物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：下一步是什么

物聯(lián)網(wǎng)最初是一個炒作曲線，完全基于越來越多的部署和潛在的傳感器。我們現(xiàn)在可以展望未來并討論一些重點(diǎn)成功因素。物聯(lián)網(wǎng)的未來趨勢包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這些應(yīng)用將清楚地顯示出最終客戶的經(jīng)濟(jì)效益。還有一種趨勢是將電池壽命延長到數(shù)年。在任何基于無線的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中， 數(shù)據(jù)傳輸消耗電力.因此，智能分區(qū)，其中感覺和 流程發(fā)生在邊緣，由于本地決策，少量數(shù)據(jù)（更零星或持續(xù)時間更短）可以大大增加物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的價值。最后，未來的一個關(guān)鍵要素將是安全可靠地運(yùn)行的能力。因此，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到關(guān)鍵性能指標(biāo)上，例如最成功的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可信傳感器和系統(tǒng)正常運(yùn)行時間。分析師預(yù)測，低成本開發(fā)系統(tǒng)現(xiàn)在正處于預(yù)期過高的頂峰。我預(yù)測這些物聯(lián)網(wǎng)平臺將在一年內(nèi)淹沒大眾市場，而差異化或?qū)Ｓ玫?a target="_blank">高精度傳感器和模擬信號鏈將在未來兩到五年內(nèi)真正推動物聯(lián)網(wǎng)市場走向未來。

圖 1a.與低成本開發(fā)板數(shù)據(jù)點(diǎn)疊加的炒作曲線。

圖 1b.世界數(shù)字化的三大浪潮。

更好數(shù)據(jù)的重要性

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵過程之一是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。簡而言之，這樣做做得越好，數(shù)據(jù)就越有用。硅創(chuàng)新通過將物理域和數(shù)字域與感知、測量、解釋和連接技術(shù)連接起來，實(shí)現(xiàn)了對我們周圍世界的轉(zhuǎn)換和解釋。

圖2.從傳感器到云。

最有效的物聯(lián)網(wǎng)部署是可以使用這些數(shù)據(jù)來確定變化的地方。最好的變化是為最終客戶提供最大價值的改變，例如更高的效率或卓越的安全性——就像在工廠中，機(jī)器學(xué)習(xí)不僅可以識別未來何時可能需要機(jī)器預(yù)測性維護(hù)，還可以識別細(xì)節(jié)，從而更好地了解需要采取哪些行動（例如， 識別電機(jī)中磨損的獨(dú)特滾珠軸承）。

因此，任何物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的第一階段都是感知、測量，然后將實(shí)時信號轉(zhuǎn)換為分析數(shù)據(jù)。做得如何，將為今后的成功奠定基礎(chǔ)。如果你把垃圾放進(jìn)去，那么你將從任何物聯(lián)網(wǎng)分析云平臺中得到垃圾。因此，最成功的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將測量和報告到其他系統(tǒng)無法做到的水平。

這種改進(jìn)測量和報告的需求使良好的硬件變得非常重要。Gartner最近的報告對此表示贊同。他們認(rèn)為，低成本的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板正在迅速達(dá)到幻滅的低谷。這可能是由于可用的低成本開發(fā)平臺的數(shù)量。然而，我認(rèn)為這更有可能是由于更加關(guān)注更具挑戰(zhàn)性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這些應(yīng)用提供了真正的經(jīng)濟(jì)價值。這些依賴于粗略測量根本無法支持的數(shù)據(jù)結(jié)果。

節(jié)點(diǎn)和云之間的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分區(qū)

云支持?jǐn)U展和多個信號鏈，包括分析和大數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要部分將需要在邊緣節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)重要的智能，這將歸因于許多因素，包括缺乏帶寬（或者更準(zhǔn)確地說：無差錯傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸速率限制）將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆苹蜓舆t問題，其中節(jié)點(diǎn)所需的操作速度意味著系統(tǒng)無法等待響應(yīng)從云。 因此，在節(jié)點(diǎn)、中間網(wǎng)關(guān)和云中將有多個控制回路。云將能夠聚合大量傳感器的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整邊緣的設(shè)置。麥肯錫表示，實(shí)際使用的云數(shù)據(jù)只有1%，安全威脅的增加意味著將數(shù)據(jù)保存在本地具有優(yōu)勢。

圖3.邊緣節(jié)點(diǎn)的智能，無論是現(xiàn)在還是未來。

在傳感器中智能分區(qū)和嵌入算法允許在源頭實(shí)時解釋最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。嵌入到智能傳感器和云中的算法允許進(jìn)行解釋，這是僅用硅無法完成的。事實(shí)上，這導(dǎo)致了預(yù)測和預(yù)測未來系統(tǒng)行為的可能性。在任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用中加速采用物聯(lián)網(wǎng)解決方案取決于構(gòu)建安全系統(tǒng)和智能分區(qū)的能力 啟用此功能。

云計算允許從基本傳感器讀數(shù)數(shù)量的鏈接中獲得洞察力，并根據(jù)時間、位置和其他傳感器將這些單獨(dú)的傳感器讀數(shù)聯(lián)系起來。這有兩個部分：檢測數(shù)據(jù)變化的能力（例如，機(jī)器性能的漂移），以及創(chuàng)建數(shù)字孿生的能力，數(shù)字孿生是物理事物（如電機(jī)）或系統(tǒng)的軟件模型。這些數(shù)字孿生可用于主動維修設(shè)備或規(guī)劃制造流程。這是未來幾年傳感器爆炸式增長以及通過軟件和服務(wù)獲利的能力所設(shè)想的一部分。

在工業(yè)自動化中，主動機(jī)器監(jiān)控可以通過從根本上提高正常運(yùn)行時間效率來改變工廠，既可以在本地進(jìn)行實(shí)時優(yōu)化和干預(yù)，也可以在云中聚合、分析和處理來自多個工廠的多個系統(tǒng)的信息以提高生產(chǎn)力。

因此，智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分區(qū)可以確保云得到有效利用。

可靠的數(shù)據(jù)是關(guān)鍵

對物聯(lián)網(wǎng)很重要的最后一部分涉及創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)。絕大多數(shù)連接的對象將使用射頻和微波頻率無線連接回云。工作范圍從短到長，從低到高數(shù)據(jù)速率不等。有些設(shè)備可能需要數(shù)月或數(shù)年無法通信，有些則需要跨關(guān)鍵任務(wù)安全網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。這些傳感器節(jié)點(diǎn)中的許多也將通過電池或能量收集器自供電，因此高效運(yùn)行將是關(guān)鍵。通信網(wǎng)絡(luò)對于跨越不同需求將智能從傳感器傳輸?shù)皆浦陵P(guān)重要。

4. 可靠的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

但可靠的運(yùn)行將是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成功的最關(guān)鍵因素。所有這些不同的要求都將對將智能從傳感器傳輸?shù)皆扑璧耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)給予重大重視。在惡劣的環(huán)境中可靠運(yùn)行的能力尤其具有挑戰(zhàn)性，例如整個工廠都是用金屬和混凝土建造的。理想情況下，客戶需要一種低成本、低功耗和低延遲的技術(shù)。他們還希望能夠通過不受限制的傳感器放置進(jìn)行擴(kuò)展。創(chuàng)建獨(dú)立于無線協(xié)議的可靠網(wǎng)絡(luò)的能力將在于通過使用替代路徑和信道來克服干擾來保持這種高可靠性的能力。

審核編輯：郭婷