Web of Things (WoT) 技術整合指南 WoT 通訊協定與前端開發趨勢

什麼是 Web of Things (WoT)？

Web of Things (WoT) 是物聯網 (IoT) 的進化版，核心定義在於利用 Web 標準（如 HTTP、WebSocket、JSON）來簡化 IoT 前端整合 的複雜性。其目標是讓每個硬體裝置都具備唯一的 URL，並透過 WoT JSON 格式 描述其屬性與動作。在通訊層，WoT 依賴 LPWAN 通訊協定（如 LoRa、SigFox 或 Wi-SUN）來克服低功耗與長距離傳輸的挑戰。透過 智慧家庭解決方案 的標準化，WoT 讓開發者能像操作網頁 API 一樣控制實體裝置，打破不同平台間的壁壘，實踐物聯網前端互動。

在物聯網 (IoT) 蓬勃發展的今天，Web of Things (WoT) 介紹了如何將傳統 IoT 裝置與廣泛的 Web 技術無縫整合。這項技術不僅簡化了IoT 前端整合的複雜性，更為構建高效的智慧家庭解決方案提供了標準化的途徑。

透過定義清晰的 WoT JSON 格式與創新的 LPWAN 通訊協定，WoT 旨在打破不同物聯網平台之間的壁壘，實現設備間的互操作性，從而加速智慧世界的發展。

Web of Things 介紹

Web of Things 在 Mozilla 的相關文件介紹中定義了可讀性較高的 json 格式，一個 geoJSON 的概念，這裡我們姑且就叫 wotJSON ?

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{
  "id": "https://mywebthingserver.com/things/switch",
  "title": "On/Off Switch",
  "description": "A web connected switch",
  "properties": {
    "on": {
      "title": "On/Off",
      "type": "boolean",
      "description": "Whether the lamp is turned on",
      "links": [{"href": "/things/switch/properties/on"}]
    }
  }
}

從 ID 可以看出來最終目標是讓每個裝置也能夠有一個 URL 可以進行直接連接，當裝置都與 WebThings Gateway 連接後，就可以透過定義的 REST 的 API 進行裝置的互動控制，底層是透過 WebSocket 來保持住連線。

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[
  {
    "fade": {
      "input": {
        "level": 50,
        "duration": 2000
      },
      "href": "/things/lamp/actions/fade/123e4567-e89b-12d3-a456-426655",
      "timeRequested": "2017-01-25T15:01:35+00:00",
      "status": "pending"
    }
  },
  {
    "reboot": {
      "href": "/things/lamp/actions/reboot/124e4568-f89b-22d3-a356-427656",
      "timeRequested": "2017-01-24T13:13:33+00:00",
      "timeCompleted": "2017-01-24T13:15:01+00:00",
      "status": "completed"
    }
  }
]

為什麼除了 IoT 以外又多了一個名詞? 先從 IoT 開始看起 IoT 是 Internet of Things 的縮寫，但是當 Things 都連上網之後呢？我們又要怎麼跟 Things 做溝通? 可能的問題：

• 裝置的數量會大量上升
• 裝置的電量有限
• 裝置可能被放置在訊號不佳的位置
• 裝置成本會被限制

目前大多數智慧家庭都是需要一個控制中心，然後透過 App 跟控制中心連結，接著才間接控制裝置，next drive 這家優秀的公司推出了一個 cubej，是一個 HEMS Gateway，除了透過 App 也可以透過 Line 來直接的操作，在 App 過多的這個時代，覺得真的是一個高手級的想法，如果想取得裝置的影片更可以直接傳到 Line 裡，並無改變消費者的習慣，簡直偉大設計 RRR，而 Mozilla 則是定出來標準 WebThings Gateway，我覺得可能有三種可以實現的方式。

