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[原创]迎接物联网时代的来临

关键词:物联网时代 高速蜂窝网络 蓝牙 短距离无线通信技术

时间:2015-01-13 16:03:40      来源:网络

受益于多项技术的成熟发展,现在正是迈向“物联网”(IoT)时代的绝佳时刻。这些技术包括:高速蜂窝网络、蓝牙和Wi-Fi等短距离无线通信技术的快速成长,以及IPv6标准的导入,可为全球各种装置提供足够的IP地址。

受益于多项技术的成熟发展,现在正是迈向“物联网”(IoT)时代的绝佳时刻。这些技术包括:高速蜂窝网络、蓝牙和Wi-Fi等短距离无线通信技术的快速成长,以及IPv6标准的导入,可为全球各种装置提供足够的IP地址。

除此之外,几乎可提供无限计算与存储容量的云计算技术,让即使最普通的终端设备也能支持功能非常强大的应用程式。

一个完美的生态系统为着“物联网”的兴起应运而生。在“物联网”的世界中,所有的车辆、电话、传感器、电表、机器、销售终端机、广告牌、玩具、相机以及医疗设备等都能通过高速传输技术与因特网无线相连。

若再加上全球定位接收器,便能打造出尺寸精巧、随时联机、具位置感知的因特网“装置”,它们拥有服务器群组(server farm)的计算功能,但却同时具备低功耗、小尺寸以及完整的移动自由度。

“物联网”设备到2020年将达500亿台

一直到最近,因特网主要都是用来作为人与人、以及人与机器之间的通讯。目前市场上有智能手机、平板电脑和游戏机等各式各样的设备,可为我们提供通讯、信息、商业、以及娱乐等多样化的可能性。

但是,即使现在每个人都拥有多台电子设备,“人联网”(Internet of Humans)的增长仍会受限于地球上的人口总数。虽然此市场会以线性方式持续增长,但连网设备的指数增长将来自于机器与传感器等设备,因为它们的增长速度远比人口的增长快多了。根据思科公司的估计,到2020年,“物联网”的规模将达到500亿台。

也就是说,到2020年,连网的机器数量将超过全球的上网人数。

这500亿台设备将涵盖哪些东西?

在回答这个问题之前,应该先问问“哪些设备无法享有智能控制的好处?”所有的节能设备当然都能受惠于待机模式的低功耗状态。在家庭应用中,家电产品能通过因特网提供的智能功能,根据家中哪位成员何时到家来降低暖气、冷气和照明的成本,或是在离峰时间开启电器、依据脸部或指纹辨识来管制门禁,或甚至根据你搭乘火车的实际离站时间来启动咖啡机。

企业已获益于自动化供应链管理、智能能源使用、安全和移动销售终端。

就如同笔记本电脑和智能手机等人类操作的设备一样,所有能因因特网提供的智能功能而获益的机器设备,最终都将连接在一起。

IoT将会呈现何种面貌?

“物联网”将包含数十亿台数据采集设备。这些设备有可能是车辆传感器、医疗监测设备、远程摄像机、入侵检测系统、电力和瓦斯表、家用电器、交通流量传感器、路灯等等。所有这些设备都会以无线方式与“云端”相连。

在IoT中,数百万台终端设备将会采集大量的信息,这就是所谓的“大数据”,并利用几乎是无限制的计算设备和存储资源来处理,因此可打造出深具吸引力的全新服务,或是可协助企业降低成本与提升效率。

由于小尺寸、低成本的全球定位技术,以及高速蜂窝和短距离无线通信设备的成熟,今天,这些硬件技术已经全部到位,可实现全新类型的高价值服务,以降低商业流程的成本并提升效率,并为消费者提供更完善的医疗、安全、信息、导航、购物服务以及便利性。

这些深具吸引力的全新应用,将带来庞大的发展潜力。以下是其中的三个例子:

远程监控、安全、以及计量

“物联网”可低成本、隐密地安装连网设备,无线地报告宠物或个人的位置信息,传输电、水和瓦斯的使用度数,并为家庭、车辆、仓库、商店和公共设施提供全年无休的视频监测。为家庭、银行、学校、机场、购物中心、办公大楼和医院提供无所不在的监控将变得更为常见。云计算可用来存储视频流,并提供车辆和脸部辨识等功能强大的服务。

