無論是IDC或是其他市調(diào)單位的預(yù)估都相當(dāng)令人振奮，不是嗎？物聯(lián)網(wǎng)(IoT)這個(gè)讓各個(gè)產(chǎn)業(yè)都相當(dāng)興奮的關(guān)鍵詞已逐漸在生活周遭、工廠、城市或商業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)，2017年甚至被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展起飛的一年…

　　市調(diào)機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)，2017年全球物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場(chǎng)規(guī)模將超過9,300億美元，較去年增加1,000億，今年并有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)破兆。3年后，預(yù)計(jì)市場(chǎng)將達(dá)到應(yīng)用爆發(fā)期，規(guī)模更將翻倍成長(zhǎng)達(dá)1.46兆美元。另外，全球物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量成長(zhǎng)更快速，5年內(nèi)將翻漲3倍，2015年全球物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量已有121億個(gè)，預(yù)計(jì)2018年將超越手機(jī)，未來3年，全球物聯(lián)網(wǎng)裝置總數(shù)亦將累積高達(dá)300億個(gè)。

　　相信，無論是IDC或是其他市調(diào)單位的預(yù)估，都相當(dāng)令人振奮，不是嗎？物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)讓各個(gè)產(chǎn)業(yè)都相當(dāng)興奮的詞，已開始逐漸在生活周遭、工廠、城市或商業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)，2017年甚至被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展起飛的一年。但不可否認(rèn)的是，仍有許多業(yè)者“不甚理解”物聯(lián)網(wǎng)究竟該做什么，更也遑論在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中，能像市調(diào)機(jī)構(gòu)所預(yù)測(cè)，攢到好幾桶金?！峨娮庸こ虒］嫛?EETimes Taiwan)與《電子技術(shù)設(shè)計(jì)》(EDN Taiwan)共同舉辦的TechTaipei——“2017智慧互連與嵌入式應(yīng)用研討會(huì)”，邀集業(yè)界關(guān)鍵廠商為403位與會(huì)來賓解惑。

　　究竟要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，必要的條件是什么呢？
某媒體副主編指出，物聯(lián)網(wǎng)中的“聯(lián)”字，許多業(yè)者會(huì)使用“連”，但若是談到物聯(lián)網(wǎng)真正的意涵——萬物相連并結(jié)合，則使用字義帶有結(jié)合的“聯(lián)”這個(gè)字，才能貼近物聯(lián)網(wǎng)世界所要表達(dá)的真義。

　　另外，除了萬物相結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)千萬也別變成“誤聯(lián)網(wǎng)”或“惡聯(lián)網(wǎng)”。連接到不正確或是帶有惡意的網(wǎng)路，也會(huì)失去物聯(lián)網(wǎng)真正的涵義。

　　以說文解字的方式定義物聯(lián)網(wǎng)的意義之后，恩智浦(NXP)大中華區(qū)MICR行銷經(jīng)理黃健洲進(jìn)一步說明實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的必要條件為何。他表示，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的必要條件業(yè)界討論相當(dāng)多，可從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展挑戰(zhàn)開始探討。

　　現(xiàn)階段，業(yè)者遭遇的物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)包括：如何使開發(fā)環(huán)境維持一致性，而非片段；如何做到最佳化的安全性，以及如何能讓產(chǎn)品進(jìn)入量產(chǎn)階段。黃健洲認(rèn)為，要克服這些挑戰(zhàn)，并將物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)化為可實(shí)現(xiàn)的商品或可用之物，感測(cè)器、處理器或微控制器(MCU)，以及連網(wǎng)技術(shù)，即為不可或缺的關(guān)鍵。

　　不僅如此，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，從最前端感測(cè)器到后端處理中心整體的安全性，以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，也須相當(dāng)重視，才能打造一個(gè)完整、便利且能吸金的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)。

　　無線通訊技術(shù)相輔相成
物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，有線及無線通訊技術(shù)絕不可少，否則無法將萬物相結(jié)合。而在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)域里，主要的通訊技術(shù)會(huì)是以無線通訊技術(shù)為主，因?yàn)樵S多深山野嶺，或是具危險(xiǎn)性的地區(qū)，無法鋪設(shè)有線網(wǎng)路，也因此，給予各式各樣無線通訊技術(shù)“出頭”的機(jī)會(huì)。

　　黃健洲指出，物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)的無線通訊技術(shù)相當(dāng)多，但彼此間各有所長(zhǎng)，業(yè)者可依自己的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特性進(jìn)行評(píng)估，選擇最適合其中一種或多種無線網(wǎng)路。目前各類無線技術(shù)各自占據(jù)的山頭，可以大略區(qū)分為：工業(yè)——以ZigBee為主、消費(fèi)性電子——Wi-Fi或藍(lán)牙(Bluetooth)、家電——Thread，個(gè)人認(rèn)證方面則是近距離無線通訊(NFC)較強(qiáng)勢(shì)。

