物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信技術(shù)的強(qiáng)大功能

許多物聯(lián)網(wǎng)（IoT）項(xiàng)目由于不可預(yù)測(cè)的成本使資產(chǎn)負(fù)債表傾斜而失敗。這背后的一個(gè)主要因素，也是每臺(tái)設(shè)備成本的最大貢獻(xiàn)者之一，簡(jiǎn)單地歸結(jié)為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。這種成本可以通過(guò)選擇一種有效的設(shè)備和應(yīng)用程序之間的通信方式來(lái)緩解。MQTT-SN（用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的 MQTT）是物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的優(yōu)化版本。MQTT（消息查詢遙測(cè)傳輸）專為在大型低功耗物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中高效運(yùn)行而設(shè)計(jì)。

在部署需要擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，成本是一個(gè)重要因素。隨著設(shè)備數(shù)量的增加，總體運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)增加。這是由于許多因素造成的，包括硬件本身的成本，但也不太明顯，但同樣有影響力的因素，如數(shù)據(jù)傳輸成本、供電成本以及不可靠數(shù)據(jù)的成本?？傊@些因素可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，如果在物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的定義階段沒(méi)有得到解決，可能會(huì)失控，導(dǎo)致隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)和功耗成本進(jìn)一步下降。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型和采用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的好處在許多方面都顯現(xiàn)出來(lái);更好的商業(yè)智能，流程改進(jìn)，更低的設(shè)備維護(hù)成本，甚至新的創(chuàng)收方式。許多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這些好處，因此增長(zhǎng)趨勢(shì)將繼續(xù)下去。Gartner預(yù)測(cè)，到2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的總安裝量將達(dá)到約204億臺(tái)，端點(diǎn)和服務(wù)的總支出將達(dá)到3.4萬(wàn)億美元。

雖然物聯(lián)網(wǎng)的好處可能很明顯，但對(duì)于與其部署和后續(xù)操作相關(guān)的成本卻不能這么說(shuō)。每個(gè)部署的設(shè)備都會(huì)帶來(lái)大量成本;其中一些是相對(duì)可預(yù)測(cè)的，如硬件本身的成本。當(dāng)涉及到運(yùn)營(yíng)成本時(shí)，看似可以忽略不計(jì)的因素，例如傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和這樣做時(shí)使用的功率，在擴(kuò)展到數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)設(shè)備時(shí)可能成為主要問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)日益復(fù)雜和碎片化，這些問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化。無(wú)論應(yīng)用如何，都有許多不同的方法可以從設(shè)備收集數(shù)據(jù)并將指令推送到設(shè)備，每種方法都會(huì)帶來(lái)不同的挑戰(zhàn)，從而導(dǎo)致不同的成本。

大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)面臨的最大成本之一是數(shù)據(jù)傳輸本身的成本。隨著數(shù)以千計(jì)的設(shè)備每年可能產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)條消息，看似很小的每條消息成本很快就會(huì)增加。這也與用于傳輸數(shù)據(jù)的功率量相關(guān)。出于這些原因，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須盡可能少，并且僅在需要時(shí)發(fā)送。

通過(guò)減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，可以降低每個(gè)設(shè)備的成本和總運(yùn)營(yíng)成本。這可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣處理數(shù)據(jù)并僅在需要時(shí)傳輸數(shù)據(jù)來(lái)部分修復(fù)。但是，對(duì)于需要發(fā)送的任何數(shù)據(jù)，大小仍然是一個(gè)問(wèn)題，特別是在涉及遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下。

解決數(shù)據(jù)問(wèn)題的另一種方法是選擇一種消息傳遞標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)本身會(huì)生成小消息。各種消息傳遞協(xié)議可用于物聯(lián)網(wǎng)，并且根據(jù)應(yīng)用程序的不同，其適用性會(huì)有所不同。例如，流行的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，如DDS（數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)）和XMPP（可擴(kuò)展消息傳遞和狀態(tài)協(xié)議），可能適用于在處理能力和數(shù)據(jù)豐富的情況下發(fā)送大量數(shù)據(jù)，但由于消息量大和處理量大，它們遠(yuǎn)非許多大規(guī)模部署的理想選擇。

MQTT 是一種輕量級(jí)的機(jī)器對(duì)機(jī)器 （M2M） 消息傳遞協(xié)議，由于代碼占用空間非常小，消息大小小，因此非常適合大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，尤其是在網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的情況下。MQTT 還有助于減少技術(shù)和集成層。它通過(guò)消除在不同組件之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的要求以及消除使用第三方中間件在設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間進(jìn)行通信的需要來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

MQTT-SN 是 MQTT 的一種變體，專為考慮規(guī)模的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸和功耗的效率。提高效率的包括縮短的主題 ID，通過(guò)將主題 ID 從字符串轉(zhuǎn)換為雙字節(jié)別名來(lái)減小主題 ID 的大小，從而減小消息大小。較小的主題ID可以通過(guò)添加的“register”功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，該功能允許客戶端向網(wǎng)關(guān)注冊(cè)別名，以便將來(lái)發(fā)送消息。最重要的是，可以在設(shè)備和網(wǎng)關(guān)中編程較短的主題ID，以確保兩個(gè)實(shí)體都已經(jīng)知道ID，而無(wú)需注冊(cè)，從而消除了對(duì)額外控制消息傳遞的需求。MQTT-SN還具有保持活動(dòng)狀態(tài)程序，允許設(shè)備在不需要時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，并在喚醒時(shí)接收任何等待它們的信息。

如果您正在考慮一個(gè)主要的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，那么請(qǐng)考慮MQTT。它非常適合在物聯(lián)網(wǎng)中使用，因?yàn)樗亲畛Ｓ玫膮f(xié)議之一（由一些最大的平臺(tái)使用，如IBM Watson物聯(lián)網(wǎng)和微軟Azure），使用MQTT的設(shè)備可能很容易與您現(xiàn)有的系統(tǒng)同步。

審核編輯：郭婷