人們談論物聯網已經有好幾年時間，但是數十億互連設備之間，以及與我們進行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實。不過，不能否認物聯網的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實現這一目標邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯網真正起飛的一年打下基礎。

人們談論物聯網(IoT)已經有好幾年時間，但是數十億互連設備之間，以及與我們進行通訊的概念，還有更多仍為想象而非事實。不過，不能否認物聯網的巨大潛力。在2017年，可看到業(yè)界為實現這一目標邁出了重要一步，為2018年可能成為物聯網真正起飛的一年打下基礎。以下是2017年推動物聯網發(fā)展的十大關鍵技術。

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LTE Category M1

目前大多數物聯網實現僅使用局域網絡(LAN)來提供連接，但為了充分發(fā)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使用者的手機，而在建筑物和小區(qū)范圍之外進行工作。蜂巢技術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。在2017年不僅有LTE Category M1芯片組和調制解調器的推出，還可看到相應的蜂巢業(yè)務本身的增長。

圖1 LTE Category M1蜂巢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：u-blox)

藍牙網狀網絡(Bluetooth mesh)

雖然蜂巢技術為物聯網提供了廣域網替代方案，但局域網絡也有創(chuàng)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(fā)展出網狀路技術。藍牙網狀網絡超越了消費類應用，將會進一步推動信標、機器人、工業(yè)自動化、能源管理、智慧城市應用，以及其他工業(yè)物聯網(IIoT)和先進制造解決方案的發(fā)展。該規(guī)范本身在2017年中推出，但實現它的芯片和軟件也隨之立即問世。

多協(xié)議無線技術(Multiprotocol wireless)

藍牙網狀網絡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(xié)議。2017年，多協(xié)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會。

安全性相關作為

進入應用現場的第一代物聯網設備甚至讓最固執(zhí)的懷疑者明白了一件事：物聯網設備需要確保其自身網絡安全。「透過隱匿來實現安全(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，顯示這些觀念需要改變。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，整個產業(yè)在投入巨大力量解決這個問題。新的聯盟形成、硬件相關措施推出、參考實現和指導方針問世，以及半導體公司也開始在其所有針對物聯網的處理器中將安全功能作為標配。最近，Arm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。

霧運算(Fog computing)

隨著物聯網進入工業(yè)應用，對其可擴展性的關注也隨之出現。預計工業(yè)設備每個節(jié)點會產生大量數據，使無線網絡超載，而工業(yè)控制不容許工作出現明顯的延遲。為解決這兩個問題，出現了霧運算概念。霧運算的概念不是將原始的物聯網數據發(fā)送到云端進行處理和響應，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，局域網絡中其他地方的資源就會施以援手，它們不在云端，也不在邊緣節(jié)點(edge node)上，它們在物聯網設備周圍的「霧」中。為促進這種方法的發(fā)展和采用，開放霧聯盟(Open Fog Consortium)這個新的產業(yè)組織建立，并發(fā)布了一個將有助于指導可互動操作系統(tǒng)開發(fā)的參考架構。

物聯網平臺

任何試圖快速開發(fā)物聯網產品的人都會意識到，他們需要為使用者提供的不僅僅是產品。物聯網系統(tǒng)需要信道和云端支持，通常還需要網絡或智能型手機應用程序。云端支持不僅需要接受來自物聯網設備的數據、處理數據，并將結果提供給使用者，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(yè)知識，很少有開發(fā)團隊能夠實現。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(fā)板，但背后有很多軟件。(圖片來源：Arias)

物聯網系統(tǒng)單芯片(SoC)

與平臺的崛起并行，針對物聯網應用優(yōu)化的SoC優(yōu)化設計在2017年引人矚目。這些組件通常包括應用處理器，以及片上整合的全面無線連接，這些專用組件允許開發(fā)人員簡單地添加傳感器和用戶接口來建置其設計的硬件部分，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(fā)人員正在轉向因特網照明來提供替代途徑。智慧燈具已經成為一種流行的物聯網設備，那為什么不透過調變光線，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(fā)了一段時間，并已達到近10GHz的下載速度，現在第一款商業(yè)裝置已開始問世。

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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)

與健康相關的傳感器

傳感器技術在2017年持續(xù)擴展，與健康有關的傳感器也強勁增長。其中一些是多功能組件，如聯發(fā)科技(MTK)可以監(jiān)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線范圍，可揭示人類看不到的信息。

語音啟動(Voice activation)

盡管到2017年，語音啟動已不是新鮮事，但在這一年中，語音啟動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(Amazon)的Alexa語音服務(AVS)，利用該公司的Echo產品線，進一步推廣了語音啟動技術。

過去一年，我們看到業(yè)界極力為開發(fā)商提供AVS和其他語音服務來全方位研發(fā)制造各種產品。MEMS麥克風、音頻處理器和微控制器供貨商也推出開發(fā)工具包和其他產品，簡化將語音啟動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樹莓派(Raspberry Pi)，也因為發(fā)布了一款兼容Alexa的音頻模塊而火了一陣子。因此，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。