文章轉(zhuǎn)載來(lái)源《千家網(wǎng)》
由于物聯(lián)網(wǎng)部署的分散性，組織可以從廣泛的物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行選擇。物聯(lián)網(wǎng)能夠創(chuàng)建新的商業(yè)模式、產(chǎn)品提供以及數(shù)字轉(zhuǎn)型。數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以通過(guò)擴(kuò)展當(dāng)前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，這將幫助組織保持與客戶(hù)的相關(guān)性，產(chǎn)生新的收入流，并為客戶(hù)提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
盡管物聯(lián)網(wǎng)正在被廣泛應(yīng)用，連接設(shè)備也在迅速增加，但市場(chǎng)環(huán)境仍然是碎片化的。為了提供不斷發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)用例、應(yīng)用程序和設(shè)備類(lèi)型所需的網(wǎng)絡(luò)性能，新業(yè)務(wù)模型的連接必須靈活和敏捷。
什么是物聯(lián)網(wǎng)連接?
用于連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方法，諸如應(yīng)用程序、傳感器、跟蹤器、網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)路由器等方法，通常被稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)連接?！拔锫?lián)網(wǎng)連接”一詞也經(jīng)常用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，指能夠支持這種連接形式的特定物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)解決方案。這些包括但不限于WiFi、蜂窩網(wǎng)絡(luò)和LPWAN。
在未確定哪種最適合企業(yè)時(shí)，經(jīng)常將物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)分為三個(gè)因素:帶寬容量(速度)、覆蓋面積和功耗。為物聯(lián)網(wǎng)連接找到優(yōu)先考慮所有三個(gè)因素的連接選項(xiàng)可能是具有挑戰(zhàn)性的。因此，在選擇物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)之前，了解連接需求是至關(guān)重要的。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)代
物聯(lián)網(wǎng)使物理世界和數(shù)字世界的交互和協(xié)作成為可能；使企業(yè)能夠自動(dòng)化和簡(jiǎn)化其常規(guī)流程，為其提供許多優(yōu)勢(shì)。
由于技術(shù)的發(fā)展，工作場(chǎng)所正在發(fā)生變化。我們的日常生活中已經(jīng)包含了數(shù)十億個(gè)設(shè)備。它們互相交談、與企業(yè)數(shù)據(jù)流通信。此外，它們正在越來(lái)越多地實(shí)時(shí)重塑和控制環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)幾年前難以想象的結(jié)果。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是指物體之間直接或通過(guò)云進(jìn)行通信，其正在迅速發(fā)展。此外，數(shù)據(jù)流的排他性越來(lái)越低，開(kāi)放性越來(lái)越強(qiáng)，而傳感器技術(shù)變得更小、更高效和更經(jīng)濟(jì)。軟件、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能(AI)方面的這些發(fā)展，有望加深我們對(duì)設(shè)施與組織績(jī)效之間，以及設(shè)施與人績(jī)效之間關(guān)系的理解。
構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)
為了塑造、管理和商業(yè)化像物聯(lián)網(wǎng)這樣的大型數(shù)字平臺(tái)，需要由眾多企業(yè)和技術(shù)組成的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)。像物聯(lián)網(wǎng)這樣的宏觀趨勢(shì)不僅僅是由一家企業(yè)或一項(xiàng)發(fā)明推動(dòng)的。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)和平臺(tái)提供商之間有著非常協(xié)同的聯(lián)系，各方的整體利益創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。
連接設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)（預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到137億），已經(jīng)在數(shù)字領(lǐng)域留下了持久的印記，并推動(dòng)了對(duì)5G高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、云端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理和分析等平臺(tái)的需求。
被稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)商品和服務(wù)的開(kāi)發(fā)和提供提供了動(dòng)力。隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜和專(zhuān)業(yè)化，物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)參與者之間的相互依賴(lài)關(guān)系也變得越來(lái)越重要和復(fù)雜。
成為強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的一部分有很多優(yōu)勢(shì)：
協(xié)作使企業(yè)能夠利用合作伙伴的技能和資產(chǎn)，使自己從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中脫穎而出。例如，向全新的垂直行業(yè)銷(xiāo)售，這在其他情況下是不可能的。
第三方產(chǎn)品可以解決產(chǎn)品組合的差距，提高企業(yè)更快推出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力，降低風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)將投資分散到各個(gè)市場(chǎng)參與者來(lái)降低前期資本支出。
由于每個(gè)合作伙伴都帶來(lái)了一組獨(dú)特的消費(fèi)者關(guān)系，因此合作伙伴關(guān)系通常會(huì)擴(kuò)大市場(chǎng)覆蓋率和采用率。建立正確的聯(lián)盟還可以節(jié)省時(shí)間和資金，用于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和價(jià)值創(chuàng)造。
企業(yè)經(jīng)常尋求完整的端到端物聯(lián)網(wǎng)解決方案，這就需要眾多行業(yè)參與者的技術(shù)和服務(wù)的參與和集成。為了在部署新的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)減少I(mǎi)T開(kāi)銷(xiāo)，許多重大的物聯(lián)網(wǎng)部署可能需要跨一個(gè)或多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的十多個(gè)參與者之間的交互。當(dāng)戰(zhàn)略上建立了這些合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，企業(yè)采用和運(yùn)營(yíng)全面的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就會(huì)容易得多，從而獲得更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理
雖然數(shù)據(jù)處理周期從輸入階段開(kāi)始，但我們應(yīng)該首先考慮期望的結(jié)果。換句話說(shuō)，在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，應(yīng)該解決哪些問(wèn)題?我們需要什么樣的數(shù)據(jù)?
舉個(gè)例子，每當(dāng)制造機(jī)器的溫度超過(guò)閾值限制時(shí)，就能接收警報(bào)。
一旦確定了想要的結(jié)果，就必須想辦法實(shí)現(xiàn)。為了轉(zhuǎn)化成所需要的信息，傳感器設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)需要以合適的格式存儲(chǔ)。
例如，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，可以定期接收數(shù)據(jù)，如每10分鐘接收一次。我們可能希望利用該信息來(lái)確定自上次機(jī)器維修后已過(guò)去多久。通過(guò)觀察這些數(shù)據(jù)的趨勢(shì)，如果消耗量保持不變，便可預(yù)測(cè)何時(shí)達(dá)到某個(gè)小時(shí)數(shù)。
由于傳感器捕獲的數(shù)據(jù)量可能非常龐大，故需要一個(gè)可擴(kuò)展的云服務(wù)，以便能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。且還須制定數(shù)據(jù)保留策略，并承認(rèn)無(wú)限保留所有物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是不合邏輯的。隨著數(shù)據(jù)的積累和保存時(shí)間的延長(zhǎng)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的成本也隨之增加。另一方面，更少的數(shù)據(jù)等于更少的歷史典故和見(jiàn)解。因此，必須設(shè)定優(yōu)先級(jí)，并在要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量和預(yù)算之間取得平衡。
在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理之前，確定資源使用和更新頻率(如計(jì)算能力、功率)之間的適當(dāng)平衡是至關(guān)重要的。物聯(lián)網(wǎng)用例明確規(guī)定了什么是“良好的平衡”。
在某些使用場(chǎng)景中，立即了解收集的數(shù)據(jù)如何影響結(jié)果是至關(guān)重要的。為此，物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理是必要的。但是，這可能是相當(dāng)密集型的資源。例如，在某些其他用例中，每天只處理一次收集的數(shù)據(jù)就足夠了。
到目前為止，我們已經(jīng)使用傳感器設(shè)備收集數(shù)據(jù)，使用網(wǎng)絡(luò)解決方案將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)，使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用的信息?，F(xiàn)在是向用戶(hù)展示結(jié)果的時(shí)候了。
物聯(lián)網(wǎng)連接示例
