通信

实现物联网的愿景

字号+ 作者:Michele Grieshaber 来源:eettaiwan 2018-01-02 15:14

虽然物联网(IoT)于近年已然成熟,但也伴随着一些成长的痛苦。安全问题、智能家居产品采用速度低于预期以及分散的物联网生态系统只是业界面临的一小部份挑战。

 
虽然物联网(IoT)已然成熟,但也伴随着成长的痛苦。安全问题、智能家居产品采用速度低于预期以及分散的物联网生态系统都带来了挑战。另一方面,随着物联网与人工智能协同作用,改善生活和改造工业的可能性不可限量,而我们则正处于这场革命的浪头上...
 
虽然物联网(IoT)于近年已然成熟,但也伴随着一些成长的痛苦。安全问题、智能家居产品采用速度低于预期以及分散的物联网生态系统只是业界面临的一小部份挑战。
 
尽管存在这些障碍,我们预计2018年以及后续的物联网市场仍将持续强劲成长。到2025年时,估计连网装置的配置将高达700亿台(灯具、智能电表、恒温器、穿戴式装置和无数其他装置)。根据麦肯锡公司最近的一份报告估计,这些装置将为全球经济贡献约11兆美元的价值。Gartner预测,到2020年,物联网技术将嵌入于95%的新电子产品设计中。
 
尤其,互连照明是物联网市场的亮点。越来越多的家庭和商业空间的灯具正转换为LED技术,为传感器、控制器和灯具的连接提供了一个平台。在未来几年中,我们将看到云端分析和智慧的增加,并且具备可根据照明网络数据而做出决策的能力。
 
智能型LED的激增使照明设备添加蓝牙或Wi-Fi的可能性大为提高,并可普及为连接家庭的网络。这将使照明设备能支持其他应用,例如,应用于占用侦测和寻路的信标或使亚马逊的Alexa都可在每个房间使用扬声器,而Sengled已经推出了一款LED灯泡,可以利用智能型手机控制整合后的扬声器。
 
连网照明广泛部署的合理地点为商业环境,如机场,医院和购物中心。这些大型连网照明应用针对节能、安全以及建筑管理人员和政府安全提供显著的投资效益(ROI)。随着连网照明的价格不断下降,消费者将直接受益于环境照明的便利和操控,使他们能够调节光线,增强睡眠质量、健康和生产力。
 
硬件和软件技术(包括多重协议无线连接和网状网络)的最新进展可轻松地将新的物联网功能以最低的成本增加到LED灯等无数产品中。多重协议技术是物联网无线连接的未来发展,因为它实际纾解了无单一标准的连接问题。使用多重协议SoC创建的装置能够经由蓝牙低功耗(LE)与智能型手机的接口进行链接,以执行装置的除错、添加或删除组件以及控制网络上的装置。
 
物联网的市场趋势是以单一无线SoC取代双芯片的架构,并且能够在多个协议之间动态切换,同时处理最终的应用程序代码。单一多重协议SoC可以分时使用CPU、内存和RF天线,进而使无线子系统物料列表(BOM)的成本和数量的规模可减少高达40%。
 
受益于动态多重协议交换的应用范例包括:
 
智能照明:在住宅照明中,消费者可以使用智能型手机应用来简化装置安装/设定。基于Zigbee的商业照明系统可以扩展到传输蓝牙信标以实现室内定位服务或装置追踪。安装人员和维护团队可透过蓝牙智能型手机或平板计算机除错Zigbee装置、更新软件或者在特定装置上执行诊断。终端用户可以使用智能型手机来控制一组灯具并接收信标来协助进行室内导引。
 
智能家居:物联网产品可以连接到流行的家庭自动化平台和支持Zigbee的语音助理,同时还支持智能型手机的直接连接,以进行简单的设定和本地的控制和监控。例如,连接的门锁可透过网状网络远程遥控,并透过智能型手机应用软件进行本地解锁。具特定位置的蓝牙信标可用于增强智能型手机的应用功能,并为自动化应用提供额外的周边讯息。
 
智慧建筑:Zigbee支持的商业建筑自动化系统可以进行扩展,支持员工使用蓝牙智能型手机,平板计算机或智能卷标进行互动。例如,所连接的HVAC系统可根据设定在员工档案中已占用或用户偏好的情境自动进行调整。
 
