物聯(lián)網(wǎng)（IoT）一詞已經(jīng)在新聞中出現(xiàn)了好幾年了，但今天我們看到，借助無(wú)線燈泡、通信回聲點(diǎn)、連接恒溫器、前門(mén)鎖、門(mén)鈴等，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及率很高。應(yīng)用程序涵蓋所有行業(yè)，包括工業(yè)4.0，也稱(chēng)為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）。在這篇博客文章中，Tony Testa將深入了解物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，概述這個(gè)市場(chǎng)在我們周?chē)臒o(wú)線世界中的適用和通信方式。

Tony，什么是物聯(lián)網(wǎng)或智能設(shè)備？

智能或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠以任何方式連接到互聯(lián)網(wǎng)。這些設(shè)備還集成了傳感器、功能軟件等技術(shù)，并支持網(wǎng)絡(luò)連接和執(zhí)行器。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將互聯(lián)網(wǎng)連接擴(kuò)展到臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、智能手機(jī)和平板電腦以外的更多設(shè)備。這些設(shè)備都嵌入了通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信和交互的技術(shù)。它們可以實(shí)時(shí)做出決定并進(jìn)行交互，有時(shí)候很少或根部無(wú)需人類(lèi)輸入。這些互連設(shè)備可創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，每一個(gè)裝置都可以互相對(duì)話，以實(shí)現(xiàn)家庭、企業(yè)和我們周?chē)澜绲淖詣?dòng)化。

物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備推動(dòng)了哪些技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展？

需要全球或移動(dòng)覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將主要采用 LEE、NB-IoT 和 5G 等蜂窩技術(shù)。其他應(yīng)用則依賴(lài)于無(wú)牌頻帶的低功耗無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) (WAN) 技術(shù)，如 Sigfox 或 LoRaWAN（長(zhǎng)距離 WAN）。大多數(shù)將使用數(shù)據(jù)吞吐能力不同的短距離或中距離無(wú)線技術(shù)，如 Bluetooth?、Wi-Fi、Zigbee、Thread、超寬帶等。

影響市場(chǎng)發(fā)展的因素有許多，如家庭監(jiān)控日益重要并開(kāi)始普及，節(jié)能低碳排放解決方案需求的不斷增長(zhǎng)，以及智能家居產(chǎn)品的擴(kuò)展等。

盡管 COVID-19 疫情對(duì)業(yè)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備的增長(zhǎng)產(chǎn)生了影響，主要是由于一些生產(chǎn)放緩，但它也為一些獨(dú)特的新應(yīng)用提供了跳板。例如，醫(yī)療保健遠(yuǎn)程監(jiān)控、社交距離位置測(cè)量以及 COVID 基本用品供應(yīng)點(diǎn)等應(yīng)用明顯增加。此外，由于 COVID 疫情要求人們?cè)诩夜ぷ?(WFH)，使用 Wi-Fi 的音頻/視頻流量大幅增加?？偟膩?lái)說(shuō)，通過(guò)連接產(chǎn)品、服務(wù)和最終用戶，實(shí)現(xiàn)順暢的數(shù)據(jù)流以及實(shí)時(shí)決策，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已得到廣泛普及。實(shí)踐證明，物聯(lián)網(wǎng)可提高自動(dòng)化系統(tǒng)的效率、質(zhì)量和一致性。幾家大中小型全球企業(yè)開(kāi)始投入巨資部署物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。隨著大多數(shù)企業(yè)將其傳統(tǒng)工藝流程轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)有望在制造業(yè)、照明、HVAC、安保、醫(yī)療保健和娛樂(lè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

您能談?wù)勎锫?lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的工作原理嗎？

一段時(shí)間以來(lái)，人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量和智能化的需求不斷增加。由于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，出現(xiàn)了一種新的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施模式，其容量、計(jì)算、連接和云計(jì)算技術(shù)與設(shè)備越來(lái)越接近。這樣就更加接近網(wǎng)絡(luò)邊緣，或邊緣計(jì)算。

