從1999年Kevin Ashton第一次提出這個(gè)概念以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)經(jīng)歷了迅速的轉(zhuǎn)變。隨著近年來(lái)連接到物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備在多樣性和數(shù)量方面出現(xiàn)指數(shù)式的增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了一種主流技術(shù)，在推動(dòng)現(xiàn)在社會(huì)的生活方式方面有著極大的潛力。

在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與工程上，硬件與軟件平臺(tái)之間目前仍有明確的界限，其中大多數(shù)供應(yīng)商都將精力放在硬件方面。只有極少數(shù)供應(yīng)商提供物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù)：例如，Mattermark根據(jù)所獲總投資排名的前100名物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)公司中，只有13家提供物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù)。

本文針對(duì)現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)，基于我們對(duì)IoT供應(yīng)商進(jìn)行的詳細(xì)分析做了一份綜合調(diào)查。而本文最后選擇的物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商，完全是基于這樣的標(biāo)準(zhǔn)：這些供應(yīng)商是否提供軟件解決方案，來(lái)處理從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備/傳感器獲取的信息。注意：雖然我們希望盡可能全面，但本文中仍有可能漏掉了一些這些平臺(tái)的最新改進(jìn)。

　　物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)想要的重要功能

　　基于最近的幾份調(diào)查，我們選出了物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)最關(guān)鍵的功能：設(shè)備管理、集成、安全性、數(shù)據(jù)收集協(xié)議、分析類型以及支持可視化，以便對(duì)樣本功能進(jìn)行比較。本文的后半段中會(huì)對(duì)這些特性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

　　設(shè)備管理與支持集成

　　設(shè)備管理是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)所需的重要功能之一。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)維護(hù)著一堆與之連接的設(shè)備，并跟蹤這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；還應(yīng)當(dāng)能夠處理配置、固件（或其他軟件）更新問題，并提供設(shè)備級(jí)的錯(cuò)誤報(bào)告和處理方案。每天結(jié)束前，設(shè)備用戶應(yīng)當(dāng)能夠獲得個(gè)人設(shè)備級(jí)的統(tǒng)計(jì)。

　　支持集成是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)需要的另一個(gè)重要功能。需要從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上公布的重要操作和數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)能通過API訪問，REST API常用于這一目的。

　　信息安全

　　運(yùn)營(yíng)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)所需的信息安全手段，比普通軟件應(yīng)用和服務(wù)所需的要求更高。數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)連接，代表著我們需要處理的漏洞也是相應(yīng)比例的。一般來(lái)講，為了避免被竊聽，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)之間的網(wǎng)絡(luò)連接需要通過強(qiáng)大的加密機(jī)制來(lái)保障。

　　然而，在現(xiàn)代的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)上，大多低成本、低功率的設(shè)備都無(wú)法支持這樣的高級(jí)訪問控制措施。因此，物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)自身需要采取替代措施，以解決這類設(shè)備級(jí)的問題。例如：將物聯(lián)網(wǎng)流量劃分為專用網(wǎng)絡(luò)，依靠云應(yīng)用級(jí)的強(qiáng)大安全性，要求定期更新密碼并支持驗(yàn)證更新固件，還有簽名才能更新軟件等等，這些手段都能加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)的安全級(jí)別。

　　數(shù)據(jù)收集協(xié)議

　　需要注意的另一個(gè)重要方面，是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)的各個(gè)組件之間用于數(shù)據(jù)通信的協(xié)議類型。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可能需要擴(kuò)展到數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億設(shè)備（節(jié)點(diǎn)）上。應(yīng)當(dāng)使用輕量級(jí)通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)低能耗以及低帶寬功能。

　　注意：雖然我們?cè)诒疚闹袑f(xié)議作為概述性詞匯，不過用以收集數(shù)據(jù)的協(xié)議可分為下面幾類：比如應(yīng)用、負(fù)載容器、信息傳遞和遺留協(xié)議。

　　數(shù)據(jù)分析

　　從連接到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的傳感器中所收集的數(shù)據(jù)需要通過智能化手段進(jìn)行分析，以獲得有意義的見解。

　　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析有四種主要類型：實(shí)時(shí)分析、批處理分析、預(yù)測(cè)分析與交互式分析。實(shí)時(shí)分析：對(duì)數(shù)據(jù)流執(zhí)行在線（動(dòng)態(tài)）分析。樣本操作包括基于窗口的集成、篩選、轉(zhuǎn)換等。

　　批處理分析：對(duì)積累的數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作。這樣，批處理操作會(huì)在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行，也許持續(xù)數(shù)小時(shí)或數(shù)日。預(yù)測(cè)分析：基于各類統(tǒng)計(jì)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，集中進(jìn)行預(yù)測(cè)。交互式分析：對(duì)數(shù)據(jù)流和批數(shù)據(jù)執(zhí)行多個(gè)探索性分析。最后一個(gè)就是實(shí)時(shí)分析，在任何軟件平臺(tái)都占據(jù)較重的份量。

　　當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)

　　對(duì)當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查后，我們發(fā)現(xiàn)上面提到的每個(gè)功能都已實(shí)現(xiàn)，只是程度不同而已。我們?cè)谙旅媪谐隽讼嚓P(guān)的平臺(tái)，并進(jìn)行了功能總結(jié)對(duì)比：

　　表1 相關(guān)平臺(tái)功能總結(jié)對(duì)比(標(biāo)著“未知”的欄目代表相關(guān)信息在可用文件中無(wú)法找到)

