通盘考量十大成功要素　物联网云端转型之路更顺遂

　　从IT云迈向物联网云的过渡已经开始。正如IT云的发展一般，物联网应用转型同样是一个漫长旅途，面对全新的系统级设计、多元无线通讯协议、大量资料采集和分析等十种剧烈变化，设计者必须通盘了解物联网云需求并掌握相关半导体软硬体技术才能实现。

　　在2013年中时，一个神奇的词汇物联网(IoT)，让整个IT世界为之疯狂。而这种狂热情绪的直接结果，大批原本针对完全不同终端用户而开发出来的产品，在一夕之间就将其市场宣传产品改弦易辙，以物联网产品的新形象闪亮登场。企业竞相在每一位高阶主管或每一款小产品的名称前冠以“物联网”三个字，竭尽全力让自己能跻身于物联网队伍当中，并成为其生态系统的一部分。

　　新举办的各类展览纷纷宣称自己在物联网行业拥有权威地位，天使投资人和风投机构蜂拥而至，为物联网注入资金，催生出各种不可思议的创新思维，有时甚至让笔者想起上世纪90年代末的网路泡沫及Lemonade.com网站受到资助的情景。新标准体系也围绕着物联网设备的提供而建立起来，好像就是一眨眼的功夫，IT领域的大部分人都突然变成物联网专家。

　　在这个过程中云端服务企业自然也毫不例外，虽然云端的整个物理架构并没有改变，但是针对企业IT管理和移动应用程序支持而开发的平台和软体都成为了平台即服务(PaaS)、软体即服务(SaaS)物联网平台，且都宣称自己可满足物联网要求。

　　物联网标准和传输层次颠覆传统

　　在2013年末于巴塞隆那召开的一次物联网国际会议上，不仅每位主旨发言者都大谈基础设施即服务(IaaS)、PaaS、SaaS所构成的“金字塔隐喻”，而且拜物联网所赐，几乎每位发言者都谈到“一切即服务(EaaS)”。

　　在如此大肆宣传和鼓噪之下，现实与虚构之间的界限很难分清，除非用户认真研究，而且是非常深入的研究才行。这种模糊不清是由物联网的宽度及所包含的众多垂直市场所造成，其范围甚至可涵盖目前所知的生活所有层面;而每个垂直市场都有自己独有的“物”，所以从设备角度来看并没有一个能解决所有问题的万能方法。

　　为支持这一广泛的领域，电子和软体基础设施都须具备不同的标准和传输层次。让情况变得更为复杂的是，IT行业的许多重量级企业都把物联网视为一个转折点，让他们可藉此机会进行转型并进入其他的业务领域(图1)。因此，这些大企业的着眼点是他们目前已有的资产，并在此基础上对物联网所需要的基础设施进行定义，而不是以是否合乎逻辑、技术上是否合理作为定义的基础。

　　图1　产业界转向物联网云端生态系统的革命已经展开。

　　那些从未涉及资料中心软硬体业务的企业，自然会公开提倡将大部分的资料处理工作放在网路的其他地方实施(更靠近来源)，其他一些企业则支持与此相反的方法，同时第三股力量却主张大部分的处理工作应该直接由客户设施内智慧闸道器平台的各个层级及除上述两个方面之外的其余部分予以完成。同样的矛盾观点也出现在无线通讯协议、闸道器、对于物的定义和服务实现方案等诸多方面。

　　突破设计迷思　物联网数据可比想像的少

　　一个很好的例子是行业内最大企业之一目前正进行的宣传。他们把物联网称为“一次处于常开状态的革命”，从边缘节点/感测器节点(即从物的一侧)收集到的资料随时都在向云端传送。这种方式须具备极大的网路频宽及强大的存储能力用以从云端收集资料，还须进一步提高其被动式大资料分析能力，以处理来自云端的如此海量的数据。

　　很明显，他们要销售的是锤子，所以就把世界上的所有事物都视为钉子，而真实的情况是，物联网是一个“在大部分时间处于关闭状态”的系统，其所产生的数据比他们的描述要少得多，而且很少会有数据能最终到达云端(图2)。举例来说：

　　图2　物联网多元应用将包含高速、低资料量传输需求。 资料来源：Atmel

　　1. 一扇门或者一把锁大部分时间都是处在休眠状态，直到感测器在开门或者接近门锁的过程中触发一个唤醒指令，才会将几个字节的数据传送到闸道器，然后重新回到休眠状态。

　　2. 桥梁上的温度感测器会每隔一段时间就从休眠中醒来一次，将温度的变化情况即时通报给路边闸道器，同时告知桥梁是否结冰，是否须通知交通部门派除冰车过来以避免交通事故发生。

　　3. 在美国德州，安装在写字楼空调上的震动感测器会每2小时监测一次空调压缩机运行的声音。如果压缩机声音中有迹象表明，这部空调有可能会在几周之内出现故障，那么感测器就会马上给大楼物业发出信息，让其派一位技术人员排除潜在故障，以免在火热的7月空调突然停止工作。

　　4. 在拖挂卡车所运送的水果集装箱，乙烯气体(水果和植物成熟时所散发出的植物激素)探测仪每隔30分钟醒来一次，将集装箱内的数据传送给卡车驾驶室内的闸道器。通过这些资料可预测出水果的腐烂速度，让司机在必要的情况下将运输目的地临时更改为就近城市，从而让水果可以有更长的保质期，或者将水果直接送到果酱加工厂，避免水果腐烂的同时还浪费卡车燃料。

　　上述每种情况，以及类似的其他情况中，物(即水果集装箱、空调、桥梁、门锁等)的大部分时间都是处在休眠状态，只有在某个事件触发下或在预先设定的时间间隔内才会苏醒一次，只有透过这种手段才能够让这些设备仅依靠电池就可以运行长达数年的时间。

　　所有事件是否都值得发送到云端?实际上，在本地闸道器运行的本地事件处理和分析引擎将决定什么内容须发送到云端，只有在出现例外事件时(门打开、水果变质、压缩机出现故障、桥梁结冰)讯息才会立即传送到云端。除此之外，只要一切都处于正常状态(处在预先设定的允许范围之内)，数据就会按照预先设定的时间间隔(如每24小时一次)进行记录且元数据将会上传至云端。即使涉及到视讯采集，所需频宽也不会超过2Mbit/s。

　　根据笔者对多个拥有大量建筑的大型企业和校园的分析结果，物联网服务在不提供视讯功能的情况下，总计只需要15Mbit/s最大频宽就能完全支援物联网在提供服务的过程中与云端之间的通讯。所以对于那些鼓吹所有应用和物都保持常开状态，因而需大量频宽资源的人，应持怀疑态度。