从1999年KevinAshton第一次提出这个概念以来,物联网已经经历了迅速的转变。随着近年来连接到物联网的设备在多样性和数量方面出现指数式的增长,物联网已经成为了一种主流技术,在推动现在社会的生活方式方面有着极大的潜力。
在物联网的技术与工程上,硬件与软件平台之间目前仍有明确的界限,其中大多数供应商都将精力放在硬件方面。只有极少数供应商提供物联网软件服务:例如,Mattermark根据所获总投资排名的前100名物联网创业公司中,只有13家提供物联网软件服务。
本文针对现有物联网软件平台,基于我们对IoT供应商进行的详细分析做了一份综合调查。而本文最后选择的物联网供应商,完全是基于这样的标准:这些供应商是否提供软件解决方案,来处理从物联网设备/传感器获取的信息。注意:虽然我们希望尽可能全面,但本文中仍有可能漏掉了一些这些平台的最新改进。
物联网软件平台想要的重要功能
基于最近的几份调查,我们选出了物联网软件平台最关键的功能:设备管理、集成、安全性、数据收集协议、分析类型以及支持可视化,以便对样本功能进行比较。本文的后半段中会对这些特性进行简单介绍。
设备管理与支持集成
设备管理是物联网软件平台所需的重要功能之一。物联网平台应当维护着一堆与之连接的设备,并跟踪这些设备的运行状态;还应当能够处理配置、固件(或其他软件)更新问题,并提供设备级的错误报告和处理方案。每天结束前,设备用户应当能够获得个人设备级的统计。
支持集成是物联网软件平台需要的另一个重要功能。需要从物联网平台上公布的重要操作和数据应当能通过API访问,RESTAPI常用于这一目的。
信息安全
运营物联网软件平台所需的信息安全手段,比普通软件应用和服务所需的要求更高。数百万台设备与物联网平台连接,代表着我们需要处理的漏洞也是相应比例的。一般来讲,为了避免被窃听,物联网设备与物联网软件平台之间的网络连接需要通过强大的加密机制来保障。
然而,在现代的物联网软件平台上,大多低成本、低功率的设备都无法支持这样的高级访问控制措施。因此,物联网软件平台自身需要采取替代措施,以解决这类设备级的问题。例如:将物联网流量划分为专用网络,依靠云应用级的强大安全性,要求定期更新密码并支持验证更新固件,还有签名才能更新软件等等,这些手段都能加强物联网软件平台的安全级别。
数据收集协议
需要注意的另一个重要方面,是物联网软件平台的各个组件之间用于数据通信的协议类型。物联网平台可能需要扩展到数百万甚至数十亿设备(节点)上。应当使用轻量级通信协议,以实现低能耗以及低带宽功能。
注意:虽然我们在本文中将协议作为概述性词汇,不过用以收集数据的协议可分为下面几类:比如应用、负载容器、信息传递和遗留协议。
数据分析
从连接到物联网平台的传感器中所收集的数据需要通过智能化手段进行分析,以获得有意义的见解。
物联网数据分析有四种主要类型:实时分析、批处理分析、预测分析与交互式分析。实时分析:对数据流执行在线(动态)分析。样本操作包括基于窗口的集成、筛选、转换等。
批处理分析:对积累的数据集进行操作。这样,批处理操作会在预定时间段内运行,也许持续数小时或数日。预测分析:基于各类统计与机器学习技术,集中进行预测。交互式分析:对数据流和批数据执行多个探索性分析。最后一个就是实时分析,在任何软件平台都占据较重的份量。
当前的物联网软件平台
对当前的物联网软件平台进行仔细调查后,我们发现上面提到的每个功能都已实现,只是程度不同而已。我们在下面列出了相关的平台,并进行了功能总结对比:
表1相关平台功能总结对比(标着“未知”的栏目代表相关信息在可用文件中无法找到)
11个热门物联网开发平台的比较
