【導讀】現在人們談論物聯網（IoT）已經有好幾年時間了，但是數十億互聯設備之間以及與我們進行通信的概念，更多的還是想象而非事實。不過，不能否認物聯網的巨大潛力。在2017年，我們看到業界為實現這一目標邁出了重要步驟，為2018年有可能成為物聯網真正起飛的一年鋪平了道路。以下是去年推動物聯網發展的十大關鍵技術。
LTE Category M1
目前大多數物聯網實現僅使用局域網來提供連接，但為了充分發揮其潛力，物聯網需要適當的廣域網（WAN）技術。借助廣域網，物聯網設備將能不再依賴用戶手機，而在建筑物和社區范圍之外進行工作。蜂窩技術LTE Category M1是提供廣域網服務的主要競爭者，它可以為低功耗物聯網設備提供全國甚至全球性的連接。我們在2017年不僅看到了LTE Cat M1芯片組和調制解調器的推出，還看到了相應的蜂窩業務本身的增長。
圖1：LTE Category M1蜂窩物聯網的射頻芯片組和調制解調器已經開始在市場上出售。（圖片來源：uBlox）
藍牙網狀網絡
雖然蜂窩技術為物聯網提供了廣域網替代方案，但局域網絡也有創新。為了在提供類似覆蓋范圍的同時為物聯網提供Wi-Fi的低功耗替代方案，藍牙發展出了網狀網技術。藍牙網狀網超越了消費類應用，將會進一步推動信標、機器人、工業自動化、能源管理、智能城市應用以及其它工業物聯網和先進制造解決方案的發展。該規范本身在2017年年中推出，但實現它的芯片和軟件也馬上問世。
多協議無線
藍牙網狀網的加入擴大了樓宇自動化無線連接的選擇范圍，這只會使設計者在其設備設計中選用哪種無線技術的困境復雜化。但也出現了另一種選擇：一次選幾個協議。2017年，多協議無線連接的硬件和軟件已經成為了現成的選擇，這擴大了物聯網設計可以觸及的市場機遇。
安全舉措
進入現場的第一代物聯網設備甚至讓最固執的懷疑者也開始明白：物聯網設備需要確保其自身網絡安全。“通過隱匿來實現安全（security by obscurity）”的支持者和那些認為安全成本過高的支持者看到了很多明顯的例子，表明這些觀念需要改變。雖然安全既非一個新概念，也不是一項新技術，但2017年的新氣象是，整個行業在投入巨大力量解決這個問題。新的聯盟形成，硬件舉措推出，參考實現和指導方針出臺，半導體公司也開始在其所有面向物聯網的處理器中將安全功能作為標配。最近，Arm公司在其架構中實現了一個安全框架，以便將來的Arm微控制器也能夠解決安全問題。
霧計算
隨著物聯網進入工業應用，對其可擴展性的關注也隨之出現。預計工業設備每個節點會產生大量數據，使無線網絡過載，而工業控制不容許工作出現明顯延遲。為解決這兩個問題，出現了霧計算概念。霧計算的概念不是將原始的IoT數據發送到云進行處理和響應，而是將處理和控制回路保持在本地。當物聯網設備本身無法提供所需的處理時，局域網中其它地方的資源就會施以援手。它們不在云端，也不在邊緣節點上；它們在物聯網設備周圍的“霧”中。為促進這種方法的發展和采用，開放霧聯盟（Open Fog Consortium）這個新的行業組織搭建并發布了一個將有助于指導可互操作系統開發的參考架構。
物聯網平臺
任何試圖快速開發物聯網產品的人都會意識到，他們需要為用戶提供的不僅僅是產品。物聯網系統需要通信通道和云支持，通常還需要網絡或智能手機應用程序。云支持不僅需要接受來自物聯網設備的數據，處理數據，并將結果提供給用戶，它還需要管理身份驗證和安全以及設備配置。要做到這一點，就需要廣泛的專業知識，很少有開發團隊能夠駕馭這些知識。在2017年，這個問題的解決方案是物聯網平臺的興起。
圖2：物聯網平臺始于開發板，但幕后有很多軟件。（圖片來源：Arias）
IoT系統級芯片（SoC）
與平臺的崛起并行，針對物聯網應用優化的SoC優化設計在2017年引人矚目。這些器件通常包括應用處理器以及片上集成的全面無線連接。這些專用器件使開發人員能簡單地添加傳感器和用戶界面來創建其設計的硬件部分，然后將其余精力集中在應用軟件上。
Li-Fi
隨著越來越多的設備連接起來，Wi-Fi網絡的帶寬變得越來越擁擠。為了補充網絡能力，開發人員正在轉向互聯照明來提供替代途徑。智能燈已經成為一種流行的物聯網設備，那為什么不通過調制光線，傳輸一些網絡流量來擴展網絡容量呢？這就是Li-Fi試圖去做的。該技術已經開發了一段時間，并已達到近10GHz的下載速度。現在第一款商業設備開始問世。
圖3：因為燈總是連接的，所以只需略施小計就可將其變成LAN數據的光信道。（圖片來源：PureLiFi）
關乎健康的傳感器
傳感器技術在2017年持續擴展，與健康有關的傳感器在強勁增長。其中一些是多功能器件，如聯發科可以監測心臟活動和血液化學的六合一生物傳感器。在超低功耗感測能力方面也有進展。許多這些新型傳感器都工作在近紅外范圍，可揭示人類看不到的信息。
語音激活
盡管到2017年，語音激活已不是新鮮事，但在這一年中，語音激活作為物聯網用戶接口收獲了巨大推動力。早期的市場領導者之一——亞馬遜的Alexa語音服務（AVS），通過該公司的Echo產品線，幫助推廣了語音激活技術。過去一年，我們看到業界極力為開發商提供AVS和其它語音服務來全方位研制各種產品。MEMS麥克風、音頻處理器和微控制器供應商也推出開發套件和其它產品，簡化將語音激活整合進物聯網設計的過程。即使是愛好者和心血來潮的玩家所喜愛的Raspberry Pi（樹莓派），也因為發布了一款兼容Alexa的音頻模塊而火了一把。因此，我們預計2018年將有很多聲控物聯網設備進入市場。希望這一年世界不會因此變得太吵了。
本文轉載自EDN電子技術設計。
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