2021-03-26 作者:Sunricher 0
很多進入物聯網的公司目前都面臨著一個艱難的選擇，目前最關鍵的一個問題是他們需要對無線通信所采用的產品做一個決定。
就最基本的層面而言，物聯網就是互通互聯。我們的想法就是智能設備能夠無縫地進行通信，在各個方面將產生巨大的效益，對我們的社會也會產品顯著的影響。然而，現實與構想相差甚遠。在市場發展的初期階段，物聯網是高度分散的，同時相互可操作性相對缺乏。來自McKinsey Global Institute (McKinsey 全球研究院)的一份調查報告，預測到2025年，物聯網的經濟影響可能每年達到11.1萬億美元的沖擊，這意味著將占有全球經濟的11%。與此同時，她也指出了物聯網未來之路的幾個阻礙。首先的問題就是各種標準多樣化，這些標準阻礙了設備和系統之間的通信。據報道，相互互通性需要捕獲大約40%的有價值信息，有某些情況下，在互通應用中可抓取60%的價值信息。相互互通操作性的問題不僅僅只是連接性協議，還包括缺乏標準的數據模式和一些通用的軟件接口。然后，讓智能設備互通和互操作是全球必須要滿足的一個基本需要，必須要使之成為現實。
晟瑞科技（Sunricher）無線物聯網系統圖
許多無線通信技術試圖主導智能家居和連接樓宇自動化市場，但是到目前為止還沒有明確地看到哪種通信技術處于主流地位。每種技術都具有其代表性，并且每種技術在其挑戰互通互作的過程中有著自己的方式方法。事實上，它們之間的差異往往是最根本的差異，以至于作一個直接的比較幾乎是不可能的。現在還不確定在各行各業和環境是否能通過單一的通用連接方案來解決，所以只有適者生存，成為最終的物聯網全球標準。這將有利于供應商和用戶一樣，有助于進一步的市場增長和加速大規模的相關產品的使用。
這種情況反映了初期的網絡化技術所面臨的問題和挑戰。當時許多相互競爭的協議層出不窮，包括IBM的SNA，Xerox 的XNS, Novell的IPX/SPX，Apple的AppleTalk。還有其它的一些協議，但是后來TCP/IP的出現，才成為了大多數網絡應用程序的首選，最終成為互聯網的技術定義。如果沒有協議和標準，互聯網將不會是今天這個樣子。
有了物聯網，歷史正在重演，即便是規模大到無與倫比。最終，物聯網的“東西”也需要學會相互交流，直到某一天，設備制造商在當前不完全成熟的環境下投入籌碼，在如此復雜的環境下，這就產生了一定的風險，同時也有著無限的機會。一些通信技術隨著時間的推移，不可避免地逐漸消失，迫使一些使用這些通信技術的公司向其它公司轉移，同時也將其產品撤出市場。但是那些押注成功的公司將會在此次變動中獲得技術領先的所有好處。
那么，哪一種通信協議才是最可靠的呢？哪一個才是供應最大的智能產品制造商，并有最大的潛力生存到最后，最終成為連接物聯的熱門技術？這里，我們將嘗試著回答這些問題。我們覺得我們目前學到了一些重要的經驗和教訓我們將在這里就這些問題做一些分享。因為我們也同樣要面對相同的困境，也充分意識到我們的決定將產生什么樣的意義。我們所做的所有事情的背后都有無線通信的連接技術，因此我們付出了巨大的努力，以確保我們對可用的可行性方案了如指掌，并且能夠分辨在其特定的應用中的優勢和劣勢。
我們的目的不是在于推廣某一種通信協議，而是使一切可連接，而互通互聯是實現這一目的的唯一途徑。所以我們接下來陸續分享的各種無線通信技術內容實際上是互通互聯操作性指南（無線通信通關秘籍）。希望這些資源能對那些猶豫不決，不知道該用哪種通信技術而渴求進入到這個行業的實力廠家有足夠的價值。
什么是通信協議？我們為什么要使我們的家庭和辦公室變成智能化？簡單來講，通信協議是一組預定義的規則，網絡中的兩個，或者多個設備必須遵循這些規則來建立可靠的通信，并且成功地在彼此之交過程中能夠交換數據。為了使物聯網成為現實，這些通信很大一部分都是無線的，所以在過去的一些年里出現了各種各樣的由機器到機器的無線連接技術。他們大多數的共同特點包括低能耗和低帶寬要求，因此從根本上延長了電池的壽命，并能在有限的空間內使用多個設備。由于無線電是一種共享的媒介，所以頻段是非常稀缺的資源。為了在一個既定的頻段中植入更多的設備，對于它們的低帶寬要求就顯得格外重要了。由于許多流行的無線電協議有許多的重疊的特性，乍一看，它們似乎都在做相同的工作，但正如我們已經提到的，它們有著本質的區別。有些無線通信技術的功能與其它技術完全不同，它們的發展目標和設想也不相同。一旦我們了解了它們與OSI reference model的關系，這一點就變得很清晰了。
