嵌入式開發(fā)者不容忽視的物聯(lián)網(wǎng)組件

除了硬件之外，IoT 設(shè)備及其相關(guān)數(shù)據(jù)也應(yīng)當(dāng)納為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的一部分。有了這樣的概念，再來做項(xiàng)目測(cè)試時(shí)將和以往有所不一樣。

我們需要將更多的關(guān)注點(diǎn)集中在 IoT 提供的服務(wù)上。雖然“物體”是物聯(lián)網(wǎng)中提到最多的術(shù)語，但現(xiàn)實(shí)情況是消費(fèi)者和企業(yè)并不特別關(guān)注物體或者設(shè)備本身。物聯(lián)網(wǎng)真正的核心部分在于這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及它們所支持的業(yè)務(wù)。哪怕是一個(gè)非常小的傳感器，也應(yīng)該提供有用的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。雖然以往的嵌入式設(shè)備開發(fā)人員大多時(shí)候不會(huì)考慮到服務(wù)層面，但從現(xiàn)在開始他們應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變思維方式，以滿足物聯(lián)網(wǎng)世界中網(wǎng)絡(luò)連接所需的功能、質(zhì)量、性能和安全方面的要求。

IoT 由各類服務(wù)組成

盡管“物體”一詞是 IoT 術(shù)語的一部分，但它并非物聯(lián)網(wǎng)的核心。實(shí)際上，信息采集、基礎(chǔ)設(shè)施的控制以及這些設(shè)備提供的真實(shí)世界的感知能力才是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。

消費(fèi)者對(duì)自己房間的溫度值或者某個(gè)攝像機(jī)采集的視頻并不感興趣。他們?cè)诤跏歉邔用娴臇|西： 安全系統(tǒng)保證能夠檢測(cè)到房子周圍的一切運(yùn)動(dòng)，或者他們的空調(diào)能夠自動(dòng)保持舒適的溫度。企業(yè)在乎的不是工廠中單個(gè)邏輯控制器的輸出，而是裝配線的實(shí)際生產(chǎn)量。這是思維方向的重大轉(zhuǎn)變，因?yàn)樗仁乖O(shè)備開發(fā)人員更好地了解其產(chǎn)品及其業(yè)務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

設(shè)備是服務(wù)的重要組成部分

單個(gè)的嵌入式設(shè)備可能無法提供一項(xiàng)完整的服務(wù); 然而，眾多設(shè)備連接到一個(gè)較大的系統(tǒng)中即可提供一項(xiàng)強(qiáng)大的服務(wù)。比方說，在汽車中發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的作用單獨(dú)使用時(shí)僅僅用于確保發(fā)動(dòng)機(jī)基本的運(yùn)轉(zhuǎn)和排放，但是當(dāng)它通過無線連接將發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送給汽車的中央服務(wù)器時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗數(shù)據(jù)的跟蹤。這些數(shù)據(jù)可用于智能路線規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)成本的預(yù)估。因此，ECU 便成為企業(yè)戰(zhàn)略決策的關(guān)鍵點(diǎn)。

隨著我們以設(shè)備為中心的思維轉(zhuǎn)向以服務(wù)為中心，新的思維方式擴(kuò)大了單個(gè)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和使用范圍，從而影響了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

集合：物聯(lián)網(wǎng)由大量的“物體”組成，每一個(gè)單獨(dú)的物體都有自己的價(jià)值和功能。設(shè)備需要組織在一起，以便在更高的層面提供有用的信息。例如，HVAC(暖通空調(diào)) 系統(tǒng)不需要報(bào)告每個(gè)房間的溫度。單個(gè)傳感器向監(jiān)控系統(tǒng)上報(bào)信息(如工業(yè)控制中的 SCADA 系統(tǒng))，這些系統(tǒng)將作出本地決策，并將其報(bào)告給遠(yuǎn)程更高級(jí)別的系統(tǒng)。

自我監(jiān)控：如果每個(gè)傳感器都一直上報(bào)其獲取到的所有信息，那么高層次的業(yè)務(wù)決策過程將被海量的數(shù)據(jù)所淹沒。在我們的 HVAC 示例中，本地的監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)中央處理器設(shè)置的數(shù)值(例如，基于天氣和電費(fèi)率)來維護(hù)建筑物溫度。因此，企業(yè)級(jí)系統(tǒng)將依靠 HVAC 系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)服務(wù)，可以報(bào)告諸如能耗的關(guān)鍵信息。

可替換性： 隨著時(shí)間的推移，設(shè)備集合所提供的服務(wù)變得比單個(gè)設(shè)備本身更有價(jià)值。為了滿足新的業(yè)務(wù)需求，現(xiàn)有的傳感器和控制器可以完全用新的一批來替換掉。不管是因?yàn)樵O(shè)備故障還是系統(tǒng)升級(jí)，硬件設(shè)備都是可以靈活替換的。從表面上看，這對(duì)于設(shè)備制造商來說似乎是一件壞事，但是那些真正明白服務(wù)和質(zhì)量的重要性的智能企業(yè)終將發(fā)展成為市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

基于服務(wù)的測(cè)試對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的成敗至關(guān)重要

一旦遵循了以服務(wù)為中心的理念，那么就必須采用對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試流程。雖然服務(wù)提供業(yè)務(wù)價(jià)值，但是確保設(shè)備滿足服務(wù)層的要求也是至關(guān)重要的。顯然，單元、子系統(tǒng)和系統(tǒng)級(jí)別的功能測(cè)試仍然很重要，并且擴(kuò)大測(cè)試范圍的好處也立即可見。

和以往僅僅滿足個(gè)別設(shè)備的質(zhì)量不同，現(xiàn)在我們擴(kuò)大了范圍，考慮的是所提供服務(wù)的質(zhì)量。在 HVAC 示例中，新的溫度傳感器可能更輕量，成本更低，電池壽命更長(zhǎng)，無線覆蓋范圍更廣。但是，它需要與整個(gè)建筑物的控制系統(tǒng)一起工作才能體現(xiàn)出價(jià)值。

在服務(wù)層面進(jìn)行測(cè)試以確保滿足非功能性需求。例如，在設(shè)備級(jí)或常規(guī)的軟件單元測(cè)試期間難以評(píng)估性能和可靠性。基于服務(wù)的測(cè)試可以模擬設(shè)備的操作環(huán)境，以提供逼真的負(fù)載。在 HVAC 示例中，新的溫度傳感器可以用不同的請(qǐng)求速率進(jìn)行測(cè)試，以查看其是否符合性能要求。

對(duì) IoT 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊將來自網(wǎng)絡(luò)本身，通過攻擊暴露的 API。基于服務(wù)的測(cè)試可以通過模糊(隨機(jī)和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入)或拒絕服務(wù)攻擊來創(chuàng)建強(qiáng)大的安全測(cè)試模擬環(huán)境。HVAC 示例中的新溫度傳感器可能會(huì)按預(yù)期請(qǐng)求正常運(yùn)行，但在過載時(shí)會(huì)崩潰。攻擊者可能會(huì)利用這一點(diǎn)來重載系統(tǒng)并導(dǎo)致中斷。