物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)怎樣避免出現(xiàn)失敗

沒有人打算制造一款會(huì)失敗的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，但這種情況確實(shí)發(fā)生了。從可以在很短時(shí)間內(nèi)被黑客入侵的智能鎖到召回44萬個(gè)智能煙霧和一氧化碳探測(cè)器，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備失敗的故事比比皆是。

當(dāng)設(shè)備故障可以通過更換有缺陷的產(chǎn)品來輕松解決時(shí)，對(duì)公司品牌和利潤(rùn)的影響可能是最小的。但是，當(dāng)這些物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品被安裝在難以到達(dá)的地方或惡劣的環(huán)境中時(shí)，所有的希望都落空了。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的傳播加速，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在難以到達(dá)的地方找到了一些極具吸引力的應(yīng)用途徑，而且在今天已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。智慧農(nóng)業(yè)提供了一個(gè)完美例子，物聯(lián)網(wǎng)傳感器現(xiàn)已部署在一系列農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，旨在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和可持續(xù)性。它們用來監(jiān)測(cè)土壤、作物中的水份含量、幫助雞蛋孵化，甚至是監(jiān)控奶牛的健康狀況。

在這種監(jiān)控奶牛的智應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)傳感器植入到奶牛身體內(nèi)多個(gè)位置，這個(gè)植入過程需要一個(gè)輕微的麻醉手術(shù)。而一旦投入使用，傳感器至少需要連續(xù)運(yùn)行3年。在此期間，它們跟蹤一系列事情，例如牛的行為，甚至體溫，這是疾病發(fā)生的主要指標(biāo)。

這聽起來很簡(jiǎn)單，但由于傳感器位于牛的體內(nèi)，如果出現(xiàn)問題，則無法輕松取出。同時(shí)，奶牛的絕對(duì)重量和它們不斷摩擦堅(jiān)硬物體的習(xí)慣也帶來了另一個(gè)問題，當(dāng)一頭體重超過1800磅的成年母牛決定摩擦它體內(nèi)傳感器所在部位時(shí)會(huì)發(fā)生什么？傳感器會(huì)損壞嗎？

這些都是必須面對(duì)的問題，成功的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮所有因素。

以下是在現(xiàn)實(shí)世界中可能導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)生故障的五個(gè)關(guān)鍵因素，以及一些應(yīng)對(duì)提示：

一、擁塞和負(fù)載問題

自從一臺(tái)新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備啟動(dòng)的那一刻起，其附近可能有數(shù)百個(gè)其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。僅在一個(gè)智慧農(nóng)場(chǎng)，就可能有一群牛，而且每一頭牛都有多個(gè)植入的傳感器；測(cè)量土壤、植物和環(huán)境變量的傳感器；用于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)動(dòng)物的傳感器；農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人和農(nóng)場(chǎng)無人機(jī)——更不用說農(nóng)民可能自己攜帶的任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備了。擁塞會(huì)妨礙設(shè)備正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)流量的急劇增加也有類似影響，并迫使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不斷重新傳輸數(shù)據(jù)。而且它的電池消耗速度可能快于預(yù)期，或者使它完全失效。

為了避免這些故障，產(chǎn)品制造商應(yīng)測(cè)試其物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正常運(yùn)行的能力，其流量負(fù)載要與目標(biāo)環(huán)境中的預(yù)期相當(dāng)。這種測(cè)試也應(yīng)該在模擬不同流量類型時(shí)進(jìn)行，比如流媒體視頻或語音。

二、干擾

密集的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署，致使許多設(shè)備在相同的擁擠頻段運(yùn)行——比如在大型農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)的情況，極大地增加了設(shè)備之間發(fā)生干擾的可能性。許多這樣的設(shè)備無法彼此檢測(cè)，更不用說共同分享無線電波，迫使一些設(shè)備以意想不到的方式運(yùn)行。

為了避免這些問題，共存測(cè)試是必不可少的。它可以幫助產(chǎn)品制造商確定設(shè)備對(duì)其他無線電信號(hào)的容忍度，并確保在其他無線電協(xié)議存在情況下，可以進(jìn)行一定程度的操作。

三、漫游困難

無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備經(jīng)常從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。如果它們沒有設(shè)計(jì)強(qiáng)大的漫游算法來最大限度地減少漫游延遲并避免停機(jī)，那么這可能會(huì)出現(xiàn)問題。只需幾秒鐘中斷就可能導(dǎo)致有價(jià)值數(shù)據(jù)的丟失。擁塞和干擾對(duì)漫游算法的工作效果產(chǎn)生了巨大影響，使得在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)條件下進(jìn)行測(cè)試對(duì)于防止設(shè)備故障至關(guān)重要。在智慧農(nóng)場(chǎng)中，將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備植入奶牛體內(nèi)也只有在該設(shè)備能夠持續(xù)提供農(nóng)民可以訪問的數(shù)據(jù)時(shí)才有意義。

在各種挑戰(zhàn)性條件下的測(cè)試物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)漫游切換是防止這種故障的一種方法，模擬設(shè)備的天線以確保它能夠處理漫游。

四、與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的互操作性

有一天，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能會(huì)像預(yù)期的那樣工作，第二天，它可能會(huì)運(yùn)行不正?；蛘咄耆Ｖ构ぷ?。問題可能不在于設(shè)備，而是用戶在無線接入點(diǎn)上更新固件的結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的微小變化將一個(gè)完美工作的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如植入奶牛體內(nèi)的傳感器，變成一個(gè)目標(biāo)環(huán)境無法識(shí)別的設(shè)備。幸運(yùn)的是，協(xié)議一致性測(cè)試套件可以針對(duì)這種類型故障提供有效的防御。

五、安全漏洞

任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都容易受到攻擊，即使在奶牛身上。有時(shí)是在黑客收集數(shù)據(jù)之后，其他時(shí)候，是黑客正在尋找一種方法來利用設(shè)備的寬松安全性來獲得網(wǎng)絡(luò)后門。當(dāng)設(shè)備漫游并受到干擾時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。這種干擾會(huì)使設(shè)備不堪重負(fù)，導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)入故障狀態(tài)，從而導(dǎo)致連接延遲時(shí)間過長(zhǎng)并使其暫時(shí)容易受到黑客攻擊。使用能夠在混亂RF環(huán)境中模擬漫游行為的測(cè)試套件是阻止這種情況發(fā)生的一種方法。

總結(jié)

隨著越來越多消費(fèi)者開始依賴物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功能，產(chǎn)品制造商將面臨越來越大的壓力，以確保他們的產(chǎn)品安全、可靠。對(duì)于那些希望構(gòu)建不會(huì)失敗的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品公司來說，訣竅在于徹底了解產(chǎn)品的部署環(huán)境，并執(zhí)行正確的測(cè)試類型，以確保它能夠承受使其故障的各種因素。無論這些設(shè)備將用于智能奶牛、醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備還是其他任何設(shè)備，選擇將可靠性作為重中之重的企業(yè)肯定會(huì)在不斷增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中抓住機(jī)遇。