摘要:物联网由于缺乏统一的建设标准，在数据的采集、存取、分析、处理和共享等过程中，数据的稳定性和安全性得不到保障，导致数据价值无法提升。首先对现有的几种物联网建设方案进行了分析，并指出其各自的缺点。继而针对行业背景，提出了基于行业生态的物联网组建方案，不仅可以缩短物联网建设时间，而且使得整个系统的数据具有更高的互通性、稳定性和智能性，从而提升物联网的数据价值。在化工、制药等行业的应用证明，该方案是稳定、高效、可行的物联网建设方案。
关键词:物联网;数据价值;行业生态;云访问
0引言
近年来，物联网发展迅猛，在很多的行业得到了广泛的应用和推广，比如在工业、农业、物流、零售和医疗等行业，都建立了适合本行业业务需求的解决方案。对于众多的使用单位来说，建设和使用物联网的最终目的是提升内部的数据价值，特别是实时变化数据的价值。
1实时变化数据的价值
任何一个战略业务计划的形成，都需要具备客户喜好、使用模型以及运营成本等方面的数据信息。在过去，搜集这些数据需要一定的时间，而且只能在事实发生后才能做出评估或采取相应的应对措施。例如，企业的各部门在搜集并共享相关数据之后，销售数字或者维护成本得以按月呈现，但是任何与预期数字有偏差的事件只能在其已经产生影响之后，才能被逐一审查和纠正。从独立的系统或者从遍布各地的远端设备处搜集信息，不仅需要额外增加人力、物力和财力的成本，还会导致一些关键时间点的数据却在此过程之中流失了，因此也削弱了业务和技术问题的快速响应机会，大大降低了相关数据的价值［1－2］。物联网完全改变了这种模式，通过实时评估这些敏感时间点的数据，可以获得巨大的信息优势。通过利用多种形式的、高速的、可靠的连接，设备可以生成持续的、实时的数据，无论在何处，都可以随时获取这些数据。更重要的是，这些数据能够立即触发一些响应。
2现有的物联网建设方案
早期在网络上安装物联网设备时，需要通过自我发现方式来链接设备。这种方法对于安装者而言很简单，但却给IT部门和信息管理部门带来了故障排除的巨大工作量。没有哪个IT专业人士希望在毫无预警的情况下看到网络中出现不安全的设备。对于这种情况，IT部门的做法是强制要求运营部门先对每台设备采取安防措施，再允许设备联网上线。此举虽然提高了设备安全性，但是减缓了物联网系统的部署速度。为确保每台物联网设备都是安全的，IT部门探索了多种解决方案，然而不论是哪种解决方案，都存在严重弊端［3－4］。第一种解决方案是为所有物联网设备提供统一镜像，使所有设备都采用已知配置。尽管该解决方案对于普通PC而言十分有效，但却不适合高度多元化的物联网设备环境。第二种方案是要求运营工作人员联系IT部门，获取每台物联网设备的唯一密钥。这种手动调配方式极易出错，而且相当耗时，每调配一台设备通常需要花费1h。第三种解决方案是鼓励物联网设备的原始设备制造商(OEM)和原始设计制造商(ODM)针对具体云计算平台提供商，预先配置其生产的物联网设备。这样就可以把调配设备的重担转移到云计算提供商身上。但是由于市场上存在许多家云计算提供商，例如亚马逊、微软、IBM以及Honeywell，因此，这种方法给OEM/ODM带来了沉重负担，他们必须针对每种云计算平台来验证、记录归档以及追踪具有唯一性的SKU。
3基于行业生态系统的解决方案
由于主要问题在于物联网部署模式跟IT模式不同，因此，本文提出了一种既能提高可扩展性又能自动保障安全性的解决方案，网络架构如图1所示，文本的方案着重强调以下3个方面。