很明显,上面列举的物联网初创公司,其中很多可能还不具备设备管理功能。在这方面,还需要物联网软件平台供应商提供解决方案。
此外在分析生成的物联网数据时,在计算及可视化方面提供的支持相对较少。它们大多支持实时分析——这是任何物联网框架的必备功能。然而,只有极少数物联网软件平台为其他3种分析类型提供支持。而可视化界面大多表现为门户网站这样的简单模式,允许对物联网生态环境进行管理,不过很少提供可视化的数据分析功能。
在不同的物联网软件平台中,还有几个常见功能,包括基于集成的RESTAPI,支持用MQTT协议来收集数据,以及使用SSL进行链路加密。尽管在表一中没有提到,不过单ParStream公司就能达到300万到400万行/秒的吞吐量。
这表明大多数物联网软件平台设计时并未太多考虑物联网部署的系统性能,而在真实情况下这是非常关键的。
需要改进的功能
很明显有若干地方需要改进。在本节中,我们首先提供了一张改进功能列表。在物联网软件平台供应商的努力下,其中一些项目已经实现,还有一些性能等待实现。之后我们提供了一张列表,包括现在尚未实现的这些新功能。
现有功能 数据分析
现在物联网软件平台大多支持实时分析,不过批处理分析和交互式数据分析也许同样重要。
在这一点上,有人可能会争辩:在其他知名的处理平台中包括这类分析功能,想要配置用于分析场景的软件系统也很简单。不过,这谈何容易。用于实时分析(Storm、Samza等)、用于批处理分析(Hadoop、Spark等)、用于预测分析(SparkMLLIB等)、用于交互式分析(ApacheDrill等)的知名数据处理系统,并不能直接用在物联网案例中。
基准
物联网软件平台需要有扩展性,还应包含描述和评估系统性能的设备。定义良好的性能指标需要:能够塑造与测量物联网系统的性能,并考虑到网络特性、能耗特点、系统吞吐率、计算资源消耗以及其他运行特征。
边缘分析
需要采取措施以减少传感器设备与物联网服务器之间的大量网络带宽损耗。解决方案之一是使用轻量级的通讯协议。另一个办法就是使用边缘分析法,以减少传输到物联网服务器上的原始数据总量。即便是在简单的硬件嵌入系统中(如Arduino),也可以实现边缘分析法。
其他问题
应当注意:有多个与物联网软件平台相关的其他问题,比如伦理、道德和法律问题,在本文中并未涉及。尽管这些问题也很重要,但在本文中不作讨论。
需要添加的功能 处理无序进程
在任何物联网应用中都有可能碰到无序事件,在传感器所发出的事件流中,元组顺序混乱可能是网络延迟、时钟偏移等原因所导致的。处理无序的物联网事件可能会导致系统故障。处理无序事件时,需要在结果准确性与延迟之间做出权衡。
有四项主要的处理技术:基于缓存(Buffer-based)、基于标点(Punctuation-based)、基于推测(Speculation-based)以及基于近似(Approximation-basedtechniques)。在物联网解决方案中,应当使用其中的一项或多项来解决无序事件的问题。
支持物联网背景
背景主要由个体、其偏好或过去的行为构成。例如:在移动电话案例中,由于现代移动电话中有很多不同类型的传感器,因此我们能够获得丰富的背景信息。在物联网分析中,这些背景数据应当被纳入考虑。
结论
物联网模式的快速发展需要强大的物联网软件平台,能通过物联网用例满足出现的需求。本文中,我们调查了现有最先进的物联网软件平台的功能,调查集中在这些方面:设备管理、集成、安全性、数据收集协议、分析类型、可视化支持。从这项研究中,像设备管理、物联网数据分析、物联网软件系统可扩展性以及性能这样的领域明显需要物联网平台社区投入特别的关注。
标签: 传感器 服务器

