迎接物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨

受益于多項技術(shù)的成熟發(fā)展，現在正是邁向“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 )、藍牙和Wi-Fi等短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速成長(cháng)，以及IPv6標準的導入，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)限計算與存儲容量的云計算技術(shù)，讓即使最普通的終端設備也能支持功能非常強大的應用程式。

一個(gè)完美的生態(tài)系統為著(zhù)“物聯(lián)網(wǎng)”的興起應運而生。在“物聯(lián)網(wǎng)”的世界中，所有的車(chē)輛、電話(huà)、傳感器、電表、機器、銷(xiāo)售終端機、廣告牌、玩具、相機以及醫療設備等都能通過(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、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)”設備到2020年將達500億臺

一直到最近，因特網(wǎng)主要都是用來(lái)作為人與人、以及人與機器之間的通訊。目前市場(chǎng)上有智能手機、平板電腦和游戲機等各式各樣的設備，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，即使現在每個(gè)人都擁有多臺電子設備，“人聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Humans)的增長(cháng)仍會(huì )受限于地球上的人口總數。雖然此市場(chǎng)會(huì )以線(xiàn)性方式持續增長(cháng)，但連網(wǎng)設備的指數增長(cháng)將來(lái)自于機器與傳感器等設備，因為它們的增長(cháng)速度遠比人口的增長(cháng)快多了。根據思科公司的估計，到2020年，“物聯(lián)網(wǎng)”的規模將達到500億臺。

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

這500億臺設備將涵蓋哪些東西?

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，應該先問(wèn)問(wèn)“哪些設備無(wú)法享有智能控制的好處?”所有的節能設備當然都能受惠于待機模式的低功耗狀態(tài)。在家庭應用中，家電產(chǎn)品能通過(guò)因特網(wǎng)提供的智能功能，根據家中哪位成員何時(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、依據臉部或指紋辨識來(lái)管制門(mén)禁，或甚至根據你搭乘火車(chē)的實(shí)際離站時(shí)間來(lái)啟動(dòng)咖啡機。

企業(yè)已獲益于自動(dòng)化供應鏈管理、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等人類(lèi)操作的設備一樣，所有能因因特網(wǎng)提供的智能功能而獲益的機器設備，最終都將連接在一起。

IoT將會(huì )呈現何種面貌?

“物聯(lián)網(wǎng)”將包含數十億臺數據采集設備。這些設備有可能是車(chē)輛傳感器、醫療監測設備、遠程攝像機、入侵檢測系統、電力和瓦斯表、家用電器、交通流量傳感器、路燈等等。所有這些設備都會(huì )以無(wú)線(xiàn)方式與“云端”相連。

在IoT中，數百萬(wàn)臺終端設備將會(huì )采集大量的信息，這就是所謂的“大數據”，并利用幾乎是無(wú)限制的計算設備和存儲資源來(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)通信設備的成熟，今天，這些硬件技術(shù)已經(jīng)全部到位，可實(shí)現全新類(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，并為消費者提供更完善的醫療、安全、信息、導航、購物服務(wù)以及便利性。

這些深具吸引力的全新應用，將帶來(lái)龐大的發(fā)展潛力。以下是其中的三個(gè)例子：

遠程監控、安全、以及計量

“物聯(lián)網(wǎng)”可低成本、隱密地安裝連網(wǎng)設備，無(wú)線(xiàn)地報告寵物或個(gè)人的位置信息，傳輸電、水和瓦斯的使用度數，并為家庭、車(chē)輛、倉庫、商店和公共設施提供全年無(wú)休的視頻監測。為家庭、銀行、學(xué)校、機場(chǎng)、購物中心、辦公大樓和醫院提供無(wú)所不在的監控將變得更為常見(jiàn)。云計算可用來(lái)存儲視頻流，并提供車(chē)輛和臉部辨識等功能強大的服務(wù)。

預測式車(chē)輛導航

現在的汽車(chē)導航系統能根據實(shí)際的交通條件計算最佳路線(xiàn)。很快，通過(guò)低延遲LTE與IoT相連的“智能”導航系統便能根據實(shí)際和預測的交通條件來(lái)提供更好的路線(xiàn)，而這些信息都是收集自數千輛汽車(chē)并在云端處理的數據。其它的云端應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，可根據周?chē)?chē)輛的位置和速度，建議適當的駕駛車(chē)道。

自動(dòng)化工業(yè)流程

供應鏈管理、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，大部份消費和工業(yè)產(chǎn)品都包含采購自世界各地的許多元器件，以消費性電子、車(chē)輛和機器為例，它們的元器件數量更是高達數千個(gè)以上。

這是一個(gè)復雜流程的完美范例：它需要對數百萬(wàn)個(gè)元器件進(jìn)行位置跟蹤 (感謝IPv6標準的就緒)，加上長(cháng)距離與短距離無(wú)線(xiàn)通信，并與云計算和存儲容量相結合，才能回答實(shí)現供應鏈流程優(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)? 元器件有多少庫存?這些庫存在哪里?它們何時(shí)能運送到工廠(chǎng)?

M2M與IoT：今天 vs. 明天

今天的M2M應用還不能稱(chēng)為“物聯(lián)網(wǎng)”，因為它們只能鎖定垂直應用，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)國家”一樣，因為每個(gè)國家都擁有自己的語(yǔ)言、法律、以及企業(yè)營(yíng)運的方式。

今日M2M應用的特性

•專(zhuān)有協(xié)議與技術(shù)

•“分立式”(Silo)垂直應用

•低帶寬、分散式計算與儲存

•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、分散式計算和存儲，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、電表、自動(dòng)販賣(mài)機、安全、空調系統、燃料泵、路燈，以及其他許許多多的設備。

明日的IoT M2M應用

下一代的IoTM2M應用將采用高速、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。而且因為IPv6標準的采用，可為全球數以?xún)|計的各式設備提供足夠的IP地址。云計算和開(kāi)放標準將為因特網(wǎng)邊緣提供強大的計算能力，并讓不同平臺之間能共享數據。

下一代IoT應用的特性

•開(kāi)放協(xié)議、標準技術(shù)

•利用云計算來(lái)處理“大數據”

•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(如藍牙、WiFi)

現在，IoT的硬件級技術(shù)已基本就緒，能夠滿(mǎn)足非常多樣化的應用需求，監測、控制、并與每一臺電子設備進(jìn)行通信。所以，下一步就是要讓“設備彼此相連”。

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)”應用的設計，u-blox和ARM共同開(kāi)發(fā)了支持mbed計劃的C027 ARM“物聯(lián)網(wǎng)”入門(mén)套件，以尺寸精巧的u-blox 2G、3G或CDMA蜂窩調制解調器模塊(LTE即將就緒)為基礎，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拖放式編程和調試功能。

C027可免費存取ARM mbed開(kāi)發(fā)平臺的資源，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，請瀏覽https://mbed.org/platforms/u-blox-C027。

C027 IoT入門(mén)套件的詳細信息，請瀏覽：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)、醫療和其他要求嚴格的應用所設計的產(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的多重無(wú)線(xiàn)電功能。它是一個(gè)藍牙“雙模”模塊(支持Bluetooth Smart)，可支持傳統藍牙(Classic Bluetooth)和低功耗藍牙標準。