迎接物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨

受益于多項技術(shù)的成熟發(fā)展，現(xiàn)在正是邁向“物聯(lián)網(wǎng)”(IoT)時代的絕佳時刻。這些技術(shù)包括：高速蜂窩網(wǎng)絡、藍牙和Wi-Fi等短距離無線通信技術(shù)的快速成長，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。

一個完美的生態(tài)系統(tǒng)為著“物聯(lián)網(wǎng)”的興起應運而生。在“物聯(lián)網(wǎng)”的世界中，所有的車輛、電話、傳感器、電表、機器、銷售終端機、廣告牌、玩具、相機以及醫(yī)療設備等都能通過高速傳輸技術(shù)與因特網(wǎng)無線相連。

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

“物聯(lián)網(wǎng)”設備到2020年將達500億臺

一直到最近，因特網(wǎng)主要都是用來作為人與人、以及人與機器之間的通訊。目前市場上有智能手機、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)、以及娛樂等多樣化的可能性。

但是，即使現(xiàn)在每個人都擁有多臺電子設備，“人聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Humans)的增長仍會受限于地球上的人口總數(shù)。雖然此市場會以線性方式持續(xù)增長，但連網(wǎng)設備的指數(shù)增長將來自于機器與傳感器等設備，因為它們的增長速度遠比人口的增長快多了。根據(jù)思科公司的估計，到2020年，“物聯(lián)網(wǎng)”的規(guī)模將達到500億臺。

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

這500億臺設備將涵蓋哪些東西?

在回答這個問題之前，應該先問問“哪些設備無法享有智能控制的好處?”所有的節(jié)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)品能通過因特網(wǎng)提供的智能功能，根據(jù)家中哪位成員何時到家來降低暖氣、冷氣和照明的成本，或是在離峰時間開啟電器、依據(jù)臉部或指紋辨識來管制門禁，或甚至根據(jù)你搭乘火車的實際離站時間來啟動咖啡機。

企業(yè)已獲益于自動化供應鏈管理、智能能源使用、安全和移動銷售終端。

就如同筆記本電腦和智能手機等人類操作的設備一樣，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將會呈現(xiàn)何種面貌?

“物聯(lián)網(wǎng)”將包含數(shù)十億臺數(shù)據(jù)采集設備。這些設備有可能是車輛傳感器、醫(yī)療監(jiān)測設備、遠程攝像機、入侵檢測系統(tǒng)、電力和瓦斯表、家用電器、交通流量傳感器、路燈等等。所有這些設備都會以無線方式與“云端”相連。

在IoT中，數(shù)百萬臺終端設備將會采集大量的信息，這就是所謂的“大數(shù)據(jù)”，并利用幾乎是無限制的計算設備和存儲資源來處理，因此可打造出深具吸引力的全新服務，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線通信設備的成熟，今天，這些硬件技術(shù)已經(jīng)全部到位，可實現(xiàn)全新類型的高價值服務，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(yī)療、安全、信息、導航、購物服務以及便利性。

這些深具吸引力的全新應用，將帶來龐大的發(fā)展?jié)摿?。以下是其中的三個例子：

遠程監(jiān)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，無線地報告寵物或個人的位置信息，傳輸電、水和瓦斯的使用度數(shù)，并為家庭、車輛、倉庫、商店和公共設施提供全年無休的視頻監(jiān)測。為家庭、銀行、學校、機場、購物中心、辦公大樓和醫(yī)院提供無所不在的監(jiān)控將變得更為常見。云計算可用來存儲視頻流，并提供車輛和臉部辨識等功能強大的服務。

預測式車輛導航

現(xiàn)在的汽車導航系統(tǒng)能根據(jù)實際的交通條件計算最佳路線。很快，通過低延遲LTE與IoT相連的“智能”導航系統(tǒng)便能根據(jù)實際和預測的交通條件來提供更好的路線，而這些信息都是收集自數(shù)千輛汽車并在云端處理的數(shù)據(jù)。其它的云端應用也將提供深具吸引力的服務，包括自動防撞與抬頭駕駛顯示等，可根據(jù)周圍車輛的位置和速度，建議適當?shù)鸟{駛車道。

自動化工業(yè)流程

供應鏈管理、及時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、車輛和機器為例，它們的元器件數(shù)量更是高達數(shù)千個以上。

這是一個復雜流程的完美范例：它需要對數(shù)百萬個元器件進行位置跟蹤 (感謝IPv6標準的就緒)，加上長距離與短距離無線通信，并與云計算和存儲容量相結(jié)合，才能回答實現(xiàn)供應鏈流程優(yōu)化所必須解決的三個重要問題：多少?哪里?以及何時? 元器件有多少庫存?這些庫存在哪里?它們何時能運送到工廠?

M2M與IoT：今天 vs. 明天

今天的M2M應用還不能稱為“物聯(lián)網(wǎng)”，因為它們只能鎖定垂直應用，并且無法彼此交換信息。這就好像歐盟(EU)不能代表“歐洲每個國家”一樣，因為每個國家都擁有自己的語言、法律、以及企業(yè)營運的方式。

今日M2M應用的特性

•專有協(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)絡延遲不敏感

•基于2G/3G網(wǎng)絡

•以無線方式連接最后一哩

•以固定線路方式連接最后一米

這些應用通常都依賴專有技術(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有連上網(wǎng)絡，包括家電、汽車、電子廣告牌、交通信號、電表、自動販賣機、安全、空調(diào)系統(tǒng)、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線電來完成最后幾百米的網(wǎng)絡連接。而且因為IPv6標準的采用，可為全球數(shù)以億計的各式設備提供足夠的IP地址。云計算和開放標準將為因特網(wǎng)邊緣提供強大的計算能力，并讓不同平臺之間能共享數(shù)據(jù)。

下一代IoT應用的特性

•開放協(xié)議、標準技術(shù)

•利用云計算來處理“大數(shù)據(jù)”

•低網(wǎng)絡延遲，以確保服務質(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(xiàn)在，IoT的硬件級技術(shù)已基本就緒，能夠滿足非常多樣化的應用需求，監(jiān)測、控制、并與每一臺電子設備進行通信。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共同開發(fā)了支持mbed計劃的C027 ARM“物聯(lián)網(wǎng)”入門套件，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，再加上全球定位模塊，提供立即可用的蜂窩網(wǎng)絡連接。

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

C027可免費存取ARM mbed開發(fā)平臺的資源，其中包括網(wǎng)絡API指南、無線、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

短距離無線連接技術(shù)：藍牙和Wi-Fi

為了提供最后幾百米的無線連接，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，這是專為工業(yè)、汽車、醫(yī)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的多重無線電功能。它是一個藍牙“雙模”模塊(支持Bluetooth Smart)，可支持傳統(tǒng)藍牙(Classic Bluetooth)和低功耗藍牙標準。