通盤考量十大成功要素　物聯(lián)網(wǎng)云端轉(zhuǎn)型之路更順遂

　　從IT云邁向物聯(lián)網(wǎng)云的過渡已經(jīng)開始。正如IT云的發(fā)展一般，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)型同樣是一個漫長旅途，面對全新的系統(tǒng)級設(shè)計、多元無線通訊協(xié)議、大量資料采集和分析等十種劇烈變化，設(shè)計者必須通盤了解物聯(lián)網(wǎng)云需求并掌握相關(guān)半導(dǎo)體軟硬體技術(shù)才能實現(xiàn)。

　　在2013年中時，一個神奇的詞匯物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，讓整個IT世界為之瘋狂。而這種狂熱情緒的直接結(jié)果，大批原本針對完全不同終端用戶而開發(fā)出來的產(chǎn)品，在一夕之間就將其市場宣傳產(chǎn)品改弦易轍，以物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的新形象閃亮登場。企業(yè)競相在每一位高階主管或每一款小產(chǎn)品的名稱前冠以“物聯(lián)網(wǎng)”三個字，竭盡全力讓自己能躋身于物聯(lián)網(wǎng)隊伍當中，并成為其生態(tài)系統(tǒng)的一部分。

　　新舉辦的各類展覽紛紛宣稱自己在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)擁有權(quán)威地位，天使投資人和風(fēng)投機構(gòu)蜂擁而至，為物聯(lián)網(wǎng)注入資金，催生出各種不可思議的創(chuàng)新思維，有時甚至讓筆者想起上世紀90年代末的網(wǎng)路泡沫及Lemonade.com網(wǎng)站受到資助的情景。新標準體系也圍繞著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的提供而建立起來，好像就是一眨眼的功夫，IT領(lǐng)域的大部分人都突然變成物聯(lián)網(wǎng)專家。

　　在這個過程中云端服務(wù)企業(yè)自然也毫不例外，雖然云端的整個物理架構(gòu)并沒有改變，但是針對企業(yè)IT管理和移動應(yīng)用程序支持而開發(fā)的平臺和軟體都成為了平臺即服務(wù)(PaaS)、軟體即服務(wù)(SaaS)物聯(lián)網(wǎng)平臺，且都宣稱自己可滿足物聯(lián)網(wǎng)要求。

　　物聯(lián)網(wǎng)標準和傳輸層次顛覆傳統(tǒng)

　　在2013年末于巴塞隆那召開的一次物聯(lián)網(wǎng)國際會議上，不僅每位主旨發(fā)言者都大談基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、PaaS、SaaS所構(gòu)成的“金字塔隱喻”，而且拜物聯(lián)網(wǎng)所賜，幾乎每位發(fā)言者都談到“一切即服務(wù)(EaaS)”。

　　在如此大肆宣傳和鼓噪之下，現(xiàn)實與虛構(gòu)之間的界限很難分清，除非用戶認真研究，而且是非常深入的研究才行。這種模糊不清是由物聯(lián)網(wǎng)的寬度及所包含的眾多垂直市場所造成，其范圍甚至可涵蓋目前所知的生活所有層面;而每個垂直市場都有自己獨有的“物”，所以從設(shè)備角度來看并沒有一個能解決所有問題的萬能方法。

　　為支持這一廣泛的領(lǐng)域，電子和軟體基礎(chǔ)設(shè)施都須具備不同的標準和傳輸層次。讓情況變得更為復(fù)雜的是，IT行業(yè)的許多重量級企業(yè)都把物聯(lián)網(wǎng)視為一個轉(zhuǎn)折點，讓他們可藉此機會進行轉(zhuǎn)型并進入其他的業(yè)務(wù)領(lǐng)域(圖1)。因此，這些大企業(yè)的著眼點是他們目前已有的資產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上對物聯(lián)網(wǎng)所需要的基礎(chǔ)設(shè)施進行定義，而不是以是否合乎邏輯、技術(shù)上是否合理作為定義的基礎(chǔ)。

　　圖1　產(chǎn)業(yè)界轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)云端生態(tài)系統(tǒng)的革命已經(jīng)展開。

　　那些從未涉及資料中心軟硬體業(yè)務(wù)的企業(yè)，自然會公開提倡將大部分的資料處理工作放在網(wǎng)路的其他地方實施(更靠近來源)，其他一些企業(yè)則支持與此相反的方法，同時第三股力量卻主張大部分的處理工作應(yīng)該直接由客戶設(shè)施內(nèi)智慧閘道器平臺的各個層級及除上述兩個方面之外的其余部分予以完成。同樣的矛盾觀點也出現(xiàn)在無線通訊協(xié)議、閘道器、對于物的定義和服務(wù)實現(xiàn)方案等諸多方面。

