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對物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的最新研究表明,物聯(lián)網(wǎng)專用協(xié)議越來越受歡迎。2022 年,“易用性”和“可靠性”成為物聯(lián)網(wǎng)標準協(xié)議最重要的要求。
為什么重要
更好地理解該主題的復雜性可以幫助開發(fā)出更用戶友好的產(chǎn)品。
了解設備之間的通信方式可以建立或打破項目的連接設置。
目前,全球活躍物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量為122億,這就是物聯(lián)網(wǎng)的力量所在。無數(shù)相互連接的設備相互通信并產(chǎn)生有意義的數(shù)據(jù)。但是僅僅連接還不足以讓設備進行通信。他們需要說同樣的“語言”。這就是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的用武之地。
協(xié)議是一組規(guī)則,可以在網(wǎng)絡設置中實現(xiàn)不同機器/設備的有效通信(即數(shù)據(jù)交換)。這個概念類似于我們用來交流的語言。如果兩個人不說同一種語言,他們之間的交流就不會有效。沒有這些協(xié)議,就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)孤島。
在2022 年物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議采用報告中, IoT Analytics對 200 名高級決策者的物聯(lián)網(wǎng)連接設置進行了調(diào)查。
以下是報告中的五個要點,描繪了 2022 年物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的前景。
1. 沒有萬能的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
今天沒有無可爭議的標準物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。這就是這個話題的復雜性之處。73%的調(diào)查對象指出,管理各種數(shù)據(jù)格式和協(xié)議阻礙了他們擴展項目,這一點也很明顯。物聯(lián)網(wǎng)市場,作為一個整體,是碎片化的,物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議也不例外。沒有全球性的標準,某些協(xié)議主導著特定的行業(yè),例如,CAN是車輛組件通信的主要協(xié)議,DNP3最常用于公用事業(yè),HART是過程工業(yè)中使用的主流協(xié)議。
盡管如此,對于大多數(shù)項目,一般來說,與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的項目,協(xié)議的選擇可以建立或破壞一個適當?shù)木W(wǎng)絡,許多需求應該被考慮。例如,MQTT和NB-IoT (LPWAN標準)是兼容的,可以在穩(wěn)定的網(wǎng)絡中無缺陷地協(xié)同工作。然而,如果再加上糟糕的接收環(huán)境,問題就來了。這些設備是電池供電的嗎?傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量有多大?網(wǎng)絡是否穩(wěn)定?是否需要消息具有優(yōu)先級?這些只是在做出決定之前需要回答的一些問題。放大后,人們可以識別出一個完整的“生態(tài)系統(tǒng)”,物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是其中的一部分。
從下圖中可以看出,物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的前景可能非常令人生畏。它涉及需要相互兼容的多個層。通信協(xié)議層(例如,連接性、鏈路、傳輸、會話)僅構(gòu)成景觀的基礎。在它們之上,是數(shù)據(jù)處理(例如,Kafka、RapidMQ)、存儲(例如,MongoDB),最后是相應的應用(例如,機器視覺、資產(chǎn)管理)。
更復雜的是,特定設備可能只支持專有協(xié)議。這些是由單個組織或個人創(chuàng)建和擁有的協(xié)議,通常使它們與其他標準硬件不兼容。如果是這種情況,則需要協(xié)議轉(zhuǎn)換器。所有這些不同的部分都需要以正確的方式設置并配置為功能性、高效的連接設置。因此,當被問及他們的連接設置時,大多數(shù)受訪者將互操作性作為一個痛點。
2. 物聯(lián)網(wǎng)專用協(xié)議的采用率越來越高
根據(jù)IoT Analytics的研究,使用專為物聯(lián)網(wǎng)設置而設計的協(xié)議的連接份額預計將在未來兩年內(nèi)增加11%。MQTT和CoAP是引領這種增長的協(xié)議。二者都完全符合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的要求。它們屬于輕量級(低能耗對電池供電的設備至關(guān)重要)和低成本(更小的消息大小),可以在有損網(wǎng)絡中工作(許多物聯(lián)網(wǎng)設備,如傳感器可以成為遠程設置的一部分)。對于資產(chǎn)/設備到中間件之間的連接,MQTT的連接份額預計在此期間將增加29%。