企業(yè)構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)連接類(lèi)型將決定新物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的成敗。當(dāng)企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)連接機(jī)制時(shí)，電池壽命、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和成本等因素都會(huì)發(fā)揮作用。
物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)
沒(méi)有連接，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)就不可能實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中的設(shè)備只有在連接到其他設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)才能發(fā)揮作用，就像水槽連接到水管或電燈插入插座一樣。幸運(yùn)的是，有多種物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)可用。故此，了解對(duì)帶寬、范圍和功耗的需求，將助于做出最佳的選擇。
讓我們來(lái)一起探索最流行的物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)和應(yīng)用案例。
固定連接以太網(wǎng)
以太網(wǎng)連接是企業(yè)用來(lái)將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)的最早技術(shù)之一。對(duì)于不需要從固定位置移動(dòng)的笨重設(shè)備來(lái)說(shuō)，這仍然是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。通過(guò)使用以太網(wǎng)電源可以減少有線部署中使用的電纜數(shù)量，這是一種通過(guò)數(shù)據(jù)線而不是電源線傳輸電流的技術(shù)。
LPWAN支持大量傳感器的能力
在物聯(lián)網(wǎng)中，低功耗廣域網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議用于將少量數(shù)據(jù)從專(zhuān)用基站無(wú)線傳輸?shù)絺鞲衅骱驮O(shè)備。
LPWAN技術(shù)“LoRa”由芯片制造商Semtech和Sigfox提供支持，最常被企業(yè)使用。LoRa和Sigfox都支持使用未經(jīng)許可的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段進(jìn)行雙向通信，其中包括歐洲的868 MHz頻段、北美的915 MHz頻譜和亞洲的433 MHz頻率。
在城市部署中，LoRa和Sigfox提供的實(shí)際范圍約為10公里，而在摩天大樓較少的開(kāi)闊農(nóng)村地區(qū)，范圍是這個(gè)數(shù)字的兩倍多。
Sigfox和Semtech都提供了網(wǎng)關(guān)，使自己的技術(shù)作為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的部署變得簡(jiǎn)單和負(fù)擔(dān)得起。這些LPWAN技術(shù)在商業(yè)建筑和工業(yè)場(chǎng)所的物聯(lián)網(wǎng)部署中得到了廣泛的關(guān)注，這些建筑和工業(yè)場(chǎng)所擁有數(shù)千個(gè)傳感器和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
在LPWAN技術(shù)方面，LoRa處于領(lǐng)先地位，部分原因是一家名為Helium的初創(chuàng)企業(yè)在北美和歐洲推出了基于LoRaWAN技術(shù)的DIY物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)蜂窩連接
物聯(lián)網(wǎng)蜂窩連接在全球獲得了巨大的吸引力，2G和3G支持多種開(kāi)創(chuàng)性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。有了4G服務(wù)，每個(gè)單元有更多的設(shè)備可能會(huì)帶來(lái)更大的帶寬、更低的延遲和更高的設(shè)備密度。5G網(wǎng)絡(luò)的引入最初是由5G新無(wú)線電(NR)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的，將通過(guò)支持超可靠低延遲通信(URLLC)進(jìn)一步改進(jìn)這些網(wǎng)絡(luò)，這將支持越來(lái)越多的關(guān)鍵應(yīng)用。
因此，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)既能滿(mǎn)足大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)相對(duì)簡(jiǎn)單的需求，又能滿(mǎn)足復(fù)雜環(huán)境和應(yīng)用中高度獨(dú)特、微妙的需求。
除了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商之外，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)也在快速增長(zhǎng)，并得到越來(lái)越多的設(shè)備、芯片組、模塊和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商的支持。其建立在世界3GPP標(biāo)準(zhǔn)之上。在無(wú)與倫比的全球覆蓋、服務(wù)質(zhì)量、可擴(kuò)展性、安全性以及處理各種用例的不同需求的靈活性方面，其比其他低功率廣域(LPWA)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表現(xiàn)得更好。
