物聯網技術中的「兩域、六層」

02-26

參照物聯網技術的自然組成結構，以及信息產業格局和物聯網商業視角的分層架構，物聯網的技術矩陣可分成六個層次。從下至上為：元素層、器件層、終端和節點層、（信息）資源匯聚層、平台服務層、應用層。

技術矩陣分成兩個「域」：「邊緣域」、「雲端域」，兩「域」的邊界主要體現在終端和節點層、資源匯聚層、應用層。

六層：

1、元素層

信息科學中的自然現象和效應，是各種基礎信息科學的集合，是構建器件層的基礎（物聯網最基本的技術元素）。包括電學、電磁感應、微波原理、電路理論等等。

2、器件層

信息產業中的基本元器件，主要是各類電子元器件、電路模組和功能板件，包括晶元、電路板卡、電源、存儲器、信號輸出輸入設備，感測器和執行器。在這一層，「軟體」除了包括電路設計外，還包括嵌入式開發的程序，在電子器件出廠前，其內部的「軟體」就基本固定了。

3、終端和節點層

主要包括兩類物理實體:

A、物聯網的終端，包括非智能終端（也稱「啞終端」，一般沒有數據處理的能力，只能通過網路上報感測數據，或接受操控數據）、智能終端設備（例如工業機器人）、用戶智能終端（手機、筆記本）。

B、專用的信息處理節點：網路設備、計算設備、存儲設備。雖然這些節點都具備網路介面、計算和存儲器件，但是它們通常都提供某一種專用的信息能力。就比如：運營商IP承載網中的路由器（網路）、雲計算中的刀片伺服器（計算）。

除了啞終端以外，其他設備都具有通用或專用的計算能力。

該層的「軟體」，主要為各種終端程序，包括嵌入式程序、操作系統、中間件、通用或定製的應用軟體等。

4、資源匯聚層

各類信息資源在此層中匯聚。主要包括三種核心的信息處理的資源和能力：網路（無線網路覆蓋、IP骨幹網路、互聯網及運營商網路的互聯）、計算（雲計算、大數據、機器學習）和存儲（雲存儲、資料庫）。

該層的「軟體」，除了終端中運行的各種程序以外，還包括各類信息互通的協議標準、流程規範、服務介面等等。在這一層，信息化能力已經具有了語義化的特徵，具備了一定的開放性，並持續朝著更加開放、靈活、模塊化的方向發展。

舉例：在電信運營商系統外部，虛擬運營商可以和多個國家地區的運營商簽署商業合同，在各國運營商網路之上搭建自有網路，匯聚各國的運營商資源後形成一張覆蓋全球的網路，成為「國際電信運營商」。當然，那些沒有資金構建全球覆蓋網路的專業網路服務公司，可以租用虛擬運營商的資源，為一些專用應用構建全球互通的SDN網路。

這種可以在「網路」上不斷疊加「網路」的方式，正體現了信息技術的語義化特性。

5、平台服務層

在該層，不僅信息技術被語義化地定義，其它行業技術和實體也實現了語義化（例如工業領域中的「數字化映射」---「數字化雙胞胎」）。

為了承載各行業領域的數字化轉型，物聯網所包含的各類信息技術自身就必須做到語義化。在物聯網技術領域之外，各行業的資源和能力，也在此處被模塊化封裝，通過標準化的信息介面向外界提供服務，應用的開發和運營者可以隨取隨用。

同時，該層也提供軟體開發、運營的工具，便於各類行業系統對技術和設施的使用、組合、評測、維護。在平台服務層，形成了物聯網應用的詞典（辭彙集），各類物聯網的資源（設施）是「名詞」、各種信息處理功能是「動詞」，開發人員將可以將主要精力放置在構建「語句」和「段落」（應用的邏輯功能）上，並最終書寫出完整篇章（應用系統、商業體系）。

在這一層中，「軟體」包括了物聯網服務平台的架構、中間件、介面標準、信息服務規範等等，也融合了各行業中的一些基礎性的技術服務（比如平台可以提供氣象預測的服務）。

雖然，物聯網的平台服務層使得「對物聯網技術和各專業技術的設計和組合」更為便捷，但底層技術對應用的開發者並不是完全「透明」的，開發者在構建應用邏輯、運用數據資源和工具的時候，需要釐清底層關鍵物聯網技術的適用範圍、成本、特性等等。

只有深入理解物聯網「辭彙」運用的「語境」，才能編織出一篇「嚴謹而優美」的「好文章」（物聯網應用）。

在這一層，各行業的一些已經模塊化的技術，能夠通過信息產業的（程序化）封裝，向外界提供開放式的服務，以形成各行業在物聯網中的公共性語言（辭彙）。

不過，這種語言並不是服務於「人」的語言，而是「物」與「物」，即設備、系統之間用以信息交流的語言工具。只要掌握了某種物聯網應用的「語言」，那麼任何設備都可以理解該應用數據的涵義，使用此應用的物聯網服務，操作遠端設備並獲得反饋。

6、應用層

對物聯網行業應用的設計、搭建、運營。開發者和運營者在應用層，選取所需的資源和功能（包括信息技術和行業技術），通過對下層服務的調用，構建自己的行業應用。在物聯網技術層級的體系中，應用層之下的五層，都可以理解為應用層的「硬體」；「軟體」則是應用開發者自己編寫的應用邏輯。

如果應用軟體承載於SAAS（軟體即服務）之上，系統底層設備由雲計算服務商提供，那麼在應用中可能就看不到任何物理實體的「硬體」，取而代之的，是下層模塊化、標準化的信息服務和行業功能。

應用層和平台服務層，也可以理解為物聯網的「創新層」，一個由應用開發者自由發揮、「八仙過海」的層次，在這裡，各行業的技術融合復用，實現「組合進化」並引發產業的升級。

兩域：

信息流「接入」和「匯聚」的兩種需求，將物聯網的技術自然地分成了「邊緣」和「雲端」兩個「域」：有無數設備需要聯網，接近物理實體現場的「邊緣域」；遠離現實物件，但信息集中匯聚的「雲端域」。在應用層面，不同的功能需求進一步促進了兩域的分隔。

「邊緣域」的應用和功能是更傾向於需要實時性的反饋操作，而「雲端域」的應用則是更傾向於抽象化的預測分析、海量數據檢索等等。

在終端和節點層、資源匯聚層中，兩個域所包含的硬體和軟體是有差別的。例如，邊緣網路中有各類終端配備感測器---用以感知物理世界；但云端網路中的設備則只有標準的信號輸出輸入介面。

邊緣網路會部署各種類型的網路協議，包括了有線網路和無線網路、「對等網路協議」和「非對等網路」（備註：「TCP/IP」是一種對等網路協議，而RFID技術在無線側則不是對等網路協議）；而「雲端域」只有對等網路協議，例如IPv4、IPv6。

來源於：物聯江湖-王一鳴