自2005年國際電信聯(lián)盟正式提出物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代的來臨,近20年的時(shí)間里,物聯(lián)網(wǎng)早已從概念進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用階段,F(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)已在智慧城市、智能照明、智能電網(wǎng)、智能人體健康、工業(yè)自動(dòng)化等多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
然而,物聯(lián)網(wǎng)并不是互聯(lián)網(wǎng)無邊無際的無限延伸,而是在很多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用基礎(chǔ)上對(duì)那些早就存在的具有物物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化等系統(tǒng)進(jìn)行提升。飛思卡爾(Freescale)微控制器事業(yè)部亞太區(qū)市場營銷和業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王維先生在易維訊主辦的2014產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望媒體研討會(huì)上就明確提出,物聯(lián)網(wǎng)中并不是所有節(jié)點(diǎn)都必須運(yùn)行在全球?qū)用嫔,比如TCP/IP層。舉例來講,很多末端傳感器和執(zhí)行器沒有運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧的能力,它們通過ZigBee、現(xiàn)場總線等方式接入。這些設(shè)備通常也只有有限的地址翻譯能力和信息解析能力,為了將這些設(shè)備接入到物聯(lián)網(wǎng),需要通過代理設(shè)備和程序?qū)崿F(xiàn)下述一些功能:在子網(wǎng)中用“當(dāng)?shù)卣Z言”與設(shè)備通信;將“當(dāng)?shù)卣Z言”和上層網(wǎng)絡(luò)語言互譯;補(bǔ)足設(shè)備欠缺的接入能力。因此該類代理設(shè)備也是物聯(lián)網(wǎng)硬件的重要組成之一。此外,出于安全考慮,在家庭、辦公室、工廠等地方還需要采用一個(gè)自治的物聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng),與全球網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有受限的交互。
圖1 飛思卡爾一體化網(wǎng)關(guān)平臺(tái)方案
系統(tǒng):一體化網(wǎng)關(guān)平臺(tái)解決了物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)難題
目前,在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,邊緣節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)以及系統(tǒng)架構(gòu)中的大部分設(shè)備通常會(huì)使用不同的技術(shù)、工具和開發(fā)環(huán)境,對(duì)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)安全也有不同的要求,甚至使用的編程語言都不一樣。王維認(rèn)為,這種現(xiàn)狀會(huì)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來很大問題,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很多公司所做的產(chǎn)品是沒有辦法在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中共用。為此,F(xiàn)reescale提出了物聯(lián)網(wǎng)解決方案平臺(tái)化的構(gòu)想,并推出了“一體化盒子One Box”,即一體化網(wǎng)關(guān)平臺(tái)方案(圖1)。該平臺(tái)結(jié)合了端到端軟件與融合分層智能網(wǎng)關(guān),在一個(gè)統(tǒng)一設(shè)備中整合來自多個(gè)IoT服務(wù)提供商的盒子,為安全地交付和管理IoT服務(wù)提供了一個(gè)公共、開放的框架。王維表示: “一體化盒子將所有盒子合而為一,實(shí)現(xiàn)云端和傳感節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。同時(shí),這個(gè)一體化盒子還是一個(gè)具有層次性的盒子。統(tǒng)一的平臺(tái)在IoT大系統(tǒng)構(gòu)建中具有明顯優(yōu)勢,比如智能照明可能是整體方案的一部分,借助網(wǎng)關(guān)層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了層次型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),確保整個(gè)系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。”