衛(wèi)星可以訪問(wèn)難以接近的區(qū)域
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，衛(wèi)星提供了真正無(wú)所不在的覆蓋，因?yàn)槠淇梢赃B接到幾乎沒(méi)有地面物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備。如果企業(yè)需要在海洋中覆蓋物聯(lián)網(wǎng)，則需要衛(wèi)星連接。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)可以使用在地球上空23,000英里的軌道上運(yùn)行的地球靜止衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)連接。隨著SpaceX等企業(yè)開(kāi)始發(fā)射瞄針對(duì)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的巨大微型衛(wèi)星星座，低地球軌道衛(wèi)星也同樣變得越來(lái)越受歡迎。
企業(yè)Wifi
WiFi是家庭和企業(yè)的傳感器、安全攝像頭、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接方式。
全球使用最廣泛的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之一是WiFi?，F(xiàn)實(shí)世界中，未經(jīng)許可的2.4 GHz和5 GHz頻段在距離接入點(diǎn)約410英尺處達(dá)到峰值。2.4 GHz的連接能夠?qū)崿F(xiàn)150mbps的數(shù)據(jù)速率，并提高了穿過(guò)墻壁等固體物體的吞吐量。對(duì)于辦公室或其他結(jié)構(gòu)中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，企業(yè)將使用2.4 GHz。通過(guò)5 GHz鏈路可以支持約1Gbps的數(shù)據(jù)速度。除非企業(yè)加強(qiáng)5 GHz頻段的信號(hào)，否則WiFi信號(hào)的范圍會(huì)減少約50%。
對(duì)于2.4 GHz或5 GHz頻段，典型的WiFi電池壽命為8到9小時(shí)。辦公室電腦和智能手機(jī)可以使用這種電池壽命，但傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備需要數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年的電池壽命。
物聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議
在構(gòu)建支持物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，技術(shù)專(zhuān)業(yè)人員有多種通信協(xié)議可供選擇。以下是最典型的。
藍(lán)牙和BLE
短波、超高頻無(wú)線電波被用于被稱(chēng)為藍(lán)牙的短距離無(wú)線技術(shù)。盡管其最初主要用于音頻流媒體，但后來(lái)發(fā)展成為無(wú)線和連接設(shè)備的關(guān)鍵支持器。因此，物聯(lián)網(wǎng)安裝和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常使用這種低功耗、短距離的物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)。
最適合物聯(lián)網(wǎng)連接的新形式的藍(lán)牙是低功耗藍(lán)牙，也被稱(chēng)為藍(lán)牙LE或BLE。顧名思義，BLE的耗電量比標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)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(fèi)者提供的智能家居、健康和健身追蹤器，以及為企業(yè)提供的店內(nèi)導(dǎo)航。
LORA和LORAWAN
遠(yuǎn)程通信能力通過(guò)被稱(chēng)為L(zhǎng)oRa的非蜂窩無(wú)線技術(shù)提供，也被稱(chēng)為遠(yuǎn)程通信。對(duì)于M2M和物聯(lián)網(wǎng)部署，其具有低功耗、數(shù)據(jù)傳輸安全的特點(diǎn)。LORA目前是Semtech射頻平臺(tái)的一部分，是一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。Semtech是LoRa聯(lián)盟的創(chuàng)始成員之一，該聯(lián)盟目前負(fù)責(zé)監(jiān)管LoRa技術(shù)。此外，LoRa聯(lián)盟創(chuàng)建并目前管理LoRaWAN，這是一個(gè)開(kāi)放的基于云的協(xié)議，允許LoRa在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間進(jìn)行通信。
WiFi
WiFi是一種流行的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，因?yàn)槠鋸V泛應(yīng)用于住宅、商業(yè)和工業(yè)設(shè)施。WiFi可以分析大量的數(shù)據(jù)，并允許快速的數(shù)據(jù)傳輸。由于中短距離，局域網(wǎng)的情況特別適合WiFi。此外，WiFi有許多標(biāo)準(zhǔn)，其中最流行的是802.11n，這為技術(shù)人員提供了不同的部署方案。
對(duì)于各種物聯(lián)網(wǎng)用例，特別是那些涉及低功耗/電池供電設(shè)備的情況，許多WiFi標(biāo)準(zhǔn)，包括在家庭中經(jīng)常使用的WiFi標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)消耗過(guò)多的功率。因此，WiFi并非適用于所有部署。WiFi的低范圍和較差的可擴(kuò)展性是額外因素，使其在許多物聯(lián)網(wǎng)部署中使用不切實(shí)際。
