介绍
如果互联网功能的设备使用一个完善的通信标准很容易沟通，如果该标准是工业4.0的先驱和物联网（IOT），我们为什么不能扎1物联网设备到另一台，而无需通过路由有人专有的云计算解决方案？虽然我们可以在任何基于蓝牙技术的鼠标连接到任何一台笔记本，我想任何良好的特点物联网设备连接到任何智能手机，而无需使用专有的解决方案。链路的两端应该知道如何与对方交谈，即使在设备上，无论使用的物理介质，或关闭，在同一物理网络和不同的子网 - 总的互操作性。我想起万能遥控器。我们的想法是，你可以取代所有附带的电视，音响，家庭影院，蓝光播放器等带有一个遥控器。麻烦的是功能性从来都不是完全正确的。事实是，唯一普遍的是，所有的人都使用红外LED。这些遥控器存储每个人的唯一代码。它是可行的所有设备可以使用相同的代码。我们真的需要尽可能多的“提高音量”或“上一个频道”的代码，因为有电视厂商？
这篇文章的动机是缺乏一个开放和广泛接受的标准和规范上的TCP / IP为基础的网络如何物理终端设备可以为了便于组装，可能是自组装的一些手段进行交互，为更复杂的实时系统。的目标是启动的发展，并突出的机会，以非专有的，开放的标准，使得任何人，或任何烷基，可以实现服务允许来自多个制造商的设备，而不需要一个互操作“关闭”片。
发布时间正好赶上本文参考量认为机会是很大的服务物联网产业互联网（IIoT）公司。那纸说法，提交他们可以通过与其他公司“合作，使它们存储和分享他们的设备更有价值的客户数据部分销售更多的产品和服务，。在相同的产品，他们可以从整合，存储，分析，并于2015年提出物联网（IOT）数据“为$ 5.7B美元为客户提供新的服务，从而拓宽自己的客户群。”定2预计市场收入“！这听起来像侵犯隐私和营销富矿给我。换句话说，这是很好的业务让事情变得封闭和影射的是，这样的设备到设备的连接需要由他们来处理 - 而不是你。如果我们什么都不做会发生这种情况。这种情况是我的文章的对立面。这是罚款，存在这样的服务，但是他们不应该是唯一的选择。苹果和编织可能提供解决方案，谁想要他们来管理的细节，还有人谁需要这个，但如果你是更多的是Linux的人，你会希望有一个共同的开放标准提供。
本文调查研究各种技术和方法取样和框架从各种来源。我挑选的目标，反映当阴谋我的技术。还有更要考虑比我在这里列出。这仅仅是一个开始，其他人可以建立在。我的文章继续通过解释什么，我觉得是需要沟通和安全性。然后，我继续需要什么的实时系统之前，我回顾一些具体的实施是接近但没有我们需要的所有功能。
通信需求
连接，设备发现和网络意识
互联互通的问题不是NEW3。开放式系统互连模型（OSI）是为了解决在80年代初的连通问题;它一直运作良好，但设备发现和网络意识的问题仍然悬而未决。
美国计算机协会（ACM）开展了大量的研究这个问题。它认为应用是非常广泛的，包括从车辆互联到固定的，网络连接的存储devices4。在赫尔辛基举行的2012 ACM会议对雾networking5介绍和普林斯顿大学积极参与其发展。这个名字雾被选为意味着云在地面上的概念 - 实现更广泛的，低级别的连接。这项研究中，与该软件定义网络（SDN）6，很可能产生我们将最终使用，但，当理论基础正在开发的框架中，专有解决方案继续被引入市场。什么是可用的实用主义者？
通用串行总线（USB）作为灵感地址发现和认识。它这样做，在某种程度上，凭借良好的规范“类”devices7的。这使得几乎任何设备能够容易地附着到几乎任何主机。一旦一个设备被定义，它的基本功能可以为任何平台的开发得到发展。
USB主机设备需要协调的作用。暗示性IN1 IIoT服务是云服务，基本上像主机，但需要一台主机是有问题的。它迫使USB实施者论坛，公司最终推出USB在这去，让USB设备“这两个与USB外设直接相互通信时，电脑不可用”8。我们所需要的同样的事，的IoT：联动即设备到设备直接或设备到设备通过主机或两者。
安全
问题和解决方案，物联网的安全性很容易忽视。高级加密标准（AES）128是所使用的最流行的解决方案。这是有理由相信，IIoT任何严重的部署将需要加密。想象一下，物联网耦合器件的工厂由一个人在这方面的中间人被无意或恶意攻击。由于大多数物联网设备将使他们的无线连接（例如，蓝牙，Wi-Fi，蜂窝调制解调器，LORA），加密和认证必须是新标准的一部分。参考9暴露出一些问题。
实时需求
