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有對比才有鑒別 11個(gè)熱門(mén)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺比較

時(shí)間:2016-03-09 17:56:41 來(lái)源:深圳市智慧安防行業(yè)協(xié)會(huì ) 作者:CSDN資訊

  基于對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)供應商進(jìn)行的詳細分析,針對現有IoT軟件平臺做了一份綜合調查。首先,我們制作了一個(gè)清單,列出了IoT軟件平臺的重要功能。然后我們對比了當前11個(gè)較為熱門(mén)的IoT軟件平臺上在這些關(guān)鍵功能的開(kāi)發(fā)程度。最后根據我們的觀(guān)察對列表進(jìn)行縮減,總結需要改進(jìn)的功能。
  
  從1999年Kevin Ashton第一次提出這個(gè)概念以來(lái),物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)經(jīng)歷了迅速的轉變。隨著(zhù)近年來(lái)連接到物聯(lián)網(wǎng)的設備在多樣性和數量方面出現指數式的增長(cháng),物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了一種主流技術(shù),在推動(dòng)現在社會(huì )的生活方式方面有著(zhù)極大的潛力。
  
  在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與工程上,硬件與軟件平臺之間目前仍有明確的界限,其中大多數供應商都將精力放在硬件方面。只有極少數供應商提供物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù):例如,Matter mark根據所獲總投資排名的前100名物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )業(yè)公司中,只有13家提供物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù)。
  
  本文針對現有物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺,基于我們對IoT供應商進(jìn)行的詳細分析做了一份綜合調查。而本文最后選擇的物聯(lián)網(wǎng)供應商,完全是基于這樣的標準:這些供應商是否提供軟件解決方案,來(lái)處理從物聯(lián)網(wǎng)設備/傳感器獲取的信息。注意:雖然我們希望盡可能全面,但本文中仍有可能漏掉了一些這些平臺的最新改進(jìn)。
  
  物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺想要的重要功能
  
  基于最近的幾份調查,我們選出了物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺最關(guān)鍵的功能:設備管理、集成、安全性、數據收集協(xié)議、分析類(lèi)型以及支持可視化,以便對樣本功能進(jìn)行比較。本文的后半段中會(huì )對這些特性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
  
  設備管理與支持集成
  
  設備管理是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺所需的重要功能之一。物聯(lián)網(wǎng)平臺應當維護著(zhù)一堆與之連接的設備,并跟蹤這些設備的運行狀態(tài);還應當能夠處理配置、固件(或其他軟件)更新問(wèn)題,并提供設備級的錯誤報告和處理方案。每天結束前,設備用戶(hù)應當能夠獲得個(gè)人設備級的統計。
  
  支持集成是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺需要的另一個(gè)重要功能。需要從物聯(lián)網(wǎng)平臺上公布的重要操作和數據應當能通過(guò)API訪(fǎng)問(wèn),RESTAPI常用于這一目的。
  
  信息安全
  
  運營(yíng)物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺所需的信息安全手段,比普通軟件應用和服務(wù)所需的要求更高。數百萬(wàn)臺設備與物聯(lián)網(wǎng)平臺連接,代表著(zhù)我們需要處理的漏洞也是相應比例的。一般來(lái)講,為了避免被竊聽(tīng),物聯(lián)網(wǎng)設備與物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺之間的網(wǎng)絡(luò )連接需要通過(guò)強大的加密機制來(lái)保障。
  
  然而,在現代的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺上,大多低成本、低功率的設備都無(wú)法支持這樣的高級訪(fǎng)問(wèn)控制措施。因此,物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺自身需要采取替代措施,以解決這類(lèi)設備級的問(wèn)題。例如:將物聯(lián)網(wǎng)流量劃分為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò ),依靠云應用級的強大安全性,要求定期更新密碼并支持驗證更新固件,還有簽名才能更新軟件等等,這些手段都能加強物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺的安全級別。
  
  數據收集協(xié)議
  
  需要注意的另一個(gè)重要方面,是物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺的各個(gè)組件之間用于數據通信的協(xié)議類(lèi)型。物聯(lián)網(wǎng)平臺可能需要擴展到數百萬(wàn)甚至數十億設備(節點(diǎn))上。應當使用輕量級通信協(xié)議,以實(shí)現低能耗以及低帶寬功能。
  
  注意:雖然我們在本文中將協(xié)議作為概述性詞匯,不過(guò)用以收集數據的協(xié)議可分為下面幾類(lèi):比如應用、負載容器、信息傳遞和遺留協(xié)議。
  
  數據分析
  
  從連接到物聯(lián)網(wǎng)平臺的傳感器中所收集的數據需要通過(guò)智能化手段進(jìn)行分析,以獲得有意義的見(jiàn)解。
  
  物聯(lián)網(wǎng)數據分析有四種主要類(lèi)型:實(shí)時(shí)分析、批處理分析、預測分析與交互式分析。實(shí)時(shí)分析:對數據流執行在線(xiàn)(動(dòng)態(tài))分析。樣本操作包括基于窗口的集成、篩選、轉換等。
  
  批處理分析:對積累的數據集進(jìn)行操作。這樣,批處理操作會(huì )在預定時(shí)間段內運行,也許持續數小時(shí)或數日。預測分析:基于各類(lèi)統計與機器學(xué)習技術(shù),集中進(jìn)行預測。交互式分析:對數據流和批數據執行多個(gè)探索性分析。最后一個(gè)就是實(shí)時(shí)分析,在任何軟件平臺都占據較重的份量。
  
