人們談論物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有好幾年時間，但是數(shù)十億互連設備之間，以及與我們進行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實。不過，不能否認物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實現(xiàn)這一目標邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯(lián)網(wǎng)真正起飛的一年打下基礎。

人們談論物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已經(jīng)有好幾年時間，但是數(shù)十億互連設備之間，以及與我們進行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實。不過，不能否認物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實現(xiàn)這一目標邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯(lián)網(wǎng)真正起飛的一年打下基礎。以下是2017年推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十大關鍵技術。

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LTE Category M1

目前大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)僅使用局域網(wǎng)絡(LAN)來提供連接，但為了充分發(fā)揮其潛力，物聯(lián)網(wǎng)需要適當?shù)膹V域網(wǎng)(WAN)技術。借助廣域網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)設備將能不再依賴使用者的手機，而在建筑物和小區(qū)范圍之外進行工作。蜂巢技術LTE Category M1是提供廣域網(wǎng)服務的主要競爭者，它可以為低功耗物聯(lián)網(wǎng)設備提供全國甚至全球性的連接。在2017年不僅有LTE Category M1芯片組和調(diào)制解調(diào)器的推出，還可看到相應的蜂巢業(yè)務本身的增長。

圖1 LTE Category M1蜂巢物聯(lián)網(wǎng)的射頻芯片組和調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)開始在市場上出售。(圖片來源：u-blox)

藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(Bluetooth mesh)

雖然蜂巢技術為物聯(lián)網(wǎng)提供了廣域網(wǎng)替代方案，但局域網(wǎng)絡也有創(chuàng)新。為了在提供類似覆蓋范圍的同時為物聯(lián)網(wǎng)提供Wi-Fi的低功耗替代方案，藍牙發(fā)展出網(wǎng)狀路技術。藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡超越了消費類應用，將會進一步推動信標、機器人、工業(yè)自動化、能源管理、智慧城市應用，以及其他工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和先進制造解決方案的發(fā)展。該規(guī)范本身在2017年中推出，但實現(xiàn)它的芯片和軟件也隨之立即問世。

多協(xié)議無線技術(Multiprotocol wireless)

藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡的加入擴大了樓宇自動化無線連接的選擇范圍，這只會使設計者在其設備設計中選用哪種無線技術的困境復雜化;但也出現(xiàn)了另一種選擇：一次選幾個協(xié)議。2017年，多協(xié)議無線連接的硬件和軟件已經(jīng)成為了現(xiàn)成的選擇，這擴大了物聯(lián)網(wǎng)設計可以觸及的市場機會。

安全性相關作為

進入應用現(xiàn)場的第一代物聯(lián)網(wǎng)設備甚至讓最固執(zhí)的懷疑者明白了一件事：物聯(lián)網(wǎng)設備需要確保其自身網(wǎng)絡安全。「透過隱匿來實現(xiàn)安全(security by obscurity)」的支持者和那些認為安全成本過高的支持者看到了很多明顯的例子，顯示這些觀念需要改變。雖然安全既非一個新概念，也不是一項新技術，但2017年的新氣象是，整個產(chǎn)業(yè)在投入巨大力量解決這個問題。新的聯(lián)盟形成、硬件相關措施推出、參考實現(xiàn)和指導方針問世，以及半導體公司也開始在其所有針對物聯(lián)網(wǎng)的處理器中將安全功能作為標配。最近，Arm在其架構(gòu)中實現(xiàn)了一個安全框架，以便將來的Arm微控制器也能夠解決安全問題。

霧運算(Fog computing)