斯图尔特描述了嵌入式实时systems10的需求。工业4.0和IIoT需要实时性能有一定量的，如果他们要控制我们的机器和我们的工厂。
斯图尔特等人，创造了一个框架，支持基于组件的软件抽象称为基于端口的对象（PBO）11。他们的目标是创建可重用的实时软件组件。物联网设备也可以被认为是可重用的软件组件。推理去，如果我们采用Stewart的界面概念，物联网，我们就会有一个框架，其中有一个网络物理系统（CPS）可以创建。和原因，并反对它 - 因为PBO理念成熟，有很多可以学习它采用教训。在这个理念的核心是需要解决的实时性能。以下是条件斯图尔特的框架地址。
独立进程
斯图尔特认为IN10嵌入式实时系统包含具有一个需要在相对高的频率来分享相对少量数据的独立进程。这些频率肯定比上网可以处理。尽管今天的互联网的比特率是每秒数百兆的，有效载荷大小和握手的要求使得基于互联网的通信不切实际的最现代的，嵌入式，实时系统。通信密度将受到损害实时的IoT装置。也许从多个进程通信的有效载荷可以捆绑，以增加有效负载效率并减少传输实例的数量。
TCP / IP通信的处理负担通常会强制的应用程序，否则只需要一个8位主处理器，成为32位的解决方案。值得庆幸的是，32位器件成本适中的数量少于$ 0.50美元，所以我希望物联网设备包含32位内核。
独立进程之间的绑定
这些独立的进程必须结合在一起，以确定从各种输入输出值，和一些输出可能需要用于处理另外的其它输出。斯图尔特认为这些绑定有利地制成为动态重新配置，并在特定时间限制地联接在一起。例如，设备可能联机，或发现的，即能减少上游设备的通信负担，从而动态地断开的下游接收器和它重新连接到新的上游源。这将是有益的在我们的标准解决这个问题。设备应当提供解析，缓冲器，并分发/重新分配数据的能力。这意味着我们可能必须指定除了分配功能和角色来定义分布式设备类型。这些功能和角色可能会被认为是“虚拟”或“抽象的”物联网设备。
最初的基于USB的开发工具有一个问题，当主持人忙。他们没有办法强制主机要注意了，其结果是他们是间歇性的，“越野车。”只有当这些工具变得更聪明（比如，更多的内存，减少对远程CPU的响应的及时性依赖）是这一问题缓解。物联网设备将必须是聪明的。
多个处理单元
使用一个或多个中央处理单元（CPU），以实现性能目标通常用于实时嵌入式系统。这可能需要多个微处理器，编程逻辑芯片，或两者的形式。应该有CPU的以物联网设备上的许多一对多的关联。
多个CPU之间的协调，应该允许其它CPU的每个CPU独立运作。就像在现代PC的CPU的处理线程，每个线程可用的CPU可能可能有助于冷凝/从原始数据中提取信息，减少通信带宽，或者他们可能会提供容错一定水平。任何应用程序，系统应该宽容不同的工作频率和不同通信速率斯图尔特援引，使得多个CPU（节点）都支持。
可用的框架采样
我现在的目录，已经收到了一些恶名，并具有适用于我们的目标一定功能的一些框架。我将解释为什么他们的发明和他们的契合发表评论。本次调查由Jini的，Node.js的，扭曲的，并与MQTT的揭露它，在我心目当中，正在成为封闭的实现事实上的标准结束。
Jini的（现在的Apache河）12 13
尊者的Jini由Sun在90年代末开发的，现在是Apache的河治理工程。它是基于Java的。它的开发是为了允许模块化服务本身连接在一起通过网络，从而建立一个所谓的服务的面向对象的架构。 Jini的一个有趣的特点是它能够为网络实体（例如，服务）来发现自己。这是通过一个集中的代理（查找服务），所有的客户接触，以了解其他人做。一旦发现，服务可以与彼此交互。据悉查找服务不能很好地扩展到非常大的系统，并考虑到物联网，我们正在谈论潜在的巨大系统。
有Jini的三个总体目标：（1）客户不应该需要知道某个服务的位置，（2）客户端不应该失败，如果该服务不可用或执行过程中不可用，和（3）客户端和服务应该积极主动地检测故障的情况。这些都是有价值的目标为我们的标准。
因为Jini的是基于Java，它有一定的遗产与嵌入式设备，如Java的最初设想作为设计用于小，在电子设备如机顶盒的嵌入式系统的平台。到目前为止，一切都很好，但Java是IT部门的语言。它不是一个平台，为小型嵌入式系统的今天，除非这些系统是单板计算机（SBC）之类的BeagleBone黑树莓派。尽管如此，对象的认识和发现都是不错的功能是在我们的规范，并集中经纪人的概念，作为一个可选组件，是一个方便的事情。正如我所提到的，今天存在的封闭系统本质上是集中式的中间商。我看到价值这一点，但只是作为一个选项。