蜂窩
蜂窩是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中最流行和最常用的解決方案之一。其也是通信跨越更遠(yuǎn)距離的最佳部署方案之一。目前，傳統(tǒng)的2G和3G標(biāo)準(zhǔn)正在逐漸被淘汰，同時(shí)由于通信企業(yè)的努力，新的高速標(biāo)準(zhǔn)4G/LTE和5G的覆蓋范圍正在迅速擴(kuò)大。蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供了高帶寬和可靠的通信。其能夠發(fā)送大量數(shù)據(jù)，這對(duì)許多物聯(lián)網(wǎng)部署至關(guān)重要。然而，這些功能比其他選擇更昂貴，且消耗更多的能源。
COAP
受限應(yīng)用協(xié)議(CoAP)是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組受限RESTful環(huán)境工作組于2013年推出的，此前其被開(kāi)發(fā)用于基于HTTP的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。CoAP使用用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議創(chuàng)建安全連接，并允許多個(gè)站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。CoAP使受限制的設(shè)備能夠加入物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，即使存在低帶寬、低可用性和低能源設(shè)備，也經(jīng)常用于機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)應(yīng)用。
AMQP
AMQP是Advanced Message Queuing Protocol的縮寫(xiě)，即高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議，這是一種開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于更面向消息的中間件。因此，其獨(dú)立于所使用的消息代理或平臺(tái)，促進(jìn)了系統(tǒng)之間的消息傳遞兼容性。即使跨距離或通過(guò)低于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)，也能提供穩(wěn)定性、安全性和互操作性。即使在系統(tǒng)不能同時(shí)可用的情況下，也能促進(jìn)通信。
LWM2M
根據(jù)OMA SpecWorks的說(shuō)法，LWM2M(輕量級(jí)M2M)是“一種為傳感器網(wǎng)絡(luò)和M2M環(huán)境的需求設(shè)計(jì)的設(shè)備管理協(xié)議”。這種通信協(xié)議是處理和存儲(chǔ)能力受限的低功耗設(shè)備的可行選擇，因?yàn)槠涫菍?zhuān)門(mén)為物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境和其他M2M應(yīng)用中的遠(yuǎn)程設(shè)備管理和遙測(cè)而創(chuàng)建的。
MQTT
其最初創(chuàng)建于1999年，名為消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸，現(xiàn)在簡(jiǎn)稱(chēng)為MQTT。此協(xié)議不再使用消息隊(duì)列。MQTT使用發(fā)布-訂閱體系結(jié)構(gòu)來(lái)支持M2M通信。其直接的消息傳遞架構(gòu)促進(jìn)了眾多設(shè)備之間的通信，并在受限的硬件上運(yùn)行。
MQTT是為在低帶寬環(huán)境中運(yùn)行而創(chuàng)建的，包括那些傳感器和移動(dòng)設(shè)備連接到不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境。由于其能夠連接小代碼設(shè)備，因此經(jīng)常被選擇用于因帶寬限制或不穩(wěn)定連接，而帶來(lái)不同程度延遲的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。將物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接在一起的最流行的開(kāi)源協(xié)議是MQTT，其最初是作為一個(gè)專(zhuān)有協(xié)議存在的。
DDS
數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)是由對(duì)象管理組(OMG)為實(shí)時(shí)系統(tǒng)創(chuàng)建的。DDS是一種用于以數(shù)據(jù)為中心的通信的中間件協(xié)議和API標(biāo)準(zhǔn)，OMG將其描述為“將系統(tǒng)的組件集成在一起，提供業(yè)務(wù)和關(guān)鍵任務(wù)IoT應(yīng)用所需的低延遲數(shù)據(jù)連接、極高的可靠性和可擴(kuò)展的架構(gòu)。”該M2M標(biāo)準(zhǔn)使用發(fā)布-訂閱結(jié)構(gòu)，提供高性能和高度可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。
XMPP
可擴(kuò)展消息傳遞和呈現(xiàn)協(xié)議(XMPP)最初由開(kāi)源Jabber社區(qū)于21世紀(jì)初開(kāi)發(fā)，用于實(shí)時(shí)人與人之間的對(duì)話，目前被用于輕量級(jí)中間件中的M2M通信和XML數(shù)據(jù)路由。XMPP最常用于以消費(fèi)者為中心的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，如智能設(shè)備，并促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)上眾多實(shí)體之間結(jié)構(gòu)化但可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換。XMPP標(biāo)準(zhǔn)基金會(huì)支持其作為開(kāi)源。
