開放系統互連 （OSI） 模型是互聯網通信的基礎，包括連接到物聯網 （IoT） 的設備。但是，插入該框架的各種現有通信技術和協議導致了嚴重的互操作性問題，這通常迫使物聯網設備制造商和最終用戶在 OSI 模型的各個層采用一種或另一種連接方法，使行業處于圍繞一些普遍存在的技術進行整合或接受可能存在于逐個垂直或逐個應用基礎上的碎片化的十字路口。

在對物聯網云平臺和連接公司 Infiswift 的首席技術官 Sarva Thulasingam 的采訪中，討論了一種不可知的通用數據格式的潛力，它可以規避 OSI 堆棧上下的互操作性問題。

當今物聯網中使用了哪些領先的連接/通信技術？

THULASINGAM：如果您查看 OSI 模型和通信堆棧，在物理鏈路層，Wi-Fi、藍牙、低功耗廣域網 （LPWAN） 和 GPRS 是正在使用的通信技術。在網絡層，我們看到大量使用 IPv4 和 IPv6。在傳輸層，我們看到 TCP，但也有一些客戶使用 UDP 服務器，因此我們必須有一個與 TCP 和 UDP 兼容的客戶端。在表示層，它幾乎是輕量級表示協議 （LPP）、X.25 數據包組裝/反匯編協議等。在應用層，MQTT 等基于發布/訂閱的協議占主導地位。我們還看到類似 Google 的大公司使用 HTTP 之類的請求/響應協議，當然他們也有自己的協議，例如 Weave，它們也在使用。

根據用例，技術因部門而異。這是物聯網部署中非常重要的決策點，因為眾所周知，通信技術正在快速發展，而農民或車隊經理不具備適應這種不斷變化的環境的專業知識和專業知識。這就是為什么在 Infiswift，我們嘗試通過物聯網連接抽象平臺和軟件來解決互操作性問題，這些平臺和軟件可以幫助過渡到更新的和可能節省成本的技術。

鑒于目前與物聯網通信相關的技術數量眾多，行業是否需要確定一些特定標準，還是我們應該接受碎片化并開發解決方案來解決它？

THULASINGAM：我們相信物聯網中的互操作性將在不同層以不同方式解決。例如，在物理層，如果一臺設備使用 ZigBee 而另一臺使用藍牙，則需要某種橋接器讓它們相互操作。同樣在協議層，一個使用 MQTT 的設備和另一個使用 HTTP 的設備可以通過使用協議適配器進行互操作。

不同的標準機構為標準化協議和簡化實現做了大量工作，因此您不斷看到正在開發的新協議，MQTT 就是一個完美的例子。現有協議也以新的方式組合，定義了輕量級協議。

除了通信層的所有這些橋接器和適配器之外，我們還需要應用層的互操作性。例如，我們如何確保來自特定制造商的傳感器與來自另一個供應商的設備網關通信，并最終通過網關連接到由另一個供應商運營的云后端？對我來說，在應用層，互操作性還不成熟。尤其是數據格式方面的工作并未在各個標準化小組中看到相同水平的一致性。

Infiswift 的愿景是開發一個開放的語義模型，以與編碼無關、與協議無關和與硬件架構無??關的方式表示設備的狀態、配置、屬性、行為等。我們打算將此模型用于我們所有的機器對機器 （M2M） 通信，以便我們可以推動對生態系統中設備的語義理解和控制，并且還可以在未來與任何其他網絡或設備進行互操作包含開放語義模型。我們已經為與協議無關的通用數據格式申請了專利，但作為一個行業，圍繞不同框架的語義如何互操作，還有大量工作要做。

關于數據格式你能告訴我什么？

THULASINGAM：這是一個完整的問題，所以我會保持高水平。讓我將 IoT 通信堆棧分解成更小的塊并討論該方法。

歸根結底，物聯網通信是 M2M。物聯網術語中的機器可以是現實世界中的一個簡單傳感器，它與手持計算機或平板電腦通信，通過儀表板顯示有關連接設備行為的信息。將傳感器數據傳遞給相關方或設備的通信技術層包括：

1、一、傳感器到消息設備的通信。 傳感器到消息傳遞設備的通信涉及傳感器本身，它從根本上說是一臺非常低端的計算機，具有非常少的計算，通常經過優化以收集測量值。傳感器平臺還包括某種無線訪問機制和通過遠程服務器或設備發送讀數的硬件。在許多情況下，使用簡單且廉價的技術（例如低功耗藍牙 （BLE））將一組鄰近傳感器連接到本地網關設備，該網關設備充當消息傳遞客戶端，封裝傳感器讀數并將其發送到下一層物聯網層次結構中的處理。這是消息設備通信的傳感器，我們所做的實際上是建立在與通信技術無關的抽象層之上，該層將幫助客戶超越將傳感器連接到消息傳遞設備所需的各種硬件和軟件堆棧。換句話說，我們正在編寫一種在我們的客戶端軟件上運行的 shim 層，負責將來自不同格式的數據轉換為可以傳輸到我們的后端云進行分析等的單一格式。

2、下一部分是消息設備到消息網關的通信。 消息傳遞網關通常是比傳感器更強大的計算機，并且能夠以更高的帶寬速率進行更遠距離的傳輸。通常，這是一個可選層，但是可以根據設備的位置、成本和規模（以及正在部署的系統架構）使用各種最后一英里訪問技術來連接到網關設備，然后為與其連接的所有設備提供 Internet 或云訪問。對于消息傳遞設備到消息傳遞網關應用程序，Infiswift 方法是隱藏底層最后一英里訪問技術的復雜性，并提供一致和豐富的抽象任何消息傳遞設備，以便它可以使用各種機制通過消息傳遞網關無縫連接到云。

3、堆棧中的下一個部分是消息設備到云通信。 在這里，消息設備（或消息網關）封裝傳感器讀數并將其發送到負載均衡的云服務器，在 MQTT 等方面也稱為消息代理。這里使用的典型通信技術范圍從會話層的 MQTT 到 TCP /IP 在傳輸和網絡層到 GSM、GPRS 和 LTE 作為典型的物理和鏈路訪問技術，以到達云連接的服務器。有幾個高度安全、可用和連接不可知的云平臺，用于消息設備到云連接服務器通信，可以提供物聯網消費者所需的連接和數據管理功能，包括 AWS、Microsoft Azure、谷歌云和裸機。

4、最后一塊是云代理到感興趣的機器通信。具有豐富分析和報告功能的高度安全的通信機制為工業機器提供已轉換為云中有用信息的數據。Infiswift 平臺通過我們各種云組件中的多租戶來支持這一點，其中包括隱私條款、數據和處理分離等。

什么會阻止您建議的開放語義框架遇到與物聯網通信在其他地方發生的相同的碎片問題？

THULASINGAM：我們正在考慮將這項技術應用于不同的標準化機構。我們正在關注的組織之一是開放移動聯盟輕量級 M2M （OMA-LWM2M）工作組，因為我們對他們圍繞單個對象模型針對不同互操作性場景所做的工作感興趣。OMA 聯盟最初為移動設備制定標準，現在正在將該用例擴展到不同種類的物聯網設備，尤其是邊緣設備。

此外，我們正在研究IPSO 聯盟的 Starter Pack、ZigBee 聯盟開發的集群庫，當然還有開放連接基金會 （OCF），它正在做一些通用即插即用 （UPNP） 管理和控制規范。

這些是我們正在研究的一些明顯的標準和規范，我們希望與已經專注于這些領域的各種參與者合作，看看我們可以如何做出貢獻。

審核編輯：郭婷