Web服务M2M应用中工作塬理及接入云端注意事项

　　将一台设备或感测器连接到网际网路不是件容易的事─在嵌入式系统设计中没什么事是容易的。不过，那些存在于网上（云端）、供客户使用的优秀分析工具能够扩展客户设备功能，而且还能增加便利性，并透过网际网路实现运算成本的节省。然而，你必须搭建一种通道，以便让设备或感测器的数据到达云端的应用程式，使数据在那裡得到分析和使用。对许多嵌入式系统设计团队来说，这是一个全新领域。本文将介绍Web服务在机器到机器（M2M）应用中的工作塬理，并探讨在网际网路上製作‘设备云’所要完成的主要任务。

　　你在什么云上？

　　迄今为止，我们中的大多数人都被灌输过‘云端’和‘云端运算’等术语。除了产生雨、雪和暴风雨等自然气候现象外，‘云’的真正含义是什么？对这个问题的简单的回答是，不要太执迷于所谓的云术语；而应该认识到，软体应用程式、连接和储存可以存在于本地设备（如PC）或某个网路中的伺服器上。各种基于Web的应用就是一些最佳例子，例如电子邮件和其它集中智慧点（如映射）。云端运算的好处在于，云端通常是连网的，因此可以被连接扩展网际网路的每个人所共享。扩展网际网路这个术语意味着物体可以透过网际网路连接到物体，而不仅是人到人。机器到机器（M2M）连接可透过设备云中的扩展网际网路来实现。

　　驻留数据

　　共享数据是问题的根本。然而，这些数据需要驻留在可以得到正确消化的地方。为了将设备或感测器连接到网际网路，你首先需要知道哪裡可以‘驻留’数据。大多数现代工具依赖于Web服务直接连接扩展网际网路，因此你需要知道：Web服务是什么？如何使用Web服务？如何将Web服务应用到远端设备或感测器？

　　为了设计能与云端交互的嵌入式系统，你需要一组功能将设备连接完整于云端的应用程式。记住，设备可以是任何东西，从仪表或自动调温器到发动机或机器；也可以是固定的某些东西，如用于储存和分配的大箱子或大容器。另一方面，应用程式可以是用于处理数据的任何系统。它可以是智慧手机上安装的行动应用程式、基于Web的仪表板类型入口程式、企业资源规划系统或专家系统。不管是哪种情况，挑战在于将有关设备或资产的重要资讯传送给应用程式。为了实现这个目标，我们首先需要定义製作这条数据传送通道所必须的叁大功能组件。

　　製作通道

　　首先你需要如图1所示的功能以便开始设计工作。

　　

　　图1：一种设备云的系统架构。

　　1. 感应和连接。这个功能具有有限的智慧，专门用于获取资讯，包括无线电模组、简单逻辑以及与即时需求有关的感应技术。

　　2. 匯聚和转换。在将数据点透过大型网路（如网际网路）发送出去之前，需要以一种有意义的方式，有效总结或匯聚这些数据点。这个功能的另外一个关键部份是，将资讯放入通用表述性语言。因此，这个功能一般包括规则框架、协议转换和映射，一般还包括通往IP网路的一条通道。

　　3. 设备云。设备云是扩展网际网路的组成部份，通常感知所有连接到远端站的设备。一般来说这是一个作为通道和数据储存的主机系统。设备云也匯聚来自所有远端站点的资讯，其方式与匯聚和转换功能匯合各个设备的差异资讯基本相同。

　　为了更好地理解这种环境，可以把云架构看作是一组的服务（如图2所示），其定义为：

　　

　　图2：作为一组服务的云架构。

　　1. 基础设备即服务（IaaS）。在最底层的IaaS是云端的‘基础’。它包括网路连接、实体伺服器、防火墙、磁碟和路由器等。

　　2. 平台即服务（PaaS）。包括了形成场景通讯链路和管理功能的所有软体，同时提供顶层赖以生存的环境。

　　3. 软体即服务（SaaS）。顶层是实际的应用程式，可以是网页、映射、分析或其它软体，也是最终智慧处理工作实施的地方。透过这种方式，设备云可以提供使用通用语言的设备场景化表述，并帮助基于Web的应用程式完成实际的工作。