人們談?wù)撐锫?lián)網(wǎng)已經(jīng)有好幾年時間，但是數(shù)十億互連設(shè)備之間，以及與我們進(jìn)行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實(shí)。不過，不能否認(rèn)物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯(lián)網(wǎng)真正起飛的一年打下基礎(chǔ)。

人們談?wù)撐锫?lián)網(wǎng)(IoT)已經(jīng)有好幾年時間，但是數(shù)十億互連設(shè)備之間，以及與我們進(jìn)行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實(shí)。不過，不能否認(rèn)物聯(lián)網(wǎng)的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯(lián)網(wǎng)真正起飛的一年打下基礎(chǔ)。以下是2017年推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十大關(guān)鍵技術(shù)。

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LTE Category M1

目前大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)僅使用局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)來提供連接，但為了充分發(fā)揮其潛力，物聯(lián)網(wǎng)需要適當(dāng)?shù)膹V域網(wǎng)(WAN)技術(shù)。借助廣域網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將能不再依賴使用者的手機(jī)，而在建筑物和小區(qū)范圍之外進(jìn)行工作。蜂巢技術(shù)LTE Category M1是提供廣域網(wǎng)服務(wù)的主要競爭者，它可以為低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供全國甚至全球性的連接。在2017年不僅有LTE Category M1芯片組和調(diào)制解調(diào)器的推出，還可看到相應(yīng)的蜂巢業(yè)務(wù)本身的增長。

圖1 LTE Category M1蜂巢物聯(lián)網(wǎng)的射頻芯片組和調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)開始在市場上出售。(圖片來源：u-blox)

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Bluetooth mesh)

雖然蜂巢技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了廣域網(wǎng)替代方案，但局域網(wǎng)絡(luò)也有創(chuàng)新。為了在提供類似覆蓋范圍的同時為物聯(lián)網(wǎng)提供Wi-Fi的低功耗替代方案，藍(lán)牙發(fā)展出網(wǎng)狀路技術(shù)。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)超越了消費(fèi)類應(yīng)用，將會進(jìn)一步推動信標(biāo)、機(jī)器人、工業(yè)自動化、能源管理、智慧城市應(yīng)用，以及其他工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和先進(jìn)制造解決方案的發(fā)展。該規(guī)范本身在2017年中推出，但實(shí)現(xiàn)它的芯片和軟件也隨之立即問世。

多協(xié)議無線技術(shù)(Multiprotocol wireless)

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的加入擴(kuò)大了樓宇自動化無線連接的選擇范圍，這只會使設(shè)計(jì)者在其設(shè)備設(shè)計(jì)中選用哪種無線技術(shù)的困境復(fù)雜化;但也出現(xiàn)了另一種選擇：一次選幾個協(xié)議。2017年，多協(xié)議無線連接的硬件和軟件已經(jīng)成為了現(xiàn)成的選擇，這擴(kuò)大了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)可以觸及的市場機(jī)會。

安全性相關(guān)作為

進(jìn)入應(yīng)用現(xiàn)場的第一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備甚至讓最固執(zhí)的懷疑者明白了一件事：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要確保其自身網(wǎng)絡(luò)安全?！竿高^隱匿來實(shí)現(xiàn)安全(security by obscurity)」的支持者和那些認(rèn)為安全成本過高的支持者看到了很多明顯的例子，顯示這些觀念需要改變。雖然安全既非一個新概念，也不是一項(xiàng)新技術(shù)，但2017年的新氣象是，整個產(chǎn)業(yè)在投入巨大力量解決這個問題。新的聯(lián)盟形成、硬件相關(guān)措施推出、參考實(shí)現(xiàn)和指導(dǎo)方針問世，以及半導(dǎo)體公司也開始在其所有針對物聯(lián)網(wǎng)的處理器中將安全功能作為標(biāo)配。最近，Arm在其架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了一個安全框架，以便將來的Arm微控制器也能夠解決安全問題。

霧運(yùn)算(Fog computing)

