（中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司，重慶 401336）

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)的研究思考

陳杰，方紹波

（中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司，重慶 401336）

本文通過分析國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)與應(yīng)用特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前同類平臺在跨平臺服務(wù)方面存在的瓶頸，探討規(guī)范設(shè)備與平臺的接入方式，實(shí)現(xiàn)跨平臺數(shù)據(jù)交互，提高物聯(lián)網(wǎng)平臺跨平臺服務(wù)支持能力，提升行業(yè)發(fā)展水平。

物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)；物聯(lián)網(wǎng)跨平臺數(shù)據(jù)交互；標(biāo)準(zhǔn)接入方式；規(guī)范數(shù)據(jù)報(bào)文

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正在全球范圍內(nèi)迅速擴(kuò)張，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正處于物聯(lián)網(wǎng)連接大規(guī)模建立階段，愛立信預(yù)測到2021年，全球的移動連接數(shù)將達(dá)到275億，其中物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到157億。物聯(lián)網(wǎng)平臺作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)鏈條中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，連通著底層設(shè)備、企業(yè)業(yè)務(wù)需求、應(yīng)用開發(fā)者和企業(yè)內(nèi)其他IT系統(tǒng)等，是物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案的核心。

在產(chǎn)業(yè)層面[1]， 產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛制定其物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，國內(nèi)外涌現(xiàn)出GE Predix、IBM Watson、Thingworx、QQ物聯(lián)、阿里智能、京東微聯(lián)、OneNET、機(jī)智云平臺等物聯(lián)網(wǎng)平臺，每家平臺提供商都有其專注的領(lǐng)域和獨(dú)特優(yōu)勢。

2 終端接入物聯(lián)網(wǎng)平臺對比

物聯(lián)網(wǎng)平臺提供的網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等能力是支持終端接入的關(guān)鍵。不同物聯(lián)網(wǎng)平臺在接入?yún)f(xié)議、聯(lián)網(wǎng)方式、終端接入流程方面的支持有所不同。

2.1 支持接入?yún)f(xié)議對比

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)平臺主要遵循標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議MQTT、HTTP等，部分支持工業(yè)控制領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議Modbus，如表1所示。一些物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景采用了其他協(xié)議，如Thingworx結(jié)合終端設(shè)備的內(nèi)存空間和計(jì)算能力有限的情況，采用了CoAP協(xié)議；OneNET為支持設(shè)備批量、全生命周期管理，采用RGMP協(xié)議；GE Predix服務(wù)于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，還采用了Modbus、Ethercat、Profinet等協(xié)議。

2.2 支持聯(lián)網(wǎng)方式對比

終端設(shè)備主要通過Wi-Fi、藍(lán)牙、移動網(wǎng)絡(luò)方式與物聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行通信，部分支持ZigBee、LoRa等無線通信技術(shù)，對GE Predix、IBM Watson和Thingworx支持的聯(lián)網(wǎng)方式無法考證，如表2所示。

2.3 終端接入流程對比

大部分物聯(lián)網(wǎng)平臺在終端接入流程方面，首先在平臺中注冊產(chǎn)品/添加設(shè)備，生成設(shè)備標(biāo)識、認(rèn)證令牌等必要數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)配置終端設(shè)備，使終端設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)平臺，但各物聯(lián)網(wǎng)平臺的具體接入流程各不相同。

通過上述內(nèi)容的對比，可看出物聯(lián)網(wǎng)平臺的南向支物聯(lián)網(wǎng)平臺支持的接入?yún)f(xié)議不同被限制。同樣，物聯(lián)網(wǎng)平臺支持的聯(lián)網(wǎng)方式、接入流程等的不同，也會影響終端設(shè)備有效獲取不同平臺的服務(wù)。

表1 支持接入?yún)f(xié)議對比表

表2 支持聯(lián)網(wǎng)方式對比表

不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)平臺的南向支撐能力，平臺的北向支撐能力同樣是實(shí)現(xiàn)跨平臺服務(wù)的關(guān)鍵。如何通過平臺提供規(guī)范數(shù)據(jù)服務(wù)，支持應(yīng)用共享各終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，也是跨平臺服務(wù)需要研究探討的問題。

3 物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)的思考

物聯(lián)網(wǎng)平臺是提供共性應(yīng)用支撐、數(shù)據(jù)存儲等能力的平臺，但是各個物聯(lián)網(wǎng)開放平臺發(fā)展各異[2～4]，提供的服務(wù)也不盡相同，從目前行業(yè)發(fā)展來看，現(xiàn)在還沒有一家平臺能提供完備的跨行業(yè)服務(wù)來滿足各行業(yè)用戶的需求。若用戶正在使用的平臺無法提供其需要的服務(wù)，那么用戶就要尋求有該項(xiàng)服務(wù)能力的平臺支撐。然而目前不同物聯(lián)網(wǎng)平臺在接入?yún)f(xié)議、聯(lián)網(wǎng)方式、接入流程等方面都存在明顯差異，使得各物聯(lián)網(wǎng)平臺之間的終端接入、跨平臺服務(wù)存在困難。

