迎接物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨

受益于多項(xiàng)技術(shù)的成熟發(fā)展，現(xiàn)在正是邁向“物聯(lián)網(wǎng)”(IoT)時(shí)代的絕佳時(shí)刻。這些技術(shù)包括：高速蜂窩網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和Wi-Fi等短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速成長(zhǎng)，以及IPv6標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)入，可為全球各種裝置提供足夠的IP地址。

除此之外，幾乎可提供無(wú)限計(jì)算與存儲(chǔ)容量的云計(jì)算技術(shù)，讓即使最普通的終端設(shè)備也能支持功能非常強(qiáng)大的應(yīng)用程式。

一個(gè)完美的生態(tài)系統(tǒng)為著“物聯(lián)網(wǎng)”的興起應(yīng)運(yùn)而生。在“物聯(lián)網(wǎng)”的世界中，所有的車(chē)輛、電話(huà)、傳感器、電表、機(jī)器、銷(xiāo)售終端機(jī)、廣告牌、玩具、相機(jī)以及醫(yī)療設(shè)備等都能通過(guò)高速傳輸技術(shù)與因特網(wǎng)無(wú)線(xiàn)相連。

若再加上全球定位接收器，便能打造出尺寸精巧、隨時(shí)聯(lián)機(jī)、具位置感知的因特網(wǎng)“裝置”，它們擁有服務(wù)器群組(server farm)的計(jì)算功能，但卻同時(shí)具備低功耗、小尺寸以及完整的移動(dòng)自由度。

“物聯(lián)網(wǎng)”設(shè)備到2020年將達(dá)500億臺(tái)

一直到最近，因特網(wǎng)主要都是用來(lái)作為人與人、以及人與機(jī)器之間的通訊。目前市場(chǎng)上有智能手機(jī)、平板電腦和游戲機(jī)等各式各樣的設(shè)備，可為我們提供通訊、信息、商業(yè)、以及娛樂(lè)等多樣化的可能性。

但是，即使現(xiàn)在每個(gè)人都擁有多臺(tái)電子設(shè)備，“人聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Humans)的增長(zhǎng)仍會(huì)受限于地球上的人口總數(shù)。雖然此市場(chǎng)會(huì)以線(xiàn)性方式持續(xù)增長(zhǎng)，但連網(wǎng)設(shè)備的指數(shù)增長(zhǎng)將來(lái)自于機(jī)器與傳感器等設(shè)備，因?yàn)樗鼈兊脑鲩L(zhǎng)速度遠(yuǎn)比人口的增長(zhǎng)快多了。根據(jù)思科公司的估計(jì)，到2020年，“物聯(lián)網(wǎng)”的規(guī)模將達(dá)到500億臺(tái)。

也就是說(shuō)，到2020年，連網(wǎng)的機(jī)器數(shù)量將超過(guò)全球的上網(wǎng)人數(shù)。

這500億臺(tái)設(shè)備將涵蓋哪些東西?

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，應(yīng)該先問(wèn)問(wèn)“哪些設(shè)備無(wú)法享有智能控制的好處?”所有的節(jié)能設(shè)備當(dāng)然都能受惠于待機(jī)模式的低功耗狀態(tài)。在家庭應(yīng)用中，家電產(chǎn)品能通過(guò)因特網(wǎng)提供的智能功能，根據(jù)家中哪位成員何時(shí)到家來(lái)降低暖氣、冷氣和照明的成本，或是在離峰時(shí)間開(kāi)啟電器、依據(jù)臉部或指紋辨識(shí)來(lái)管制門(mén)禁，或甚至根據(jù)你搭乘火車(chē)的實(shí)際離站時(shí)間來(lái)啟動(dòng)咖啡機(jī)。

企業(yè)已獲益于自動(dòng)化供應(yīng)鏈管理、智能能源使用、安全和移動(dòng)銷(xiāo)售終端。

就如同筆記本電腦和智能手機(jī)等人類(lèi)操作的設(shè)備一樣，所有能因因特網(wǎng)提供的智能功能而獲益的機(jī)器設(shè)備，最終都將連接在一起。

IoT將會(huì)呈現(xiàn)何種面貌?

