FW：在M2M部署中平衡互操作性和安全性

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FW：在M2M部署中平衡互操作性和安全性
HQ•来源：嵌入式计算设计•编辑：Carl Cohen• 2022-08-28 10:16 • 44次阅读 • 0个评论

　　几乎不可能每天不阅读有关连接到 Internet 的设备的爆炸式增长。行业预测者根据连接的机器和它们将传输的数据量预测天文数字。这些数字既给大家的行业带来了重大机遇，也带来了巨大的挑战。

　　特别是，这种悖论存在于平衡从边缘到企业的不同设备和协议的互操作性与保护点对点传递数据的需要。连续统一体中的每个节点都必须针对性能和功率进行优化，并且对于由于不确切知道设备可能需要与之通信的其他内容而创建的“假设”场景的开销最小。不同的通信标准、总线协议和监管要求使这进一步复杂化。鉴于所有这些，设计人员面临着在由于缺乏行业标准而无法保证应用的未来发展的环境中满足严格的上市时间要求的挑战。


　　为依赖互操作性的应用程序开发 M2M 系统必须考虑几个功能。在解决互操作性挑战时，还必须解决安全风险。

　　互操作性：离散设备，一个系统

　　几乎不可能从一个供应商那里找到一个使用 M2M 的单一、专门构建的系统，涵盖从边缘到企业的整个范围。即使是集成了多种功能的模块化方法，例如传感器和控制单元，仍然需要将更多元素添加到整体解决方案中。图 1 显示了典型 M2M 部署中的基本功能元素。

　　每个用例都需要一组不同的硬件、App和连接配置，具体取决于边缘资产是移动的还是固定的、设备之间的距离以及是否有必须遵守的监管标准。例如，位于购物中心的寻路亭将被视为边缘设备。信息亭可能包含接近和运动传感器，以在个人接近设备时触发电源，以及用于检测个人人口统计数据的 CMOS 图像传感器，用于有针对性的内容交付和用于显示导航的触摸屏界面。信息亭还可能包含额外的内部环境传感器以监控系统的健康状况，例如用于外壳内热量积聚的温度传感器。

　　有多种连接选项可供选择，具体取决于商场的平面图布局以及商场的管理和运营方式。信息亭可以是一个独立的单元，它与其他独立的单元一起与中央网关交互。或者，信息亭可以在其物理结构中包含网关。连接性还取决于信息亭是由商场的物业管理企业托管还是由禁止连接到商场网络的独立第三方（如营销机构）托管。除了这些考虑之外，设计人员还必须考虑正在传输的内容类型，在本例中为数据和视频，以及传输方式，可以是 Wi-Fi、蜂窝或以太网。

　　保护 M2M 系统

　　在查看解决方案中的各种组件选项时，安全性也是一个重要的考虑因素。风险既存在于设备内部，也存在于设备之间。如果传感器受到损害，系统可能会出现故障或以意想不到的方式运行。如果传感器意外关闭或用于从传感器传输数据的连接被黑客入侵，则数据可能会丢失或更改，这反过来会影响数据的分析和操作方式。想象一下，如果从安全摄像头馈送到处理器的视频中删除图像，该处理器旨在监控可视区域从帧到帧的变化。传感器（安全摄像头）捕获的内容与处理器之间的这种脱节可能导致盗窃、故意破坏或未检测到的危险。设计人员可以通过使用可以以多种方式建立的安全连接来防止这种情况。选项包括使用通信运营商或基于云的安全应用程序创建虚拟专用网络 （VPN）。从这些选项中进行选择时，成本和部署复杂性是考虑因素。

　　高效创建生态系统

　　考虑到所有这些标准以及功能元素的平衡，例如与分析或存储等基于云的应用程序的连接，开发人员可能会在评估每个设备选项的过程中失去进入市场的宝贵时间。同样低效的是试图从董事会开始自己设计一切。虽然这将确保每个功能块都是为特定目的而设计并有意与相应的功能块相关联，但该过程将既耗时又昂贵。同样，花时间测试单个商用现货 （COTS） 硬件项目将花费宝贵的时间并需要大量的资源分配。与解决方案提供商合作可以节省开发时间。