　　除上述無線通訊技術(shù)外，近期還有些無線通訊技術(shù)也應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)而生，如使用sub-1GHz頻段的LoRa。Microchip資深應(yīng)用工程師張益洲表示，LoRa為基于線性擴(kuò)頻調(diào)變的網(wǎng)路實(shí)體層，其實(shí)體層支持遠(yuǎn)距離通訊的網(wǎng)路協(xié)定和系統(tǒng)架構(gòu)，即可組成LoRaWAN網(wǎng)路，不僅具備低功耗特性，還能擁有較長(zhǎng)的傳輸距離。

圖1：根據(jù)應(yīng)用需求比較各類物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)

　　LoRaWAN具備兩種網(wǎng)路架構(gòu)：一為使用者自行架設(shè)閘道器(Gateway)及云端(Cloud)即可運(yùn)作；另一種則是須和電信營(yíng)運(yùn)商合作，可布建范圍更寬廣的LoRaWAN網(wǎng)路。張益洲說明，“目前臺(tái)灣業(yè)者大多選擇可自行建置網(wǎng)路的LoRaWAN架構(gòu)。”

　　Silicon Labs臺(tái)灣區(qū)總經(jīng)理寶陸格認(rèn)為，ZigBee技術(shù)推出之時(shí)，許多特性受到業(yè)界的矚目，不過要將裝置接入ZigBee網(wǎng)路得經(jīng)過很多的設(shè)定，不夠友善，因此采用的數(shù)量不多。然而，ZigBee Alliance亦持續(xù)改進(jìn)ZigBee，最新的ZigBee 3.0標(biāo)準(zhǔn)采用開放式系統(tǒng)架構(gòu)(OSI)模型，將網(wǎng)路架構(gòu)的各層定義清楚，但網(wǎng)路層、傳輸層、對(duì)話層(Session Layer)與展現(xiàn)層(Presentation Layer)卻不是走IPv4/IPv6網(wǎng)路架構(gòu)，以至于會(huì)出現(xiàn)不相容的問題。

圖2：支援多重網(wǎng)際網(wǎng)路通訊協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情境

　　為“修補(bǔ)”ZigBee的不足，Thread在兩年前現(xiàn)身。寶陸格強(qiáng)調(diào)，Thread是基于IP架構(gòu)的網(wǎng)狀網(wǎng)路，與ZigBee最大的不同是，使用者可自行定義應(yīng)用層。但ZigBee Alliance亦制定完整的ZigBee應(yīng)用層架構(gòu)，為了避免“浪費(fèi)”，Thread Group將ZigBee應(yīng)用層進(jìn)一步IP化，并架構(gòu)在Thread網(wǎng)路上，使Thread網(wǎng)路擁有從上到下完整的架構(gòu)，而這樣完整的Thread網(wǎng)路，ZigBee Alliance將其命名為“dotdot”。無論是Thread或是dotdot網(wǎng)路皆可望在智慧家庭應(yīng)用中，擁有一片天。

　　此外，針對(duì)工業(yè)應(yīng)用，已并入亞德諾(ADI)的凌力爾特(Linear Technology)則是推出自有的Dust網(wǎng)路。該公司市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)理陳柔文表示，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)產(chǎn)值將有60%落在工業(yè)領(lǐng)域，但工業(yè)與家庭應(yīng)用的需求大不相同，因此不能以家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線技術(shù)直接套用在工業(yè)市場(chǎng)，必須有更多“堅(jiān)持”。

　　工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诰珳?zhǔn)度與可靠度相當(dāng)要求，亦需長(zhǎng)距傳輸能力。而Dust與LoRa、ZigBee或Thread網(wǎng)路底層都建基于802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，惟在網(wǎng)路上層設(shè)計(jì)有所不同，使Dust能夠?qū)鬏斁嚯x擴(kuò)展至1,200公尺，并具備低功耗、低成本與簡(jiǎn)易安裝特性，且維持較佳訊號(hào)穿透性表現(xiàn)。

　　不過，每一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用并非仰賴單一無線通訊技術(shù)就足夠。寶陸格以智慧家庭為例，家電的總控制裝置可能是由一個(gè)嵌在墻上的總控制器執(zhí)行，這些都可以Thread技術(shù)相互連結(jié)，但消費(fèi)者的行動(dòng)裝置如智慧型手機(jī)、平板裝置也會(huì)身兼控制中心，這時(shí)就需要利用行動(dòng)裝置標(biāo)準(zhǔn)配備的Wi-Fi或藍(lán)牙透過閘道器與Thread介接。

　　因此物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無線通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)師不僅要考慮應(yīng)用中需要導(dǎo)入那些無線技術(shù)，也須留意各無線技術(shù)在各國(guó)開放的頻段也有差異。例如sub-1GHz各國(guó)開放的頻段，日本310MHz、中國(guó)大陸470MHz、歐洲433MHz~868MHz，臺(tái)灣則是915MHz。