物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)化加速物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程

　　引言

　　OCF(OPEN CONNECTIVITY FOUNDATION，開放互聯(lián)基金會(huì))作為一個(gè)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的組織，雖然成立只有兩年時(shí)間，但成長的速度非常快。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。

　　我們的未來世界是一個(gè)高度智能及互聯(lián)的世界，將會(huì)有80%的設(shè)備是聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。據(jù) Cisco預(yù)測(cè)，到2020年，智能互連設(shè)備將達(dá)到500億臺(tái)，互聯(lián)傳感器將達(dá)到2120億個(gè)，47%的設(shè)備將是機(jī)器對(duì)機(jī)器的連接，每日網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)據(jù)生成量將達(dá)到1.5GB，自動(dòng)駕駛汽車數(shù)據(jù)生成量將達(dá)到4400GB，互聯(lián)飛機(jī)數(shù)據(jù)生成量將達(dá)到40000GB，互聯(lián)工廠數(shù)據(jù)生成量將達(dá)到1000000GB。

　　如今家中的智能設(shè)備大多時(shí)候無法共享相同事件，或采取最適當(dāng)?shù)膭?dòng)作，而智能建筑收集到的數(shù)據(jù)也并不總是以有意義的方式與其他系統(tǒng)共享。因而，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化在演進(jìn)過程中越來越重要，特別是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)面臨著將眾多不同廠商與不同垂直應(yīng)用的設(shè)備和節(jié)點(diǎn)連接到一起的問題，連接的標(biāo)準(zhǔn)化就顯得尤為重要。

　　1物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代面臨的挑戰(zhàn)

　　1.1對(duì)大規(guī)?；軜?gòu)的需求

　　在IoT應(yīng)用之前，應(yīng)用端是擁有豐富資源的設(shè)備，與云端或數(shù)據(jù)中心的服務(wù)端進(jìn)行通訊。此時(shí)，應(yīng)用端與服務(wù)端的溝通對(duì)開發(fā)者而言相對(duì)簡單，擁有包括安全性及識(shí)別性完善的定義標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。伴隨著摩爾定律的不斷發(fā)展，如今，更低價(jià)的運(yùn)算性能和通訊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在能夠?qū)⑦\(yùn)算及通訊性能放入小型、功能固定的設(shè)備中，曾經(jīng)的設(shè)備，現(xiàn)在都變得智能化和互聯(lián)互通，并不斷伴隨著新型設(shè)備的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)量和控制點(diǎn)數(shù)量將有爆炸性成長，通訊也將隨之變得非常復(fù)雜，如圖2所示。

　　在物聯(lián)網(wǎng)的智能化應(yīng)用中，因?yàn)閿?shù)據(jù)無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(jié)果是會(huì)讓物聯(lián)網(wǎng)的兼容性變差，并且發(fā)展勢(shì)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(yīng)用及服務(wù)必須取得數(shù)據(jù)及控制點(diǎn)以創(chuàng)造價(jià)值，但是開發(fā)者在取得所有數(shù)據(jù)及控制點(diǎn)上遇到了困難，這也使得應(yīng)用案例更加復(fù)雜。因此，系統(tǒng)與通訊需要達(dá)成大規(guī)模化，解決方案就必須適用于各種硬件外型、操作系統(tǒng)、平臺(tái)、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(shè)備，擴(kuò)大到智慧設(shè)備，再到云端，如圖3所示。

　　圖1 IoT應(yīng)用之前的應(yīng)用短與服務(wù)器通訊

　　圖2 通訊不斷復(fù)雜化

　　圖3 對(duì)大規(guī)?；軜?gòu)的需求

　　1.2對(duì)IoT開發(fā)者的要求

　　面對(duì)未來80%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如今只有19%的開發(fā)者專注于IoT設(shè)備的開發(fā)，而這些開發(fā)者也主要是嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者，相對(duì)而言，桌面型應(yīng)用、云端及后端，以及移動(dòng)端應(yīng)用的開發(fā)者占比較大，這將成為未來IoT設(shè)備開發(fā)的重要障礙，如何讓目前的開發(fā)者更容易成為IoT開發(fā)者成為亟待解決的問題。

　　圖4 各領(lǐng)域開發(fā)者占比

　　數(shù)據(jù)來源：Vision Mobile Developer Economics -State of the Developer

　　2016年第一季度(21900位開發(fā)者調(diào)查)

　　2互聯(lián)性驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值

　　根據(jù)梅特卡夫定律可知：網(wǎng)絡(luò)價(jià)值等于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的平方，網(wǎng)絡(luò)價(jià)值與聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)的平方成正比。由圖5可知，網(wǎng)絡(luò)可能連接數(shù)C可以表示為：