其次,边缘的灵活事件处理引擎可以从机器数据中产生洞察力。通过使用机器学习工具分析这些数据,企业可以确定对预测性维护和网络安全等解决方案有价值的行为。另外,通过对这些数据应用一套规则,企业可以自动发送故障告警,实时发现故障。

js9905com金沙网站 1

数据采集的广泛协议支持

js9905com金沙网站,物联网边缘逐渐成为物联网的发展重心,所谓物联网边缘是一种技术架构,可以在数据生成点附近提供计算和分析功能。物联网边缘计算使某些过程能够在最佳位置发生,从而创建更安全、可靠和可扩展的物联网部署。利用边缘计算的物联网部署利用率连接的物联网设备或网关,提供设备集成、数据采集、数据处理、分析和设备管理等领域的功能。

厂商还应该提供加密、认证和数据保护功能,以解决连接的任务关键型硬件的最高企业安全需求。对产品进行改造以保护机器数据的安全,是领先的物联网边缘平台独有的功能。

企业物联网系统需要一个具有强大功能的边缘平台,用于提供弹性,性能和降低运营成本的离线功能。为了节省资源或将由于连接中断造成的风险降到最低,物联网资产并不是全部需要连接到云端。尽管如此,大部分企业物联网部署还是将依赖边缘处理技术。这些技术可以处理由连接资产生成的大量数据,满足工业系统的低延迟要求,并满足关键任务资产的既定服务等级协议(SLA)。 

企业选择具备上述功能的物联网平台之后,将能够简化短期部署体验,同时提供长期的灵活性,一万企业选择使用新的物联网服务进行创兴。

企业物联网系统需要一个支持广泛的设备生态系统和最佳硬件厂商的边缘平台,鉴于物联网正在改变许多垂直行业和用例,我们预计将有多种多样的设备将用于收集数据并将其提供给其他物联网系统。另外,在企业应用程序中至少有几十个被广泛接受的标准,以及在定制和现有产品中使用的专有标准列表。 

硬件无关的可扩展体系架构

提供最新功能的物联网平台能够运行在广泛的网关和专用设备上,物联网硬件采用基于ARM、x86和MIPS架构的芯片,使用容器化技术和本地交叉编译,这些平台提供了一种硬件无关的方法,可以在不改变硬件的情况下部署相同的功能。这大大提高了性能,降低了维护多个版本的生产软件和硬件的技术和人力成本。

此外,有远见的平台提供商在边缘和云端使用相同的软件堆栈,从而实现资源的无缝分配,并确保基于边缘的操作不受基于云的工具的限制。能在边缘和云之间转移资源的平台更适合满足预期的和意料之外的应用需求。通过提高弹性和运营效率,使整个系统更具可扩展性。

首先,边缘系统需要提供两种类型的数据标准化和存储,他们必须提供这些服务,以成功清楚噪声传感器数据,支持边缘和云之间的不可靠的连接,使得系统更加可靠且更具成本效益。

企业物联网系统需要一个具有全面分析和可操作的可视化工具的边缘平台,为不同群体的利益相关者提供洞察。物联网系统最有价值的元素是它为企业带来的洞察力,但是从丰富的机器数据中提取洞察力是非常困难的。由于资源,延迟和带宽的限制,在边缘生成的大量数据必须在生成点处理和分析。完全支持分析和可视化工具的物联网平台将使企业能够分析数据,并为最终用户提供可操作的可视化。

由于边缘对物联网的成功至关重要,领先的物联网平台提供商必须提供具有竞争优势的平台,本文将讨论边缘计算平台所必须具备的功能。

领先的物联网平台必须支持各种物联网设备,这些设备具有无数的数据提取协议。专注于边缘的平台提供了一套全面的协议,可以立即使用。工业级边缘平台的协议列表通常包括OPC-UA,BACNET和MODBUS等主要部件,以及ZeroMQ,Zigbee,BLE和Thread等更新的协议。此外,该平台必须是模块化的,以支持协议,允许定制现有的并开发新的通信协议。