网状网络在家庭和商业安装的连网装置已成为主流。亚马逊最近采用Zigbee技术推出的Echo Plus反应了主流消费者对网状网络应用技术的市场接受度日益成长。Zigbee已被用于许多智能家居和连接照明产品,并且在美国和英国也被广泛应用于智能电表应用领域。 2015年推出的另一个802.14.5网状网络堆栈Thread,由于与Nest和Google的联盟而获得了巨大的成长动能。随着eero Wi-Fi路由器在市场的推出,首批Thread支持的产品已经上市。而蓝牙网状网络技术于2017年7月的推出,也凸显了物联网网状网络的发展趋势。
 
每种网状网络技术都有其优势和最佳应用案例,所以我们不会看到唯一主要的网状网络标准。 Zigbee已经有十多年的历史,已经建立了丰富的丛集库或应用层(现在称为dotdot),可以使许多不同类型的装置(从灯泡和开关到门锁)相互通讯。Thread是基于6LoWPAN和IPv6技术构建而成的,它是第一个支持网络协议的网状网络堆栈,使得网络中的数百个终端节点可以进行IP寻址。虽然Thread缺少应用层,但它利用Zigbee dotdot来实现装置对装置和网络互动操作的性能。
 
蓝牙网状网络建立的普及性标准和品牌知名度可为大众提供网状网络服务。蓝牙也具有许多种类,从用于连续语音/音频串流传输的传统基本速率/增强数据速率(BR/EDR)到用于低耗能版本的装置对装置数据传输以及信标式广播。蓝牙网状网络现在为大规模网络应用增加了「多对多」通讯,包括资产追踪、家庭和建筑自动化、照明、信标和智慧电表。
 
Zigbee和Thread网络利用路由技术来中继讯息,在这种技术中,讯息从一个节点跳到另一个节点到达最终目的地。然而,蓝牙网状网络使用一种溢流管理技术,其中网络中的每个装置将讯息发送到其他各个节点。虽然溢流网状网络对于简单的应用来说可能更容易也更灵活,但是对于一些较大规模的网络而言,它可能会造成更高的延迟和功耗的增加。无论采用何种建置方式,网状网络已在物联网部署中更为流行,因为它扩展了范围,同时提高了网络可靠性,可扩展性和能源效率。
 
随着物联网应用的终端节点数量不断增加,物联网安全仍然是急需解决方案的关键问题。 据Gartner透露,到2022年,所有物联网安全预算的一半将投入于故障修复、产品召回和安全故障而非安全保护。
 
阻止物联网未来受攻击的最有效方法是保持领先对手的竞争能力。随着攻击者不断改进技术并发现新的漏洞,设备安全性的发展必须与时俱进。
 
物联网装置的使用寿命长,加上攻击者所使用的知识和工具快速发展,使得设计终端节点设备在整个实际生命周期中保持安全的可行性更为困难。要使装置保持安全,必须透过软件更新来升级安全性。物联网供货商必须预先计划执行机制和流程来推动更新。幸运的是,安全开机程序已经完备,许多装置已连接至因特网,并有足够的内存来支持定期更新。启动安全更新不需耗费太多心力,而且不能有不做的借口。
 
尽管现今安全问题不断受到关注,物联网革命仍在持续发展。未来几年,物联网将成为地球上最大的数据来源。数十亿传感器节点向云端发送大量数据进行处理和分析,并且随着更多节点的部署,这种趋势将会增加。使用所有这些物联网产生数据之最有意义的好方法,就是利用人工智能(AI)系统。
 
新兴技术也将人工智能的功能更贴近于网络,在此网络中,物联网终端节点变得更加智能化,使得新的应用能够在本地进行关键处理和控制决策,并且比云端的延迟时间更短。物联网燃料智慧化的普及将藉由对工厂设备的预测性维护,协助产业优化生产力,使消费者和医生能实时了解穿戴式装置产生的生物测量数据、协助智能城市预防事故及提高照明和运输效率。 随着物联网与人工智能协同作用日益增强,改善生活和改造工业的可能性是无可限量的,而我们则正处于这场革命的浪头上。









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