物聯(lián)網(wǎng)連接標準化加速物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程

　　引言

　　OCF(OPEN CONNECTIVITY FOUNDATION，開(kāi)放互聯(lián)基金會(huì ))作為一個(gè)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)標準化的組織，雖然成立只有兩年時(shí)間，但成長(cháng)的速度非?？?。包括英特爾，微軟和高通、海爾等領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都已經(jīng)是OCF的會(huì )員。

　　我們的未來(lái)世界是一個(gè)高度智能及互聯(lián)的世界，將會(huì )有80%的設備是聯(lián)網(wǎng)設備。據 Cisco預測，到2020年，智能互連設備將達到500億臺，互聯(lián)傳感器將達到2120億個(gè)，47%的設備將是機器對機器的連接，每日網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的數據生成量將達到1.5GB，自動(dòng)駕駛汽車(chē)數據生成量將達到4400GB，互聯(lián)飛機數據生成量將達到40000GB，互聯(lián)工廠(chǎng)數據生成量將達到1000000GB。

　　如今家中的智能設備大多時(shí)候無(wú)法共享相同事件，或采取最適當的動(dòng)作，而智能建筑收集到的數據也并不總是以有意義的方式與其他系統共享。因而，物聯(lián)網(wǎng)標準化在演進(jìn)過(guò)程中越來(lái)越重要，特別是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)面臨著(zhù)將眾多不同廠(chǎng)商與不同垂直應用的設備和節點(diǎn)連接到一起的問(wèn)題，連接的標準化就顯得尤為重要。

　　1物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代面臨的挑戰

　　1.1對大規?；軜嫷男枨?/p>

　　在IoT應用之前，應用端是擁有豐富資源的設備，與云端或數據中心的服務(wù)端進(jìn)行通訊。此時(shí)，應用端與服務(wù)端的溝通對開(kāi)發(fā)者而言相對簡(jiǎn)單，擁有包括安全性及識別性完善的定義標準，如圖1所示。伴隨著(zhù)摩爾定律的不斷發(fā)展，如今，更低價(jià)的運算性能和通訊已經(jīng)實(shí)現，現在能夠將運算及通訊性能放入小型、功能固定的設備中，曾經(jīng)的設備，現在都變得智能化和互聯(lián)互通，并不斷伴隨著(zhù)新型設備的出現，數據量和控制點(diǎn)數量將有爆炸性成長(cháng)，通訊也將隨之變得非常復雜，如圖2所示。

　　在物聯(lián)網(wǎng)的智能化應用中，因為數據無(wú)法有效地連接或共享而讓智能化進(jìn)程大打折扣，這造成的結果是會(huì )讓物聯(lián)網(wǎng)的兼容性變差，并且發(fā)展勢頭被拖慢，從而讓所有致力于物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)受損。因此，應用及服務(wù)必須取得數據及控制點(diǎn)以創(chuàng )造價(jià)值，但是開(kāi)發(fā)者在取得所有數據及控制點(diǎn)上遇到了困難，這也使得應用案例更加復雜。因此，系統與通訊需要達成大規?；?，解決方案就必須適用于各種硬件外型、操作系統、平臺、制造商、服務(wù)供貨商及垂直市場(chǎng)，同時(shí)還必須適用于資源受限的設備，擴大到智慧設備，再到云端，如圖3所示。

　　圖1 IoT應用之前的應用短與服務(wù)器通訊

　　圖2 通訊不斷復雜化

　　圖3 對大規?；軜嫷男枨?/p>

　　1.2對IoT開(kāi)發(fā)者的要求

　　面對未來(lái)80%的物聯(lián)網(wǎng)設備，如今只有19%的開(kāi)發(fā)者專(zhuān)注于IoT設備的開(kāi)發(fā)，而這些開(kāi)發(fā)者也主要是嵌入式系統的開(kāi)發(fā)者，相對而言，桌面型應用、云端及后端，以及移動(dòng)端應用的開(kāi)發(fā)者占比較大，這將成為未來(lái)IoT設備開(kāi)發(fā)的重要障礙，如何讓目前的開(kāi)發(fā)者更容易成為IoT開(kāi)發(fā)者成為亟待解決的問(wèn)題。

　　圖4 各領(lǐng)域開(kāi)發(fā)者占比

　　數據來(lái)源：Vision Mobile Developer Economics -State of the Developer

　　2016年第一季度(21900位開(kāi)發(fā)者調查)

　　2互聯(lián)性驅動(dòng)經(jīng)濟價(jià)值

　　根據梅特卡夫定律可知：網(wǎng)絡(luò )價(jià)值等于網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數的平方，網(wǎng)絡(luò )價(jià)值與聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)數的平方成正比。由圖5可知，網(wǎng)絡(luò )可能連接數C可以表示為：

　　C = n(n-1)/2 (1)

