物联网(IoT)是一个令人难以置信的多样化空间，包括各种各样的硬件形态因素和软件生态系统，这是我们在技术领域所见不到的。智能手表、联网摄像头、无人机、恒温器、语音扬声器、智能家电等等，它们都生活在物联网中。
但是，令众多物联网爱好者兴奋不已的多样性和创新，不仅对制造商和开发人员来说是一个巨大的挑战，而且(最重要的是)对消费者也是一个巨大的挑战。在设计或部署物联网设备时应使用哪些技术选项?他们如何跟上更新的或新的操作系统?新的软件和连接技术会出现吗?这些只是当今挑战的一部分。
拥有一个单一、统一的物联网通信和软件框架似乎是一个理想的解决方案，但物联网的多样性和快节奏特性使这个乌托邦成为一个巨大的挑战。物联网的多样性不是需要解决的问题，而是必须接受和管理的一个方面。
物联网互操作性的三个要素
为了应对物联网设备多样性的挑战，技术专业人员应该关注三个要素:多模无线电、软件灵活性和基于硬件的安全性。
1.多模式无线电允许多种物联网设备相互通信
无线连接是物联网的核心。多模无线电将多种无线通信技术引入到单个设备中，是解决许多技术领域中碎片化问题的一种行之有效的方法。例如，现在任何像样的智能手机都有一个支持7个无线接口的移动调制解调器，所以无论它连接到LTE、CDMA或GSM网络，手机都能正常工作——它可以连接到任何其他移动网络上的任何其他手机。
同样的多模式无线电方法也适用于智能家居。在一个灯泡和开关使用ZigBee、扬声器连接蓝牙、电视和恒温器通过Wi-Fi通信的地方，能够理解和翻译所有这些不同的无线技术的设备将为消费者提供最方便和最灵活的，因为它们可以与不同的智能家居生态系统互操作。这一点很重要，因为家庭设备和电器正在慢慢地被取代，所以不同的无线技术有望在家庭中长期共存。
由多模式无线电(如支持Wi-Fi、蓝牙和基于802.15.4的技术的路由器和网关)支持的家庭hub也可以作为跨多个生态系统的桥梁来支持互操作性。例如，如果ZigBee灯泡和Wi-Fi电视都连接到多模式家庭路由器，它们就可以相互通话。
最终，跨不同无线电技术的互联对物联网许多部分的成功至关重要。用户希望简单，如果设备难以安装、彼此同步或连接到网络，那么物联网的增长将受到限制。有了多模式无线电解决方案，用户不必担心家中所有不同的网络类型，从而更容易采用联网产品和服务。
2.软件灵活性支持多种协议、连接框架和云服务
一旦物联网设备可以相互连接，互操作性所需的大多数其他元素都可以通过软件来解决。一旦设备具有802.15.4无线功能，诸如ZigBee和OpenThread等网络协议就可以在网络堆栈中实现。软件实现还可以实现跨连接框架的兼容性，如Open connectivity Foundation (OCF)和HomeKit，并提供与多个云服务的集成，如Amazon Web services (AWS) IoT和Microsoft Azure IoT。
使用软件来实现互操作性，使得制造商在不重新设计硬件的情况下，更容易对其产品进行优化或添加新功能。还可以对现场设备进行升级，以修复缺陷或添加新功能，帮助延长物联网设备的寿命，降低管理或更换成本。
在物联网设备中，内存和处理能力是实现软件灵活性的关键考虑因素，它们的设计需要不限制通过软件实现的功能。制造商和开发人员必须关注他们选择的组件和设备的内存容量和计算能力，以避免软件可提供的互操作性特性的瓶颈。
3.对基于硬件的安全性的需求
使用多种无线电技术和灵活的软件功能来解决物联网中的碎片化和多样性问题，有一个重要的要求——每个节点都有强大的安全性。在设备中使用多种无线技术可能会暴露更多的点，让恶意方嗅探网络流量或注入未经授权的代码。
虽然没有一个连接的系统可以是100%端到端安全的，但基于硬件的特性可以提高设备的保护，这是仅用软件无法实现的。众所周知的基于硬件的特性，如安全引导和可信执行环境，可以防止未经授权的代码执行，而无线协议安全功能可以保护传输中的数据。作为端到端的安全方法的一部分，基于硬件的安全现在不仅可以为物联网设备提供更高级别的保护，还可以帮助保护连接到云的网络。
创造一个可互操作、多样化和不断扩展的物联网
物联网的形态因素和生态系统的多样性使其既令人兴奋又复杂。虽然设备的多样性是积极创新的标志，但碎片化却是敌人。
这种紧张关系在技术上并不新鲜，但物联网将其提升到了一个新的水平。互操作性将是未来几年的一个重要考虑因素，但随着多模式无线电、软件灵活性和基于硬件的安全，技术专业人士现在有了解决碎片化挑战的工具，能够创造一个新的、巨大的世界，使连接设备可以协同工作——物联网。