Freescale現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了兩個(gè)不同的基于Java的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái),其中,一個(gè)是基于邊緣節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的軟硬件平臺(tái),它采用了Freescale的Kinetis系列K70的內(nèi)核;另一個(gè)則位于網(wǎng)關(guān)層,即前面提到的一體化盒子軟硬件平臺(tái)。據(jù)王維介紹,這些平臺(tái)是Freescale與0racle以及ARM一起共同構(gòu)建的一種用來建立正確的IoT系統(tǒng)的均衡方法,并率先提出了基于開放平臺(tái)的安全服務(wù)輸送架構(gòu)。這種開放的、融合不同技術(shù)并且提供安全和可靠服務(wù)的平臺(tái)體系,基本覆蓋了時(shí)下乃至今后更長遠(yuǎn)的IoT系統(tǒng)的發(fā)展需要。同時(shí),它還讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)不再是大型企業(yè)的專利,將會(huì)吸引更多的中小企業(yè)參與其中,市場應(yīng)用前景非常值得期待。
應(yīng)用:LED智能照明關(guān)鍵技術(shù)基本確定
智能照明是當(dāng)下炙手可熱的話題,你也可以將其看作是物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)典型應(yīng)用,由于價(jià)格的原因,國內(nèi)的市場一直處于不溫不火的狀態(tài)。目前,智能燈泡的平均價(jià)格約在15美元,預(yù)計(jì)接下來幾年仍將呈逐漸下降趨勢,在3到4年之內(nèi)有望達(dá)到5美元的價(jià)格節(jié)點(diǎn)。這種燈泡使用壽命將近10年,算起來其使用成本甚至比白熾燈還要低。
現(xiàn)在業(yè)內(nèi)普遍的觀點(diǎn)是,要實(shí)現(xiàn)LED智能照明,LED驅(qū)動(dòng)、ZigBee、WiFi這個(gè)要素缺一不可。
數(shù);旌向(qū)動(dòng)架構(gòu)成市場主流:最初階段,LED驅(qū)動(dòng)以模擬電路為主,要實(shí)現(xiàn)照明的智能化需要配備很多外圍電路。Marvell綠色產(chǎn)品部全球技術(shù)行銷總監(jiān)Lance Zheng先生在本次研討會(huì)上著重介紹了該公司獨(dú)特的數(shù);旌向(qū)動(dòng)架構(gòu)下的LED驅(qū)動(dòng)方案。Lance表示,Marvell在LED驅(qū)動(dòng)部分采用了先進(jìn)的數(shù)模混合架構(gòu)的方式,可在最大程度減少外圍電路降低成本的基礎(chǔ)上,同時(shí)讓驅(qū)動(dòng)更加智能化,達(dá)到高PF、高效率、低THD等高性能指標(biāo)。在配合智能調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)芯片上,產(chǎn)品還留有數(shù)字信號(hào)接口,可直接接受來自無線遙控的數(shù)字信號(hào),相比以往的模擬接口,可進(jìn)一步精簡接口電路,并易于控制。以Marvell可控硅調(diào)光芯片88EM8183為例,2012年底一上市,就以其最佳調(diào)光性能加最低物料成本的優(yōu)勢,在2013年可控硅調(diào)光市場上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。據(jù)Lance介紹,Marvell計(jì)劃在2014年推出將LED驅(qū)動(dòng)和3.3V供電集成的單芯片方案,可進(jìn)一步簡化外圍電路,使得尺寸更小,成本也可進(jìn)一步降低。
ZigBee成無線智能照明控制協(xié)議首選標(biāo)準(zhǔn):為什么主流廠商都選擇ZigBee作為LED智能無線傳感控制技術(shù)呢?Lance認(rèn)為,主要的原因是藍(lán)牙的傳輸距離較短且傳輸通道少;之前也曾有人提出直接把WiFi應(yīng)用到燈泡里,但無論是從成本、體積,還是從功耗、性能上考慮,難度都非常大。綜合來看,對(duì)于家居照明來講,ZigBee更具有技術(shù)和成本兩方面的綜合優(yōu)勢。
