IoT这把熊熊之火，似乎要烧进千家万户

图2　生活中一些常见的IoT应用装置与其属性范例

网路汇聚与资源管理
在拥有许多装置的IoT网路中，可能会有多种不同的实体网路介面，例如IEEE 802.11、IEEE 802.15、电力线网路等，如何汇聚这些网路将成为重要的课题。

在现存的连接层(Link Layer)解决方案中，常使用的解决方式为将不同网路桥接(Bridge)起来，使得不同类型的网路可形成连通的网域。但对于装置同时拥有多种网路介面、网路拓扑较为复杂的网路环境，就需要一些异质网路整合方案的协助。

举例来说，高通Hy-Fi解决方案所实作的IEEE 1905.1即是一种异质网路汇聚的协定，透过抽象连接层(Abstract Layer)的帮助，让上层架构更容易实作，并且达到更高的网路效率。

在网路层(Network Layer)的部分，使用IP网路的好处除前面所述的拥有更大定址空间、具有良好的选径能力、容易整合外，也可以使用如IPSec、TLS等网路层、传输层(Transport Layer)安全机制。这也是6LoWPAN会兴起的原因之一，6LoWPAN为针对IEEE 802.15成员设计的轻量化网路层协定，标头(Header)较短、且赋予很有弹性的标头定义方式，使得6LoWPAN可以在不浪费频宽资源的情况下具备如IP网路的定址、选径功能，且6LoWPAN标头具有扩充与IP网路相容的能力，使得与整个区域网路整合也相当容易。

在下层都整合到TCP/IP通讯协定架构范围后，剩下的就是应用层(Application Layer)了。基于IoT架构，Dominique Guinard等人于2009年提出WoT(Web of Things)概念，许多IoT的通讯都将会以HTTP、JSON等协定架构下进行，并搭配CoAP、MQTT或JSON-RPC作为事件发生时的通知讯息推播机制。

目前一些整合服务架构，如HomeKit、IoTivity、AllJoyn等都提供类似架构，而相关的控制器作业系统，也提供轻量的HTTP伺服器与浏览器满足这种需求。这个现象也呼应了前面所提用属性值看待每样东西的概念，在使用HTTP当作应用层协定的情况下，每一个装置上的每一个属性，都可以使用URI(Universal Resource Indicator)进行定址、存取，而JSON使用精简纯文字表达多种资料型态的概念，也正好满足了IoT通讯所需(图3)。

图3　网路汇聚架构式意图，汇聚不同类型的网路技术，不仅能将各种装置都纳入网域中，也将让上层应用程式、管理机制等更容易开发。

结合云端改变图控软体
图形、视觉化的监看、控制介面对人类是最为直觉的。传统的自动控制，会将各个开关、感测器接到中控面板集中监控，电脑化作业兴起后，这样的工作被电脑图控软体取代，使用视觉化图形介面让使用者对各个感测器、开关进行监控或设定一些条件动作、排程等。

但传统的图控软体有较高的采购与开发成本，且变化弹性也不高，所以一直以来图控软体皆由少数软体厂商掌握，在IoT架构中更是鲜少听到有人提传统的图控软体。

但图形化操作介面的需求仍然是存在的，前面提到的WoT概念提供一个很好的切入点。网页，动态网页、浏览器端网页程式、网页美工等领域入手较为简单且有广大的开发者，参考资料、各类素材、应用程式介面也非常丰富，且网页可在大部分人机互动装置上呈现。

WoT架构等于是用开发网页的概念来开发IoT使用者介面，可使用送出URI的方式要求读取某个开关状态或感测器、改变开关状态。解析装置端回传的JSON资料，除能够取得某个属性值外，更可以透过丰富的视觉化套件以酷炫的方式呈现。这些特性都足以让网页介面取代传统的图控软体。

另外一大好处就是可以轻松整合云端介面(API)，目前许多云端服务也都是以HTTP、JSON等共通性很高的机制当作传输协定与资料格式。结合云端服务的好处除可用更多种装置，或是在远端存取IoT网路上的装置外，还可以透过云端提供如能源管理、健康照护、安全监控、物业管理等等服务，让IoT的应用更加广泛(图4)。

图4　IoT设备端拥有与电脑网路相同的通讯协定架构，并搭配具IoT概念的闸道器，将有助于整合区域网路端各种设备，并介接云端服务。

本文从通讯需求为出发点，从自动控制到IoT、从独立控制网路到整合区域网路，探讨IoT的发展脉络。在可预见的未来，具有IoT的装置会更加普及，连网技术与网际网路接取方式也将趋于多元化，云端服务市场也会趋于成熟。

如此的整体架构下，闸道器(Gateway)的角色也比以前更加重要，以往闸道器主要提供区域网路内的电脑或装置存取网际网路，有IoT后，闸道器将扮演起整合不同装置、不同类型网路，并提供整合管理、云端网际服务接取等服务的角色。

从最早的自动控制，到现在的IoT，本质上有许多地方相似，都是以属性值看待每个装置，并且对于这些装置、属性加以定址、管理。因此，在早期的自动控制与现在的IoT之间，"代沟"其实并不存在，某些程度上来说IoT甚至是自动控制的旧瓶新装，当然其中又添加一些新概念。

各类工具与技术发展的出发点无非是希望对于使用者可以更方便使用，对于开发者、营运者能够方便开发、维护。现存的IoT解决方案大致上包装到应用层底部，开发者可轻松基于这些解决方案开发应用程式，使用者也可因此享受更方便的功能。