隨著物聯(lián)網(wǎng)進入工業(yè)應用，對其可擴展性的關注也隨之出現(xiàn)。預計工業(yè)設備每個節(jié)點會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，使無線網(wǎng)絡超載，而工業(yè)控制不容許工作出現(xiàn)明顯的延遲。為解決這兩個問題，出現(xiàn)了霧運算概念。霧運算的概念不是將原始的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進行處理和響應，而是將處理和控制回路保持在本地。當物聯(lián)網(wǎng)設備本身無法提供所需的處理時，局域網(wǎng)絡中其他地方的資源就會施以援手，它們不在云端，也不在邊緣節(jié)點(edge node)上，它們在物聯(lián)網(wǎng)設備周圍的「霧」中。為促進這種方法的發(fā)展和采用，開放霧聯(lián)盟(Open Fog Consortium)這個新的產(chǎn)業(yè)組織建立，并發(fā)布了一個將有助于指導可互動操作系統(tǒng)開發(fā)的參考架構(gòu)。

物聯(lián)網(wǎng)平臺

任何試圖快速開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的人都會意識到，他們需要為使用者提供的不僅僅是產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要信道和云端支持，通常還需要網(wǎng)絡或智能型手機應用程序。云端支持不僅需要接受來自物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并將結(jié)果提供給使用者，它還需要管理身份驗證和安全，以及設備配置。要做到這一點，就需要廣泛的專業(yè)知識，很少有開發(fā)團隊能夠?qū)崿F(xiàn)。在2017年，這個問題的解決方案是物聯(lián)網(wǎng)平臺的興起。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)平臺始于開發(fā)板，但背后有很多軟件。(圖片來源：Arias)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)單芯片(SoC)

與平臺的崛起并行，針對物聯(lián)網(wǎng)應用優(yōu)化的SoC優(yōu)化設計在2017年引人矚目。這些組件通常包括應用處理器，以及片上整合的全面無線連接，這些專用組件允許開發(fā)人員簡單地添加傳感器和用戶接口來建置其設計的硬件部分，然后將其余精力集中在應用軟件上。

Li-Fi

隨著越來越多的設備連接起來，Wi-Fi網(wǎng)絡的帶寬變得越來越擁擠。為了補充網(wǎng)絡能力，開發(fā)人員正在轉(zhuǎn)向因特網(wǎng)照明來提供替代途徑。智慧燈具已經(jīng)成為一種流行的物聯(lián)網(wǎng)設備，那為什么不透過調(diào)變光線，傳輸一些網(wǎng)絡流量來擴展網(wǎng)絡容量呢?這就是Li-Fi試圖去做的。該技術已經(jīng)開發(fā)了一段時間，并已達到近10GHz的下載速度，現(xiàn)在第一款商業(yè)裝置已開始問世。

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圖3 因為燈總是連接的，所以只需略施小計就可將其變成LAN數(shù)據(jù)的光信道。(圖片來源：PureLiFi)

與健康相關的傳感器

傳感器技術在2017年持續(xù)擴展，與健康有關的傳感器也強勁增長。其中一些是多功能組件，如聯(lián)發(fā)科技(MTK)可以監(jiān)測心臟活動和血液化學的六合一生物傳感器。在超低功耗感測能力方面也有進展，許多這些新型傳感器都工作在近紅外線范圍，可揭示人類看不到的信息。

語音啟動(Voice activation)

盡管到2017年，語音啟動已不是新鮮事，但在這一年中，語音啟動作為物聯(lián)網(wǎng)用戶接口收獲了巨大推動力。早期的市場領導者之一—亞馬遜(Amazon)的Alexa語音服務(AVS)，利用該公司的Echo產(chǎn)品線，進一步推廣了語音啟動技術。

過去一年，我們看到業(yè)界極力為開發(fā)商提供AVS和其他語音服務來全方位研發(fā)制造各種產(chǎn)品。MEMS麥克風、音頻處理器和微控制器供貨商也推出開發(fā)工具包和其他產(chǎn)品，簡化將語音啟動整合進物聯(lián)網(wǎng)設計的過程。即使是愛好者和心血來潮的玩家所喜愛的樹莓派(Raspberry Pi)，也因為發(fā)布了一款兼容Alexa的音頻模塊而火了一陣子。因此，預計2018年將有很多聲控物聯(lián)網(wǎng)設備進入市場，希望這一年世界不會因此變得太吵了。