國際標準化組織(OSI)早在上世紀80年代就開發了系統互聯(OSI)的模型，為通信標準的協調提供了一個框架。時至今日，它仍然是網絡通信中的主要參考模型。OSI框架將網絡通信過程分解為七個可管理的層次結構，每一個都有其特定的功能，處理明確定義的任務，并與其上下層級進行交互。七層OSI參考如下:
應用，演示，會話，傳輸，網絡，數據連接，Physical(物理性的)
每一層的名字都說明了其中提供的服務類型。這些服務和任務，在這一點上，我們不會全部描述; OSI模型已經存在很長時間了，而且它的詳細信息遍布互聯網。不過，我們在本段中將繼續回到上面的話題，解釋OSI模型上的的特定連接解決方案以及這對廠商和終端用戶所帶來的結果。那是因為OSI模式是各個協議之間的根本區別的來源。
一些希望連接物聯網的標準只定義了七層OSI的一小部分，同時也依賴于其它可用技術來處理通信的其它方面。其它的從物理層一直到應用層，就其本身而言，這并不能使它們中的任意一個變得更好，或者更差。這意味著它們通常基于完全不同的原則，這是人們在試圖回答“哪種技術最適合我時？”應該注意的。另外一個比較重要的事情是，沒有完美的技術。不同的應用有不同的要求，沒有絕對的一個方案能解決所有應用。
晟瑞科技（Sunricher）無線物聯網應用案例（日本）
回到OSI，為了更好地可視化這個七層概念以及協議如何適合這個模式，您可以將其定義為人與人之間通信的框架。它可能不是我們過于關注的東西，而是在明確的規則下兩個想要相互交流的人，就像協議一樣。與OSI模式類似，這些規則也可以輕松地分解成若干層級。從最底層開始，即物理層，人類還需要一個可以稱為物理性的基礎設備的東西來進行通信。除了口頭的交流，通常還包括一些語音或者聲音等媒介。人類的語言器官也是位于OSI轉低層級的部分，隨著我們向上層移動，我們的通信規則將變得更狹窄，比如電話，音位，多義詞，語法結構等等。OSI的頂層結構是應用層，應用我們靈活的言語交際及隱含意義，應用層級是上下文差異化發生的地方。正是對我們是誰，我們在哪里，我們在做什么等等的意識，使得上下文交流和信息交流能以這樣一種方式進行，即參與過程的雙方對給定信息的理解完全相同，并且能夠在沒有任何理解意義差異的情況下進一步傳遞信息，或者根據對方的信息采集采取一些相關的行動。這正是我們為了通信和數據交換而將設備相互配對時想達到的目的。要實現這種上下文的對話，智能設備還需要知道它們是什么，它們會做什么樣的反應或者行為，能處于什么狀態，如何調整等等。
晟瑞科技（Sunricher）無線物聯網應用案例（意大利）
每一個層級都很重要，每一層都定義了作為通信過程中所組成部分的任務。它們通過必要的網絡管理和維護，安全，數據交換等來實現同一協議下的設備之間的通信。不過，應用層是互通互聯的關鍵。如果沒有定義應用層，設備就不會知道通信的上下文，也永遠不會理解彼此，除非某些特定的產品供應商之間達成某種協議進行互通。這就解釋了為什么互通互聯操作性問題在兩個不同的協議下面是不能進行交流的。問題是，即使他們是在同一個協議下，如果特定的協議沒有定義OSI模式的最頂層，它們仍然是無法進行通信的。
現參與進來的制造商，越來越意識到應用層在克服物聯網目前所面臨的互操作挑戰的重要性。這幾年出現了一些旨在解決OSI頂層問題的方案參與者，其中包括LoTivity或AllJoyn(現合并在開放連接基金會領導的一個項目下)，傳輸層不可知的框架，這些框架位于現有的無線技術之上，能夠實現跨越產品品牌，平臺或連接類型的通信。現在討論這種方法是否正確還為時尚早，特別是考慮到目前現有的這些方案還在開發中。我們肯定會在某一點上會考慮到他們，但是首先我們需要看看當今物聯網最常見的無線通信標準。
接下來我們會陸續分享WiFi, Z-Wave, Zigbee, Thread, BLE等物聯網無線通信技術的優缺點，敬請期待。
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發布時間：2021-10-09
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