無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )將驅動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

　　結合無(wú)數具有IP功能的裝置、RFID標簽、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )、機器對機器(M2M)通信、iPhone手機應用程序、空白電視頻段及云端運算，便能夠具體實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)(IoT, Internet of Things)。

　　市調機構Gartner公司最近已將物聯(lián)網(wǎng)納入其“炒作周期(Hype Cycle)”報告，這表示該項技術(shù)成為大眾媒體的熱門(mén)話(huà)題且呈現“上升趨勢”。撇開(kāi)炒作的部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在許多情況下都已具備商業(yè)上的可行性，使數百萬(wàn)計的人們生活更輕松、更安全，也更環(huán)保。

　　
      從2012年起，物聯(lián)網(wǎng)將深入嵌入式裝置、數據、帶寬及服務(wù)中并成為重要趨勢。我們將在各式各樣不同的創(chuàng )新中，目睹物聯(lián)網(wǎng)的第一波浪潮，可能就在我們家中，也可能在辦公室、工廠(chǎng)、倉庫及醫院里，甚至可能在城市公共建設、交通建設及農業(yè)中實(shí)現。

　　現在，我們已擁有能連接因特網(wǎng)的智能手機、計算機、平板計算機、電視、機頂盒、游戲機、家電、安全系統、智能型電表、個(gè)人醫療器件，還有自動(dòng)販賣(mài)機…等等。無(wú)數消費類(lèi)商品內嵌有方便庫存管理用的RFID標簽。在即將到來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)浪潮中，我們將看見(jiàn)這些網(wǎng)絡(luò )連接裝置彼此鏈接，成為真正的智能型居家、智能型工廠(chǎng)、智能型電網(wǎng)與智能型城市。物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)家表示，因特網(wǎng)在2020年之前將可支持約500億個(gè)裝置節點(diǎn)。

　　物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)構想，早在因特網(wǎng)初期就已存在。而“物聯(lián)網(wǎng)”一詞，則是進(jìn)入本世紀時(shí)才首次出現，當時(shí)定義為-裝有RFID之物體所形成的網(wǎng)絡(luò )，目的是為了方便識別及追蹤。多年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)幾經(jīng)演化，所有能以無(wú)線(xiàn)方式連結上網(wǎng)的裝置，都被納入其范疇。這些連結可以是裝置與人(或人與裝置)之間的，也可以是M2M。因此時(shí)至今日，物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )幾乎已成為同義詞。

　　無(wú)可否認，某些物聯(lián)網(wǎng)應用的確存在著(zhù)一種“酷元素”。想想看，有一大堆Apple iPhone應用程序都能讓用戶(hù)以觸摸方式，從遠程監視并控制安全、空調及照明系統。Verizon、Cisco與Google也都各自提出了自己的無(wú)線(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò )計劃，而IBM也著(zhù)手發(fā)展多種物聯(lián)網(wǎng)解決方案。Google去年的Android@Home技術(shù)展示獲得了不少媒體關(guān)注，該技術(shù)是利用Android智能手機，來(lái)控制以Synapse的SNAP網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )協(xié)議為基礎所構建而成的無(wú)線(xiàn)LED照明網(wǎng)絡(luò )。

　　一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的應用可依傳輸范圍及傳輸速率來(lái)分類(lèi)：

　　家庭局域網(wǎng)的傳輸范圍相對較小，但支持中至高傳輸速率。而其應用包括安全系統、照明及空調控制及居家多用途監控系統等。

　　工業(yè)控制與工廠(chǎng)自動(dòng)化部分，則使用距離約數公里的中等無(wú)線(xiàn)傳輸范圍，以及低至中的傳輸速率。

　　城域網(wǎng)和公共建設方面的應用，比如橋梁監控、鐵路及交通燈等，都需要大范圍的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，通常超過(guò)數十公里，并搭配低傳輸速率。廣域傳感器網(wǎng)絡(luò )也可應用在某些特殊地方，例如追蹤牲畜和感應森林火災等。