邊緣計(jì)算改變了數(shù)據(jù)處理和交付方式。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備繼續(xù)影響著邊緣計(jì)算系統(tǒng)。Gartner 將邊緣計(jì)算定義為“分布式計(jì)算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組成部分，其中信息處理單元位于邊緣附近，而事物和人類(lèi)就在這里生成或使用這些信息?！币虼?，邊緣計(jì)算的核心就是在收集數(shù)據(jù)的設(shè)備附近進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而不是依賴(lài)于數(shù)千英里之外的某個(gè)中心位置。這樣可確保實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，不會(huì)出現(xiàn)影響性能的延遲性問(wèn)題。此外，本地處理數(shù)據(jù)可減少需在中央位置或云端位置處理的數(shù)據(jù)量。這樣做的結(jié)果可想而知，它可使搭載了傳感器和執(zhí)行器的智能設(shè)備能夠在接口最少或無(wú)接口的情況下做出實(shí)時(shí)決策并采取行動(dòng)。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可連接至互聯(lián)網(wǎng)以接收或發(fā)送數(shù)據(jù)至云端，其指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)推動(dòng)了邊緣計(jì)算的發(fā)展。許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行期間都會(huì)生成海量數(shù)據(jù)，從而使邊緣計(jì)算成為提高物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能的必要條件。此外，這使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商能夠增加設(shè)備的復(fù)雜性，如添加軟件、射頻無(wú)線通信、電源管理和管理功能。

Wi-Fi 技術(shù)和趨勢(shì)

如欲獲得 Wi-Fi 專(zhuān)家 Tony Testa 給出的切實(shí)可行的設(shè)計(jì)建議，請(qǐng)閱讀該系列其他博客。

關(guān)于連接的問(wèn)答：減少Wi-Fi干擾

關(guān)于連接的問(wèn)答：網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

物聯(lián)網(wǎng)具有多樣性和多面性，所以沒(méi)有通用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)應(yīng)用的不同，每個(gè)通信解決方案都有其優(yōu)缺點(diǎn)。

例如：低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 可利用小型的低成本電池實(shí)現(xiàn)數(shù)年的遠(yuǎn)程通信。這些技術(shù)旨在支持覆蓋廣大工業(yè)和商業(yè)園區(qū)的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。LPWAN 可連接所有支持遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能計(jì)量、樓宇控制等應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，而且經(jīng)過(guò)優(yōu)化，能夠以低數(shù)據(jù)速率發(fā)送少量數(shù)據(jù)，因此非常適合無(wú)需高帶寬的非時(shí)間敏感型應(yīng)用。 對(duì)于使用電池供電傳感器的大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)并不可行。這些網(wǎng)絡(luò)適合車(chē)聯(lián)網(wǎng)或運(yùn)輸和物流領(lǐng)域的車(chē)隊(duì)管理等應(yīng)用。下一代 5G 具有高速移動(dòng)支持功能和超低延遲性，將是無(wú)人駕駛汽車(chē)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的未來(lái)解決方案。5G 和未來(lái)的 6G 還有望實(shí)現(xiàn)公共安全的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能以及實(shí)時(shí)移動(dòng)傳輸。

對(duì)于使用電池供電傳感器的大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)并不可行。這些網(wǎng)絡(luò)適合車(chē)聯(lián)網(wǎng)或運(yùn)輸和物流領(lǐng)域的車(chē)隊(duì)管理等應(yīng)用。下一代 5G 具有高速移動(dòng)支持功能和超低延遲性，將是無(wú)人駕駛汽車(chē)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的未來(lái)解決方案。5G 和未來(lái)的 6G 還有望實(shí)現(xiàn)公共安全的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能以及實(shí)時(shí)移動(dòng)傳輸。