　　C = n(n-1)/2 (1)

　　網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值V表示為：

　　V=C2 (2)

　　圖5 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可能連接數(shù)

　　由麥肯錫2015年IoT報(bào)告顯示，IoT在2025年將驅(qū)動(dòng)的總經(jīng)濟(jì)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。因此，互操作性將具有巨大的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這也將會(huì)是未來的發(fā)展趨勢(shì)之一。

　　3解決方案及技術(shù)架構(gòu)

　　3.1解決方案路線

　　OCF即開放互聯(lián)基金會(huì)(OPEN CONNECTIVITY FOUNDATION)，旨在定義數(shù)據(jù)架構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)模型，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備、應(yīng)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解決方案路線主要由三部分構(gòu)成，即制定規(guī)范、IoTivity開源計(jì)劃及做認(rèn)證。首先是定義OCF架構(gòu)，包括IoT設(shè)備、應(yīng)用及服務(wù)互動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)模型，藉由制訂IoT設(shè)備接續(xù)的通用標(biāo)準(zhǔn)，停止碎片化，并增加設(shè)備間的互動(dòng)合作;然后通過IoTivity開源計(jì)劃提供OCF架構(gòu)的參考實(shí)作及非OCF設(shè)備的轉(zhuǎn)譯層，藉由開源碼及免權(quán)利金許可，減輕開發(fā)者的負(fù)擔(dān);最后透過符合規(guī)范和互操作測(cè)試，確保互操作性，藉由正式的測(cè)試和認(rèn)證程序，確?；ゲ僮餍?。

　　3.2技術(shù)架構(gòu)

　　OCF技術(shù)核心架構(gòu)主要分為客戶端(應(yīng)用端)和服務(wù)器(資源)兩部分，由API語言映像、資源模型、發(fā)現(xiàn)、通訊、設(shè)備管理及傳輸抽象化等組成?？蛻舳撕头?wù)器之間主要通過本地IP實(shí)現(xiàn)共享傳輸，資源模型則可以通過實(shí)體處理程序調(diào)用資源，如圖6所示。非OCF設(shè)備可以藉由網(wǎng)關(guān)獲得資源，通過協(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(gòu)

　　圖7 非OCF設(shè)備可以藉由網(wǎng)關(guān)取得資源

　　IoT通用架構(gòu)要實(shí)現(xiàn)互操作性需要提供以下信息：

　　? 通用發(fā)現(xiàn)和尋址體系;

　　? 通用數(shù)據(jù)建模體系;

　　? 通用交互模型;

　　? 端到端的安全性、數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)隱私;

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

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

　　? 必須拓展規(guī)模，從有限的設(shè)備到智能設(shè)備，再到云端。

　　4 未來發(fā)展計(jì)劃

　　開發(fā)者首先要了解開放連接對(duì)他們的設(shè)計(jì)沒有增加負(fù)擔(dān)，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發(fā)者只要選擇經(jīng)過OCF認(rèn)證的產(chǎn)品就無需擔(dān)心連接方面的問題。OCF現(xiàn)在需要讓開發(fā)者認(rèn)識(shí)到OCF的價(jià)值，同時(shí)也需要讓開發(fā)者通過實(shí)際開發(fā)感受OCF的產(chǎn)品帶來的連接便捷性，這可以鼓勵(lì)開發(fā)者更多的選擇OCF認(rèn)證過的各種產(chǎn)品進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

　　對(duì)OCF而言，目前最大的挑戰(zhàn)集中在如何將認(rèn)證通過的產(chǎn)品大量的投入市場(chǎng)，讓市場(chǎng)和開發(fā)者看得到OCF認(rèn)證的產(chǎn)品帶來的價(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(nèi)知名企業(yè)。

　　5結(jié)論

　　OCF的目標(biāo)就是讓復(fù)雜的IoT通訊對(duì)開發(fā)者來說變得容易，提供通用數(shù)據(jù)模型，讓開發(fā)者能與所有IoT設(shè)備與數(shù)據(jù)互動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)致力提供最大互操作性，為未來的統(tǒng)一性提供進(jìn)路，支持多種垂直市場(chǎng)的需要(因?yàn)樵S多應(yīng)用案例橫跨數(shù)個(gè)垂直市場(chǎng))，建立能達(dá)成規(guī)?；?、有組織的基金會(huì)。

　　作者：王金旺 《電子產(chǎn)品世界》編輯