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物聯(lián)網

實現(xiàn)物聯(lián)網的愿景

2025China.cn   2018年01月03日

 

  雖然物聯(lián)網(IoT)已然成熟,但也伴隨著成長的痛苦。安全問題、智能家居產品采用速度低于預期以及分散的物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)都帶來了挑戰(zhàn)。另一方面,隨著物聯(lián)網與人工智能協(xié)同作用,改善生活和改造工業(yè)的可能性不可限量,而我們則正處于這場革命的浪頭上...

  雖然物聯(lián)網(IoT)于近年已然成熟,但也伴隨著一些成長的痛苦。安全問題、智能家居產品采用速度低于預期以及分散的物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)只是業(yè)界面臨的一小部份挑戰(zhàn)。

  盡管存在這些障礙,我們預計2018年以及后續(xù)的物聯(lián)網市場仍將持續(xù)強勁成長。到2025年時,估計連網裝置的配置將高達700億臺(燈具、智能電表、恒溫器、穿戴式裝置和無數(shù)其他裝置)。根據麥肯錫公司最近的一份報告估計,這些裝置將為全球經濟貢獻約11兆美元的價值。Gartner預測,到2020年,物聯(lián)網技術將嵌入于95%的新電子產品設計中。

  尤其,互連照明是物聯(lián)網市場的亮點。越來越多的家庭和商業(yè)空間的燈具正轉換為LED技術,為傳感器、控制器和燈具的連接提供了一個平臺。在未來幾年中,我們將看到云端分析和智慧的增加,并且具備可根據照明網絡數(shù)據而做出決策的能力。

  智能型LED的激增使照明設備添加藍牙或Wi-Fi的可能性大為提高,并可普及為連接家庭的網絡。這將使照明設備能支持其他應用,例如,應用于占用偵測和尋路的信標或使亞馬遜的Alexa都可在每個房間使用揚聲器,而Sengled已經推出了一款LED燈泡,可以利用智能型手機控制整合后的揚聲器。

  連網照明廣泛部署的合理地點為商業(yè)環(huán)境,如機場,醫(yī)院和購物中心。這些大型連網照明應用針對節(jié)能、安全以及建筑管理人員和政府安全提供顯著的投資效益(ROI)。隨著連網照明的價格不斷下降,消費者將直接受益于環(huán)境照明的便利和操控,使他們能夠調節(jié)光線,增強睡眠質量、健康和生產力。

  硬件和軟件技術(包括多重協(xié)議無線連接和網狀網絡)的最新進展可輕松地將新的物聯(lián)網功能以最低的成本增加到LED燈等無數(shù)產品中。多重協(xié)議技術是物聯(lián)網無線連接的未來發(fā)展,因為它實際紓解了無單一標準的連接問題。使用多重協(xié)議SoC創(chuàng)建的裝置能夠經由藍牙低功耗(LE)與智能型手機的接口進行鏈接,以執(zhí)行裝置的除錯、添加或刪除組件以及控制網絡上的裝置。

  物聯(lián)網的市場趨勢是以單一無線SoC取代雙芯片的架構,并且能夠在多個協(xié)議之間動態(tài)切換,同時處理最終的應用程序代碼。單一多重協(xié)議SoC可以分時使用CPU、內存和RF天線,進而使無線子系統(tǒng)物料列表(BOM)的成本和數(shù)量的規(guī)??蓽p少高達40%。

  受益于動態(tài)多重協(xié)議交換的應用范例包括:

  智能照明:在住宅照明中,消費者可以使用智能型手機應用來簡化裝置安裝/設定。基于Zigbee的商業(yè)照明系統(tǒng)可以擴展到傳輸藍牙信標以實現(xiàn)室內定位服務或裝置追蹤。安裝人員和維護團隊可透過藍牙智能型手機或平板計算機除錯Zigbee裝置、更新軟件或者在特定裝置上執(zhí)行診斷。終端用戶可以使用智能型手機來控制一組燈具并接收信標來協(xié)助進行室內導引。

  智能家居:物聯(lián)網產品可以連接到流行的家庭自動化平臺和支持Zigbee的語音助理,同時還支持智能型手機的直接連接,以進行簡單的設定和本地的控制和監(jiān)控。例如,連接的門鎖可透過網狀網絡遠程遙控,并透過智能型手機應用軟件進行本地解鎖。具特定位置的藍牙信標可用于增強智能型手機的應用功能,并為自動化應用提供額外的周邊訊息。

  智慧建筑:Zigbee支持的商業(yè)建筑自動化系統(tǒng)可以進行擴展,支持員工使用藍牙智能型手機,平板計算機或智能卷標進行互動。例如,所連接的HVAC系統(tǒng)可根據設定在員工檔案中已占用或用戶偏好的情境自動進行調整。