　　Wi-Fi具有高傳輸速率，雖然在居家環(huán)境中已無(wú)所不在，但他是相對較昂貴且耗電的傳輸協(xié)議。Sub-GHz和ZigBee協(xié)議其實(shí)更適合家庭自動(dòng)化。另外業(yè)界對于以6LoWPAN(IPv6低功率無(wú)線(xiàn)個(gè)人區域網(wǎng)絡(luò ))類(lèi)型的IP為基礎的協(xié)議棧來(lái)處理家庭局域網(wǎng)絡(luò )的方式，也越來(lái)越受歡迎。

　　在中等傳輸范圍的工業(yè)市場(chǎng)中，我們將看到WirelessHART技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò )用的2.4 GHz帶寬被持續運用。WirelessHART對工業(yè)控制來(lái)說(shuō)極具魅力，因為他具有自我修復網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )架構，可支持“五個(gè)九”可靠性標準。

　　大范圍的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )則帶來(lái)了一個(gè)有趣的挑戰，而這個(gè)挑戰將由一種突破性技術(shù)來(lái)克服，這種技術(shù)就叫電視空白頻段(TV white space)-在某些地區，模擬電視頻段已不再使用，故可做為空頻段讓無(wú)線(xiàn)傳輸服務(wù)使用。電視空白頻段提供了絕佳的傳輸范圍和傳輸速率，速率可達16Mbps，距離可至10公里，以至于有些人將之稱(chēng)為專(zhuān)為農村寬帶設計的“超級Wi-Fi”(Wi-Fi on steroid)。由于電視空白頻段是免費頻段，所以對主要服務(wù)供應商和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng )業(yè)者來(lái)說(shuō)，都極具吸引力。

　　位于英國的新公司Neul(法文的“云”)是個(gè)值得注意的電視空白頻段技術(shù)先驅。Neul極富遠見(jiàn)的解決方案，是利用鄰近數字廣播的空白頻段(亦即在400至800MHz范圍內的無(wú)執照無(wú)線(xiàn)電頻段)來(lái)進(jìn)行M2M通信。目標應用包括智能型電表、資產(chǎn)追蹤、銷(xiāo)售點(diǎn)終端(POS)及家庭自動(dòng)化等。電視空白頻段網(wǎng)絡(luò )確實(shí)可施行，他是進(jìn)行中的技術(shù)，而歐洲和美國都已進(jìn)入試驗階段。

　　沒(méi)有一種無(wú)線(xiàn)技術(shù)能提供萬(wàn)靈丹給物聯(lián)網(wǎng)。每種技術(shù)都將依據不同的傳輸范圍、傳輸速率和成本需求，分別服務(wù)不同的應用。令人振奮的好消息是，物聯(lián)網(wǎng)所用的基礎元素已經(jīng)上市：納安電流等級(nano-amp)省電型單片機和無(wú)線(xiàn)MCU、低功耗RF器件，以及MEMS和以CMOS為基礎的傳感裝置，可用來(lái)檢測壓力、移動(dòng)、溫度、濕度和燃氣。若無(wú)線(xiàn)傳感器無(wú)法由電力線(xiàn)供電，又不可能使用電池時(shí)(通常發(fā)生在大范圍的公共建設應用上)，能量收集技術(shù)便能派上用場(chǎng)，以提供持續性的電力來(lái)源。

　　無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的急劇成長(cháng)和物聯(lián)網(wǎng)解決方案，將驅動(dòng)網(wǎng)絡(luò )上的大量數據流通，因此需要更大的帶寬，并擴展云端運算。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )是我們生活中不可或缺的一部分。各式各樣IP功能的傳感器，正開(kāi)始通過(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，以一種有意義的方式彼此連結。迅速崛起的無(wú)線(xiàn)、傳感及信號處理技術(shù)的匯聚，終將使物聯(lián)網(wǎng)成真。