连接万物的物联网 背后的最大功臣却是这家企业

[导读] 物联网,一个科技行业新鲜又熟悉的名词,即将成为互联网时代下一场影响深远的变革的主角。什么是物联网?它将给我们的生活带来哪些改变?它的背后涉及哪些技术,谁来主导其发展?今天就让我们深入探究这些问题的答案。

物联网,一个科技行业新鲜又熟悉的名词,即将成为互联网时代下一场影响深远的变革的主角。什么是物联网?它将给我们的生活带来哪些改变?它的背后涉及哪些技术,谁来主导其发展?今天就让我们深入探究这些问题的答案。

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什么是物联网,它将为社会带来怎样的改变?

物联网(Internet of things,IoT),是一种新一代的信息技术概念。顾名思义,物联网就是物物相联的互联网,是以互联网为基础,将网络延伸并扩展到任何物品之间,使联网的任何物品都可以进行通信的网络。这一概念最早成型于上世纪末,2005年国际电信联盟正式定义了“物联网”这一名词。

物联网中“万物相联”的概念内涵是非常广的。与传统互联网不同,几乎我们生活、生产活动中所能遇到的一切物品、工具、机器、设备,都可以成为物联网的终端设备。这也就意味着,未来的物联网时代中,几乎一切物品都有了自己的通信、感知和联网能力。在此基础上,全社会将迎来宏观和微观层面的重大变化。

一方面,我们生活的城市将因物联网的普及而演变为“智慧城市”。所谓智慧城市,就是公共空间中发生的几乎所有事件的信息都会被全方位捕捉,并传递到中枢进行分析和处理。城市管理平台可以精确掌握每个角落的空气、光照、噪音、人流和车流量、突发事件等信息,并根据实际情况实时采取最优策略调整网络中的公共设施运行状态,同时将人们需要的数据实时共享给每一位市民。例如,夜晚人们在路边散步时,路灯可以自动调整亮度照亮步行区域;有人在马路上跌倒,附近驶来的汽车会立刻收到警报进行减速避免事故;午休时间住宅区附近噪音水平过高,管理平台可以实时调整附近的车流、建筑工地施工等,以降低噪音水平,等等。

另一方面,我们的家居住处也会升级到“智慧家居”。一切生活电器、照明设备,乃至开关、门窗都实现联网和自动化。家中的空气、温度、湿度、光线都能实现自动化调节,保持最佳的人体舒适度;冰箱可以自我监测食物库存,自动发出购物订单;热水器、电饭煲在下班回家之前自动热水、煮饭;安保系统随时监测住宅周围动向,发现异常后自主判断威胁级别,将高等级异常报告给主人,等等。

智慧城市也好,智慧家居也罢,过去只是人们对未来生活的一种畅想,如今因为物联网的发展而很快就会成为触手可及、稀松平常的现实。那么,我们离这样的未来还有多远呢?

随着移动互联网在全球广泛普及,尤其是4G网络成为主流之后,无处不在的无线信号使得“万物互联”的网络建设有了实现的基础条件。如今4G网络即将全面升级为千兆级LTE网络标准,也正式拉开了物联网社会的建设序幕。

物联网的关键技术基础:移动互联技术

想要做到万物互联,必要条件就是先进、广泛覆盖的移动互联网。但传统的移动互联网标准主要为PC、手机等智能设备设计,需要进一步升级才能更好地满足物联网的需求。在这样的背景下,美国高通公司主导的无线通信产业联盟发布了两种针对物联网不同应用环境的全新通信标准:eMTC(Cat-M1)和NB-IoT(Cat-NB1)。

eMTC全称增强机器类通信,是基于4G LTE演化而来的通信标准分支。其上下行峰值速率最大为1Mbps,支持移动性、可定位,主要满足物联网中物与物的较高速通信需求。与LTE相比,eMTC功耗较低、成本极有优势,适合智能物流、智能可穿戴设备、智能充电桩、智能电梯、智能自行车等应用场景。

NB-IoT,全称基于蜂窝的窄带物联网,是物联网的另一个重要分支。其通信速率较低,移动性不强,可部署于LTE网络,覆盖范围(尤其是室内覆盖)极大,支持巨量设备同时连接,且功耗和成本极低,非常适合诸如远程抄表、资产跟踪、智慧农业等应用场景。

eMTC和NB-IoT共同构成了物联网的通信标准基础。高通公司研发,各国运营商正在进行部署的千兆级LTE通信网络只需简单改动就能对这两种物联网络提供支持,因此物联网的普及在运营商侧基本是没有障碍的。相比之下,更关键的环节就是物联网终端设备的调制解调器,亦即物联网芯片。