Node.js14
Node.js的创建于2009年，以允许Web服务器接触到客户自己的协议。不错;我们的嵌入式物联网设备可以被认为是小的web服务器，所以这可能适合我们的情景。
Node.js的网站上说，“Node.js®使用事件驱动，非阻塞I / O模型，使得它重量轻，高效，完美的跨分布式设备运行数据密集型实时应用。”这听起来像是一个完美的平台。然而，Node.js的是建立在Chrome的JavaScript的运行时引擎，并且网络基于会话的“实时”在这种情况下 - 在我们的嵌入式环境大不相同的实时性。认为需要的一个的IoT设备相符周期作为包装机完成他们的数据速率。以每分钟数千率这些机器包装的商品。 Node.js的未作支持，很多物联网设备都需要实时性能水平。
此外，如果照原样使用，所述的IoT设备将需要至少一个JavaScript引擎。而JavaScript引擎通常内置到像Apache Web服务器，还有其他的选择，如V815和TraceMonkey16，但他们都不是速度见长。这意味着node.js中可能过于臃肿和过于较高水平的物联网设备。该平台可能适合于单板机或更好，但整个电脑。由于是，Node.js的不吸引我为我们的标准平台。
Twisted13
Twisted是用Python编写的，并且是用于开发互联网应用，特别是游戏。这是一个事件驱动的网络编程框架。开发人员编写是由框架称为回调例程。它的设立是为了让游戏开发者嵌入基于互联网的通信到他们的游戏。 TCP和UDP服务和接口的Unix套接字模型是核心，这个框架。
以扭曲的一个优点，因为它是基于在Python，是它的底层引擎，Python的发动机，是用C写的，其他语言中。这是得到它的工作在嵌入式设备上，因为几乎所有的嵌入式设备的开发中C. CPython17一大优势是主线Python的引擎，但引擎如PyMite18存在于8位器件的运行最少为64 KB非易失性存储器和4 KB的RAM。这并不是说一个8位的设备应该是一个的IoT装置的目标。这只是提到指出多么紧张一个Python引擎即可。由于TCP / IP作为提到的负担，物联网设备预计嵌入32位的内核。扭曲正在寻找像我们的标准当之无愧的框架。
Python中也可以嵌入在产品，为最终用户提供一个内置的编程interface19。扭曲的期待甚至更好。现在可编程物联网设备可能是可编程的，在Python最终用户。不错！
通过扭曲所需的回调例程被称为“deferreds。”这些都是异步的所有其他处理。这需要思考为它工作于实时处理的不同方式。而高优先级的任务可能通常被放置在中断服务程序中，异步回调需要一些替代方法的思维来中断程序，如基于信号量的门。最终结果可能是唯一的近实时性能 - 其中的实时事件偶尔命中被容忍的条件。
扭曲是由向客户端 - 服务器连接的任一端或两端处来实现。又由于该机构可以发送使用TCP / IP组的服务的任何信息，它仍然是一个很好的候选。
然而，扭不包括USB样式类类型定义。虽然Twisted是易于使用的任何临时应用程序或产品具有TCP / IP为基础的界面，它需要自定义代码的设备绑定到一个应用程序。扭转需要一个设备类型规范，如USB的On-The-Go的，这样众所周知的设备可以折叠成没有新开发的应用程序。这必须存在一个链路的两端，或两端，。
OASIS消息队列遥测传输（MQTT）20
MQTT是一种重量轻，发布/订阅消息传递协议。它最初是由IBM和Arcom公司创建的，但成为OASIS的开放标准在2014年OASIS的使命是推动开放标准的发展，融合与采纳的全球信息通信。
MQTT被描述为非常简单，重量轻，是专门为有限的设备和低带宽，高延迟或不可靠的网络。其目的是最大限度地减少网络带宽和设备资源需求不影响可靠性，并确保邮件传递。它被吹捧为理想的物联网，这是受欢迎的。
作为一种协议，它必须被实施，以成为一个完整的框架。在Eclipse PAHO项目是这样的实现。它支持MQTT在各种语言，包括C / C ++，Java和JavaScript和Python21。大多数实现是用于在客户端，但服务器侧实现也是可用的。
服务器调用MQTT一个“信息经纪人”。与扭曲，即终端设备可以直接互相交谈，MQTT通常涉及这个中间人消息代理。
