物联网互操作性：物联网面临的最大难题

物联网互操作性使得IoT的采用能够变得更复杂。为了从物联网部署中获得最大收益，各个组织必须在诸如IP或MQTT等标准中进行选择。

物联网带来的最大优势绝非来自单一的连接元素。相反，其价值来自它的复数性以及它们如何协同工作。

物联网系统的组件

如下图所示，物联网系统的组件从上到下包括：

1. 用户域实体（如人或如智能手机这样的接口设备）
2. 操作和管理（例如对服务的订阅者的管理）
3. 应用和服务（例如出租车预订服务）
4. 访问和通信（例如到服务的WiFi连接）
5. 物联网设备（例如温度传感器）
6. 物联网网关（例如家中的中间设备，允许远程访问另一个设备）
7. 物理领域实体（如房屋、道路、人类、动物、森林）

物联网互操作性

互操作性着重于确保两个物联网系统或其组件可以进行有效的交互。物联网互操作性是一个物联网部署中多个组件有效通信、共享数据和协同工作以达到共享结果的能力。组织必须能够在从设备到云的所有连接中传输和理解数据。

下图显示了几个物联网系统（或同级物联网系统）的交互。例如，出租车预订服务可以与交通管理系统进行交互。

互操作性点

下图显示了物联网系统组件之间的各种交互，每个移动的圆点代表一个交互能力或一个互操作性点。一些交互可以被用户看到，例如，智能手机可以与智能手表进行交互。其他的是内部的，例如，一个安全监控应用程序和一个物联网家庭网关之间的交互，或者家庭网关和入侵检测器之间的交互。

下图展示了一个物联网系统的例子–远程加热控制。用户可以使用智能手机在外部控制家中的加热设备。

再例如，一智能家庭的所有组件：门锁、娱乐系统、恒温器以及诸如手机或亚马逊Alexa这样的个人设备，当所有组件协同工作时，智能家庭的功能运行最顺畅，为此它们需要相互通信。理想情况下，组件应无缝交互，但它们通常不会——无论是在智能家庭还是在许多企业物联网部署中都是如此。

以智能家庭为例：智能手机，Alexa和恒温器可以直接连接到Wi-Fi，但是智能锁却可能使用蓝牙或Z-Wave通信协议。这种差异可能看起来不是什么大问题，但是如果家庭系统希望协同运作——例如在解锁门时调高恒温器——那么它们必须有一些通信标准是共有的。

这就是事情变得复杂的地方，我们需要一种让设备与家中的网络进行交谈的方式。并非智能家庭中的所有东西都可以相互交谈，但是当所有东西都可以交谈时，你将获得最大的好处。

物联网互操作性的三种类型

物联网部署有三种互操作性需求：

01 技术互操作性

部署有能力使用物理通信基础设施来传输数据位。

02 语法互操作性

共享的语法或常见的信息模型结构化数据，并建立一种协议来分享信息作为特定类型的数据。

03 语义物联网部署

语义物联网部署是一种确立数据含义的能力，让不同的设备和系统能够理解和利用彼此的数据。

互操作性的缺失阻碍了物联网发展的机会

当前连接设备在部署时无法立即有效通信的问题阻碍了连接设备的采用，增加了成本，并限制了许多物联网用途的价值。解决物联网部署中的互操作性要求可能复杂且昂贵，这可能会使物联网项目脱轨或放缓。

自动、广泛的互操作性的缺乏不仅减缓了消费者或家庭物联网市场的发展，而且还阻碍了市政和商业IoT部署的进展。智能城市项目可能需要数百或数千种设备在多个类别中协同工作，以获取该技术的全部优势。具有不同设备要求和物理障碍的工业IoT投资也可能需要使用多种通信协议。

组织可以使用物联网集线器，这些集线器作为各种设备的中心连接器，提供所需的翻译服务以连接物联网部署中的各种设备。然而，需要添加额外的互操作性组件，例如集线器，这增加了成本并引入了复杂性，这可能会阻碍对物联网用例的更多购买，并降低物联网的投资回报率。

互操作性确实存在，但由于持续的创新超过了标准行业的步伐，该行业试图提供经过深入审查的通信、方法和协议模板，来管理信息交换、数据隐私和安全，所以今天互操作性受到了挑战。

广泛的互操作性的缺乏也限制了最大化其价值和创新的能力。

ThoughtWorks全球咨询公司的事物负责人、现任企业架构师Tom Glover表示：“如果你不能让互操作性处于良好状态，那么考虑数字孪生、机器学习、预测自动化就会非常困难，因为你需要理解现实世界的模型才能成功。只有通过互操作性，你才能让这种情况发生。”

互操作性标准连接物联网设备通信

包括制造商和设计连接生态系统以供使用的工程师在内的许多物联网社区的人士，共同努力开发解决互操作性挑战的标准。多个标准组织已经围绕这个原因而集结，但没有适用于每个物联网用例的主导性共通标准。

在这个领域，有很多竞争的政府组织、标准机构、行业联盟、公司、学术机构甚至个人贡献者在做出贡献，这些贡献者在行业甚至同一行业的位置上都有很大的差异。

然而，有些标准使用得更广泛。比如IP，这种关键的通信标准在过去的30年中在技术和语法互操作性层面形成。

MQTT是一个开源的网络协议，用于传输设备之间的消息，其已经成为一种通用语言——一种共通或桥接语言——对于可以使用它来交换信息的大范围的物联网组件。

与此同时，专家们说，该行业开始围绕设备应该简单地协同工作的概念形成共识——带着物联网互操作性将类似于即插即用技术的想法——并且该行业将围绕使用成熟的标准，如Open Connectivity Foundations IoT规范，该规范定义了设备如何在彼此之间以及云之间安全地互操作。

全球标准组织，如IEEE，花费了大量的努力组建行业专家团队来评估新兴的需求，形成方法，制定指南和推荐实践，在日益有意义的框架的层次结构中，这结果是一套公认的标准。通过这种方式，物联网的互操作性在各个行业中成为一种固有的期望，而不是通过需要为每个新功能进行大量定制的设备和工件集合而被设计出来。

来源 ｜ TechTarget & Trialog
Edgenesis编译
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/xgk9tL2DrQo4H3257y-w9A