　　網(wǎng)絡(luò )的經(jīng)濟價(jià)值V表示為：

　　V=C2 (2)

　　圖5 網(wǎng)絡(luò )設備之間可能連接數

　　由麥肯錫2015年IoT報告顯示，IoT在2025年將驅動(dòng)的總經(jīng)濟價(jià)值為11.1兆美元，其中47%的價(jià)值(5.2兆美元)將藉由互操作性發(fā)揮出來(lái)。因此，互操作性將具有巨大的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟價(jià)值，這也將會(huì )是未來(lái)的發(fā)展趨勢之一。

　　3解決方案及技術(shù)架構

　　3.1解決方案路線(xiàn)

　　OCF即開(kāi)放互聯(lián)基金會(huì )(OPEN CONNECTIVITY FOUNDATION)，旨在定義數據架構及標準模型，實(shí)現各種設備、應用及服務(wù)之間安全、可互通的多種信息流，解決物聯(lián)網(wǎng)的新興需求。

　　OCF解決方案路線(xiàn)主要由三部分構成，即制定規范、IoTivity開(kāi)源計劃及做認證。首先是定義OCF架構，包括IoT設備、應用及服務(wù)互動(dòng)的標準模型，藉由制訂IoT設備接續的通用標準，停止碎片化，并增加設備間的互動(dòng)合作;然后通過(guò)IoTivity開(kāi)源計劃提供OCF架構的參考實(shí)作及非OCF設備的轉譯層，藉由開(kāi)源碼及免權利金許可，減輕開(kāi)發(fā)者的負擔;最后透過(guò)符合規范和互操作測試，確?；ゲ僮餍?，藉由正式的測試和認證程序，確?；ゲ僮餍?。

　　3.2技術(shù)架構

　　OCF技術(shù)核心架構主要分為客戶(hù)端(應用端)和服務(wù)器(資源)兩部分，由API語(yǔ)言映像、資源模型、發(fā)現、通訊、設備管理及傳輸抽象化等組成?？蛻?hù)端和服務(wù)器之間主要通過(guò)本地IP實(shí)現共享傳輸，資源模型則可以通過(guò)實(shí)體處理程序調用資源，如圖6所示。非OCF設備可以藉由網(wǎng)關(guān)獲得資源，通過(guò)協(xié)議插件及協(xié)議插件管理器與資源模塊進(jìn)行交互，如圖7所示。

　　圖6 OCF技術(shù)架構

　　圖7 非OCF設備可以藉由網(wǎng)關(guān)取得資源

　　IoT通用架構要實(shí)現互操作性需要提供以下信息：

　　? 通用發(fā)現和尋址體系;

　　? 通用數據建模體系;

　　? 通用交互模型;

　　? 端到端的安全性、數據保護和數據隱私;

　　? 必須橫跨硬體外型、操作系統、平臺、制造商、服務(wù)提供商和垂直市場(chǎng);

　　? 必須獨立于通訊協(xié)議、與傳輸無(wú)關(guān)，并橫跨許多物理層面;

　　? 必須拓展規模，從有限的設備到智能設備，再到云端。

　　4 未來(lái)發(fā)展計劃

　　開(kāi)發(fā)者首先要了解開(kāi)放連接對他們的設計沒(méi)有增加負擔，而是提供更大的通用性空間，其次會(huì )以最直接的方式讓開(kāi)發(fā)者只要選擇經(jīng)過(guò)OCF認證的產(chǎn)品就無(wú)需擔心連接方面的問(wèn)題。OCF現在需要讓開(kāi)發(fā)者認識到OCF的價(jià)值，同時(shí)也需要讓開(kāi)發(fā)者通過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)感受OCF的產(chǎn)品帶來(lái)的連接便捷性，這可以鼓勵開(kāi)發(fā)者更多的選擇OCF認證過(guò)的各種產(chǎn)品進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的設計。

　　對OCF而言，目前最大的挑戰集中在如何將認證通過(guò)的產(chǎn)品大量的投入市場(chǎng)，讓市場(chǎng)和開(kāi)發(fā)者看得到OCF認證的產(chǎn)品帶來(lái)的價(jià)值。OCF最大的任務(wù)是讓大家一起合作，OCF成立至今，在全球已有近300個(gè)會(huì )員，其中，中國有35個(gè)，包括海爾、華為、中興、聯(lián)想等國內知名企業(yè)。

　　5結論

　　OCF的目標就是讓復雜的IoT通訊對開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)變得容易，提供通用數據模型，讓開(kāi)發(fā)者能與所有IoT設備與數據互動(dòng)，在短時(shí)間內致力提供最大互操作性，為未來(lái)的統一性提供進(jìn)路，支持多種垂直市場(chǎng)的需要(因為許多應用案例橫跨數個(gè)垂直市場(chǎng))，建立能達成規?；?、有組織的基金會(huì )。

　　作者：王金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