從M2M到物聯網

連接設備和應用程序的想法並不新鮮。專業的遠程信息處理解決方案已經存在了很長時間。在過去十年中，機器對機器（M2M）通信已經被廣泛建立起來了，這是由諸如電信運管商之類的公司在尋求以新的方式來利用他們現有移動網路所驅動發展的。那麼M2M與IoT有什麼區別呢？雖然這個問題沒有非黑即白的答案，但是圖1提供了一些這個問題一般的觀察。

圖1、從M2M到IoT

以下總結了我們認為是最重要的觀點：

應用

M2M應用是關於連接設備及其相關應用，例如智能電錶和智能計量應用。 而IoT應用程序可能會更複雜。它們的特點是擁有複雜的事件處理和數據分析能力，並能提供更高級別的服務。

靈活性

M2M的應用程序通常在功能上專門的（專用的）以及非常不靈活的，但IoT的應用由於其隨時間發展演進的潛力因此需要更加具有靈活性。

架構

許多M2M應用程序採用相對僵化和不變的解決方案架構來部署的，而IoT應用程序的特點是需要分散式和聯合的處理，存儲和查詢。實質上，當部署M2M應用程序時，軟體工程師對解決方案的整個生命周期中需要進行什麼處理有一個很好的了解。相反，由於物聯網應用程序的範圍不斷擴大，單個應用通常與基礎數據源脫鉤，因此即使利用相同數據源的不同IoT應用程序的最有效的方面可能位於不同的方面。

速度

值得強調的是關於速度的問題，我們的意思是潛在地最小化傳輸和處理延遲，以更好地支持數據分析。 「速度」可以根據需要設計成M2M解決方案，應用程序能夠從第1天支持必要的「速度」要求。然而，在物聯網環境中，對不同數據源的交付和處理速度的需求可能會隨著時間的推移而發展和變化。

垂直行業

迄今為止的討論突出了M2M和IoT之間的相關差異：M2M應用應在垂直行業和功能細分市場的背景下考慮，而IoT應用程序有可能超越這些限制，成為跨行業和跨功能應用。

環境

為了支持各種環境的靈活性，IoT應用程序必須具有豐富的語義，並且有清晰的相關的環境和本體。對於M2M應用而言，情況並非如此，其中應用程序生成的數據只需要在特定應用程序的上下文環境中並且在已知系統環境的邊界內有意義。

結構

在M2M中，數據是高度結構化的（並有詳細記錄）。在物聯網環境中，開發人員可能希望將CCTV 提供的信息包含在應用程序中，或者包含眾籌的信息，或從Twittersphere中派生出來的信息。這些信息源最多是半結構化的，最糟糕的是完全非結構化（在很大程度上取決於開發人員嘗試提取的信息種類）。

增長

一個相關的差異是在M2M和IoT環境中可以預期的增長速度。在M2M應用的情況下，增長更加可預測。通常，M2M解決方案是針對特定市場或一組資產設計的，並且可以以相對可預測的方式部署在可進入的市場中。 M2M解決方案生成的數據通常會隨設備數量成線性增長。而在物聯網環境中的數據量，交易量和應用的增長是由多種數據源之間的網路影響所驅動的。因此，可以預期IoT空間（任何度量）上的增長將更具指數性，而不是M2M空間特徵的線性和可預測的增長。

數據所有者

最後，值得關注數據所有者的課題。M2M連接解決方案的數據所有者通常是不清楚的，而物聯網環境中數據所有者的概念要複雜得多。從根本上說，在M2M的情況下，數據的隱私可以在已知的應用，用戶和法規要求的範圍內考慮。然而，在物聯網應用的情況下，數據可能潛在地用於不可預見的地點和不可預見的受益人等同時存在的意外應用中。這是物聯網的主要方面之一，大型公司如果不想失去客戶的信任，將必須有效地處理數據所有者的問題。