Mosquitto是一个Python实现的MQTT经纪人和Apache ActiveMQ是另一回事。 ActiveMQ是在Java中绑定许多其他语言。还有其他的消息代理，像RabbitMQ的和ZeroMQ。许多其他的经纪公司存在以支持各种其它IT发起的协议。
正如前面提到的，许多专有物联网解决方案采摘MQTT的消息。问题是缺乏标准，什么样的数据，从什么物联网设备进行通信。存在的MQTT实现只与自己兼容。该协议允许将邮件传送，但只有这些信息创建的这些物联网设备知道他们的意思。的消息是乱码到可能能够使用的信息的任何其它设备。相同的是扭曲的真。这将是完全正常使用双绞线与MQTT的协议，但需要为每种类型的物联网功能的邮件内容标准。
其他研究和协议
这里是真正的协议和框架来考虑选择一个迷宫;大部分都是学术性的。该中心的智能维护系统是在网络物理系统（CPS）22的区域非常活跃。杰伊·李博士是中心主任，领导理念的发展称为5C architecture23 24 25 5C看台上的连接，转换，网络，认知和配置。这是可能的应用程序，以我们的努力的总框架;因为有使用该方案目前正在部署的系统。
仍然其他协议是reference26。它提到高级消息队列协议（AMQP）和面向消息协议（STOMP）简单/流动文本，并有流行的数据格式，如XML和JSON。有很多可以考虑的材料，但在同一时间，有足够的标准，今天一个开发框架上手。
专有解决方案的例子
Wunder酒吧是由康拉德主办，由relayr创建，设计和Mikroelektronika27产生的物联网入门套件。它包括的IoT模块，用于感测光线，温度，加速度，红外线，声音，湿度，等等。这些模块，反过来，与通过蓝牙连接一个主模块通信。主模块没有传感器。它的工作是通过一个MQTT为基础的通信方案relayr提供的云服务进行通信。从云服务，用户可以从他们的Android-或基于iOS的智能手机或PC的模块访问数据。这是一个聪明的封装和经过深思熟虑的。无需提供硬件，编织提供等效云服务，但它们不是用relayr兼容。即使使用MQTT，它们不能互换。
该relayr云软件是封闭源代码，但主要模块的代码应该是作为开源通过嵌入式世界2015年发生这种情况时，用户应该能够创建自己的云解决方案。无论如何，这个问题仍然是没有一个开放的平台可以使用。任何自定义解决方案将不得不重写现有的功能，以适应自定义或一个开放的云。
即将推出另一种解决方案是Adafruit28。博客文章宣布它的推出说，“在这里，在Adafruit，我们出售所有这些惊人的成分，但我们找不到一个好办法与他们进行互动在互联网上。当然，还有很多伟大的服务，在那里进行数据记录，或与您的微控制器通过网络进行通信，但这些服务要么过于复杂，上手，或者他们是不是特别使用乐趣。“我完全同意。
消费与一个易于操作的仪表板显示实时数据Adafruit的发行点。他们通过实施一个RESTful API 2双向互动，并支持MQTT的某一水平。该框架是建立与Node.js的（前面已经提到），Ruby on Rails的，PostgreSQL中，Redis的，和Memcached的。
在这里，Adafruit，公司是一家致力于开源。然而，他们都不得不推出自己的解决方案，因为一个已经不可即开。
组织工作的开放式解决方案的物联网
物联网的话题肯定是热的。有趣的是观赏从2015年消费电子展主题演讲的Adafruit已存档us29。三星承诺要开 - 听起来不错。
我提到，参考量被出版正好赶上了这篇文章。当我完成这篇文章，另一篇文章刚刚发表。这一最新的文章中提到的公司和机构形成联盟，以开展制订标准和协作opportunities30的问题。
其中之一是（IOTC）的“物联网联盟的互联网”。我提到的关注，该物联网正在成为一个营销富矿，似乎有理有据。他们的网页说：“印度洋金枪鱼委员会研究实验室进行重点了解消费者的购买意向物联网产品，使用模式和意识的研究项目。”在其网站上列出的机构有足够的财力，但我不认为这将发挥工业4.0的用户和IIoT设备。印度洋金枪鱼委员会是一个以消费者为导向的实体。
提到的另一个组织是Allseen Alliance31。虽然其网站上看起来是一家市场营销公司，它为开发者严重的技术含量。他们的“AllJoyn”代码框架是开源的，但只支持C，C ++，Objective-C的，和Java语言。
这些实体激励我预测会有对物联网没有单一的标准。我怀疑会有一个用于IIoT和工业4.0。我离开了争论的知识分子，以这是否应该是这样的。