互联网的成功很大程度上取决于定义互联网协议(IP)的标准。在IP之前,通信系统都有自己的域,每个域都具有独特的协议和基础结构。IP的主要优势在于,它充当了多个通信系统在同一域上进行互操作的基础。
当前的许多自动化和控制系统都位于不使用IP的专有域中。此类专有域的安装基础通常很广泛,无法轻松替换。这样的系统可以连接到互联网,但是需要网关和(通常是定制的)控制软件来与基于IP的IT基础架构连接。
但是,如果可以设计合适的框架,来自专有协议的数据可以通过基于IP的IT基础设施进行传输。这将允许现有已安装的专有域基础与基于IP连接的新安装的基础结构无缝通信。图1显示了这样一个系统的样子。
- 理解物联网安全是系统的
- 意识到互操作性至关重要
- 系统的测试方法
- 全面的成本/收益分析
- 全面的工作文档
- 了解绩效收益
OCF架构背后的概念是“底层软件堆栈的应用程序使用应该很简单”,OCF通过REST模型来实现这一目标。它的简单性使得Web服务得以大规模采用,并为当今的应用程序开发人员所熟知。为了使堆栈更适合于小型设备,将HTTP替换为CoAP,并在CBOR中压缩JSON数据以实现较小的数据传输。所有数据传输均由行业标准DTLS保护。
OCF还赞助了IoTivity,这是一种与OCF标准保持同步的开源堆栈实现。该标准的开源实施大大减少了开发IP物联网产品的投资。
- 本地网络上对等方之间的通信
- 本地网络上的设备与云之间的通信
- 云云之间的通信
所有这些不同的通信机制都支持设备应用程序资源的通信。根据部署的需求,可以使用不同的通信机制。
各种通信样式可以成为部署的一部分。由于使用IP通信,因此可以通过本地控制点或通过云来实现对设备的控制。而且,云到云的集成是可能的,从而减少了开发时间。设备到设备的通信很重要,因为它可以在没有互联网的情况下使用。它具有以下优点:当互联网连接断开时,本地控制不受影响,这将使系统具有更大的可用性。
另外,该框架允许与现有的非OCF设备建立桥接,从而减少了开发人员连接到现有已部署系统的工作。
成功部署的另一个因素是可以选择物理层。由于OCF规范是基于IP的,因此可以针对特定用例选择最佳的物理层连接解决方案。例如,具有市电的设备可以使用Wi-Fi连接,而电池供电的设备将希望利用基于超低功耗IP的无线技术(例如Thread)。
Thread具有提供智能(自动重新配置)网状网络的优势,并定义了低功耗和睡眠模式,这样设备就可以通过廉价的电池甚至能量采集转换器供电。如果铺设额外的主电源电缆过于昂贵,也可以使用以太网供电(PoE)连接。
连接选项的组合为系统部署提供了更大的自由度,并有助于降低安装和/或重新配置的成本。
总之,通过提供真正的IoT互操作性和世界一流的安全性,OCF可以为所需的应用选择最佳的有线/无线连接解决方案组合,同时能够基于来自多个域的信息做出自动化决策。这样的决策基于本地和/或基于云的计算和分析(例如人工智能),提高了我们使用基础架构的效率。这使运营商既可以通过提高使用现有基础架构的效率来削减成本,又可以通过业务模型创新来开发新的收入来源,而不会受到安全通信框架的交付时间和开发成本的阻碍。