“物聯(lián)網(wǎng)”將包含數(shù)十億臺(tái)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。這些設(shè)備有可能是車(chē)輛傳感器、醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備、遠(yuǎn)程攝像機(jī)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、電力和瓦斯表、家用電器、交通流量傳感器、路燈等等。所有這些設(shè)備都會(huì)以無(wú)線(xiàn)方式與“云端”相連。

在IoT中，數(shù)百萬(wàn)臺(tái)終端設(shè)備將會(huì)采集大量的信息，這就是所謂的“大數(shù)據(jù)”，并利用幾乎是無(wú)限制的計(jì)算設(shè)備和存儲(chǔ)資源來(lái)處理，因此可打造出深具吸引力的全新服務(wù)，或是可協(xié)助企業(yè)降低成本與提升效率。

由于小尺寸、低成本的全球定位技術(shù)，以及高速蜂窩和短距離無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的成熟，今天，這些硬件技術(shù)已經(jīng)全部到位，可實(shí)現(xiàn)全新類(lèi)型的高價(jià)值服務(wù)，以降低商業(yè)流程的成本并提升效率，并為消費(fèi)者提供更完善的醫(yī)療、安全、信息、導(dǎo)航、購(gòu)物服務(wù)以及便利性。

這些深具吸引力的全新應(yīng)用，將帶來(lái)龐大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ韵率瞧渲械娜齻€(gè)例子：

遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全、以及計(jì)量

“物聯(lián)網(wǎng)”可低成本、隱密地安裝連網(wǎng)設(shè)備，無(wú)線(xiàn)地報(bào)告寵物或個(gè)人的位置信息，傳輸電、水和瓦斯的使用度數(shù)，并為家庭、車(chē)輛、倉(cāng)庫(kù)、商店和公共設(shè)施提供全年無(wú)休的視頻監(jiān)測(cè)。為家庭、銀行、學(xué)校、機(jī)場(chǎng)、購(gòu)物中心、辦公大樓和醫(yī)院提供無(wú)所不在的監(jiān)控將變得更為常見(jiàn)。云計(jì)算可用來(lái)存儲(chǔ)視頻流，并提供車(chē)輛和臉部辨識(shí)等功能強(qiáng)大的服務(wù)。

預(yù)測(cè)式車(chē)輛導(dǎo)航

現(xiàn)在的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)際的交通條件計(jì)算最佳路線(xiàn)。很快，通過(guò)低延遲LTE與IoT相連的“智能”導(dǎo)航系統(tǒng)便能根據(jù)實(shí)際和預(yù)測(cè)的交通條件來(lái)提供更好的路線(xiàn)，而這些信息都是收集自數(shù)千輛汽車(chē)并在云端處理的數(shù)據(jù)。其它的云端應(yīng)用也將提供深具吸引力的服務(wù)，包括自動(dòng)防撞與抬頭駕駛顯示等，可根據(jù)周?chē)?chē)輛的位置和速度，建議適當(dāng)?shù)鸟{駛車(chē)道。

自動(dòng)化工業(yè)流程

供應(yīng)鏈管理、及時(shí)送貨以及貨物和元器件的優(yōu)化存放都將極大地受益于IoT。今天，大部份消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品都包含采購(gòu)自世界各地的許多元器件，以消費(fèi)性電子、車(chē)輛和機(jī)器為例，它們的元器件數(shù)量更是高達(dá)數(shù)千個(gè)以上。

這是一個(gè)復(fù)雜流程的完美范例：它需要對(duì)數(shù)百萬(wàn)個(gè)元器件進(jìn)行位置跟蹤 (感謝IPv6標(biāo)準(zhǔn)的就緒)，加上長(zhǎng)距離與短距離無(wú)線(xiàn)通信，并與云計(jì)算和存儲(chǔ)容量相結(jié)合，才能回答實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈流程優(yōu)化所必須解決的三個(gè)重要問(wèn)題：多少?哪里?以及何時(shí)? 元器件有多少庫(kù)存?這些庫(kù)存在哪里?它們何時(shí)能運(yùn)送到工廠?