Zigbee
Zigbee是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用最廣泛的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，是為建筑和家庭自動(dòng)化而創(chuàng)建的。Zigbee是一種低功耗、短距離協(xié)議，可用于在多個(gè)設(shè)備上傳播通信。雖然其數(shù)據(jù)速率低于BLE，但范圍大于BLE。Zigbee提供靈活的自組織的網(wǎng)格、超低功耗和一系列應(yīng)用程序，并由Zigbee聯(lián)盟管理。
Z-Wave
Z-Wave是一種基于低功耗射頻技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，是另一種獨(dú)家選擇。與藍(lán)牙和WiFi一樣，Z-Wave支持智能設(shè)備之間的加密通信，為物聯(lián)網(wǎng)部署增加了一層安全保障。其經(jīng)常用于商業(yè)應(yīng)用，包括能源管理技術(shù)、家庭自動(dòng)化產(chǎn)品和安全系統(tǒng)。在美國(guó)，其使用908.42兆赫的無(wú)線電頻率，盡管其頻率因國(guó)而異。Z-Wave聯(lián)盟是一個(gè)致力于提高使用Z-Wave的設(shè)備的技術(shù)和互操作性的成員聯(lián)盟，其支持Z-Wave。
物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)
由于選擇如此之多且種類(lèi)繁多，不斷變化的物聯(lián)網(wǎng)連接格局目前集中于滿(mǎn)足消費(fèi)者和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)密集型環(huán)境的需求。理想的通用物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案應(yīng)具有極低的設(shè)備功耗，能夠遠(yuǎn)距離快速傳輸大量數(shù)據(jù)，并以允許智能企業(yè)繼續(xù)盈利的成本提供。
可悲的現(xiàn)實(shí)是，鑒于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)用例的內(nèi)在異構(gòu)性，當(dāng)前或不久的將來(lái)，都無(wú)法在不對(duì)上述基本物聯(lián)網(wǎng)連接因素做出任何妥協(xié)的情況下，容納所有潛在的智能應(yīng)用程序。
因此，為了確定一個(gè)特定項(xiàng)目的最佳解決方案，總是有必要在三個(gè)基本連接因素之間妥協(xié)，即范圍、帶寬和功耗。為了智能組織選擇理想的連接網(wǎng)絡(luò)，必須能夠識(shí)別項(xiàng)目部署的每個(gè)階段的需求，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)用例的細(xì)節(jié)有全面的了解。為了幫助了解最常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所提供的權(quán)衡，這里列出了物聯(lián)網(wǎng)中使用最廣泛的連接解決方案。
如何選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)選項(xiàng)?
術(shù)語(yǔ)“物聯(lián)網(wǎng)連接”是指物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的每個(gè)組件之間的互連，包括傳感器、網(wǎng)關(guān)、路由器、平臺(tái)、應(yīng)用程序和其他系統(tǒng)。其通常是指根據(jù)帶寬、范圍和功率需求分類(lèi)的各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的需求各不相同，很多項(xiàng)目根據(jù)自己的需求使用各種連接方法。
借助這篇物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)的簡(jiǎn)要概述，可以更好地定義自身的需求，做出更明智的決定，并以正確的方式啟動(dòng)智能項(xiàng)目。
選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)選項(xiàng)的重要性
物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)將數(shù)字世界和物理世界結(jié)合起來(lái)，提供更智能未來(lái)的大規(guī)模技術(shù)，其潛力無(wú)限，不斷吸引著市場(chǎng)參與者和投資。隨著商業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)激增，尋找殺手級(jí)市場(chǎng)差異化因素的需求日益增長(zhǎng)，這些差異化因素將給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手帶來(lái)額外的優(yōu)勢(shì)，即使只是輕微的優(yōu)勢(shì)。
盡管涉及信息和運(yùn)營(yíng)技術(shù)融合的物聯(lián)網(wǎng)部署總有改進(jìn)的空間，但有時(shí)連接性似乎被視為理所當(dāng)然。由于蜂窩、WiFi和藍(lán)牙等廣泛使用的無(wú)線技術(shù)的存在，許多物聯(lián)網(wǎng)參與者忽視了擁有適當(dāng)?shù)奈锫?lián)網(wǎng)連接的重要性。這可能最終導(dǎo)致項(xiàng)目失敗，因?yàn)闊o(wú)法控制迅速膨脹的數(shù)據(jù)泛濫。
