美國(guó)能源部發(fā)布智能照明系列報(bào)告-背景篇

　　今年10月，美國(guó)能源部(DOE)發(fā)布了有關(guān)智能照明的系列報(bào)告。作為該系列報(bào)告的第一部分，通訊協(xié)議應(yīng)用程序接口(API)互操作性的重要性首先被提及。DOE在本篇報(bào)告中評(píng)估了多家廠商的通訊協(xié)議接口并針對(duì)互操作性進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。

　　背景

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(IoT)的發(fā)展，照明技術(shù)與之相結(jié)合而誕生的智能照明系統(tǒng)通過結(jié)合傳感器、控制器以及網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)了智能控制的需求。

　　根據(jù)DOE統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)表明，2015年美國(guó)的LED燈具安裝量達(dá)到了4.24億臺(tái)，并預(yù)測(cè)到2020年為止，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到27.4億臺(tái)。同時(shí)預(yù)測(cè)了整個(gè)IoT設(shè)備的安裝量也會(huì)從2015年的4.9億臺(tái)上升到20.8億臺(tái)。這兩組數(shù)據(jù)也同時(shí)證明了智能照明市場(chǎng)的前景。

　　除此之外，DOE認(rèn)為互聯(lián)互通才應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)、智能照明的主要推動(dòng)力。大約40%的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)自于互聯(lián)互通。但是目前由于處于發(fā)展的初期階段，眾多廠商都在開發(fā)不同的通訊協(xié)議接口，因此，本次DOE主要的目的是針對(duì)互操作性能進(jìn)行評(píng)估。

　　互操作(interoperability)定義

　　參照歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)(IERC)的定義，物聯(lián)網(wǎng)的互操作性被簡(jiǎn)單的歸為兩個(gè)或者多個(gè)系統(tǒng)或組件互相交換數(shù)據(jù)的特性。拋開這個(gè)定義來(lái)看，互操作性(interoperability)首先要與互換性(interchangeability)與兼容性(compatibility)做出區(qū)分?；Q性更多的是指代物理方面的系統(tǒng)組件更換，而兼容性則是指代在相同的物理環(huán)境中的適應(yīng)性。

　　然而DOE認(rèn)為互操作性更多的是在不同的軟件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信硬件、以及協(xié)議之間的進(jìn)行通信處理理解的能力(圖1)。

　　圖1 三種不同概念的通信互操作性：1.語(yǔ)義層面(Semantic interoperability)、2.語(yǔ)法層面(Syntactic interoperability)、3.技術(shù)層面(Technical interoperability)

　　互操作性(interoperability)框架

　　通常來(lái)講，應(yīng)用層的互操作性框架都定義為數(shù)據(jù)如何的處理和理解。但是更多的情況是分為信息模型(IM)和數(shù)據(jù)模型(DM)兩大類(圖2)。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)將信息模型定義為一種針對(duì)除了底層結(jié)構(gòu)、接口或者協(xié)議的抽象對(duì)象的概念模型。數(shù)據(jù)模型則被定義為與之相反的結(jié)構(gòu)，一種針對(duì)底層結(jié)構(gòu)并且包括了具體實(shí)施細(xì)節(jié)的模型。

　　圖2 信息模型與數(shù)據(jù)模型

　　目前，應(yīng)用層的協(xié)議相對(duì)比較繁多，下表簡(jiǎn)要的描述了目前的幾種主流協(xié)議。