為什么物聯(lián)網(wǎng)的成功取決于互操作性

物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 提供了一個(gè)引人注目的應(yīng)用程序愿景，能夠?qū)?lái)自數(shù)十萬(wàn)個(gè)傳感器的原始數(shù)據(jù)提取為有意義的信息。然而，對(duì)于 IoT 開(kāi)發(fā)人員而言，由于將構(gòu)成有效 IoT 應(yīng)用程序的許多本地設(shè)備和基于云的資源互連這一現(xiàn)實(shí)，這一愿景變得黯淡無(wú)光。盡管存在創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，但確保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序各部分之間互操作性的更大框架充其量仍然很薄弱。

對(duì)于企業(yè)而言，即使是性能、可用性和安全性等關(guān)鍵問(wèn)題也讓位于互操作性。在互聯(lián)事物的宏偉計(jì)劃中，努力將傳感器設(shè)備與邊緣網(wǎng)關(guān)和云集成的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員將沒(méi)有多少時(shí)間來(lái)創(chuàng)建企業(yè)在其物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中想象的那種顛覆性應(yīng)用程序。對(duì)于期望物聯(lián)網(wǎng)工作獲得顯著投資回報(bào)的公司而言，垂直整合的成本可能會(huì)使資產(chǎn)負(fù)債表出現(xiàn)赤字。據(jù)市場(chǎng)研究公司 Gartner 稱，今年實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的一半成本將與集成其組件元素有關(guān)。

更糟糕的是，與在 IoT 應(yīng)用程序中集成各層相關(guān)的挑戰(zhàn)僅僅是個(gè)開(kāi)始。企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序還需要跨多個(gè)單獨(dú)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序“孤島”進(jìn)行橫向集成。例如，尋求更高效率的制造商需要將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序與來(lái)自供應(yīng)鏈、庫(kù)存、運(yùn)輸?shù)鹊奈锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用程序互連。事實(shí)上，麥肯錫的市場(chǎng)分析師表示，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用總潛在價(jià)值的 40% 到 60% 取決于在不同物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互操作性的能力。

然而，即使在單個(gè)物聯(lián)網(wǎng)堆棧中也能確?；ゲ僮餍圆⒎且资隆Ｎ锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以是異構(gòu)系統(tǒng)的定義，包括在其多個(gè)層中收集的廣泛多樣的設(shè)備和資源集。為了協(xié)同工作，這些部分需要一個(gè)更高級(jí)別協(xié)議和模型的通用框架，以安全地相互識(shí)別并交換有關(guān)功能、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的信息。雖然 Web 的標(biāo)準(zhǔn) HTTP 協(xié)議支持與一些請(qǐng)求方法、標(biāo)頭字段和響應(yīng)代碼的互操作性，但物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然需要更多的信息，不僅是關(guān)于交互的性質(zhì)，還包括關(guān)于有效負(fù)載結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義的信息。

即使在單個(gè) IoT 應(yīng)用程序中，設(shè)備和資源的多樣性也需要一組更廣泛的標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)處理 IoT 系統(tǒng)各個(gè)部分之間可能的交互（圖 1）。除了萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟 (W3C)，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和行業(yè)團(tuán)體都在從各自的章程和專業(yè)領(lǐng)域的角度處理物聯(lián)網(wǎng)互操作性問(wèn)題。

圖 1：IoT 系統(tǒng)包含多種設(shè)備和資源，需要通用 API、模型和協(xié)議來(lái)確?；ゲ僮餍浴＃▉?lái)源：W3C）

考慮到邊緣設(shè)備在 IoT 系統(tǒng)中的作用迅速增長(zhǎng)，團(tuán)隊(duì)甚至將重點(diǎn)放在邊緣設(shè)備等個(gè)別層上。例如，國(guó)際 ISO/IEC JTC 1/SC 41 邊緣計(jì)算組、中國(guó)邊緣計(jì)算聯(lián)盟、美國(guó)開(kāi)放邊緣計(jì)算倡議，甚至特定應(yīng)用領(lǐng)域都在努力定義物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)與汽車(chē)邊緣計(jì)算聯(lián)盟合作。

對(duì)于開(kāi)發(fā)人員而言，基本問(wèn)題仍然是提議的標(biāo)準(zhǔn)如何很好地滿足他們的要求。在 W3C 內(nèi)部的努力中，Mozilla 基金會(huì)正在采取更直接的方法在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試其提案。除了提議的用于事物交互的 API（圖 1），該小組最近還提供了基于 Raspberry Pi 的兼容物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備的參考實(shí)現(xiàn)。Mozilla 的 Things Gateway 項(xiàng)目包括開(kāi)源開(kāi)發(fā)人員可以用來(lái)快速實(shí)施邊緣設(shè)備的軟件和分步程序。Mozilla 的方法有助于填補(bǔ)物聯(lián)網(wǎng)等快速發(fā)展領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)與要求之間的關(guān)鍵差距。也許更重要的是，這種方法為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)真正的解決方案，他們甚至需要一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試平臺(tái)來(lái)確保他們自己的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的互操作性。

審核編輯：湯梓紅