隨著物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，對其可擴(kuò)展性的關(guān)注也隨之出現(xiàn)。預(yù)計(jì)工業(yè)設(shè)備每個節(jié)點(diǎn)會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，使無線網(wǎng)絡(luò)超載，而工業(yè)控制不容許工作出現(xiàn)明顯的延遲。為解決這兩個問題，出現(xiàn)了霧運(yùn)算概念。霧運(yùn)算的概念不是將原始的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行處理和響應(yīng)，而是將處理和控制回路保持在本地。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本身無法提供所需的處理時，局域網(wǎng)絡(luò)中其他地方的資源就會施以援手，它們不在云端，也不在邊緣節(jié)點(diǎn)(edge node)上，它們在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備周圍的「霧」中。為促進(jìn)這種方法的發(fā)展和采用，開放霧聯(lián)盟(Open Fog Consortium)這個新的產(chǎn)業(yè)組織建立，并發(fā)布了一個將有助于指導(dǎo)可互動操作系統(tǒng)開發(fā)的參考架構(gòu)。

物聯(lián)網(wǎng)平臺

任何試圖快速開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的人都會意識到，他們需要為使用者提供的不僅僅是產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要信道和云端支持，通常還需要網(wǎng)絡(luò)或智能型手機(jī)應(yīng)用程序。云端支持不僅需要接受來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并將結(jié)果提供給使用者，它還需要管理身份驗(yàn)證和安全，以及設(shè)備配置。要做到這一點(diǎn)，就需要廣泛的專業(yè)知識，很少有開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)。在2017年，這個問題的解決方案是物聯(lián)網(wǎng)平臺的興起。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)平臺始于開發(fā)板，但背后有很多軟件。(圖片來源：Arias)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)單芯片(SoC)

與平臺的崛起并行，針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)化的SoC優(yōu)化設(shè)計(jì)在2017年引人矚目。這些組件通常包括應(yīng)用處理器，以及片上整合的全面無線連接，這些專用組件允許開發(fā)人員簡單地添加傳感器和用戶接口來建置其設(shè)計(jì)的硬件部分，然后將其余精力集中在應(yīng)用軟件上。

Li-Fi

隨著越來越多的設(shè)備連接起來，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的帶寬變得越來越擁擠。為了補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)能力，開發(fā)人員正在轉(zhuǎn)向因特網(wǎng)照明來提供替代途徑。智慧燈具已經(jīng)成為一種流行的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，那為什么不透過調(diào)變光線，傳輸一些網(wǎng)絡(luò)流量來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量呢?這就是Li-Fi試圖去做的。該技術(shù)已經(jīng)開發(fā)了一段時間，并已達(dá)到近10GHz的下載速度，現(xiàn)在第一款商業(yè)裝置已開始問世。

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圖3 因?yàn)闊艨偸沁B接的，所以只需略施小計(jì)就可將其變成LAN數(shù)據(jù)的光信道。(圖片來源：PureLiFi)

與健康相關(guān)的傳感器

傳感器技術(shù)在2017年持續(xù)擴(kuò)展，與健康有關(guān)的傳感器也強(qiáng)勁增長。其中一些是多功能組件，如聯(lián)發(fā)科技(MTK)可以監(jiān)測心臟活動和血液化學(xué)的六合一生物傳感器。在超低功耗感測能力方面也有進(jìn)展，許多這些新型傳感器都工作在近紅外線范圍，可揭示人類看不到的信息。

語音啟動(Voice activation)

盡管到2017年，語音啟動已不是新鮮事，但在這一年中，語音啟動作為物聯(lián)網(wǎng)用戶接口收獲了巨大推動力。早期的市場領(lǐng)導(dǎo)者之一—亞馬遜(Amazon)的Alexa語音服務(wù)(AVS)，利用該公司的Echo產(chǎn)品線，進(jìn)一步推廣了語音啟動技術(shù)。

過去一年，我們看到業(yè)界極力為開發(fā)商提供AVS和其他語音服務(wù)來全方位研發(fā)制造各種產(chǎn)品。MEMS麥克風(fēng)、音頻處理器和微控制器供貨商也推出開發(fā)工具包和其他產(chǎn)品，簡化將語音啟動整合進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程。即使是愛好者和心血來潮的玩家所喜愛的樹莓派(Raspberry Pi)，也因?yàn)榘l(fā)布了一款兼容Alexa的音頻模塊而火了一陣子。因此，預(yù)計(jì)2018年將有很多聲控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)入市場，希望這一年世界不會因此變得太吵了。