前面一篇文章《 為什麼物聯網殺聲震天,至今卻仍未成氣候? 》簡單說明了物聯網產業的特性與幾個重要的發展因素,相信很多人讀了以後對於裡面層出不窮的名詞感到混淆。以下將就一個物聯網應用方案(IoT solution)包含的成員與功能架構簡單說明。
按照Industrial Internet Consortium (IIC)提出的Industrial Internet Reference Architecture (IIRA)的定義,一個IoT solution可以分成三個層次:最接近受控硬體的裝置層(edge tier)、串連裝置層與企業層的平台層(platform tier)、企業層(enterprise tier)。
裝置層
Edge tier顧名思義就是各種的裝置(device),也就是感測器(sensor),以及通訊架構上提高效率或降低溝通困難度所需的閘道器(Gateway)或通訊模組。
Device可以裝設在任何需要被感測、控制的設備上,舉例來說裝設在工具機等機密機械上,目的即在於收集精密機械的某些數據,例如震動、電流等;這些智慧化的精密機械在同一個工廠裡面有目的性的串連後,可能就是為了組成更有效率生產線的智慧工廠(smart factory)。
很多廠商常常有個誤會,總以為在個別設備裝設sensor或者再增加一個通訊模組就是智慧化或物聯網化。過去兩年市場上出現了很多的商品,尤其是智慧家庭(smart home)相關商品,只要能連網再配上一個可以在手機上操作的app,就號稱是物聯網產品。 實際上,對消費者來說,這樣的作法只是把手機變成遙控器,與期待中物聯網改變人類生活的遠景相去甚遠,導致許多人宣稱物聯網是個假議題。
這個誤解產生原因是因為前期投入的廠商忽略了一個觀念,物聯網之所以被稱為「網」,當然是源自所有的「物」都在同一個平台上被管控、甚至相互溝通(也就是所謂的M2M)。所以最小單位的物聯網系統可能是一個家庭裡面的所有裝置,可以是一個智慧化的工廠,或者是筆者所在的聯盟會員們正在進行的醫療院所、停車場內的解決方案或以整個城市為範疇的智慧城市方案,也可以是以農田為範疇佈下的各式各樣感測器。
關鍵是這些裝置不是各自獨立,它們必須在特定的邏輯下被組織起來,用來達成特定的目的 。舉例來說,目前亞洲物聯網聯盟會員們正在開發醫療院所的方案,除了病患就診流程改善外,還有蒐集完整醫療數據,繼而提供相關醫療人員參考判斷的目的。從停車場出發的零售業應用方案除了基本的車牌辨識、室內導航外,兼具掌握金流、商圈內商店串連、銷售資料蒐集等功能,下一階段還將利用這些資料進行消費行為分析,其提供最終達成單點商場、甚至擴及多點商場形成商圈的面的涵蓋等目標。
這些目的為何過去很難達成,理由很簡單,以往停車場裝置與金流設備、甚至商場內裝置都由不同廠商使用不同通訊技術或軟體完成,相互之間既不溝通,也不會有資料交換或互下指令的情形。只有當這些裝置都串接在同一個平台上「聽」同一種語言,用同一種格式拋回資料,在同一個資料處理平台儲存、分類、管理,我們才有機會整合這些異質性裝置完成一個更大的任務。
細心的讀者可能會發現一個問題,目前市場上有那麼多的系統整合商(system integration),就算有很多種異質性裝置,還是可以藉由他們去完成整合,這樣難道不是物聯網概念嗎?過去SI的做法通常是以專案性質,針對一個又一個的裝置,自己撰寫proprietary protocol串連專案所需的設備。這樣的作法不但耗時費工,它串連起來的網路基本上就是一個封閉系統,不具備與其他系統溝通的能力。
按照德國RAMI 4.0的遠景規劃, 工業4.0的目標之一在於實現由零售端回頭告知物流、最上游製造端的彈性化生產 ,在這樣的概念之下,如果每一個工廠的智慧工廠方案都各自採用不同的proprietary protocol,試問如何實現所有數據從零售端回溯到製造端的流動與管控。
為了實現「萬物聯網」的夢想,各大物聯網組織紛紛推出各自的通訊協定,例如 Apple提倡 Homekit,Google推動Thread,OIC(目前已經改名為OCF)則推出IoTivity,Samsung根據IoTivity又寫了SmartThings,聯發科也根據IoTivity開發Linkit晶片,這還不算過去通訊業使用的TR-069,行動裝置的OMA DM等等,有志投入物聯網裝置或應用方案開發的廠商,往往還必須判斷自己開發的方案應該採用哪一種或幾種protocol比較有前途。