关于物联网跨平台服务的研究思考

（中移物联网有限公司，重庆 401336）

关于物联网跨平台服务的研究思考

陈杰，方绍波

（中移物联网有限公司，重庆 401336）

本文通过分析国内外物联网平台服务与应用特点，发现当前同类平台在跨平台服务方面存在的瓶颈，探讨规范设备与平台的接入方式，实现跨平台数据交互，提高物联网平台跨平台服务支持能力，提升行业发展水平。

物联网跨平台服务；物联网跨平台数据交互；标准接入方式；规范数据报文

1 引言

物联网（IoT）正在全球范围内迅速扩张，物联网发展正处于物联网连接大规模建立阶段，爱立信预测到2021年，全球的移动连接数将达到275亿，其中物联网连接数将达到157亿。物联网平台作为物联网网络架构和产业链条中的关键环节，连通着底层设备、企业业务需求、应用开发者和企业内其他IT系统等，是物联网整体解决方案的核心。

在产业层面[1]， 产业巨头纷纷制定其物联网发展战略，国内外涌现出GE Predix、IBM Watson、Thingworx、QQ物联、阿里智能、京东微联、OneNET、机智云平台等物联网平台，每家平台提供商都有其专注的领域和独特优势。

2 终端接入物联网平台对比

物联网平台提供的网络接入、数据传输协议等能力是支持终端接入的关键。不同物联网平台在接入协议、联网方式、终端接入流程方面的支持有所不同。

2.1 支持接入协议对比

当前，物联网平台主要遵循标准传输协议MQTT、HTTP等，部分支持工业控制领域的数据传输协议Modbus，如表1所示。一些物联网平台结合实际应用场景采用了其他协议，如Thingworx结合终端设备的内存空间和计算能力有限的情况，采用了CoAP协议；OneNET为支持设备批量、全生命周期管理，采用RGMP协议；GE Predix服务于工业现场数据采集，还采用了Modbus、Ethercat、Profinet等协议。

2.2 支持联网方式对比

终端设备主要通过Wi-Fi、蓝牙、移动网络方式与物联网平台进行通信，部分支持ZigBee、LoRa等无线通信技术，对GE Predix、IBM Watson和Thingworx支持的联网方式无法考证，如表2所示。

2.3 终端接入流程对比

大部分物联网平台在终端接入流程方面，首先在平台中注册产品/添加设备，生成设备标识、认证令牌等必要数据，并用该数据配置终端设备，使终端设备连接到物联网平台，但各物联网平台的具体接入流程各不相同。

通过上述内容的对比，可看出物联网平台的南向支物联网平台支持的接入协议不同被限制。同样，物联网平台支持的联网方式、接入流程等的不同，也会影响终端设备有效获取不同平台的服务。

表1 支持接入协议对比表

表2 支持联网方式对比表

不仅仅是物联网平台的南向支撑能力，平台的北向支撑能力同样是实现跨平台服务的关键。如何通过平台提供规范数据服务，支持应用共享各终端设备上传的数据，也是跨平台服务需要研究探讨的问题。

3 物联网跨平台服务的思考

物联网平台是提供共性应用支撑、数据存储等能力的平台，但是各个物联网开放平台发展各异[2～4]，提供的服务也不尽相同，从目前行业发展来看，现在还没有一家平台能提供完备的跨行业服务来满足各行业用户的需求。若用户正在使用的平台无法提供其需要的服务，那么用户就要寻求有该项服务能力的平台支撑。然而目前不同物联网平台在接入协议、联网方式、接入流程等方面都存在明显差异，使得各物联网平台之间的终端接入、跨平台服务存在困难。

首先，终端设备接入不同物联网平台，须支持相应的通信协议；其次，对终端设备接入和采集数据展示需按各平台相应流程进行配置；最后，各平台采用不同的加密算法进行身份认证，支持不同的数据加密传输协议，其他平台无法解析处理。若为获取某一项服务迁移平台，用户必须按照新平台的接入设备要求进行重新部署，这会无形间增加用户的开发周期，影响已有的产品服务，不利于物联网行业的健康发展。鉴于此，实现物联网跨平台服务对丰富物联网应用，扩大行业规模是必然的选择。