双模物联网芯片:物联网普及的必要条件

如前所述,两种物联网通信标准各有各的适用场景和环境。eMTC适合较高带宽的移动通信,NB-IoT则适合低带宽、断续连接的固定通信场景。然而,接入物联网的设备经常会跨越两类应用场景,在不同的状态间来回切换。要同时照顾这两类用途,设备就需要兼容两大通信标准。然而,同时安装两套不同标准的通信芯片、天线,还要配置切换用的软硬件,显然在成本、功耗、电路板面积、软件复杂度、通信稳定性和性能等指标上都不会很理想。这个问题就成了让更多类型的设备支持物联网的一大障碍。

为了克服这一困难,高通公司凭借雄厚的技术实力、丰富的研发经验,推出了同时支持两大标准的双模物联网芯片,MDM9206。该芯片在很小的体积、较低的功耗与成本下,实现了同时支持两种通信标准,并可在两种网络间无缝切换的能力。配备这款芯片的设备既可以在固定状态下使用NB-IoT标准进行低功耗通信,又可以在需要移动、高带宽通信时切换到eMTC网络。设备开发者无需为网络切换的稳定性担忧,相关软件配置接口也非常简单。使用这款芯片的物联网设备,开发难度、周期、连接性能、适用范围、都有明显优势。双模物联网芯片的诞生,让传统行业跨入物联网时代的门槛大大降低,影响不可不谓深远。

由此,大规模物联网部署的障碍已经基本扫清,各国运营商已经开始着手进行物联网的全面建设。物联网生态也走上了良性发展的道路。

物联网生态建设:来自高通公司的推动力

在物联网时代,最激动人心的变革之一就是城市智慧交通。通过无处不在的道路监测网络、具备自主驾驶能力的汽车和汽车间、汽车到物品间的通信网,管理平台可以大幅提升交通管理的效率,明显减少道路拥堵和交通事故。

高通公司为智慧交通的建设准备了一系列创新技术。其中,智能道路传感器可以使用双模物联网芯片广泛部署;自动驾驶汽车可以集成高通的LTE/多频段Wi-Fi/蓝牙通信芯片,在高速行驶条件下保持与城市交通网络的连接;高通的汽车到所有物品(V2X)解决方案使汽车可以无缝与各处的物联网传感器、智能停车杆、行人携带的智能设备等进行通信,实现完全自主化的驾驶能力。目前,高通已经与奥迪汽车和爱立信通信、SWARCo智能交通系统公司、凯泽斯劳滕大学组建了“连接未来万物的网联汽车”(ConVeX)联盟,并在德国开始进行了V2X技术的测试部署实验,为未来的无人驾驶、智慧交通产业打下基础。高通还收购了领先的汽车智能设备半导体供应商恩至浦,进一步加强了自身相关的技术实力与产业影响力。

智能家居产业也是物联网生态的重要组成部分,与人们的日常生活息息相关。高通已经与通用电气、海尔、亚马逊、腾讯等企业合作,开发基于高通物联网连接技术的各种家居自动化设备和电器。很快,我们常见的家用电器如冰箱、空调、洗衣机、厨房电器、扫地机、门禁安防等,都将接入家庭局域网络,纳入家居自动化控制体系,使我们的生活更为便捷舒适。

城市公共视频监控系统则是另一大受惠于物联网革命的领域。如今现代城市已经遍布视频监控探头,但传统上这些探头大都从属于各自分散的管理平台。在高通双模物联网技术的帮助下,传统的使用有线局域网连接的探头可以立刻接入无线互联网,全部联结在城市统一的监控平台上。由此以来,平台就可以实时掌握城市空间所有公共区域的情况,立刻发现事故、犯罪等突发事件,及时发出警报或调配响应资源。如今,高通正在与Sony、Panasonic、GoPro等视频设备方案提供商合作,共同打造下一代物联网视频监控系统,并已经开始在一些城市进行测试和部署。

以上只是高通公司对物联网生态推动的几个例子。除此之外,高通在商业与工业、能源、基础设施、消费电子等产业方面均在大力推进物联网升级和生态建设。不夸张地说,今天物联网生态高速发展的背后,高通公司正是最大功臣。

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