  網狀網絡在家庭和商業(yè)安裝的連網裝置已成為主流。亞馬遜最近采用Zigbee技術推出的Echo Plus反應了主流消費者對網狀網絡應用技術的市場接受度日益成長。Zigbee已被用于許多智能家居和連接照明產品,并且在美國和英國也被廣泛應用于智能電表應用領域。 2015年推出的另一個802.14.5網狀網絡堆棧Thread,由于與Nest和Google的聯(lián)盟而獲得了巨大的成長動能。隨著eero Wi-Fi路由器在市場的推出,首批Thread支持的產品已經上市。而藍牙網狀網絡技術于2017年7月的推出,也凸顯了物聯(lián)網網狀網絡的發(fā)展趨勢。

  每種網狀網絡技術都有其優(yōu)勢和最佳應用案例,所以我們不會看到唯一主要的網狀網絡標準。 Zigbee已經有十多年的歷史,已經建立了豐富的叢集庫或應用層(現(xiàn)在稱為dotdot),可以使許多不同類型的裝置(從燈泡和開關到門鎖)相互通訊。Thread是基于6LoWPAN和IPv6技術構建而成的,它是第一個支持網絡協(xié)議的網狀網絡堆棧,使得網絡中的數(shù)百個終端節(jié)點可以進行IP尋址。雖然Thread缺少應用層,但它利用Zigbee dotdot來實現(xiàn)裝置對裝置和網絡互動操作的性能。

  藍牙網狀網絡建立的普及性標準和品牌知名度可為大眾提供網狀網絡服務。藍牙也具有許多種類,從用于連續(xù)語音/音頻串流傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)基本速率/增強數(shù)據速率(BR/EDR)到用于低耗能版本的裝置對裝置數(shù)據傳輸以及信標式廣播。藍牙網狀網絡現(xiàn)在為大規(guī)模網絡應用增加了「多對多」通訊,包括資產追蹤、家庭和建筑自動化、照明、信標和智慧電表。

  Zigbee和Thread網絡利用路由技術來中繼訊息,在這種技術中,訊息從一個節(jié)點跳到另一個節(jié)點到達最終目的地。然而,藍牙網狀網絡使用一種溢流管理技術,其中網絡中的每個裝置將訊息發(fā)送到其他各個節(jié)點。雖然溢流網狀網絡對于簡單的應用來說可能更容易也更靈活,但是對于一些較大規(guī)模的網絡而言,它可能會造成更高的延遲和功耗的增加。無論采用何種建置方式,網狀網絡已在物聯(lián)網部署中更為流行,因為它擴展了范圍,同時提高了網絡可靠性,可擴展性和能源效率。

  隨著物聯(lián)網應用的終端節(jié)點數(shù)量不斷增加,物聯(lián)網安全仍然是急需解決方案的關鍵問題。 據Gartner透露,到2022年,所有物聯(lián)網安全預算的一半將投入于故障修復、產品召回和安全故障而非安全保護。

  阻止物聯(lián)網未來受攻擊的最有效方法是保持領先對手的競爭能力。隨著攻擊者不斷改進技術并發(fā)現(xiàn)新的漏洞,設備安全性的發(fā)展必須與時俱進。

  物聯(lián)網裝置的使用壽命長,加上攻擊者所使用的知識和工具快速發(fā)展,使得設計終端節(jié)點設備在整個實際生命周期中保持安全的可行性更為困難。要使裝置保持安全,必須透過軟件更新來升級安全性。物聯(lián)網供貨商必須預先計劃執(zhí)行機制和流程來推動更新。幸運的是,安全開機程序已經完備,許多裝置已連接至因特網,并有足夠的內存來支持定期更新。啟動安全更新不需耗費太多心力,而且不能有不做的借口。

  盡管現(xiàn)今安全問題不斷受到關注,物聯(lián)網革命仍在持續(xù)發(fā)展。未來幾年,物聯(lián)網將成為地球上最大的數(shù)據來源。數(shù)十億傳感器節(jié)點向云端發(fā)送大量數(shù)據進行處理和分析,并且隨著更多節(jié)點的部署,這種趨勢將會增加。使用所有這些物聯(lián)網產生數(shù)據之最有意義的好方法,就是利用人工智能(AI)系統(tǒng)。

  新興技術也將人工智能的功能更貼近于網絡,在此網絡中,物聯(lián)網終端節(jié)點變得更加智能化,使得新的應用能夠在本地進行關鍵處理和控制決策,并且比云端的延遲時間更短。物聯(lián)網燃料智慧化的普及將藉由對工廠設備的預測性維護,協(xié)助產業(yè)優(yōu)化生產力,使消費者和醫(yī)生能實時了解穿戴式裝置產生的生物測量數(shù)據、協(xié)助智能城市預防事故及提高照明和運輸效率。 隨著物聯(lián)網與人工智能協(xié)同作用日益增強,改善生活和改造工業(yè)的可能性是無可限量的,而我們則正處于這場革命的浪頭上。

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