)(jie)因(yin)素(su)之間妥(tuo)協，即范圍(wei)、帶(dai)寬和功耗。為了(le)(le)智(zhi)能(neng)組織選擇理想的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)網(wang)(wang)絡，必須能(neng)夠(gou)識別項目(mu)部(bu)署的(de)(de)每個(ge)階段的(de)(de)需求(qiu)，并對(dui)物聯(lian)網(wang)(wang)用(yong)(yong)例的(de)(de)細節有全(quan)面的(de)(de)了(le)(le)解(jie)。為了(le)(le)幫(bang)助了(le)(le)解(jie)最常見(jian)的(de)(de)網(wang)(wang)絡技(ji)術所提供(gong)的(de)(de)權衡，這里(li)列出(chu)了(le)(le)物聯(lian)網(wang)(wang)中使用(yong)(yong)最廣泛(fan)的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)解(jie)決方(fang)案。
如何選擇正確的物聯網選項?
術(shu)語“物聯網(wang)連(lian)(lian)接(jie)(jie)”是(shi)指物聯網(wang)生態(tai)系統(tong)(tong)的(de)每個組件(jian)之間的(de)互連(lian)(lian)，包括(kuo)傳感(gan)器、網(wang)關、路由器、平(ping)臺、應用程序和其他系統(tong)(tong)。其通常是(shi)指根(gen)據帶(dai)寬、范(fan)圍(wei)和功率需求分類的(de)各種網(wang)絡系統(tong)(tong)。物聯網(wang)項目的(de)需求各不相同，很多項目根(gen)據自(zi)己(ji)的(de)需求使用各種連(lian)(lian)接(jie)(jie)方法。
借助這篇物聯網連(lian)接選項(xiang)的簡要概述(shu)，可以更好(hao)地定(ding)義自(zi)身(shen)的需求(qiu)，做(zuo)出更明(ming)智的決定(ding)，并(bing)以正確的方式啟動智能項(xiang)目(mu)。
選擇正確的物聯網選項的重要性
物(wu)聯(lian)(lian)網是一項將(jiang)數字世界和(he)物(wu)理世界結合起來(lai)，提供更智能未來(lai)的(de)(de)(de)大規模技術，其潛(qian)力無限，不(bu)斷吸(xi)引著市場(chang)參與(yu)者和(he)投(tou)資。隨(sui)著商業(ye)和(he)工業(ye)物(wu)聯(lian)(lian)網驅動(dong)的(de)(de)(de)企業(ye)之間(jian)的(de)(de)(de)競爭(zheng)激增(zeng)，尋找殺手級市場(chang)差異化因素的(de)(de)(de)需求日益(yi)增(zeng)長(chang)，這些差異化因素將(jiang)給競爭(zheng)對手帶來(lai)額外的(de)(de)(de)優勢(shi)，即(ji)使只是輕微的(de)(de)(de)優勢(shi)。
盡管涉及(ji)信息和(he)運營技術(shu)融合的物聯(lian)網(wang)部署總有(you)改進的空間，但有(you)時(shi)連接性似乎被視為(wei)理(li)所當然。由于(yu)蜂窩、WiFi和(he)藍(lan)牙(ya)等廣泛(fan)使用的無(wu)線技術(shu)的存在(zai)，許(xu)多物聯(lian)網(wang)參與者(zhe)忽視了擁(yong)有(you)適當的物聯(lian)網(wang)連接的重要性。這(zhe)可能(neng)最終導致項目(mu)失(shi)敗(bai)，因為(wei)無(wu)法控制迅速膨脹的數據泛(fan)濫。
因(yin)此，仔細(xi)選擇合適的物聯網(wang)(wang)連接解決方(fang)案(an)對任何物聯網(wang)(wang)項目的成功都是至關重(zhong)要(yao)的，因(yin)為其可以讓用戶完全控制智能數據流。最后，通過有(you)效和可互操作的物聯網(wang)(wang)連接解決方(fang)案(an)連接資(zi)產可能是成功的關鍵(jian)因(yin)素(su)。
物聯網連接挑戰
物聯(lian)網已經對人們的(de)(de)生活(huo)、互動(dong)和開展業務的(de)(de)方式產生了一(yi)(yi)些影響。數(shu)十億聯(lian)網設備正(zheng)在(zai)把(ba)整個地球(qiu)變成一(yi)(yi)個巨(ju)大的(de)(de)數(shu)字(zi)中心。物聯(lian)網連接(jie)在(zai)試圖創建更智能的(de)(de)住宅、辦公室(shi)、汽車和其他操作時(shi)遇到了許(xu)多問題(ti)，包括以(yi)下內(nei)容。
可擴展性