1. 智慧音箱: 自從 siri 跟 ok google 出現後，AI 的應用開始越來越多，智慧音箱在對面的發展簡直海放呆丸不知道幾年? AI 有個小關鍵就是需要訓練資料，對岸的資料是幾個億當單位的 Orz 而且是中文！智慧音箱或許也是一個好的 Gateway 的具現化方案
2. 前端瀏覽器: 如果搭配 Chrome 語音輸入的 API 加上熟悉的 REST 來實作一個前端控制介面，也能將資訊圖像化
3. 聊天機器人: 透過文字互動控制裝置

波的小常識

故事剛開始就從射頻開始談起吧? 簡單來看在各種物聯網的情境下，最容易出現的干擾大致可能有：

• 遮蔽太厚
• 裝置電量有限
• 2.4G 干擾
• 大電流干擾

關於遮蔽的問題，可以回到波的特性來看，

• 高頻: 可以短時間內傳輸較多的訊號
• 低頻: 傳輸速率較慢但有比較高的穿透率

雖然可以透過調整波形震幅或形狀來達到同個頻率傳遞更多訊號，但同樣條件底下頻率高的傳遞訊號的速度較快，若是需要傳遞同樣的距離則需要更多更大的能量，下圖為本次 LPWAN 主題相關的資訊：

電波端協定

“智慧電表和家庭閘道器之間的這段通訊與資料傳輸路徑，就是所謂的 B Route，目前傾向於採用具有低功率、抗干擾、長距離傳輸等特性的 Sub-GHz 低功率廣域網路技術(Low Power Wide-Area Network, LPWAN)，例如 LoRa、SigFox、NB-IoT 及 Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network)等。 “

lora 看各家目前技術選型感覺應該是一個備胎的概念 xddd lora 是 long range 主打長距離， 5km up 的樣子?

sigfox 用宅配來打比方的話相當於機車宅配便利袋的概念，當送的貨物(資料)較少時就不需要開貨車來送，耗的能量極少當然傳輸資料也很少(1w 5km)，目前中興保全、Obike 好像已經開始使用了，據說有040 開頭的電話就是了，算是第一個台灣取得通訊協定執照的？很積極的搶地盤，但這種後發搞不好才有後發優勢，想想當年偉哉 Wi-MAX…

Wi-SUN (Wireless Smart Utility Network)，目前日本人用在智慧電表的，920MHz 的低頻穿透能力佳傳輸距離可以到達 1km，日本人讚讚讚? 也是 next drive 採用的技術~

傳輸端協定

接著就是比較上層的軟體實作，考量到裝置特性:

• 每次傳輸量為較小封包(溫度濕度用電量等等)
• 裝置數量巨大
• 快速
• 省電

目前有幾家領頭羊都覺得自己好棒棒？

• Weave (google)
• AMQP (M$)
• MQTT (amazon 三星)
• HomKit (蘋果)

FAQ：Web of Things (WoT) 與物聯網通訊常見問題

Q1：WoT (Web of Things) 與一般的 IoT (Internet of Things) 有什麼區別？

A：IoT 關注的是「連網」，即讓裝置具備連線上網的能力。而 Web of Things (WoT) 深度解析 指出，WoT 關注的是「整合」，即如何利用 Web 技術（如 HTTP API）讓不同廠商、不同協定的 IoT 裝置能互相溝通。WoT 將裝置視為網頁資源，這讓前端工程師能利用熟悉的技術進行 IoT 前端整合。

Q2：LoRa、SigFox 與 NB-IoT 該如何選擇？

A：這取決於您的應用場景。如果您需要極長距離且傳輸量極小的數據（如水表讀數），SigFox 或 LoRa 是低成本選擇。如果您需要更高的穩定性、較大的頻寬（如傳送少量圖片或頻繁更新狀態），且願意支付電信商月租費，NB-IoT（電波端協定）會是更穩健的方案。

Q3：前端工程師如何直接控制硬體裝置？

A：核心在於 WebThings Gateway。裝置透過 MQTT 或 Wi-SUN 等協定將數據傳給 Gateway，Gateway 再將其轉換為標準的 WoT JSON 格式 介面。前端工程師只需透過 fetch 或 WebSocket 呼叫 Gateway 提供的 RESTful API，即可實作控制開關、讀取感測器數值等 智慧家庭解決方案。

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