物聯(lián)網(wǎng)：標準未統(tǒng)一 如何克服碎片化贏得商機？

　　根據(jù)ABI Research發(fā)布的研究報告顯示，目前無線連網(wǎng)設備總數(shù)已超過100億臺，預計到2020年，這一數(shù)字將增加兩倍，達到300億臺以上，這些無線設備將真正構建出“物物相連”的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)世界。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)采用各個終端個體來替代主要的數(shù)據(jù)輸入來源，任意設備都能夠連續(xù)上傳自身運作和環(huán)境感知等信息，將物理世界和現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，并通過功能強大的云服務器進行操作和分析。

　　從半導體產(chǎn)業(yè)層面來看，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設備都需要四項核心技術：即任務處理、無線連接、環(huán)境感知和機器智能化，由此，無疑也為行業(yè)內不同技術開發(fā)領域內的半導體企業(yè)提供了一個潛力無窮的發(fā)展機遇。

　　熱點建設市場全面開花

　　在當前物聯(lián)網(wǎng)建設中，智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)以及數(shù)字醫(yī)療保健等都是現(xiàn)階段業(yè)界廠商重點開發(fā)的市場領域。

　　在智能家居市場上，目前比較熱門的開發(fā)項目包括智能照明、家庭監(jiān)控以及家電自動控制等應用。Marvell公司技術支持總監(jiān)孟樹針對這一市場分析道：“2014年，越來越多的資本投入在智能家居市場中，不僅是芯片開發(fā)，也包括上下游的各個環(huán)節(jié)，新產(chǎn)品陸續(xù)推出，這有助于智能家居生態(tài)系統(tǒng)的完善和成熟。盡管智能家居硬件市場還處于初期階段，但這是一個蘊藏無窮創(chuàng)意的市場。大公司可能在產(chǎn)業(yè)整合和平臺搭建上有一定的優(yōu)勢;小公司則在創(chuàng)意和產(chǎn)品上會有非常多的突破;而對于傳統(tǒng)的家電廠商來說，基于現(xiàn)有的市場銷售量也大有可為?！?/p>

　　作為典型的物聯(lián)網(wǎng)應用，車聯(lián)網(wǎng)一直被視為市場化潛力最大的領域之一，其特點是利用車身的數(shù)據(jù)和信息進行交互，以滿足智能交通管理、智能動態(tài)信息服務和車輛智能化控制等一體化服務需求。在智能電網(wǎng)建設方面，尤其是對用戶端能源管理系統(tǒng)的開發(fā)中，構建智能用電服務體系是重點方向，這需要解決先進的表計、智能電器、增值服務、客戶用電系統(tǒng)、需求側管理等課題，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，提升為用戶服務的質量水平。

　　和過去相比，當前醫(yī)療電子市場對臨床醫(yī)療保健產(chǎn)品的需求出現(xiàn)了一個新變化，那就是越來越多新穎的可穿戴健身追蹤設備和醫(yī)療保健產(chǎn)品陸續(xù)面市，使得面向健康管理的應用需求成為了目前最穩(wěn)定、且功能最具革命性的一個新興市場。

　　此外，值得一提的是，近幾年可穿戴電子產(chǎn)品的興起成為了推動物聯(lián)網(wǎng)市場快速發(fā)展的又一大動力。這種緊湊型無線設備(如智能手環(huán)、智能手表等)可與大多數(shù)智能手機、平板電腦和PC機上的應用程序無縫連接，并且由此連接至互聯(lián)網(wǎng)，更為重要的是，圍繞人們日常生活中的各種狀態(tài)信息(如運動、體征等)，可穿戴電子設備將不同用戶群的應用需求與網(wǎng)絡世界相連接，大大促進了人們對物聯(lián)網(wǎng)的認知與體驗。

　　面對如此龐大而復雜的物聯(lián)網(wǎng)建設體系，不同市場對產(chǎn)品的需求也各不相同，迫切要求產(chǎn)業(yè)鏈內各廠商能夠深入研究各自的應用市場，開發(fā)出獨具特色的行業(yè)整體解決方案。