隨著越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)(de)設備(bei)被(bei)連接(jie)，底層基礎設施必須是可擴展(zhan)的(de)(de)。據預測，僅(jin)在2021年，全球將(jiang)安裝358.2億臺物聯網(wang)(wang)設備(bei)。隨著企業增加更多(duo)的(de)(de)物聯網(wang)(wang)連接(jie)設備(bei)，如傳(chuan)感器、網(wang)(wang)關、路由器或(huo)攝(she)像頭，物聯網(wang)(wang)的(de)(de)增長也引發(fa)了新型(xing)數據的(de)(de)海嘯。
擴展(zhan)問題的(de)多(duo)個方面包括成本、復雜性和(he)帶寬效率。根據McKinsey Digital的(de)數據，每秒就有127臺設備(bei)首次連(lian)接到互聯網(wang)。因此，隨著網(wang)絡的(de)擴展(zhan)，服務提供商、網(wang)絡運營商和(he)其他數字推動(dong)者需要實施物聯網(wang)連(lian)接解決方案來處(chu)理維護和(he)管理工作量。
兼容性
隨著(zhu)物聯網的發(fa)展，各種(zhong)解決(jue)方(fang)案爭(zheng)相(xiang)成為標(biao)準，使得集成具有挑(tiao)戰性(xing)。多樣化的操(cao)作系統、脫節的云服(fu)務以(yi)及缺乏標(biao)準化的機器對機器(M2M)協議(yi)都可(ke)能導致兼容性(xing)問題。
為了保持持續的兼容性，用戶必(bi)須更新和(he)修補其(qi)設(she)(she)備(bei)。例(li)如，當兩個物聯(lian)網(wang)設(she)(she)備(bei)相互(hu)連接并具(ju)(ju)有不同(tong)的軟件版本時，可能(neng)會出現性能(neng)問題。與此(ci)相關，實現物聯(lian)網(wang)平臺中各種(zhong)智能(neng)設(she)(she)備(bei)之間的數據同(tong)步和(he)互(hu)操(cao)作(zuo)性具(ju)(ju)有挑戰性。
安全
能(neng)想(xiang)象(xiang)一臺普通的物聯(lian)網(wang)設備(bei)在上(shang)線五分鐘后就成為攻(gong)擊目標嗎?隨(sui)著越(yue)來(lai)越(yue)多的設備(bei)連(lian)接(jie)到互聯(lian)網(wang)，預計這一趨勢只會增(zeng)加。根據Symantec的數據，網(wang)絡路由器在針對物聯(lian)網(wang)設備(bei)的網(wang)絡攻(gong)擊中占了大多數，每(mei)(mei)個路由器平均每(mei)(mei)月(yue)受到5200次(ci)攻(gong)擊。
除了(le)已經強調的可擴展(zhan)性和(he)互操(cao)作(zuo)性問(wen)(wen)題之外，典型(xing)的網(wang)絡安全問(wen)(wen)題也需(xu)要解決，以便物聯網(wang)部署(shu)的成功(gong)。其中包括(kuo)訪問(wen)(wen)控制、分(fen)布式拒(ju)絕服務(DDoS)攻擊、設備標識、個人數據保護、身份(fen)驗(yan)證(zheng)和(he)其他(ta)機密性問(wen)(wen)題。為了(le)提供端(duan)到(dao)端(duan)安全性，必須能(neng)夠快速(su)進行(xing)調整，以便在被(bei)利用之前糾(jiu)正問(wen)(wen)題。
總結
物(wu)聯(lian)網(wang)部署的(de)(de)分散(san)性意(yi)味著組織可以(yi)從許多物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接(jie)標(biao)準中選擇(ze)。如何(he)連(lian)接(jie)物(wu)聯(lian)網(wang)是物(wu)聯(lian)網(wang)最(zui)重要的(de)(de)決策之一。物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接(jie)的(de)(de)選擇(ze)應基于仔細評估(gu)每個部署的(de)(de)特點(dian)。對(dui)于某些非常高(gao)的(de)(de)速(su)度，超低延遲連(lian)接(jie)是必需(xu)的(de)(de)。
這可能(neng)會(hui)導致采用(yong)5G或(huo)4G蜂窩物(wu)(wu)聯網(wang)連(lian)接(jie)，但這一(yi)決定必須與這些技術可能(neng)的(de)(de)(de)成本和功耗相平衡。對于(yu)一(yi)些更(geng)簡單的(de)(de)(de)部署，需(xu)要更(geng)小的(de)(de)(de)電池(chi)，并實(shi)現物(wu)(wu)聯網(wang)連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)低成本效益、低速(su)連(lian)接(jie)可能(neng)是理想(xiang)的(de)(de)(de)。