M2M與IoT：今天 vs. 明天

今天的M2M應(yīng)用還不能稱(chēng)為“物聯(lián)網(wǎng)”，因?yàn)樗鼈冎荒苕i定垂直應(yīng)用，并且無(wú)法彼此交換信息。這就好像歐盟(EU)不能代表“歐洲每個(gè)國(guó)家”一樣，因?yàn)槊總€(gè)國(guó)家都擁有自己的語(yǔ)言、法律、以及企業(yè)營(yíng)運(yùn)的方式。

今日M2M應(yīng)用的特性

•專(zhuān)有協(xié)議與技術(shù)

•“分立式”(Silo)垂直應(yīng)用

•低帶寬、分散式計(jì)算與儲(chǔ)存

•網(wǎng)絡(luò)延遲不敏感

•基于2G/3G網(wǎng)絡(luò)

•以無(wú)線(xiàn)方式連接最后一哩

•以固定線(xiàn)路方式連接最后一米

這些應(yīng)用通常都依賴(lài)專(zhuān)有技術(shù)與協(xié)議、低帶寬連接、分散式計(jì)算和存儲(chǔ)，而且并未延伸到因特網(wǎng)的“邊緣”(edge)。的確，今天我們使用的大部份電子設(shè)備都沒(méi)有連上網(wǎng)絡(luò)，包括家電、汽車(chē)、電子廣告牌、交通信號(hào)、電表、自動(dòng)販賣(mài)機(jī)、安全、空調(diào)系統(tǒng)、燃料泵、路燈，以及其他許許多多的設(shè)備。

明日的IoT M2M應(yīng)用

下一代的IoTM2M應(yīng)用將采用高速、低延遲蜂窩通信、以廣泛采用的短距離無(wú)線(xiàn)電來(lái)完成最后幾百米的網(wǎng)絡(luò)連接。而且因?yàn)镮Pv6標(biāo)準(zhǔn)的采用，可為全球數(shù)以?xún)|計(jì)的各式設(shè)備提供足夠的IP地址。云計(jì)算和開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)將為因特網(wǎng)邊緣提供強(qiáng)大的計(jì)算能力，并讓不同平臺(tái)之間能共享數(shù)據(jù)。

下一代IoT應(yīng)用的特性

•開(kāi)放協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)

•利用云計(jì)算來(lái)處理“大數(shù)據(jù)”

•低網(wǎng)絡(luò)延遲，以確保服務(wù)質(zhì)量

•以高帶寬蜂窩連接技術(shù)連接最后一哩(如LTE、HSPA+)

•以短距離通信連接最后幾百米(如藍(lán)牙、WiFi)

現(xiàn)在，IoT的硬件級(jí)技術(shù)已基本就緒，能夠滿(mǎn)足非常多樣化的應(yīng)用需求，監(jiān)測(cè)、控制、并與每一臺(tái)電子設(shè)備進(jìn)行通信。所以，下一步就是要讓“設(shè)備彼此相連”。

與“物聯(lián)網(wǎng)”相連

為了協(xié)助工程師快速投入“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用的設(shè)計(jì)，u-blox和ARM共同開(kāi)發(fā)了支持mbed計(jì)劃的C027 ARM“物聯(lián)網(wǎng)”入門(mén)套件，以尺寸精巧的u-blox 2G、3G或CDMA蜂窩調(diào)制解調(diào)器模塊(LTE即將就緒)為基礎(chǔ)，再加上全球定位模塊，提供立即可用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接。

此套件內(nèi)含一顆ARM Cortex-M3 32位處理器，可提供簡(jiǎn)易的USB拖放式編程和調(diào)試功能。

C027可免費(fèi)存取ARM mbed開(kāi)發(fā)平臺(tái)的資源，其中包括網(wǎng)絡(luò)API指南、無(wú)線(xiàn)、音頻、傳感器和外圍接口，更多信息，請(qǐng)瀏覽https://mbed.org/platforms/u-blox-C027。

C027 IoT入門(mén)套件的詳細(xì)信息，請(qǐng)瀏覽：www.u-blox.com/c027-internet-of-things-starter-kit.html

短距離無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)：藍(lán)牙和Wi-Fi

為了提供最后幾百米的無(wú)線(xiàn)連接，u-bloxODIN-W160是可立即支持mbed 項(xiàng)目的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)短距離通信模塊，這是專(zhuān)為工業(yè)、汽車(chē)、醫(yī)療和其他要求嚴(yán)格的應(yīng)用所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。此模塊可提供橫跨Bluetooth v2.1+EDR、Bluetooth v4.0和Wi-Fi 802.11 a/b/g/n的多重?zé)o線(xiàn)電功能。它是一個(gè)藍(lán)牙“雙模”模塊(支持Bluetooth Smart)，可支持傳統(tǒng)藍(lán)牙(Classic Bluetooth)和低功耗藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。