　　以無線通信模塊為例，村田電子貿易(上海)有限公司射頻現(xiàn)場應用工程師/產(chǎn)品工程師沈炯杰介紹道，在消費電子市場，隨著手機功能和結構的復雜化，留給射頻和無線設計的PCB面積越來越少，對無線模塊的尺寸要求越來越小，除了要提升工藝制程外，還需要選擇各種極小的外圍器件;針對汽車市場，最重要的一點是可靠性，汽車級認證如AEC-Q100的高低溫循環(huán)、靜電防護等認證測試對無線通信模塊的要求非常高，需要用到特殊的汽車級材料和無線芯片;在智能家居領域，用戶大多對無線應用還不是很熟悉，因此在開發(fā)此類無線模塊時需重點考慮的是操作簡單易上手，如將軟件內嵌至無線模塊中，真正做到讓客戶“拆封即用”。

　　低功耗性能成為關鍵要素

　　物聯(lián)網(wǎng)是多個市場、技術和應用的結合體，因此，企業(yè)必需制訂非常明確的計劃、策略和目標市場。而對于物聯(lián)網(wǎng)領域中的一個重要議題——低功耗性能，CEVA公司投資者關系及企業(yè)傳訊副總裁Richard Kingston表示：“每臺設備、每個設計都必需努力提高能效，但目前許多智能手表仍然采用用于智能手機的處理器，這些處理器需要使用比智能手表大很多的電池，這使得手表的電池壽命僅為一天或兩天，非常不利于人們的日常使用，開發(fā)針對這些特定應用的、高能效的專用處理器將會帶來更加成功的產(chǎn)品?！?/p>

　　CEVA長期專注于無線連接、環(huán)境感知和機器智能化的開發(fā)，目前可提供用于無線連接的藍牙4.1/4.2、低功耗藍牙和Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac系列產(chǎn)品;此外，還包括CEVA-TeakLite-4 DSP，用于任何IoT設備的always-on感知、音頻及語音功能;以及CEVA-MM3101和CEVA-XM4圖像和視覺處理器，可幫助帶有攝像頭的IoT設備實現(xiàn)智能功能，如智能手機、安防監(jiān)控、無人機和消費電子產(chǎn)品等。

　　“低功耗對于那些無法獲益于主電源的獨立“物品”是至關重要的性能，”Nordic半導體公司產(chǎn)品管理總監(jiān)Thomas Embla Bonnerud同樣說道，“因為它們必需要保持長期供電的狀態(tài)，以期最大限度地減少維護成本，或者是最好能通過太陽能、振動及采集環(huán)境熱量來為其自身供電?！?/p>

　　在今年美國消費電子展會(CES)和西班牙世界移動通信大會上，Nordic半導體公司展示了最新推出的nRF51系列藍牙智能解決方案及軟件開發(fā)工具套件(SDK)。這款超低功耗系統(tǒng)級芯片(SoC)可使用微型電池長期工作，同時，與基于代理或專有互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關橋梁的其它解決方案不同，nRF51 IoT SDK完全基于開放式標準，并且把IP尋址擴展至物品，允許使用無頭路由器，其緊湊的存儲器占位面積也意味著這個堆棧能夠在nRF51 系列SoC上運行，無需任何外部資源，讓開發(fā)人員大幅減少最終產(chǎn)品的功率、尺寸和成本。

　　據(jù)介紹，2014年Nordic藍牙智能芯片的銷售數(shù)量已達到2013年的三倍。最近，Nordic在芬蘭奧盧投資建立了一個全新的研發(fā)中心，公司的硬件工程師正專注于調整nRF51系列架構，使得芯片具備更強大的功能，同時變得更小和消耗更少功率(如使得能量收集變?yōu)榭尚?，而在軟件方面，工程師也在努力調整藍牙智能堆棧和其相關的管理框架，令到它們更為高效地運行，同時提供工程師實施IoT應用所必需的功能性(如IPv6藍牙智能)。

　　同一標準克服“碎片化”

　　物聯(lián)網(wǎng)并非簡單基于傳統(tǒng)技術和產(chǎn)業(yè)來建設和發(fā)展，實際上，它是一種跨界創(chuàng)新的大融合。要將數(shù)以十億計的設備連接在一起，并與傳統(tǒng)既有的、更龐大的IT系統(tǒng)互聯(lián)，就勢必要求物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要克服系統(tǒng)“碎片化”、互操作性、安全性等各方面所帶來的嚴峻挑戰(zhàn)。

　　Bonnerud說道：“缺乏‘共同的基礎架構’可能是物聯(lián)網(wǎng)市場增長的最大挑戰(zhàn)，由于缺少通用性或標準化基礎，可能會導致兩種情況出現(xiàn)：一種是最差的風險，即網(wǎng)絡‘碎片化’;另一種則是稍好一些的妥協(xié)型的‘混合’系統(tǒng)，這是因為出于商業(yè)利益的考慮，使得制造商開發(fā)的解決方案不能輕易地互相共用?！?/p>