然而,在中間件和應用之間,CoAP是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議預計增長最快的,在這兩年內(nèi)增長了30%。這里還應該提到AMQP作為另一個必要的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議正在上升,顯示了兩種連接類型的總體增長。
3. 軟件對于管理物聯(lián)網(wǎng)連接變得越來越重要
物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的興起增加了軟件作為連接設置一部分的重要性。10 到 15 年前,連接環(huán)境要簡單得多。大多數(shù)項目都是在本地壓縮的(包括分析和可視化)。與此同時,出現(xiàn)了新的軟件來管理這種連接。物聯(lián)網(wǎng)平臺、代理、協(xié)議轉(zhuǎn)換器和其他此類中間件等工具是完成連接難題的部分。
正如預期的那樣,在物聯(lián)網(wǎng)平臺方面,大多數(shù)受訪者都在利用 Microsoft Azure IoT 和 AWS IoT。關(guān)于代理和協(xié)議轉(zhuǎn)換器,前景更加多樣化,多家公司成為焦點。例如,HiveMQ 和 ActiveMQ 是兩個流行的代理,PTC Kepware 和 Matrikon 是最常用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器之一。
4. 選擇新協(xié)議時,“易用性”和“可靠性”是最重要的
為每個項目的需求找到正確的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議至關(guān)重要。例如,MQTT 更集中,更適合低帶寬、遠程位置連接。相比之下,DDS 是去中心化的,更通用,并且可以容納高性能網(wǎng)絡。因此,有必要比較潛在的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議及其屬性。
根據(jù) IoT Analytics 的研究,協(xié)議的易用性是最有影響力的因素。根據(jù)受訪者反饋,這是 20 多個特征列表中最關(guān)鍵的特征。不同的行業(yè)、地區(qū)和企業(yè)規(guī)模對每個協(xié)議特征賦予不同的價值;因此,可以發(fā)現(xiàn)許多模式。例如,與其他協(xié)議的互操作性和可擴展性對于大公司來說更為重要,而 DevOps 的易用性對于中小型公司更為關(guān)鍵。
5. 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的決策已成為多方利益相關(guān)者的活動
這些特征會影響決策過程,并且可以使規(guī)模有利于特定協(xié)議。決策者必須對它們進行詳細評估。88% 的受訪者表示,董事會和執(zhí)行管理層擁有最終決定權(quán)。這一事實凸顯了這一決定對企業(yè)的重要性。然而,他們并不孤單。決定物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是一項艱巨的任務,涉及許多利益相關(guān)者。
根據(jù)IoT Analytics的研究結(jié)果,包括 IT/技術(shù)和財務部門在內(nèi)的六個部門參與了該決策程序。當查看單獨的區(qū)域時,可以突出顯示明顯的差異。北美企業(yè)似乎有一個更具協(xié)作性的戰(zhàn)略,因為受訪者不愿將一個不同的部門作為決策者。相反,
這些特征會影響決策過程,并可能使天平向有利于特定協(xié)議的方向傾斜。決策者必須對它們進行詳細的評估。88%的受訪者認為,董事會/執(zhí)行管理層擁有最終決策權(quán)。這個事實強調(diào)了這個決定對企業(yè)的重要性。然而,他們并不孤單。決定物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是一項艱巨的任務,涉及許多利益相關(guān)方。
根據(jù)IoT Analytics的研究結(jié)果,有六個部門參與了這個過程,包括IT/技術(shù)和財務部門。當觀察不同的區(qū)域時,可以突出顯示出明顯的差異。北美企業(yè)似乎有更多的合作策略,因為受訪者不太愿意將一個單獨的部門作為決策者。相反,94%的歐洲受訪者指出,董事會/執(zhí)行管理層是新的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的決策者。
總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)的興起帶來了設備之間通信方式的根本變化,隨著連接設備數(shù)量的增加,物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的采用和重要性只會增加。采用者有責任做好計劃并決定最合適的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,以防止發(fā)生不需要的數(shù)字巴比倫。