为实现物联网跨平台服务，业界已从多个方面进行研究，提出了统一化的接口当前，国家林业局、各省质量技术监督局结合各行业在物联网领域的应用特点制定系列标准，如《环境监控物联网系统建设要求 空气环境质量监测信息传输技术规范》-DB32/T 2772-2015，《农业物联网 信息服务 终端数据交换规范》-DB34/T 2383-2015，《林业物联网 第3部分：信息安全通用技术要求》-LY/T 2413.3-2015等。国外也在积极研究标准化、可互操作、可扩展的物联网平台体系结构[5]，实施基于标准的物联网平台互通[6]等。

然而现有物联网相关标准大部分面向垂直细分领域。虽然规范了物联网平台结构，统一各行业物联网相关技术标准，支持统一化的接口互联，但不同行业数据交互格式却没有定义。

农业物联网方面，终端与交互对象之间通信的数据报文格式如表3所示。

环境监控物联网方面，辐射环境质量数据的数据交换报文结构包括报文头和报文体，其中，报文头包括发送方、接收方、消息序号、服务时间、服务时限、服务类型、服务优先级和回执要求部分，报文体包括信息类型、签名信息、系统回执等部分。

表3 数据报文组成格式

但是目前这些尝试都是在某一垂直行业中使用，对不同行业用户而言，物联网平台碎片化、平台之间不能互联互通的问题依然存在。当农业传感器接入农业物联网平台，若当前平台不提供某种功能，那么就需要通过其他物联网平台获取相关功能，若没有规范的数据报文格式，平台间交互需要一层转换，这将增加用户获取服务的成本。因此建议面向公共领域，整合各行业接入端共性，规范终端与平台之间的相关标准，支持各行业终端更好地获取各物联网平台提供的特色服务，从而做大物联网市场，提升行业发展水平。

4 结束语

物联网平台发展快速，平台之间的差异性明显，按行业统一相关技术标准的方式，无法快速、有效实现物联网平台之间的跨平台交互。采用平台数据透传，或统一数据输出格式以支持第三方平台接入的服务，虽实现多平台之间的通信，但因数据传输、处理方式的不同，数据共享仍有难度。平台之间数据的共享应用才是跨平台服务的真正目的，跨平台服务不仅能降低终端重复部署的成本，而且能提高数据的利用率，实现大数据应用价值。跨平台服务涉及终端与平台之间、平台与应用之间的数据传输、数据处理和数据展示，仅平台南向支撑跨平台接入，或平台北向提供跨平台服务都不能实现真正的跨平台服务。只有终端与平台之间接入方式、数据格式的统一，以及平台提供统一标准的数据输出服务支持各应用，才能真正实现跨平台服务。物联网平台能力不断丰富，物联网标准体系正处在不断完善阶段，对物联网跨平台服务的研究也仍将继续。

[1] 苏美文. 物联网产业发展的理论分析与对策研究[D]. 吉林:吉林大学, 2015.

[2] 许世峰. 基于REST架构的物联网数据开放系统的设计与研究[D].广东: 广东工业大学, 2015.

[3] 孙红, 张建宏, 秦守文, 等. 物联网统一编码体系的研究[J].计算机应用研究, 2013,30(9):2707-2710.

[4] Erno Kovacs, Martin Bauer, Jaeho Kim, Jaeseok Yun, Franck Le Gall, Mengxuan Zhao. Standards-Based Worldwide Semantic Interoperability for IoT[J]. IEEE Communications Magazine, 2016,54:12.

[5] Slavko itnik, Marko Jankovi , Klemen Petrov i, Marko Bajec. Architecture of standard-based, interoperable and extensible IoT platform[J]. 2016 24th Telecommunications Forum (TELFOR), 2016,1-4.

[6] Jaeho Kim, Jaeseok Yun, Sung-Chan Choi, et al. Standard-based IoT platforms interworking: implementation, experiences and lessons learned[J]. IEEE Communications Magazine, 2016,54:7.

A reflection on the service of the inter-platform of IoT

CHEN Jie, FANG Shao-bo
(China Mobile IoT Company Limited, Chongqing 401336, China)

This article compares mainstream platforms and analyzes their abilities and we found there are many obstacles when users try to implement severice of heterogenous platforms. This article discuss the possibility of building standardized methods to smooth the transfer procedure and improve the ability of providing inter-platform service to enhance the industry development.

severice of heterogenous platforms; data transfer between inter-platforms; normalized aceeptance of equipments; standardized data format

TP393

A

1008-5599（2017）05-0004-03

2017-04-10