首先，終端設(shè)備接入不同物聯(lián)網(wǎng)平臺，須支持相應(yīng)的通信協(xié)議；其次，對終端設(shè)備接入和采集數(shù)據(jù)展示需按各平臺相應(yīng)流程進(jìn)行配置；最后，各平臺采用不同的加密算法進(jìn)行身份認(rèn)證，支持不同的數(shù)據(jù)加密傳輸協(xié)議，其他平臺無法解析處理。若為獲取某一項(xiàng)服務(wù)遷移平臺，用戶必須按照新平臺的接入設(shè)備要求進(jìn)行重新部署，這會無形間增加用戶的開發(fā)周期，影響已有的產(chǎn)品服務(wù)，不利于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的健康發(fā)展。鑒于此，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)對豐富物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，擴(kuò)大行業(yè)規(guī)模是必然的選擇。

為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)，業(yè)界已從多個方面進(jìn)行研究，提出了統(tǒng)一化的接口當(dāng)前，國家林業(yè)局、各省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局結(jié)合各行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)制定系列標(biāo)準(zhǔn)，如《環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)要求 空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測信息傳輸技術(shù)規(guī)范》-DB32/T 2772-2015，《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 信息服務(wù) 終端數(shù)據(jù)交換規(guī)范》-DB34/T 2383-2015，《林業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 第3部分：信息安全通用技術(shù)要求》-LY/T 2413.3-2015等。國外也在積極研究標(biāo)準(zhǔn)化、可互操作、可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)平臺體系結(jié)構(gòu)[5]，實(shí)施基于標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)平臺互通[6]等。

然而現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大部分面向垂直細(xì)分領(lǐng)域。雖然規(guī)范了物聯(lián)網(wǎng)平臺結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，支持統(tǒng)一化的接口互聯(lián)，但不同行業(yè)數(shù)據(jù)交互格式卻沒有定義。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面，終端與交互對象之間通信的數(shù)據(jù)報(bào)文格式如表3所示。

環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)方面，輻射環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換報(bào)文結(jié)構(gòu)包括報(bào)文頭和報(bào)文體，其中，報(bào)文頭包括發(fā)送方、接收方、消息序號、服務(wù)時(shí)間、服務(wù)時(shí)限、服務(wù)類型、服務(wù)優(yōu)先級和回執(zhí)要求部分，報(bào)文體包括信息類型、簽名信息、系統(tǒng)回執(zhí)等部分。

表3 數(shù)據(jù)報(bào)文組成格式

但是目前這些嘗試都是在某一垂直行業(yè)中使用，對不同行業(yè)用戶而言，物聯(lián)網(wǎng)平臺碎片化、平臺之間不能互聯(lián)互通的問題依然存在。當(dāng)農(nóng)業(yè)傳感器接入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，若當(dāng)前平臺不提供某種功能，那么就需要通過其他物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取相關(guān)功能，若沒有規(guī)范的數(shù)據(jù)報(bào)文格式，平臺間交互需要一層轉(zhuǎn)換，這將增加用戶獲取服務(wù)的成本。因此建議面向公共領(lǐng)域，整合各行業(yè)接入端共性，規(guī)范終端與平臺之間的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，支持各行業(yè)終端更好地獲取各物聯(lián)網(wǎng)平臺提供的特色服務(wù)，從而做大物聯(lián)網(wǎng)市場，提升行業(yè)發(fā)展水平。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展快速，平臺之間的差異性明顯，按行業(yè)統(tǒng)一相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方式，無法快速、有效實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺之間的跨平臺交互。采用平臺數(shù)據(jù)透傳，或統(tǒng)一數(shù)據(jù)輸出格式以支持第三方平臺接入的服務(wù)，雖實(shí)現(xiàn)多平臺之間的通信，但因數(shù)據(jù)傳輸、處理方式的不同，數(shù)據(jù)共享仍有難度。平臺之間數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用才是跨平臺服務(wù)的真正目的，跨平臺服務(wù)不僅能降低終端重復(fù)部署的成本，而且能提高數(shù)據(jù)的利用率，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值?？缙脚_服務(wù)涉及終端與平臺之間、平臺與應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)展示，僅平臺南向支撐跨平臺接入，或平臺北向提供跨平臺服務(wù)都不能實(shí)現(xiàn)真正的跨平臺服務(wù)。只有終端與平臺之間接入方式、數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，以及平臺提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)輸出服務(wù)支持各應(yīng)用，才能真正實(shí)現(xiàn)跨平臺服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺能力不斷豐富，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系正處在不斷完善階段，對物聯(lián)網(wǎng)跨平臺服務(wù)的研究也仍將繼續(xù)。

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A reflection on the service of the inter-platform of IoT

CHEN Jie, FANG Shao-bo
(China Mobile IoT Company Limited, Chongqing 401336, China)

This article compares mainstream platforms and analyzes their abilities and we found there are many obstacles when users try to implement severice of heterogenous platforms. This article discuss the possibility of building standardized methods to smooth the transfer procedure and improve the ability of providing inter-platform service to enhance the industry development.

severice of heterogenous platforms; data transfer between inter-platforms; normalized aceeptance of equipments; standardized data format

TP393

A

1008-5599（2017）05-0004-03

2017-04-10