物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮因素 - 從“霧”到“云”：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)需考慮哪些因素？

　　物理連接性

　　根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的類型，用于支持M2M網(wǎng)絡(luò)連接性的“霧”層連接性可以呈現(xiàn)為無線物理層，例如 ZigBee、Sub-gigaHertz、Z-Wave、低功耗藍(lán)牙、低功耗Wi-Fi或近場通信等。短期受限的設(shè)備可以采用有線物理層（例如Home Plug Green PHY）。為了適應(yīng)“霧”層設(shè)備所用的各種連接性解決方案，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)關(guān)必須提供適用類型的足夠連接端口，以支持連接“霧”層設(shè)備所需的調(diào)制解調(diào) 器?！办F”層調(diào)制解調(diào)器通常所用的連接端口典型屬于低數(shù)據(jù)速率、串行輸入/輸出（IO）端口，例如UART、SPI或者I2C。

　　協(xié)議支持

　　除了支持“霧”層設(shè)備所用的各種物理層連接性之外，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)關(guān)必須能夠支持每種類型物聯(lián)網(wǎng) （IoT）設(shè)備所用的協(xié)議。這些協(xié)議包括家庭自動(dòng)化（Home Automation）、智能能源（Smart Energy）、802.11n、6LoPAN和多種其它協(xié)議。每種類型的協(xié)議需要一定數(shù)量的處理工作負(fù)載，以便管理每一種協(xié)議相關(guān)的協(xié)議堆棧。

　　安全性

　　網(wǎng)絡(luò)間傳輸數(shù)據(jù)的保護(hù)需求獲得了一致的認(rèn)可，如今提供多種機(jī)制，可以在接入點(diǎn)、筆記本電腦、使用Wi-Fi或者 以太網(wǎng)安全協(xié)議等實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。除了數(shù)據(jù)加密的功能之外，還要防止引進(jìn)惡意軟件以降低數(shù)據(jù)安全性，或者在加密數(shù)據(jù)之前防止采集未授權(quán)數(shù)據(jù)。這些功能物聯(lián)網(wǎng) （IoT）應(yīng)用中都十分關(guān)鍵，在其中許多邊界網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳感器都會(huì)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間捕捉和傳輸特定用戶的數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)直接關(guān)系到個(gè)人用戶或與其密切聯(lián) 系，加密數(shù)據(jù)十分必要。這種行為日益受到法規(guī)的監(jiān)管和監(jiān)控，在不斷擴(kuò)展采用加密標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議技術(shù)規(guī)范。結(jié)果不可避免的是，這要求在M2M或物聯(lián)網(wǎng)（IoT） 中使用的通信處理器必須能夠執(zhí)行加密運(yùn)行功能，例如哈希算法、簽名和加密數(shù)據(jù)，以及安全密鑰存儲(chǔ)單元，以便滿足法規(guī)要求。如果希望提供這種類型的安全性， 需要全面綜合的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，其中包括安全啟動(dòng)、支持可靠架構(gòu)（例如ARM? TrustZone?），能夠檢測設(shè)備外殼或線路板的物理篡改。

　　可靠性

　　希望支持通信平臺(tái)的持續(xù)運(yùn)行，需要防止對存儲(chǔ)器陣列造成阿爾法粒子效應(yīng)。隨著硅片工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的 規(guī)格越來越小，由于阿爾法粒子效應(yīng)導(dǎo)致存儲(chǔ)器陣列的出錯(cuò)概率就會(huì)明顯增長。通過在所有存儲(chǔ)器中集成錯(cuò)誤檢查和糾錯(cuò)（ECC）技術(shù)可以避免，包括第1層和第 2層緩存以及SRAM和外部DDR存儲(chǔ)器，以及看門狗計(jì)時(shí)器，從而獲得最大可靠性。

　　物理連接性、協(xié)議支持、安全性和可靠性是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)關(guān)所有關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮因素。隨著“霧”層物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的數(shù)量在多種設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間不斷增加各種上述因素的互操作性問題，這會(huì)很快變成另一個(gè)關(guān)鍵因素，讓消費(fèi)者需要將各種“霧”層設(shè)備連接到云環(huán)境。