事物（Things）的子集（SoTs：Subnets of Things ）

在所有上面的觀點的基礎上，我們引入事物的子集（SoTs：Subnets of Things ）這個有用的概念，作為從M2M到物聯網（IoT）發展的必要階段。 M2M解決方案幾乎難以被視為是物聯網：封閉的環境，在設備產品或解決方案之外幾乎沒有任何連接。理所當然，將這些解決方案整合到「外部世界」中的下一步是考慮如何將這些事物的內部網路（Intranets of Things）與可以被視為「相鄰」的產品，服務以及（其它）事物的內部網路集成起來（參見圖2）。

圖2、事物（Things）的子集（SoTs：Subnets of Things ）

我們認為，這個階段的發展將受數據來源的共同所有權或數據所有者的共同事業所驅動。舉一個例子：由電力公司建立其智能電錶解決方案與其電力解決方案之間的連接。電力公司可以這樣做，因為它擁有智能電錶，供電能力以及支持這些功能的應用程序以及應用程序生成的數據。簡而言之，企業內的系統，連接的設備和IT環境都可以被視為潛在的事物子集（SoT）。

引入事物子集（SoTs：Subnets of Things ）概念的關鍵點是與物聯網相比它的開發速度可能會遠遠超過了開發全面的物聯網。這是因為利益相關者更願意共享數據以及在應用程序之間共享所具有的技術可行性。

合乎邏輯的下一步是將這個概念擴展到數據社區，我們將其定義為可能產生事物子集（SoTs：Subnets of Things ）的設備，數據源和數據所有者的社區。一個例子可能是一群智能建築供應商聚在一起形成一個共同的平台。

很明顯，SoTs是通向任何未來物聯網的重要和關鍵的一步。我們認為說服一群具有類似動機的定義的群體應該相對容易地進行標準化以創建SoT。然而，進入物聯網的下一步可能要困難得多，也就是說，要使所有信息技術和相關行業能夠充分規範和標準化起來，以便能夠形成一個完全成熟的物聯網。

簡單地說，企業IoT專註於包括先進的M2M解決方案和物聯網（除了高級SoT之外）的領域。如圖3所示。

通常，企業IoT解決方案將側重於單一類資產，但通常會在該資產類別上部署不同供應商的多個設備。企業IoT解決方案通常具有比簡單的M2M解決方案具有更高的語義豐富度。

我們把典型的企業IoT解決方案的範圍明確限於控制此解決方案的單一企業，但可能在後端與其他合作夥伴協作，以提供完整的解決方案。在這方面，企業IoT比完整的IoT願景更為有限，其中基本上每個設備可以直接或通過雲連接到任何其他設備上。我們認為在未來幾年內，許多企業將重點關注這些更加嚴格控制的單一企業類型的物聯網解決方案上。

圖3、企業物聯網（IoT）的關注點

企業物聯網（IoT）聚焦的領域

物聯網（IoT）社區的一些人區分了工業物聯網（連接的車輛，機器和其他工業設備）和消費者IoT（智能可穿戴設備，連接的洗碗機等）（參見：http://radar.oreilly.com/2014/02/the-industrial-iot-isnt-the-same-as-the-consumer-iot.html）。然而，如果說企業物聯網（IoT）只關注工業物聯網就太簡單了。

物聯網中關鍵術語的定義

為了讓企業物聯網（IoT）的概念更加具體一些，我們引入一些有用的定義。 在本文中最重要的決定之一是放棄術語「事物（thing）」，這聽起來有點矛盾，因為物聯網應該是關於連接一切「事物」的。然而，根據我們的經驗， 企業很少談論「事物（Thing）」，因此我們選擇了「資產」和「設備」這個術語，因為它們比較常用。

圖4提供了對企業物聯網（IoT）解決方案的關鍵單元的概述。

圖4、企業物聯網（IoT）的定義

圖4中企業物聯網（IoT）的關鍵單元定義如下：

（1）資產

在商業術語中，我們將許多物理的「物（things）」稱為「資產」，以強調其意義。資產是產生，經營或管理的財產或設備，以創造收入或幫助改善公司的運營;例如，車輛，設施，機器或電動工具。資產通常是企業經營模式的重要組成部分。請注意，資產本身通常不被視為IoT解決方案的一部分（至少不在企業IoT環境中），而設備可能也是IoT解決方案的一部分。