3．1利用成熟的模块产品开发适合行业应用的物联网设备。物联网系统和设备不仅仅是一个独立的系统或者某个手持设备，他们实际上是一个巨大系统中的一个小部分。举个例子，如果我们要创建智能交通或者实时车队管理，智能设备通过传感器或者用户的应用采集数据，这些设备可以有不同的外形和功能。如手持设备可以用来追踪车队管理的活动，智慧车辆内也可安装智能安全设备，不同的设备扮演着不同的角色，他们都是这个物联网系统的一部分。物联网的设备不一定是是手持式的或移动的，它本质上可以是任何一种计算引擎，它存在于端点解决方案中，并且可以让端点解决方案更加智能且互联互通。例如汽车仪表盘中的硬件、软件解决方案，可以借助移动APP实现汽车的自动化;药品自动售货机内，通过访问云端的数据库来检索病人的相关数据，从而无需再提供处方的资料。针对行业的物联网设备对于开发者来说，其面临的挑战主要依赖于其应用。物联网设备和系统需要低功耗或者高性能。从成本的角度来说，物联网设备和系统还需具备灵活的、可升级的、加固的、可管理的以及基于标准等特点［5－6］。
3．2通过物联网网关，实现设备到云端的连接。物联网需要在分布式智能设备和网络或云基础架构之间保持有效的沟通。物联网网关是经过验证的软硬件平台，可以共享来自设备到云端的数据，确保设备之间连接更加安全、更加智能，且具有丰富的网络功能和强大的设备管理功能［7－8］。物联网网关本质上是介于企业网络数据和物联网增值应用与服务之间的桥梁。世界上有很多数据，存在于不同的地区、不同的业务体系中，正因为如此，物联网有了最初的发展机会，即通过连接这些设备实现数据的交换。之前没有互连或者接入云端的传统设备，通过智能物联网网关平台，可以实现数据的共享，降低成本的同时，创造新的服务。物联网网关的选型原则主要有两点:(1)灵活、安全、可管理物联网网关能够对程序提供完整的保护，包括全面的动态策略执行和兼容性管理等。这是个简单的、轻量级的软件技术，但对于物联网来说是必不可少的，也使得物联网设备可以抵御恶意软件侵袭和攻击。通过整合智能网关和云，可以实现物联网的远程管理和安全防护。(2)开放的架构物联网网关需要连接的设备种类繁多，开放式的架构有利于确保系统间的互操件性，同时应用广泛，易于部署，为物联网设备的管理和通信提供了基本的平台。同时开放的架构可以让开发人员在持续的、安全的软件环境中进行软件开发。
3．3集中式云访问，增加企业价值。通过云访问，利用利用智能中间件和基于Web的服务，可以实现随时随地的实时数据推送与访问。相比前几代的远程管理技术，云计算上的智能中间件性能有了极大的提升，嵌入式设备无需额外的设计，即可连接到云，并将数据推送到云，使得管理者在一个中心点就可以验证、监控和管理系统性能，提升系统的可靠性并降低管理成本。通过连续的动态观察和随机访问，会让基于云的远程管理效率有大幅度的提升。在现有的通信条件下，最理想的就是通过TCP/lP连接，就能够将系统数据推送至用户的云服务器端。系统管理员可以使用任何设备，如PC、平板电脑、智能手机登录，通过任何一种商业云门户，轻松访问和分析数据［9－11］。
4总结与展望
时至今日，物联网市场仍然是支离破碎的、昂贵的，而且没有标准的解决方案。虽然物联网上设备和系统可以搜集和分享数据，以实现商业价值，但如果不能及时载入这些数据，就会在很大程度上影响整个系统的收益。本文的物联网建设方案已经用在了化工、制药和电子等制造领域，建设周期短、运行稳定、实时数据获取快，极大地提升了智能制造的生产效率。物联网的复杂程度和投入成本阻碍了其进一步普及，很多的企业需求是在较低的成本前提下，实现自己的数据分析，本质上是一个独立的私有系统。本文的方案就是根据这一需求，针对不同的行业背景，确保数据稳定性前提下，利用标准的物联网技术和模块，物联网网关接入，集中式云访问这3个技术要点快速组建物联网，并能进行有效的系统开发，旨为相关的研究提供借鉴和参考。
作者:姚程宽 曹立勇 光峰 王立平 卢灿举 程跃 单位:安庆医药高等专科学校 公共基础部国防科技大学电子对抗学院 安徽风云网络科技有限公司