很明顯，上面列舉的物聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)公司，其中很多可能還不具備設(shè)備管理功能。在這方面，還需要物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)供應(yīng)商提供解決方案。

　　此外在分析生成的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，在計(jì)算及可視化方面提供的支持相對(duì)較少。它們大多支持實(shí)時(shí)分析——這是任何物聯(lián)網(wǎng)框架的必備功能。然而，只有極少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)為其他3種分析類型提供支持。而可視化界面大多表現(xiàn)為門戶網(wǎng)站這樣的簡(jiǎn)單模式，允許對(duì)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行管理，不過很少提供可視化的數(shù)據(jù)分析功能。

　　在不同的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)中，還有幾個(gè)常見功能，包括基于集成的REST API，支持用MQTT協(xié)議來(lái)收集數(shù)據(jù)，以及使用SSL進(jìn)行鏈路加密。盡管在表一中沒有提到，不過單ParStream公司就能達(dá)到300萬(wàn)到400萬(wàn)行/秒的吞吐量。

　　這表明大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)并未太多考慮物聯(lián)網(wǎng)部署的系統(tǒng)性能，而在真實(shí)情況下這是非常關(guān)鍵的。

　　需要改進(jìn)的功能

　　很明顯有若干地方需要改進(jìn)。在本節(jié)中，我們首先提供了一張改進(jìn)功能列表。在物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)供應(yīng)商的努力下，其中一些項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，還有一些性能等待實(shí)現(xiàn)。之后我們提供了一張列表，包括現(xiàn)在尚未實(shí)現(xiàn)的這些新功能。

　　現(xiàn)有功能

　　數(shù)據(jù)分析

　　現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)大多支持實(shí)時(shí)分析，不過批處理分析和交互式數(shù)據(jù)分析也許同樣重要。

　　在這一點(diǎn)上，有人可能會(huì)爭(zhēng)辯：在其他知名的處理平臺(tái)中包括這類分析功能，想要配置用于分析場(chǎng)景的軟件系統(tǒng)也很簡(jiǎn)單。不過，這談何容易。用于實(shí)時(shí)分析（Storm、Samza等）、用于批處理分析（Hadoop、Spark等）、用于預(yù)測(cè)分析（Spark MLLIB等）、用于交互式分析（Apache Drill等）的知名數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并不能直接用在物聯(lián)網(wǎng)案例中。

　　基準(zhǔn)

　　物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)需要有擴(kuò)展性，還應(yīng)包含描述和評(píng)估系統(tǒng)性能的設(shè)備。定義良好的性能指標(biāo)需要：能夠塑造與測(cè)量物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的性能，并考慮到網(wǎng)絡(luò)特性、能耗特點(diǎn)、系統(tǒng)吞吐率、計(jì)算資源消耗以及其他運(yùn)行特征。

　　邊緣分析

　　需要采取措施以減少傳感器設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器之間的大量網(wǎng)絡(luò)帶寬損耗。解決方案之一是使用輕量級(jí)的通訊協(xié)議。另一個(gè)辦法就是使用邊緣分析法，以減少傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)服務(wù)器上的原始數(shù)據(jù)總量。即便是在簡(jiǎn)單的硬件嵌入系統(tǒng)中（如Arduino），也可以實(shí)現(xiàn)邊緣分析法。

　　其他問題

　　應(yīng)當(dāng)注意：有多個(gè)與物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)相關(guān)的其他問題，比如倫理、道德和法律問題，在本文中并未涉及。盡管這些問題也很重要，但在本文中不作討論。

　　需要添加的功能

　　處理無(wú)序進(jìn)程

　　在任何物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中都有可能碰到無(wú)序事件，在傳感器所發(fā)出的事件流中，元組順序混亂可能是網(wǎng)絡(luò)延遲、時(shí)鐘偏移等原因所導(dǎo)致的。處理無(wú)序的物聯(lián)網(wǎng)事件可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障。處理無(wú)序事件時(shí)，需要在結(jié)果準(zhǔn)確性與延遲之間做出權(quán)衡。

　　有四項(xiàng)主要的處理技術(shù)：基于緩存（Buffer-based）、基于標(biāo)點(diǎn)（Punctuation-based）、基于推測(cè)（Speculation-based）以及基于近似（Approximation-based techniques）。在物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，應(yīng)當(dāng)使用其中的一項(xiàng)或多項(xiàng)來(lái)解決無(wú)序事件的問題。

　　支持物聯(lián)網(wǎng)背景

　　背景主要由個(gè)體、其偏好或過去的行為構(gòu)成。例如：在移動(dòng)電話案例中，由于現(xiàn)代移動(dòng)電話中有很多不同類型的傳感器，因此我們能夠獲得豐富的背景信息。在物聯(lián)網(wǎng)分析中，這些背景數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被納入考慮。

　　結(jié)論

　　物聯(lián)網(wǎng)模式的快速發(fā)展需要強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)，能通過物聯(lián)網(wǎng)用例滿足出現(xiàn)的需求。本文中，我們調(diào)查了現(xiàn)有最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)的功能，調(diào)查集中在這些方面：設(shè)備管理、集成、安全性、數(shù)據(jù)收集協(xié)議、分析類型、可視化支持。從這項(xiàng)研究中，像設(shè)備管理、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)可擴(kuò)展性以及性能這樣的領(lǐng)域明顯需要物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)社區(qū)投入特別的關(guān)注。

文章來(lái)源：CSDN