圖5：企業資產的價值映射驅動：共享單車示例

（2）器件

器件是另一種重要類型的「事物（thing）」。與資產相比，通常，器件在經濟上不太重要，物理上比資產更精細。 IoT中的器件主要包括感測器（用於熱，溫度，壓力，流量等）和執行器（如電動機或液壓元件）。在企業IoT方案中，設備通常部署在資產上。

（3）企業

「企業」是指運營企業物聯網解決方案的實體組織。在許多情況下，它是與經營資產的企業相同的企業，例如車隊經理，製造商等。在某些情況下，企業僅運行後端服務，如eCall服務。企業越來越多地採用IoT解決方案來支持其核心業務流程，作為其建立新業務模式並與客戶建立持久關係的手段。企業可以使用物聯網來操作自己的資產，也可以為屬於另一個組織的資產提供服務。

（4）企業IoT解決方案

將資產與其設備連接到後端應用服務的IT系統中。這包括以下內容：

（4a）後端服務

IoT解決方案的後端服務通常能夠遠程監控和控制設備和資產，收集與設備有關的數據，並與其他的企業應用（5）集成。

（4b）後端UI（用戶介面）

後端服務通常提供網路或移動介面，以使用戶能夠與服務進行交互 - 例如，可視化儀錶板，其中描述了所有資產的當前操作狀態。

（4c）遠程通訊

資產與後端業務之間的通信機制 - 例如通過移動通信網路或者衛星。

（4d）資產硬體+軟體（HW + SW）

包括要部署在資產上的解決方案的硬體和軟體組件。通常，資產內硬體是一種能夠進行本地和遠程通信的網關形式，而資產內的軟體則作為本地代理，可實現本地集成和遠程消息傳遞。例如，網關可以使用工業匯流排與本地感測器集成，以及與後端遠程通信的GSM模塊。在許多情況下，網關/代理還執行翻譯和映射服務，以便在本地不同設備使用的協議與後端系統支持的格式之間建立橋接。請注意，（4d）僅指用於特定解決方案的HW + SW：許多資產已經具有現有的板載HW + SW，可實現本地業務邏輯，但不是解決方案的一部分。

（4e）解決方案HMI（human–machine interface ）

一些IoT解決方案還包括特定解決方案的人機界面（HMI），例如車載顯示的汽車共享服務。

（5）企業應用和（6）合作夥伴系統

大多數IoT解決方案必須與許多內部和外部（即合作夥伴）應用程序集成，如ERP，MES，PLM，CRM，傳統應用程序等。在許多情況下，這些應用程序還包含與資產相關的一些數據。例如，ERP系統可能包含車輛配置數據，CRM系統將包含車主的聯繫人數據，後端將包含有關遠程車輛狀態的數據。只有通過整合所有這些不同的數據源，才能獲得資產的整體觀點。

圖6提供了企業IoT解決方案的具體示例。該解決方案是可以檢測和處理緊急情況的eCall服務。管理資產是汽車。企業是eCall運營商。該解決方案包含一個車載遠程信息處理控制單元（TCU：telematics control unit），它具有集成的加速度感測器。此外，TCU通過控制器區域網（CAN）匯流排（https://en.wikipedia.org/wiki/CAN_bus）來與汽車的安全氣囊集成。與後端通信的是基於GSM的模塊。主要後端服務是呼叫中心應用。該應用程序必須與本地電話管理解決方案集成，由汽車製造商管理車輛資料庫，公共安全應答點（PSAP）與警察局，消防部門或者最接近事發現場的維護服務等相連。

圖5、eCall示例

總結

物聯網是傳統商業模式，流程和技術的重大顛覆者。 創新者和早期採用者已經進入這個新的技術和業務領域以尋求競爭優勢。

IoT技術正在進入主流，許多企業已經開始調查調查企業物聯網的概念以如何使他們的業務受益，以及他們如何最好地實施物聯網技術，同時他們也熱衷於從市場先驅者的經驗中吸取教訓。

圖7：企業物聯網（IoT）的研究內容

隨著市場採用在行業和行業中的增長，探索新的與物聯網有關的商業機會對於所有企業的未來業績都至關重要。

（完）