预测式车辆导航

现在的汽车导航系统能根据实际的交通条件计算最佳路线。很快,通过低延迟LTE与IoT相连的“智能”导航系统便能根据实际和预测的交通条件来提供更好的路线,而这些信息都是收集自数千辆汽车并在云端处理的数据。其它的云端应用也将提供深具吸引力的服务,包括自动防撞与抬头驾驶显示等,可根据周围车辆的位置和速度,建议适当的驾驶车道。

自动化工业流程

供应链管理、及时送货以及货物和元器件的优化存放都将极大地受益于IoT。今天,大部份消费和工业产品都包含采购自世界各地的许多元器件,以消费性电子、车辆和机器为例,它们的元器件数量更是高达数千个以上。

这是一个复杂流程的完美范例:它需要对数百万个元器件进行位置跟踪 (感谢IPv6标准的就绪),加上长距离与短距离无线通信,并与云计算和存储容量相结合,才能回答实现供应链流程优化所必须解决的三个重要问题:多少?哪里?以及何时? 元器件有多少库存?这些库存在哪里?它们何时能运送到工厂?

M2M与IoT:今天 vs. 明天

今天的M2M应用还不能称为“物联网”,因为它们只能锁定垂直应用,并且无法彼此交换信息。这就好像欧盟(EU)不能代表“欧洲每个国家”一样,因为每个国家都拥有自己的语言、法律、以及企业营运的方式。

今日M2M应用的特性

•专有协议与技术

•“分立式”(Silo)垂直应用

•低带宽、分散式计算与储存

•网络延迟不敏感

•基于2G/3G网络

•以无线方式连接最后一哩

•以固定线路方式连接最后一米

这些应用通常都依赖专有技术与协议、低带宽连接、分散式计算和存储,而且并未延伸到因特网的“边缘”(edge)。的确,今天我们使用的大部份电子设备都没有连上网络,包括家电、汽车、电子广告牌、交通信号、电表、自动贩卖机、安全、空调系统、燃料泵、路灯,以及其他许许多多的设备。

明日的IoT M2M应用

下一代的IoTM2M应用将采用高速、低延迟蜂窝通信、以广泛采用的短距离无线电来完成最后几百米的网络连接。而且因为IPv6标准的采用,可为全球数以亿计的各式设备提供足够的IP地址。云计算和开放标准将为因特网边缘提供强大的计算能力,并让不同平台之间能共享数据。

下一代IoT应用的特性

•开放协议、标准技术

•利用云计算来处理“大数据”

•低网络延迟,以确保服务质量

•以高带宽蜂窝连接技术连接最后一哩(如LTE、HSPA+)

•以短距离通信连接最后几百米(如蓝牙、WiFi)

现在,IoT的硬件级技术已基本就绪,能够满足非常多样化的应用需求,监测、控制、并与每一台电子设备进行通信。所以,下一步就是要让“设备彼此相连”。

与“物联网”相连

为了协助工程师快速投入“物联网”应用的设计,u-blox和ARM共同开发了支持mbed计划的C027 ARM“物联网”入门套件,以尺寸精巧的u-blox 2G、3G或CDMA蜂窝调制解调器模块(LTE即将就绪)为基础,再加上全球定位模块,提供立即可用的蜂窝网络连接。

此套件内含一颗ARM Cortex-M3 32位处理器,可提供简易的USB拖放式编程和调试功能。

C027可免费存取ARM mbed开发平台的资源,其中包括网络API指南、无线、音频、传感器和外围接口,更多信息,请浏览https://mbed.org/platforms/u-blox-C027。

C027 IoT入门套件的详细信息,请浏览:www.u-blox.com/c027-internet-of-things-starter-kit.html

短距离无线连接技术:蓝牙和Wi-Fi

 

为了提供最后几百米的无线连接,u-bloxODIN-W160是可立即支持mbed 项目的物联网(IoT)短距离通信模块,这是专为工业、汽车、医疗和其他要求严格的应用所设计的产品。此模块可提供横跨Bluetooth v2.1+EDR、Bluetooth v4.0和Wi-Fi 802.11 a/b/g/n的多重无线电功能。它是一个蓝牙“双模”模块(支持Bluetooth Smart),可支持传统蓝牙(Classic Bluetooth)和低功耗蓝牙标准。

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