ZigBee、Thread 和 Z-Wave 均為短距離低功耗無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，通常部署在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)在多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)上轉(zhuǎn)發(fā)傳感器數(shù)據(jù)來(lái)擴(kuò)大覆蓋范圍。這些標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)速率均高于 LPWAN，且具有更高能效。遠(yuǎn)程控制、照明、家庭監(jiān)控/傳感器、遙控鎖以及遙控百葉窗等應(yīng)用都非常適合采用該技術(shù)。通過(guò)簡(jiǎn)化多個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，并利用 Wi-Fi 基礎(chǔ)設(shè)施的回程支持功能，還可為家庭和企業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的 Wi-Fi 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供補(bǔ)充。

藍(lán)牙和 Bluetooth Low Energy 也是短距離通信技術(shù)，非常適用于消費(fèi)類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。藍(lán)牙技術(shù)優(yōu)化為 Bluetooth Low Energy (BLE)，可降低功耗，以滿足消費(fèi)類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。如今，BLE 廣泛用于可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)、門(mén)鎖和健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。Bluetooth Mesh，一種新型藍(lán)牙技術(shù)，是從現(xiàn)有的 BLE 派生出來(lái)的，具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性，尤其是可用于零售業(yè)的 BLE 信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)、店內(nèi)導(dǎo)航和內(nèi)容監(jiān)控。

射頻識(shí)別 (RFID) 是一種將 RFID 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)用于附近無(wú)線閱讀器的技術(shù)。這些技術(shù)廣泛用于庫(kù)存和生產(chǎn)規(guī)劃應(yīng)用，以及企業(yè)供應(yīng)鏈管理的優(yōu)化。該技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如智能貨架、自助收銀以及其他常見(jiàn)零售服務(wù)。

最后，大家熟知的 Wi-Fi 可提供高吞吐量的數(shù)據(jù)傳輸，適用于連接智能家電、安保攝像頭和其他家用電器的智能家居和智能企業(yè)環(huán)境。最新一代 Wi-Fi（如 Wi-Fi 6 和 6E）可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)吞吐量。Wi-Fi6/6E 可通過(guò)在每個(gè)房間設(shè)置一個(gè) pod 來(lái)建立潛在的智能家居連接，從而在整個(gè)家庭覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)到云端的穩(wěn)健回程，同時(shí)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用其他局域技術(shù)，提供網(wǎng)狀連接。它將改變游戲、零售、娛樂(lè)和商業(yè)領(lǐng)域的用戶體驗(yàn)，并在不久的將來(lái)進(jìn)入車(chē)載信息娛樂(lè)和車(chē)載診斷網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。

這些系統(tǒng)的共存帶來(lái)了射頻和設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)。為提高多標(biāo)準(zhǔn)共存，行業(yè)一直都在尋找能夠?qū)⒆罱K用戶聚集的設(shè)備簡(jiǎn)化成一個(gè)通用生態(tài)系統(tǒng)的方法和實(shí)施方案。由 Amazon、Apple 和 Google 提出的 Project Connected Home over IP (CHIP) 計(jì)劃旨在交付能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)/技術(shù)/平臺(tái)的互操作性的規(guī)范和開(kāi)源代碼。這一舉措可簡(jiǎn)化家庭網(wǎng)絡(luò)通信，向消費(fèi)者提供簡(jiǎn)單的即插即用功能，旨在解決智能家居中長(zhǎng)期存在的復(fù)雜性和多協(xié)議問(wèn)題。

Tony 的結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是一個(gè)流行詞語(yǔ)，它還是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的重要推動(dòng)力。它已經(jīng)改變了許多消費(fèi)者和企業(yè)，包括創(chuàng)造全新的業(yè)務(wù)模式和就業(yè)機(jī)會(huì)。盡管 COVID 疫情造成許多領(lǐng)域發(fā)展放緩，但物聯(lián)網(wǎng)仍在快速向前推進(jìn)?？偟膩?lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)并不是單一的技術(shù)，而是許多在逐步改變我們生活的技術(shù)組合。物聯(lián)網(wǎng)將是數(shù)字技術(shù)融入我們現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)鍵。

審核編輯黃昊宇