自2005年國際電信聯盟正式提出物聯網(IoT)時代的來臨，近20年的時間里，物聯網早已從概念進入到實際應用階段。現在，物聯網已在智慧城市、智能照明、智能電網、智能人體健康、工業自動化等多領域得到廣泛應用。

　　然而，物聯網并不是互聯網無邊無際的無限延伸，而是在很多現實應用基礎上對那些早就存在的具有物物互聯的網絡化、智能化等系統進行提升。飛思卡爾(Freescale)微控制器事業部亞太區市場營銷和業務拓展經理王維先生在易維訊主辦的2014產業和技術展望媒體研討會上就明確提出，物聯網中并不是所有節點都必須運行在全球層面上，比如TCP/IP層。舉例來講，很多末端傳感器和執行器沒有運行TCP/IP協議棧的能力，它們通過ZigBee、現場總線等方式接入。這些設備通常也只有有限的地址翻譯能力和信息解析能力，為了將這些設備接入到物聯網，需要通過代理設備和程序實現下述一些功能：在子網中用“當地語言”與設備通信；將“當地語言”和上層網絡語言互譯；補足設備欠缺的接入能力。因此該類代理設備也是物聯網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自治的物聯網子網，與全球網絡進行有受限的交互。

圖1 飛思卡爾一體化網關平臺方案

　　系統：一體化網關平臺解決了物聯網互聯難題

　　目前，在整個物聯網系統中，邊緣節點、網關以及系統架構中的大部分設備通常會使用不同的技術、工具和開發環境，對網絡互聯安全也有不同的要求，甚至使用的編程語言都不一樣。王維認為，這種現狀會為物聯網應用帶來很大問題，我們會發現很多公司所做的產品是沒有辦法在物聯網系統中共用。為此，Freescale提出了物聯網解決方案平臺化的構想，并推出了“一體化盒子One Box”，即一體化網關平臺方案(圖1)。該平臺結合了端到端軟件與融合分層智能網關，在一個統一設備中整合來自多個IoT服務提供商的盒子，為安全地交付和管理IoT服務提供了一個公共、開放的框架。王維表示： “一體化盒子將所有盒子合而為一，實現云端和傳感節點互聯。同時，這個一體化盒子還是一個具有層次性的盒子。統一的平臺在IoT大系統構建中具有明顯優勢，比如智能照明可能是整體方案的一部分，借助網關層次結構實現了層次型的網絡互聯，確保整個系統的可擴充性。”

　　Freescale現在已經開發了兩個不同的基于Java的物聯網應用平臺，其中，一個是基于邊緣節點和傳感器節點的軟硬件平臺，它采用了Freescale的Kinetis系列K70的內核；另一個則位于網關層，即前面提到的一體化盒子軟硬件平臺。據王維介紹，這些平臺是Freescale與0racle以及ARM一起共同構建的一種用來建立正確的IoT系統的均衡方法，并率先提出了基于開放平臺的安全服務輸送架構。這種開放的、融合不同技術并且提供安全和可靠服務的平臺體系，基本覆蓋了時下乃至今后更長遠的IoT系統的發展需要。同時，它還讓物聯網應用開發不再是大型企業的專利，將會吸引更多的中小企業參與其中，市場應用前景非常值得期待。

　　應用：LED智能照明關鍵技術基本確定

　　智能照明是當下炙手可熱的話題，你也可以將其看作是物聯網中的一個典型應用，由于價格的原因，國內的市場一直處于不溫不火的狀態。目前，智能燈泡的平均價格約在15美元，預計接下來幾年仍將呈逐漸下降趨勢，在3到4年之內有望達到5美元的價格節點。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。

　　現在業內普遍的觀點是，要實現LED智能照明，LED驅動、ZigBee、WiFi這個要素缺一不可。

　　數模混合驅動架構成市場主流：最初階段，LED驅動以模擬電路為主，要實現照明的智能化需要配備很多外圍電路。Marvell綠色產品部全球技術行銷總監Lance Zheng先生在本次研討會上著重介紹了該公司獨特的數模混合驅動架構下的LED驅動方案。Lance表示，Marvell在LED驅動部分采用了先進的數模混合架構的方式，可在最大程度減少外圍電路降低成本的基礎上，同時讓驅動更加智能化，達到高PF、高效率、低THD等高性能指標。在配合智能調光的LED驅動芯片上，產品還留有數字信號接口，可直接接受來自無線遙控的數字信號，相比以往的模擬接口，可進一步精簡接口電路，并易于控制。以Marvell可控硅調光芯片88EM8183為例，2012年底一上市，就以其最佳調光性能加最低物料成本的優勢，在2013年可控硅調光市場上獨領風騷。據Lance介紹，Marvell計劃在2014年推出將LED驅動和3.3V供電集成的單芯片方案，可進一步簡化外圍電路，使得尺寸更小，成本也可進一步降低。

