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將一臺(tái)設(shè)備或傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)不是件容易的事—在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中沒(méi)什么事是容易的。不過(guò)，那些存在于網(wǎng)上（云端）、供客戶使用的優(yōu)秀分析工具能夠擴(kuò)展客戶設(shè)備功能，而且還能增加便利性，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算成本的節(jié)省。然而，你必須搭建一種通道，以便讓設(shè)備或傳感器的數(shù)據(jù)到達(dá)云端的應(yīng)用程序，使數(shù)據(jù)在那里得到分析和使用。對(duì)許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)全新領(lǐng)域。本文將介紹Web服務(wù)在機(jī)器到機(jī)器（M2M）應(yīng)用中的工作原理，并探討在互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)建“設(shè)備云”所要完成的主要任務(wù)。
你在什么云上？
迄今為止，我們中的大多數(shù)人都被灌輸過(guò)“云端”和“云計(jì)算”等術(shù)語(yǔ)。除了生成雨、雪和暴風(fēng)雨等自然氣候現(xiàn)象外，“云”的真正含義是什么？對(duì)這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)單的回答是，不要太執(zhí)迷于所謂的云術(shù)語(yǔ)；而應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，軟件應(yīng)用程序、連接和存儲(chǔ)可以存在于本地設(shè)備（如PC）或某個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器上。各種基于Web的應(yīng)用就是一些最佳例子，例如電子郵件和其它集中智能點(diǎn)（如映射）。云端計(jì)算的好處在于，云端通常是聯(lián)網(wǎng)的，因此可以被連接擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)的每個(gè)人所共享。擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)術(shù)語(yǔ)意味著物體可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到物體，而不僅是人到人。機(jī)器到機(jī)器（M2M）連接可通過(guò)設(shè)備云中的擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
駐留數(shù)據(jù)
共享數(shù)據(jù)是問(wèn)題的根本。然而，這些數(shù)據(jù)需要駐留在可以得到正確消化的地方。為了將設(shè)備或傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)，你首先需要知道哪里可以“駐留”數(shù)據(jù)。大多數(shù)現(xiàn)代工具依賴于Web服務(wù)直接連接擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)，因此你需要知道： Web服務(wù)是什么？如何使用Web服務(wù)？如何將Web服務(wù)應(yīng)用到遠(yuǎn)端設(shè)備或傳感器？
為了設(shè)計(jì)能與云端交互的嵌入式系統(tǒng)，你需要一組功能將設(shè)備連接到位于云端的應(yīng)用程序。記住，設(shè)備可以是任何東西，從儀表或自動(dòng)調(diào)溫器到發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器；也可以是固定的某些東西，如用于存儲(chǔ)和分配的大箱子或大容器。另一方面，應(yīng)用程序可以是用于處理數(shù)據(jù)的任何系統(tǒng)。它可以是智能手機(jī)上安裝的移動(dòng)應(yīng)用程序、基于Web的儀表板類型入口程序、企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)或?qū)＜蚁到y(tǒng)。不管是哪種情況，挑戰(zhàn)在于將有關(guān)設(shè)備或資產(chǎn)的重要信息傳送給應(yīng)用程序。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們首先需要定義創(chuàng)建這條數(shù)據(jù)傳送通道所必需的三大功能組件。
創(chuàng)建通道
首先你需要如圖1所示的功能以便開(kāi)始設(shè)計(jì)工作。
圖1：一種設(shè)備云的系統(tǒng)架構(gòu)。
1. 傳感和連接。這個(gè)功能具有有限的智能，專門用于獲取信息，包括無(wú)線電模塊、簡(jiǎn)單邏輯以及與即時(shí)需求有關(guān)的傳感技術(shù)。
2. 匯聚和轉(zhuǎn)換。在將數(shù)據(jù)點(diǎn)通過(guò)大型網(wǎng)絡(luò)（如互聯(lián)網(wǎng)）發(fā)送出去之前，需要以一種有意義的方式，有效總結(jié)或匯聚這些數(shù)據(jù)點(diǎn)。這個(gè)功能的另外一個(gè)關(guān)鍵部分是，將信息放入通用表述性語(yǔ)言。因此，這個(gè)功能一般包括規(guī)則框架、協(xié)議轉(zhuǎn)換和映射，一般還包括通往IP網(wǎng)絡(luò)的一條通道。
3. 設(shè)備云。設(shè)備云是擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，通常感知所有連接到遠(yuǎn)端站的設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)這是一個(gè)用作通道和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的主機(jī)系統(tǒng)。設(shè)備云也匯聚來(lái)自所有遠(yuǎn)端站點(diǎn)的信息，其方式與匯聚和轉(zhuǎn)換功能匯合各個(gè)設(shè)備的差異信息基本相同。
為了更好地理解這種環(huán)境，可以把云架構(gòu)看作是一組的服務(wù)（如圖2所示），其定義為：
圖2：作為一組服務(wù)的云架構(gòu)。
1. 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）。在最底層的IaaS是云端的“基礎(chǔ)”。它包括網(wǎng)絡(luò)連接、物理服務(wù)器、防火墻、磁盤和路由器等。
2. 平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）。包括了形成場(chǎng)景通信鏈路和管理功能的所有軟件，同時(shí)提供頂層賴以生存的環(huán)境。
3. 軟件即服務(wù)（SaaS）。頂層是實(shí)際的應(yīng)用程序，可以是網(wǎng)頁(yè)、映射、分析或其它軟件，也是最終智能處理工作實(shí)施的地方。通過(guò)這種方式，設(shè)備云可以提供使用通用語(yǔ)言的設(shè)備場(chǎng)景化表述，并幫助基于Web的應(yīng)用程序完成實(shí)際的工作。
