消费物联网(IoT)应用开发新架构

作者:Imagination Technologies 通信技术总监 Richard Edgar

如果你从事无线行业已经有一定时间了(确实如此),一个新的互联标准的推出和被市场所采用主要是因为它的速度和回报——这两方面基本决定了这个互联标准的发展情况。

当然仍存在一定发展的空间,并且我觉得这是一个非常有价值和意义的体验,尤其对于消费者而言。

然而当我们仔细分析当前物联网(IoT)市场以及各种新兴的互联标准,我认为需要推出一个不同的策略,用户根据它可以高效的使用和部署物联网(IoT)应用。

无线行业首先要做的就是将物联网(IoT)划分为两部分:工业物联网和消费物联网。我认为这两方面同样的重要——为简单起见,我主要集中在消费物联网方面和大家讨论

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当我第一次思考消费物联网时,我总是会想到移动电话。因为通常情况下每个人都会拥有一部电话,当今电话(或者也可以说是平板电脑)是大多数消费者与外界交流的首选设备。现在用三种高效的通信标准,几乎所有的手机都有支持,我称它们为“三棵大树”:蓝牙(经典蓝牙或智能蓝牙),Wi-Fi(支持多种形式)和蜂窝通信(3G或4G)。

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我认为将来消费物联网行业与这三大标准的发展息息相关。下面让我仔细道来,在我的早期职业生涯中,我努力试图说服许多手机厂商让他们的设备支持UWB(超宽频)。那时我任职的公司给出了成功的demo演示,很多OEM(原始设备制造商)也非常兴奋,然而他们都有同样的问题:他们没有可用的资源将新的协议栈集成到移动手机中。

同样的问题现在依然存在,让手机支持一个全新的符合物联网(IoT)规范的无线标准依然非常困难。举个例子,NFC作为一种可以在移动设备之间分享文件理想且安全的方式已经推广有几年了,直到苹果,谷歌和三星推出它们的支付功能,NFC才逐渐被采用,现在消费者开始认为NFC是手机应该必备的功能。

另一方面,蓝牙标准的更新换代不是很困难,因为硅供应商和OEM已经支持蓝牙的协议栈,也就是说他们只需要在现有的基础上做出简单的修改即可。

同样对于Wi-Fi(例如采用Wi-Fi HaLow标准)也不是那么难,因为它是同一个标准的变革,只需要添加更多的特性。

同样也适用于蜂窝通信:现在很多手机都支持LTE标准蜂窝协议栈,因此让Cat-0为物联网(IoT)提供支持也不是件难事。

现在“三棵大树”都在互联技术上发力,寻求机遇涉足消费物联网(IoT)领域。例如很多公司正在将802.15.4通信标准推向消费领域。实际上我认为这些低功耗标准非常适合物联网(IoT),此前我已经做了很多这些标准开发相关的工作。

然而,如果公司不开始认真考虑用户和实际的应用,他们会发现将802.15.4互联标准应用于消费物联网(IoT)领域会非常困难。当然这也不是说这些互联标准不能集成到网关设备当中。很多专门从事定制家具集线器和路由的公司正在设计多标准的互联家居系统。然而很多公司没能找到正确的模式,不能开发出符合消费者要求的产品。

消费者(包括智能家居发烧友)吐槽最多的一点就是应用程序的数量,他们要为每个室内传感器执行一个应用程序,因此采用基于云服务和开源API接口的模式会方便很多。

通过采用云互联的家居集线器方式运行多个应用程序(App)可以收集所有传感器的数据,并且将这些数据在同一的用户接口显示出来,这样就避免让用户面对不同的UI界面和复杂的操作方法

下图更加详细的展示了消费物联网(IoT)架构。你可以使用移动设备或者笔记本电脑通过Wi-Fi与家居集线器通信,传感器可以使用802.15.4通信标准(如6LoWPAN, Zigbee,Thread等)将数据传递给集线器,然后物联网集线器会收集所有传感器数据,执行一些数据计算处理操作,最后将结果推送到云端存储,这样既安全又高效。让消费者可以简单直观的访问云端存储的数据,给消费者的感觉就是他们能够方便的控制家居里的一切。

如果你正在寻找符合这种消费物联网(IoT)模式的案例,Creator Ci40开发套件是一个非常好的例子,它展示了Wi-Fi,蓝牙和基于802.15.4标准的互联是如何完成部署并正常工作的。

Creator Ci40物联网集线器采用高性能的MIPS架构处理器,支持多个互联标准(802.11b/g/n/ac 2x2,经典蓝牙和智能蓝牙和802.15.4标准)。板上的两个传感器(温度和动作)和开关使用了一个MIPS MCU(微处理器),同样支持802.15.4互联标准。最后这个家居集线器会使用FlowCloud技术与云端连接。我们提供了SDK开发环境,这样开发者就可以利用我们提供的API开发本地或者云端的app应用,SDK支持iOS和安卓系统。

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这款开发套件同样也显示出我们硬件和软件IP的可扩展性。Ci40 IoT集线器采用MIPS I系列多线程多核CPU完成数据处理,同时高速互联由Ensigma Explorer RPU负责处理。传感器采用低功耗操作,充分利用MIPS微控制器系列处理器。对于下一代传感器设计,我们也发布了Ensigma Whisper RPUs,支持低功耗Wi-Fi和蓝牙以及基于802.15.4标准的通信协议。

Creator Ci4开发套件0完美展示了实际的物联网(IoT)应用开发架构,专门为实际应用设计的。下次我计划与大家讨论工业物联网(IoT)和M2M市场方面的要求和应用。

原文链接:
http://blog.imgtec.com/ensigma-communications/a-new-architecture-for-con...

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