　　ZigBee成無線智能照明控制協議首選標準：為什么主流廠商都選擇ZigBee作為LED智能無線傳感控制技術呢?Lance認為，主要的原因是藍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，對于家居照明來講，ZigBee更具有技術和成本兩方面的綜合優勢。

　　ZigBee/WiFi網關技術連接LED與云端：把智能照明與互聯網、家庭的網絡連在一起是實現智能照明的另一關鍵要素，Lance表示，這里需要基于ZigBee，WiFi的網關技術，其中的挑戰有很多。首先，在硬件上，無線射頻模塊的傳輸功率要足夠強，接收靈敏度要好。另外，抗干擾也是一個問題，尤其是通道間的干擾，同時，ZigBee和不同2.4G技術(如WiFi、藍牙)之間的干擾都要控制。其次，在軟件上，產品的成熟度和可靠性是關鍵。據Lance介紹，Marvell現有的網關方案是基于MZl00/W8782/MC200三個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，可以非常方便地設計成類似于手機充電器大小的尺寸。在MarvelI的產品規劃中，正在將W8782和MC200集成到一個單芯片SoC，這樣網關可以做得更小，成本也更低。

　　Marvell現有的軟件支持包括了網關、ZigBee和Kinoma軟件(圖2)。其中，Kinoma是一種開源軟件平臺，是開發人員在空前廣泛的數字設備——從手持設備到智能電器和智能家居上創建和提供快速、簡單用戶體驗的靈活基礎。將Kinoma作為基礎平臺后。開發人員可以專注于創新的個性化應用程序，充分發揮底層硬件的全部功能。

圖2 Marvell智能照明技術構建的模塊

　　最后，Lance表示，無論采用何種技術，把LED驅動、ZigBee、WiFi芯片的價格降到最低才是王道，才能推動LED智能照明的快速普及。

　　終端：觸控屏技術的進步讓用戶體驗更完美

　　在物聯網系統中，人們通過種種技術手段構建復雜的系統，無非是想解決物物相連的問題，最終實現人與物體的溝通和對話。終端在物聯網體系中最接近使用者，在物聯網發展初期，電腦是最常見的終端。隨著移動互聯網的興起，它已將互聯網從電腦延伸至手機上，智能手機無疑是系統中控制終端的上佳選擇。在介紹LED智能照明技術過程中，Marvell公司的Lance非常直接地表明了他的觀點： “完美的用戶體驗才是取得市場的關鍵要素。”Lance認為，影響智能照明的普及，成本只是原因之一，用戶體驗才是關鍵。

　　集創北方是一家專注于平面顯示技術的芯片設計公司，該公司副總裁陳馗先生在本次研討會上透露，觸控屏在2014年的市場將一路看好。公司正在研發的觸控遙控器，主要面向市場上的一些最新應用，如智能家居、可穿戴設備等。不過，陳馗先生提醒大家需注意的是，隨著智能終端應用的日益廣泛，觸控IC企業必須平衡好性能、功耗以及價格三者之間的關系。以集創北方的ICN85系列觸控芯片為例，該產品支持智能手機、平板電腦以及超級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、算法和功耗四個方面取得了顯著創新，產品的功耗和價格也極具競爭力，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、可穿戴三大時尚應用。

　　據陳馗先生介紹，ICN85采用了自有的創新技術，觸摸屏的底噪很低，可以支持超細被動筆，讓觸控操作更符合人的手寫習慣。它的超靈敏觸控應用還體現在，支持戴手套、被動筆、鑰匙、小刀以及其他金屬物品的觸控應用。

　　我們注意到，近些年圍繞物聯網產業發展的產業鏈各個環節均有了突破性進展，無論是系統架構，還是實際應用以及終端用戶的體驗，相應的技術日趨成熟，其應用也越來越接地氣。

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本文標題：物聯網應用走向實際，產業鏈發展日趨完善

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