　　系统架构师应首先评估其企业的核心竞争力以及如何利用它来创造差异化。然后，他们将选择解决方案合作伙伴，在硬件、App和相关服务方面提供集成解决方案，以平衡应用程序。鉴于能够支撑它们的广泛用例和相关技术，探索所有架构和集成级别非常重要。很多时候，向市场提供解决方案的方法不止一种，成本、工程能力和上市时间等因素将是部署策略的关键。

　　例如，寻求部署数字标牌解决方案的两家企业可能会以完全不同的方式进行。一个拥有创建通用台式计算机经验的人将寻求通过硬件特性（例如支撑的屏幕数量或连接方式）来区分，并使用市售的标准内容管理系统App包。另一家企业，一家独立App供应商 （ISV），可能会寻求提供定制App，通过查看器分析App优化内容管理。在这里，预配置的媒体播放器将满足硬件要求并与企业的核心竞争力保持一致。

　　有能力支撑这两种模型的合作伙伴为设计人员提供了灵活性，并允许内部和外部资源优化。一个好的合作伙伴将提供一套强大的技术选项，并且不偏不倚地选择最佳组合以满足最大化系统功能的要求。在合作伙伴选择过程中，确保解决方案集成商具有特定领域的经验也很重要，这将有助于面向未来的互操作性，并获得必要的行业和机构认证，以解决安全性和合规性问题。这里的一个例子是医疗保健。远程患者监测是医疗市场远程医疗领域的一项蓬勃发展的应用。考虑一个 OEM 或 ISV，其核心竞争力在于与患者监测相关的分析。他们将需要专门构建的设备和无线连接来收集和管理数据流。在此示例中，他们将受益于既获得 ISO-13485:2003 医疗设备认证的合作伙伴，又拥有提供健康保险流通与责任法案 （HIPAA） 隐私和安全合规解决方案的经验。除了这些功能之外，合作伙伴还必须能够说明诸如通过公共互联网安全传输与为整个应用程序创建虚拟专用网络之间的权衡之类的事情。权衡可以是成本、总拥有成本、支撑模型和提供的安全级别，与市场感知价值、上市时间和差异化机会相比。

　　系统部署：最后一块拼图

　　一旦应用程序的设计和生产完成，在现场部署解决方案是互操作性和安全性最关键的地方。将设备连接到网络、配置设备（通常跨多个运营商）以及有效地通过防火墙建立隧道只是成功部署可能需要的一些任务。这些战术细节针对用户体验进行了优化，创建了一个解决方案，使最终用户“看不见”技术，让他们能够专注于产品提供的好处。例如，人们希翼他们的可穿戴健康监测设备能够自动连接到家中的 Wi-Fi 和家外的蜂窝网络，而不会中断服务。他们不希翼因为位置变化而不得不停止和更改设置。使这种透明化的能力是成功部署的关键要素。这些不仅是流程中的关键步骤，而且还通过向最终用户提供的服务为新的收入流提供了机会。

　　可以在设备本身中设计其他功能，以允许监控设备的运行状况或安全性，并在出现问题时发出通知。可以添加温度传感器、冲击和振动传感器等功能或记录系统运行时间的能力，并根据校准点（例如平均故障间隔时间或 MTBF）进行分析，以主动安排日常维护和部件替代品。解决方案集成商可以提供这些服务以及其他服务，例如技术呼叫中心、保修维修和安装。

　　在没有明天标准的情况下今天部署

　　部署 M2M 系统的潜在解决方案与需要解决的用例一样多。对于寻求利用物联网 （IoT） 提供的增长潜力的企业而言，需要一定程度的规模以实现利润最大化。随着 M2M 模型的部署超出其在远程信息处理中的传统根源，标准将开始出现，以使 M2M 信号链的支撑元素之间的互操作性至少在给定的细分市场中通用。像 oneM2M 这样的组织正在努力制定这些标准，但在此期间，与合作伙伴合作是前进的最实际、最有效和最高效的方式。选择一个合作伙伴，例如 Avnet Embedded 的 Rorke Global SoluTIons （RGS） 部门，它带来了广泛的技术选择和不同的集成水平，与实施解决方案的免费服务生命周期一起至关重要。确保合作伙伴不倾向于一种解决方案而不是考虑所有解决方案，并且合作伙伴具有特定领域的经验，从而成倍地增加成功的可能性。花时间评估和选择合适的合作伙伴将带来更快的部署，更好的最终客户满意度，并从长远来看优化收入。

　　审核编辑：郭婷