　　他還用許多通信領域中的例子證明：物聯(lián)網(wǎng)成功的關鍵在于標準化?！袄纾珿SM是蜂窩通信的主流2G技術，并且加快了移動電話的普及;Wi-Fi則在高帶寬短距無線連接方面占據(jù)主導地位;而藍牙無線技術則主導了低功耗短距無線連接應用?；ヂ?lián)網(wǎng)本身是以TCP/IP等標準技術為基礎構建的，或許在IEEE802.15.4等統(tǒng)一規(guī)范的配合下，許多這些技術將能夠為物聯(lián)網(wǎng)應用提供支持?！?/p>

　　Kingston也強調，要解決“碎片化”難題，物聯(lián)網(wǎng)設備用于相互連接、接入云和其它網(wǎng)絡或進行Mesh連接的無線技術標準就必須要實現(xiàn)標準化?！敖裉?，業(yè)界使用許多不同的無線連接技術標準，如藍牙、Wi-Fi、ZigBee、PLC、Z-Wave和蜂窩通信等。如果把所采用標準的數(shù)量減少，將會提高效率并且防止物聯(lián)網(wǎng)領域過于分散。目前CEVA集中精力為客戶提供藍牙、低功耗藍牙和Wi-Fi技術，以及LTE cat.0技術等，我們認為這些將是未來較為普遍的應用技術。”他說。

　　英特爾(中國)有限公司物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品事業(yè)部中國區(qū)總經(jīng)理陳偉則特別就中國市場的獨特性分析道：“中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將會遇到一些新的研究課題，例如，國內在物聯(lián)網(wǎng)自主知識產(chǎn)權核心技術上的缺乏，缺少起點高、輻射廣、帶動性強的物聯(lián)網(wǎng)技術公共服務平臺和高效的綜合管理平臺;其次是信息資源共享不夠，物聯(lián)網(wǎng)成熟技術的推廣應用比較困難;此外，國內物聯(lián)網(wǎng)的信息安全技術和管理能力也仍然有待提升?！钡瑫r他也指出，中國物聯(lián)網(wǎng)建設正以迅猛的速度向前推進，在當前旺盛的市場需求驅動下，產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈日漸活躍，創(chuàng)新型人才儲備更加豐富，尤其是云計算、大數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)等一些相關應用領域已進入到商用階段，技術越來越成熟，不斷有創(chuàng)新應用出現(xiàn)，并且一些原創(chuàng)技術和商業(yè)模式已經(jīng)走在全球前列。

　　據(jù)介紹，英特爾目前的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和產(chǎn)品事業(yè)部整合了智能系統(tǒng)事業(yè)部與英特爾旗下的風河系統(tǒng)公司(Wind River)，并通過和邁克菲公司(McAfee)的合作，保證系統(tǒng)運行的安全和可管理性。系統(tǒng)通過提供端到端的分析能力、開發(fā)智能設備、網(wǎng)關，以連接傳統(tǒng)系統(tǒng)與新系統(tǒng)，使原本孤立的系統(tǒng)轉為互聯(lián)設備，能夠在彼此之間、與云進行通信和共享數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)從大數(shù)據(jù)中挖掘商業(yè)價值。

　　2014年Marvell專門成立了IoT的部門，其中智能家居是發(fā)展重點之一，目前，Marvell已與如小米、Broadlink及蘋果等公司展了深入的合作，陸續(xù)推出了一系列智能家居產(chǎn)品和服務。為了解決現(xiàn)階段智能家居市場無線通信標準分散的應用現(xiàn)況，Marvell推出了將三種主流連接方案整合在一起的物聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案。

　　孟樹介紹道：“無線標準之爭愈演愈烈，Wi-Fi、藍牙、ZigBee各自占領一部分應用領域，WiFi占領了基礎設施，Zigbee充當設備間的連接手段(M2M)，而藍牙則主要服務移動設備，為此，在Marvell開發(fā)的整體方案中包括MW300(WiFi+微控制器)、MB300(藍牙+微控制器)和MZ100(ZigBee+微控制器)，同時還推出了EZ-Connect軟件平臺，該平臺內含易用的軟件開發(fā)工具包(SDK)和應用編程接口(API)，能夠幫助開發(fā)人員挖掘SoC解決方案中內置微控制器的潛力?！?/p>