ZigBee/WiFi網(wǎng)關(guān)技術(shù)連接LED與云端:把智能照明與互聯(lián)網(wǎng)、家庭的網(wǎng)絡(luò)連在一起是實(shí)現(xiàn)智能照明的另一關(guān)鍵要素,Lance表示,這里需要基于ZigBee,WiFi的網(wǎng)關(guān)技術(shù),其中的挑戰(zhàn)有很多。首先,在硬件上,無線射頻模塊的傳輸功率要足夠強(qiáng),接收靈敏度要好。另外,抗干擾也是一個(gè)問題,尤其是通道間的干擾,同時(shí),ZigBee和不同2.4G技術(shù)(如WiFi、藍(lán)牙)之間的干擾都要控制。其次,在軟件上,產(chǎn)品的成熟度和可靠性是關(guān)鍵。據(jù)Lance介紹,Marvell現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)方案是基于MZl00/W8782/MC200三個(gè)單芯片的整體解決方案。三顆芯片的高集成度使得外圍器件非常少,可以非常方便地設(shè)計(jì)成類似于手機(jī)充電器大小的尺寸。在MarvelI的產(chǎn)品規(guī)劃中,正在將W8782和MC200集成到一個(gè)單芯片SoC,這樣網(wǎng)關(guān)可以做得更小,成本也更低。
Marvell現(xiàn)有的軟件支持包括了網(wǎng)關(guān)、ZigBee和Kinoma軟件(圖2)。其中,Kinoma是一種開源軟件平臺(tái),是開發(fā)人員在空前廣泛的數(shù)字設(shè)備——從手持設(shè)備到智能電器和智能家居上創(chuàng)建和提供快速、簡單用戶體驗(yàn)的靈活基礎(chǔ)。將Kinoma作為基礎(chǔ)平臺(tái)后。開發(fā)人員可以專注于創(chuàng)新的個(gè)性化應(yīng)用程序,充分發(fā)揮底層硬件的全部功能。
圖2 Marvell智能照明技術(shù)構(gòu)建的模塊
最后,Lance表示,無論采用何種技術(shù),把LED驅(qū)動(dòng)、ZigBee、WiFi芯片的價(jià)格降到最低才是王道,才能推動(dòng)LED智能照明的快速普及。
終端:觸控屏技術(shù)的進(jìn)步讓用戶體驗(yàn)更完美
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,人們通過種種技術(shù)手段構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng),無非是想解決物物相連的問題,最終實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話。終端在物聯(lián)網(wǎng)體系中最接近使用者,在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期,電腦是最常見的終端。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起,它已將互聯(lián)網(wǎng)從電腦延伸至手機(jī)上,智能手機(jī)無疑是系統(tǒng)中控制終端的上佳選擇。在介紹LED智能照明技術(shù)過程中,Marvell公司的Lance非常直接地表明了他的觀點(diǎn): “完美的用戶體驗(yàn)才是取得市場的關(guān)鍵要素。”Lance認(rèn)為,影響智能照明的普及,成本只是原因之一,用戶體驗(yàn)才是關(guān)鍵。
集創(chuàng)北方是一家專注于平面顯示技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)公司,該公司副總裁陳馗先生在本次研討會(huì)上透露,觸控屏在2014年的市場將一路看好。公司正在研發(fā)的觸控遙控器,主要面向市場上的一些最新應(yīng)用,如智能家居、可穿戴設(shè)備等。不過,陳馗先生提醒大家需注意的是,隨著智能終端應(yīng)用的日益廣泛,觸控IC企業(yè)必須平衡好性能、功耗以及價(jià)格三者之間的關(guān)系。以集創(chuàng)北方的ICN85系列觸控芯片為例,該產(chǎn)品支持智能手機(jī)、平板電腦以及超級(jí)本等多種終端全尺寸屏幕,支持Add-on及In-Cell模組。尤其是在雜訊抑制、跳頻工作方式、算法和功耗四個(gè)方面取得了顯著創(chuàng)新,產(chǎn)品的功耗和價(jià)格也極具競爭力,理想地滿足了用戶在防水、懸浮、戴手套、接近感應(yīng)及極度溫差下的觸控使用需求,完美支持超靈敏、簡約手勢、可穿戴三大時(shí)尚應(yīng)用。
據(jù)陳馗先生介紹,ICN85采用了自有的創(chuàng)新技術(shù),觸摸屏的底噪很低,可以支持超細(xì)被動(dòng)筆,讓觸控操作更符合人的手寫習(xí)慣。它的超靈敏觸控應(yīng)用還體現(xiàn)在,支持戴手套、被動(dòng)筆、鑰匙、小刀以及其他金屬物品的觸控應(yīng)用。
我們注意到,近些年圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)均有了突破性進(jìn)展,無論是系統(tǒng)架構(gòu),還是實(shí)際應(yīng)用以及終端用戶的體驗(yàn),相應(yīng)的技術(shù)日趨成熟,其應(yīng)用也越來越接地氣。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題:物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用走向?qū)嶋H,產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展日趨完善
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