因此，仔細(xì)選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案對(duì)任何物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的成功都是至關(guān)重要的，因?yàn)槠淇梢宰層脩?hù)完全控制智能數(shù)據(jù)流。最后，通過(guò)有效和可互操作的物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案連接資產(chǎn)可能是成功的關(guān)鍵因素。
物聯(lián)網(wǎng)連接挑戰(zhàn)
物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)對(duì)人們的生活、互動(dòng)和開(kāi)展業(yè)務(wù)的方式產(chǎn)生了一些影響。數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在把整個(gè)地球變成一個(gè)巨大的數(shù)字中心。物聯(lián)網(wǎng)連接在試圖創(chuàng)建更智能的住宅、辦公室、汽車(chē)和其他操作時(shí)遇到了許多問(wèn)題，包括以下內(nèi)容。
可擴(kuò)展性
隨著越來(lái)越多的設(shè)備被連接，底層基礎(chǔ)設(shè)施必須是可擴(kuò)展的。據(jù)預(yù)測(cè)，僅在2021年，全球?qū)惭b358.2億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。隨著企業(yè)增加更多的物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備，如傳感器、網(wǎng)關(guān)、路由器或攝像頭，物聯(lián)網(wǎng)的增長(zhǎng)也引發(fā)了新型數(shù)據(jù)的海嘯。
擴(kuò)展問(wèn)題的多個(gè)方面包括成本、復(fù)雜性和帶寬效率。根據(jù)McKinsey Digital的數(shù)據(jù)，每秒就有127臺(tái)設(shè)備首次連接到互聯(lián)網(wǎng)。因此，隨著網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，服務(wù)提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和其他數(shù)字推動(dòng)者需要實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案來(lái)處理維護(hù)和管理工作量。
兼容性
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各種解決方案爭(zhēng)相成為標(biāo)準(zhǔn)，使得集成具有挑戰(zhàn)性。多樣化的操作系統(tǒng)、脫節(jié)的云服務(wù)以及缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)協(xié)議都可能導(dǎo)致兼容性問(wèn)題。
為了保持持續(xù)的兼容性，用戶(hù)必須更新和修補(bǔ)其設(shè)備。例如，當(dāng)兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相互連接并具有不同的軟件版本時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)性能問(wèn)題。與此相關(guān)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中各種智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)同步和互操作性具有挑戰(zhàn)性。
安全
能想象一臺(tái)普通的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在上線五分鐘后就成為攻擊目標(biāo)嗎？隨著越來(lái)越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)只會(huì)增加。根據(jù)Symantec的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)路由器在針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)攻擊中占了大多數(shù)，每個(gè)路由器平均每月受到5200次攻擊。
除了已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的可擴(kuò)展性和互操作性問(wèn)題之外，典型的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也需要解決，以便物聯(lián)網(wǎng)部署的成功。其中包括訪問(wèn)控制、分布式拒絕服務(wù)(DDoS)攻擊、設(shè)備標(biāo)識(shí)、個(gè)人數(shù)據(jù)保護(hù)、身份驗(yàn)證和其他機(jī)密性問(wèn)題。為了提供端到端安全性，必須能夠快速進(jìn)行調(diào)整，以便在被利用之前糾正問(wèn)題。
總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)部署的分散性意味著組織可以從許多物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)中選擇。如何連接物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的決策之一。物聯(lián)網(wǎng)連接的選擇應(yīng)基于仔細(xì)評(píng)估每個(gè)部署的特點(diǎn)。對(duì)于某些非常高的速度，超低延遲連接是必需的。
這可能會(huì)導(dǎo)致采用5G或4G蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接，但這一決定必須與這些技術(shù)可能的成本和功耗相平衡。對(duì)于一些更簡(jiǎn)單的部署，需要更小的電池，并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)連接的低成本效益、低速連接可能是理想的。
