通盤考量十大成功要素　物聯網云端轉型之路更順遂

　　從IT云邁向物聯網云的過渡已經開始。正如IT云的發展一般，物聯網應用轉型同樣是一個漫長旅途，面對全新的系統級設計、多元無線通訊協議、大量資料采集和分析等十種劇烈變化，設計者必須通盤了解物聯網云需求并掌握相關半導體軟硬體技術才能實現。

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

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

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

　　物聯網標準和傳輸層次顛覆傳統

　　在2013年末于巴塞隆那召開的一次物聯網國際會議上，不僅每位主旨發言者都大談基礎設施即服務(IaaS)、PaaS、SaaS所構成的“金字塔隱喻”，而且拜物聯網所賜，幾乎每位發言者都談到“一切即服務(EaaS)”。

　　在如此大肆宣傳和鼓噪之下，現實與虛構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網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域，電子和軟體基礎設施都須具備不同的標準和傳輸層次。讓情況變得更為復雜的是，IT行業的許多重量級企業都把物聯網視為一個轉折點，讓他們可藉此機會進行轉型并進入其他的業務領域(圖1)。因此，這些大企業的著眼點是他們目前已有的資產，并在此基礎上對物聯網所需要的基礎設施進行定義，而不是以是否合乎邏輯、技術上是否合理作為定義的基礎。

　　圖1　產業界轉向物聯網云端生態系統的革命已經展開。

　　那些從未涉及資料中心軟硬體業務的企業，自然會公開提倡將大部分的資料處理工作放在網路的其他地方實施(更靠近來源)，其他一些企業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該直接由客戶設施內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在無線通訊協議、閘道器、對于物的定義和服務實現方案等諸多方面。

　　突破設計迷思　物聯網數據可比想像的少

　　一個很好的例子是行業內最大企業之一目前正進行的宣傳。他們把物聯網稱為“一次處于常開狀態的革命”，從邊緣節點/感測器節點(即從物的一側)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據。

　　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，物聯網是一個“在大部分時間處于關閉狀態”的系統，其所產生的數據比他們的描述要少得多，而且很少會有數據能最終到達云端(圖2)。舉例來說：

　　圖2　物聯網多元應用將包含高速、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，直到感測器在開門或者接近門鎖的過程中觸發一個喚醒指令，才會將幾個字節的數據傳送到閘道器，然后重新回到休眠狀態。

　　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冰，是否須通知交通部門派除冰車過來以避免交通事故發生。

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

　　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出的植物激素)探測儀每隔30分鐘醒來一次，將集裝箱內的數據傳送給卡車駕駛室內的閘道器。通過這些資料可預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、橋梁、門鎖等)的大部分時間都是處在休眠狀態，只有在某個事件觸發下或在預先設定的時間間隔內才會蘇醒一次，只有透過這種手段才能夠讓這些設備僅依靠電池就可以運行長達數年的時間。

　　所有事件是否都值得發送到云端?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容須發送到云端，只有在出現例外事件時(門打開、水果變質、壓縮機出現故障、橋梁結冰)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(處在預先設定的允許范圍之內)，數據就會按照預先設定的時間間隔(如每24小時一次)進行記錄且元數據將會上傳至云端。即使涉及到視訊采集，所需頻寬也不會超過2Mbit/s。

　　根據筆者對多個擁有大量建筑的大型企業和校園的分析結果，物聯網服務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網在提供服務的過程中與云端之間的通訊。所以對于那些鼓吹所有應用和物都保持常開狀態，因而需大量頻寬資源的人，應持懷疑態度。