为什么物联网的成功取决于互操作性

物联网 (IoT) 提供了一个引人注目的应用程序愿景，能够将来自数十万个传感器的原始数据提取为有意义的信息。然而，对于 IoT 开发人员而言，由于将构成有效 IoT 应用程序的许多本地设备和基于云的资源互连这一现实，这一愿景变得黯淡无光。尽管存在创建物联网系统基础的标准机制，但确保物联网应用程序各部分之间互操作性的更大框架充其量仍然很薄弱。

对于企业而言，即使是性能、可用性和安全性等关键问题也让位于互操作性。在互联事物的宏伟计划中，努力将传感器设备与边缘网关和云集成的物联网开发人员将没有多少时间来创建企业在其物联网战略中想象的那种颠覆性应用程序。对于期望物联网工作获得显着投资回报的公司而言，垂直整合的成本可能会使资产负债表出现赤字。据市场研究公司 Gartner 称，今年实施物联网应用程序的一半成本将与集成其组件元素有关。

更糟糕的是，与在 IoT 应用程序中集成各层相关的挑战仅仅是个开始。企业级物联网应用程序还需要跨多个单独的物联网应用程序“孤岛”进行横向集成。例如，寻求更高效率的制造商需要将工业物联网应用程序与来自供应链、库存、运输等的物联网应用程序互连。事实上，麦肯锡的市场分析师表示，物联网应用总潜在价值的 40% 到 60% 取决于在不同物联网系统之间实现互操作性的能力。

然而，即使在单个物联网堆栈中也能确保互操作性并非易事。物联网系统可以是异构系统的定义，包括在其多个层中收集的广泛多样的设备和资源集。为了协同工作，这些部分需要一个更高级别协议和模型的通用框架，以安全地相互识别并交换有关功能、数据和状态的信息。虽然 Web 的标准 HTTP 协议支持与一些请求方法、标头字段和响应代码的互操作性，但物联网当然需要更多的信息，不仅是关于交互的性质，还包括关于有效负载结构和语义的信息。

即使在单个 IoT 应用程序中，设备和资源的多样性也需要一组更广泛的标准方法来处理 IoT 系统各个部分之间可能的交互（图 1）。除了万维网联盟 (W3C)，标准机构和行业团体都在从各自的章程和专业领域的角度处理物联网互操作性问题。

图 1：IoT 系统包含多种设备和资源，需要通用 API、模型和协议来确保互操作性。（来源：W3C）

考虑到边缘设备在 IoT 系统中的作用迅速增长，团队甚至将重点放在边缘设备等个别层上。例如，国际 ISO/IEC JTC 1/SC 41 边缘计算组、中国边缘计算联盟、美国开放边缘计算倡议，甚至特定应用领域都在努力定义物联网边缘设备标准与汽车边缘计算联盟合作。

对于开发人员而言，基本问题仍然是提议的标准如何很好地满足他们的要求。在 W3C 内部的努力中，Mozilla 基金会正在采取更直接的方法在现实世界中测试其提案。除了提议的用于事物交互的 API（图 1），该小组最近还提供了基于 Raspberry Pi 的兼容物联网边缘设备的参考实现。Mozilla 的 Things Gateway 项目包括开源开发人员可以用来快速实施边缘设备的软件和分步程序。Mozilla 的方法有助于填补物联网等快速发展领域中标准与要求之间的关键差距。也许更重要的是，这种方法为开发人员提供了一个真正的解决方案，他们甚至需要一个简单的测试平台来确保他们自己的物联网设备设计的互操作性。

审核编辑：汤梓红