　　突破設(shè)計迷思　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可比想像的少

　　一個很好的例子是行業(yè)內(nèi)最大企業(yè)之一目前正進行的宣傳。他們把物聯(lián)網(wǎng)稱為“一次處于常開狀態(tài)的革命”，從邊緣節(jié)點/感測器節(jié)點(即從物的一側(cè))收集到的資料隨時都在向云端傳送。這種方式須具備極大的網(wǎng)路頻寬及強大的存儲能力用以從云端收集資料，還須進一步提高其被動式大資料分析能力，以處理來自云端的如此海量的數(shù)據(jù)。

　　很明顯，他們要銷售的是錘子，所以就把世界上的所有事物都視為釘子，而真實的情況是，物聯(lián)網(wǎng)是一個“在大部分時間處于關(guān)閉狀態(tài)”的系統(tǒng)，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比他們的描述要少得多，而且很少會有數(shù)據(jù)能最終到達云端(圖2)。舉例來說：

　　圖2　物聯(lián)網(wǎng)多元應(yīng)用將包含高速、低資料量傳輸需求。 資料來源：Atmel

　　1. 一扇門或者一把鎖大部分時間都是處在休眠狀態(tài)，直到感測器在開門或者接近門鎖的過程中觸發(fā)一個喚醒指令，才會將幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送到閘道器，然后重新回到休眠狀態(tài)。

　　2. 橋梁上的溫度感測器會每隔一段時間就從休眠中醒來一次，將溫度的變化情況即時通報給路邊閘道器，同時告知橋梁是否結(jié)冰，是否須通知交通部門派除冰車過來以避免交通事故發(fā)生。

　　3. 在美國德州，安裝在寫字樓空調(diào)上的震動感測器會每2小時監(jiān)測一次空調(diào)壓縮機運行的聲音。如果壓縮機聲音中有跡象表明，這部空調(diào)有可能會在幾周之內(nèi)出現(xiàn)故障，那么感測器就會馬上給大樓物業(yè)發(fā)出信息，讓其派一位技術(shù)人員排除潛在故障，以免在火熱的7月空調(diào)突然停止工作。

　　4. 在拖掛卡車所運送的水果集裝箱，乙烯氣體(水果和植物成熟時所散發(fā)出的植物激素)探測儀每隔30分鐘醒來一次，將集裝箱內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送給卡車駕駛室內(nèi)的閘道器。通過這些資料可預(yù)測出水果的腐爛速度，讓司機在必要的情況下將運輸目的地臨時更改為就近城市，從而讓水果可以有更長的保質(zhì)期，或者將水果直接送到果醬加工廠，避免水果腐爛的同時還浪費卡車燃料。

　　上述每種情況，以及類似的其他情況中，物(即水果集裝箱、空調(diào)、橋梁、門鎖等)的大部分時間都是處在休眠狀態(tài)，只有在某個事件觸發(fā)下或在預(yù)先設(shè)定的時間間隔內(nèi)才會蘇醒一次，只有透過這種手段才能夠讓這些設(shè)備僅依靠電池就可以運行長達數(shù)年的時間。

　　所有事件是否都值得發(fā)送到云端?實際上，在本地閘道器運行的本地事件處理和分析引擎將決定什么內(nèi)容須發(fā)送到云端，只有在出現(xiàn)例外事件時(門打開、水果變質(zhì)、壓縮機出現(xiàn)故障、橋梁結(jié)冰)訊息才會立即傳送到云端。除此之外，只要一切都處于正常狀態(tài)(處在預(yù)先設(shè)定的允許范圍之內(nèi))，數(shù)據(jù)就會按照預(yù)先設(shè)定的時間間隔(如每24小時一次)進行記錄且元數(shù)據(jù)將會上傳至云端。即使涉及到視訊采集，所需頻寬也不會超過2Mbit/s。

　　根據(jù)筆者對多個擁有大量建筑的大型企業(yè)和校園的分析結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)在不提供視訊功能的情況下，總計只需要15Mbit/s最大頻寬就能完全支援物聯(lián)網(wǎng)在提供服務(wù)的過程中與云端之間的通訊。所以對于那些鼓吹所有應(yīng)用和物都保持常開狀態(tài)，因而需大量頻寬資源的人，應(yīng)持懷疑態(tài)度。