  當前的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺
  
  對當前的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺進(jìn)行仔細調查后,我們發(fā)現上面提到的每個(gè)功能都已實(shí)現,只是程度不同而已。我們在下面列出了相關(guān)的平臺,并進(jìn)行了功能總結對比:
  
  表1相關(guān)平臺功能總結對比(標著(zhù)“未知”的欄目代表相關(guān)信息在可用文件中無(wú)法找到)
 
  很明顯,上面列舉的物聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng )公司,其中很多可能還不具備設備管理功能。在這方面,還需要物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺供應商提供解決方案。
  
  此外在分析生成的物聯(lián)網(wǎng)數據時(shí),在計算及可視化方面提供的支持相對較少。它們大多支持實(shí)時(shí)分析——這是任何物聯(lián)網(wǎng)框架的必備功能。然而,只有極少數物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺為其他3種分析類(lèi)型提供支持。而可視化界面大多表現為門(mén)戶(hù)網(wǎng)站這樣的簡(jiǎn)單模式,允許對物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行管理,不過(guò)很少提供可視化的數據分析功能。
  
  在不同的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺中,還有幾個(gè)常見(jiàn)功能,包括基于集成的RESTAPI,支持用MQTT協(xié)議來(lái)收集數據,以及使用SSL進(jìn)行鏈路加密。盡管在表一中沒(méi)有提到,不過(guò)單ParStream公司就能達到300萬(wàn)到400萬(wàn)行/秒的吞吐量。
  
  這表明大多數物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺設計時(shí)并未太多考慮物聯(lián)網(wǎng)部署的系統性能,而在真實(shí)情況下這是非常關(guān)鍵的。
  
  需要改進(jìn)的功能
  
  很明顯有若干地方需要改進(jìn)。在本節中,我們首先提供了一張改進(jìn)功能列表。在物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺供應商的努力下,其中一些項目已經(jīng)實(shí)現,還有一些性能等待實(shí)現。之后我們提供了一張列表,包括現在尚未實(shí)現的這些新功能。
  
  現有功能
  
  數據分析
  
  現在物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺大多支持實(shí)時(shí)分析,不過(guò)批處理分析和交互式數據分析也許同樣重要。
  
  在這一點(diǎn)上,有人可能會(huì )爭辯:在其他知名的處理平臺中包括這類(lèi)分析功能,想要配置用于分析場(chǎng)景的軟件系統也很簡(jiǎn)單。不過(guò),這談何容易。用于實(shí)時(shí)分析(Storm、Samza等)、用于批處理分析(Hadoop、Spark等)、用于預測分析(SparkMLLIB等)、用于交互式分析(ApacheDrill等)的知名數據處理系統,并不能直接用在物聯(lián)網(wǎng)案例中。
  
  基準
  
  物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺需要有擴展性,還應包含描述和評估系統性能的設備。定義良好的性能指標需要:能夠塑造與測量物聯(lián)網(wǎng)系統的性能,并考慮到網(wǎng)絡(luò )特性、能耗特點(diǎn)、系統吞吐率、計算資源消耗以及其他運行特征。
  
  邊緣分析
  
  需要采取措施以減少傳感器設備與物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器之間的大量網(wǎng)絡(luò )帶寬損耗。解決方案之一是使用輕量級的通訊協(xié)議。另一個(gè)辦法就是使用邊緣分析法,以減少傳輸到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上的原始數據總量。即便是在簡(jiǎn)單的硬件嵌入系統中(如Arduino),也可以實(shí)現邊緣分析法。
  
  其他問(wèn)題
  
  應當注意:有多個(gè)與物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺相關(guān)的其他問(wèn)題,比如倫理、道德和法律問(wèn)題,在本文中并未涉及。盡管這些問(wèn)題也很重要,但在本文中不作討論。
  
  需要添加的功能
  
  處理無(wú)序進(jìn)程
  
  在任何物聯(lián)網(wǎng)應用中都有可能碰到無(wú)序事件,在傳感器所發(fā)出的事件流中,元組順序混亂可能是網(wǎng)絡(luò )延遲、時(shí)鐘偏移等原因所導致的。處理無(wú)序的物聯(lián)網(wǎng)事件可能會(huì )導致系統故障。處理無(wú)序事件時(shí),需要在結果準確性與延遲之間做出權衡。
  
  有四項主要的處理技術(shù):基于緩存(Buffer-based)、基于標點(diǎn)(Punctuation-based)、基于推測(Speculation-based)以及基于近似(Approximation-based techniques)。在物聯(lián)網(wǎng)解決方案中,應當使用其中的一項或多項來(lái)解決無(wú)序事件的問(wèn)題。
  
  支持物聯(lián)網(wǎng)背景
  
  背景主要由個(gè)體、其偏好或過(guò)去的行為構成。例如:在移動(dòng)電話(huà)案例中,由于現代移動(dòng)電話(huà)中有很多不同類(lèi)型的傳感器,因此我們能夠獲得豐富的背景信息。在物聯(lián)網(wǎng)分析中,這些背景數據應當被納入考慮。
  
  結論
  
  物聯(lián)網(wǎng)模式的快速發(fā)展需要強大的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺,能通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)用例滿(mǎn)足出現的需求。本文中,我們調查了現有最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺的功能,調查集中在這些方面:設備管理、集成、安全性、數據收集協(xié)議、分析類(lèi)型、可視化支持。從這項研究中,像設備管理、物聯(lián)網(wǎng)數據分析、物聯(lián)網(wǎng)軟件系統可擴展性以及性能這樣的領(lǐng)域明顯需要物聯(lián)網(wǎng)平臺社區投入特別的關(guān)注。
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