安防網訊 根據ABIResearch發布的研究報告顯示目前無線連網設備總數已超過100億臺預計到2020年這一數字將增加兩倍達到300億臺以上這些無線設備將真正構建出物物相連的物聯網IoT世界與傳統的互聯網相比物聯網采用各個終端個體來替代主要的數據輸入來源任意設備都能夠連續上傳自身運作和環境感知等信息將物理世界和現有的互聯網連接在一起并通過功能強大的云服務器進行操作和分析

從半導體產業層面來看大多數物聯網設備都需要四項核心技術即任務處理無線連接環境感知和機器智能化由此無疑也為行業內不同技術開發領域內的半導體企業提供了一個潛力無窮的發展機遇

熱點建設市場全面開花

在當前物聯網建設中智能家居車聯網智能電網以及數字醫療保健等都是現階段業界廠商重點開發的市場領域

在智能家居市場上目前比較熱門的開發項目包括智能照明家庭監控以及家電自動控制等應用Marvell公司技術支持總監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也包括上下游的各個環節新產品陸續推出這有助于智能家居生態系統的完善和成熟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意的市場大公司可能在產業整合和平臺搭建上有一定的優勢小公司則在創意和產品上會有非常多的突破而對于傳統的家電廠商來說基于現有的市場銷售量也大有可為

作為典型的物聯網應用車聯網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據和信息進行交互以滿足智能交通管理智能動態信息服務和車輛智能化控制等一體化服務需求在智能電網建設方面尤其是對用戶端能源管理系統的開發中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需求側管理等課題實現電網與用戶的雙向互動提升為用戶服務的質量水平

和過去相比當前醫療電子市場對臨床醫療保健產品的需求出現了一個新變化那就是越來越多新穎的可穿戴健身追蹤設備和醫療保健產品陸續面市使得面向健康管理的應用需求成為了目前最穩定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品的興起成為了推動物聯網市場快速發展的又一大動力這種緊湊型無線設備如智能手環智能手表等可與大多數智能手機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網更為重要的是圍繞人們日常生活中的各種狀態信息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絡世界相連接大大促進了人們對物聯網的認知與體驗

面對如此龐大而復雜的物聯網建設體系不同市場對產品的需求也各不相同迫切要求產業鏈內各廠商能夠深入研究各自的應用市場開發出獨具特色的行業整體解決方案

以無線通信模塊為例村田電子貿易上海有限公司射頻現場應用工程師/產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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

物聯網是多個市場技術和應用的結合體因此企業必需制訂非常明確的計劃策略和目標市場而對于物聯網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傳訊副總裁RichardKingston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品

CEVA長期專注于無線連接環境感知和機器智能化的開發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-Fi802.11a/b/g/n/ac系列產品;此外還包括CEVA-TeakLite-4DSP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設備實現智能功能如智能手機安防監控無人機和消費電子產品等

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半導體公司產品管理總監ThomasEmblaBonnerud同樣說道因為它們必需要保持長期供電的狀態以期最大限度地減少維護成本或者是最好能通過太陽能振動及采集環境熱量來為其自身供電

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工具套件SDK這款超低功耗系統級芯片SoC可使用微型電池長期工作同時與基于代理或專有互聯網網關橋梁的其它解決方案不同nRF51IoTSDK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讓開發人員大幅減少最終產品的功率尺寸和成本

據介紹2014年Nordic藍牙智能芯片的銷售數量已達到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如使得能量收集變為可行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

物聯網并非簡單基于傳統技術和產業來建設和發展實際上它是一種跨界創新的大融合要將數以十億計的設備連接在一起并與傳統既有的更龐大的IT系統互聯就勢必要求物聯網發展要克服系統碎片化互操作性安全性等各方面所帶來的嚴峻挑戰

Bonnerud說道缺乏‘共同的基礎架構’可能是物聯網市場增長的最大挑戰由于缺少通用性或標準化基礎可能會導致兩種情況出現一種是最差的風險即網絡‘碎片化’另一種則是稍好一些的妥協型的‘混合’系統這是因為出于商業利益的考慮使得制造商開發的解決方案不能輕易地互相共用

他還用許多通信領域中的例子證明物聯網成功的關鍵在于標準化例如GSM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互聯網本身是以TCP/IP等標準技術為基礎構建的或許在IEEE802.15.4等統一規范的配合下許多這些技術將能夠為物聯網應用提供支持

Kingston也強調要解決碎片化難題物聯網設備用于相互連接接入云和其它網絡或進行Mesh連接的無線技術標準就必須要實現標準化今天業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量減少將會提高效率并且防止物聯網領域過于分散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LTEcat.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有限公司物聯網產品事業部中國區總經理陳偉則特別就中國市場的獨特性分析道中國物聯網發展將會遇到一些新的研究課題例如國內在物聯網自主知識產權核心技術上的缺乏缺少起點高輻射廣帶動性強的物聯網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物聯網成熟技術的推廣應用比較困難此外國內物聯網的信息安全技術和管理能力也仍然有待提升但同時他也指出中國物聯網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產業生態鏈日漸活躍創新型人才儲備更加豐富尤其是云計算大數據處理物聯網等一些相關應用領域已進入到商用階段技術越來越成熟不斷有創新應用出現并且一些原創技術和商業模式已經走在全球前列

據介紹英特爾目前的物聯網解決方案和產品事業部整合了智能系統事業部與英特爾旗下的風河系統公司WindRiver并通過和邁克菲公司McAfee的合作保證系統運行的安全和可管理性系統通過提供端到端的分析能力開發智能設備網關以連接傳統系統與新系統使原本孤立的系統轉為互聯設備能夠在彼此之間與云進行通信和共享數據幫助企業從大數據中挖掘商業價值

2014年Marvell專門成立了IoT的部門其中智能家居是發展重點之一目前Marvell已與如小米Broadlink及蘋果等公司展了深入的合作陸續推出了一系列智能家居產品和服務為了解決現階段智能家居市場無線通信標準分散的應用現況Marvell推出了將三種主流連接方案整合在一起的物聯網平臺解決方案

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工具包SDK和應用編程接口API能夠幫助開發人員挖掘SoC解決方案中內置微控制器的潛力