[论文解读] Investigating IoT Middleware Platforms for Smart Application Development

Preeti Agarwal, Mansaf Alam|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 2018

IoT and Edge/Fog Computing被引用 10

一句话总结

本文基于一种通用的物联网架构，将物联网中间件平台划分为四类——上市企业平台、开源平台、开发者友好型平台以及端到端连接平台。该研究在传感、通信和应用开发等关键功能方面，对各类平台进行了比较分析，为智能城市和医疗保健等领域的智能应用开发，提供了结构化的平台选择框架。

ABSTRACT

With the growing number of Internet of Things (IoT) devices, the data generated through these devices is also increasing. By 2030, it is been predicted that the number of IoT devices will exceed the number of human beings on earth. This gives rise to the requirement of middleware platform that can manage IoT devices, intelligently store and process gigantic data generated for building smart applications such as Smart Cities, Smart Healthcare, Smart Industry, and others. At present, market is overwhelming with the number of IoT middleware platforms with specific features. This raises one of the most serious and least discussed challenge for application developer to choose suitable platform for their application development. Across the literature, very little attempt is done in classifying or comparing IoT middleware platforms for the applications. This paper categorizes IoT platforms into four categories namely-publicly traded, open source, developer friendly and end-to-end connectivity. Some of the popular middleware platforms in each category are investigated based on general IoT architecture. Comparison of IoT middleware platforms in each category, based on basic, sensing, communication and application development features is presented. This study can be useful for IoT application developers to select the most appropriate platform according to their application requirement.

研究动机与目标

• 为应对市场上选项繁多所带来的物联网中间件平台选择难题。
• 基于部署模式和可访问性，将现有物联网中间件平台划分为四类。
• 使用标准化评估标准，对各类平台进行对比分析。
• 支持物联网应用开发者根据具体应用需求，做出明智的平台选择决策。
• 通过系统性地比较物联网中间件平台在关键功能和技术维度上的表现，填补研究空白。

提出的方法

• 将物联网中间件平台划分为四类：上市企业平台、开源平台、开发者友好型平台以及端到端连接平台。
• 以通用的物联网系统架构作为功能对比的参考框架。
• 基于四大功能集对平台进行评估：基础功能、传感功能、通信协议以及应用开发支持。
• 从每类中选取代表性平台，进行深入分析与对比。
• 应用结构化的、基于功能的评估矩阵，实现技术与可用性维度的并行比较。
• 将研究结果整合为一个决策支持框架，帮助开发者将平台能力与应用需求相匹配。

实验结果

研究问题

• RQ1 当前市场中，物联网中间件平台的主要类别有哪些？
• RQ2 物联网中间件平台在不同类别中的功能与技术特性有何差异？
• RQ3 在智慧城市建设与医疗保健等应用领域，开发智能应用时，哪些平台特性最为关键？
• RQ4 上市企业平台、开源平台、开发者友好型平台以及端到端物联网中间件平台各自的优势与局限是什么？
• RQ5 开发者如何系统性地比较并为自身特定应用需求选择最合适的中间件平台？

主要发现

• 本研究识别出四类截然不同的物联网中间件平台：上市企业平台、开源平台、开发者友好型平台以及端到端连接平台。
• 开源平台提供高度可定制化和透明性，但可能需要更高的开发专业能力。
• 上市企业平台通常提供强大的企业级支持与可扩展性，但可能伴随许可费用。
• 端到端平台简化了集成与部署流程，特别适合智能应用的快速原型设计与生产环境部署。
• 开发者友好型平台强调易用性、直观的API接口以及详尽的文档支持，显著缩短了上手时间。
• 对比分析表明，没有任何一个平台在所有维度上均表现卓越，凸显了根据具体应用需求匹配平台选择的重要性。