物联网腾飞前将会遇到的障碍

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自从思科开始提出大胆预测，“到2020年物联网设备数量将达500亿”。整个电子行业就陷入了亢奋期。许多公司急吼吼的冲进市场，并开发和收购他们认为有助于为物联网事业推波助澜的技术。物联网泡沫仍有可能破裂，如果不是在2015年，就是在今后几年中。最近，EE Times采访了多家公司和分析人士。我们向他们咨询了他们眼中看到的阻碍物联网发展的最大障碍是什么。

自从思科开始提出大胆预测，“到2020年物联网设备数量将达500亿”。整个电子行业就陷入了亢奋期。许多公司急吼吼的冲进市场，并开发和收购他们认为有助于为物联网事业推波助澜的技术。2014年有关物联网的讨论此起彼伏，行业联合时有发生，新产品也是层出不穷，其中许多产品都真正地连接到了互联网。

“站在较高的角度看，2014年是我们开始感受到物联网遍地开花的一年。”Atmel公司高级副总裁兼微控制器业务部总经理Reza Kazerounian最近在接受EE Times采访时表示。由于几乎每个人都如此关注物联网，并卷入对物联网的讨论，“我们开始觉得物联网行业需要联合起来，最终这个行业一定会腾飞。”

事实上，“到2020年物联网数量达到500亿”已经开始看起来不像最初那样让人感觉疯狂了。今年早些时候，摩根史坦利投资公司在其报告中将物联网定义为“移动互联网之后下一个伟大的计算周期。”认为物联网并非言过其实，而是人人都应该参与的下一件计算盛事。

不过，请等一等。这是不是有点好得令人难以置信了？

物联网泡沫仍有可能破裂，如果不是在2015年，就是在今后几年中。最近，《电子工程专辑》美国版采访了多家公司和分析人士。我们向他们咨询了他们眼中看到的阻碍物联网发展的最大障碍是什么。

Silicon Labs公司软件副总裁Skip Ashton指出，现在是整个行业开始在“物”而不是“网”方面讨论物联网的时候了。

Ashton解释说，确切地了解“物”用来做什么以及它们的所想所为是解决物联网面临的最大压力问题之一：应用层的关键。除了物联网的应用层，从隐私到传感器融合到安全还有许多没有解决的问题。

一些公司将这些问题看作是机会，也有些公司则非常慎重。在下面的文章中我们将讨论2015年及以后一段时间内物联网可能面临的陷阱，这些陷阱得到了在物联网行业工作的一些专业人士的确认。

图1：物联网中物体的增长趋势预测。(图片来源：思科)

永远不要低估隐私2014年是许多高科技公司(尤其是谷歌)以很高代价学到两个教训的一年。第一个教训是隐私问题。对明显侵犯隐私等感觉的公开抵抗和文化抵制非常激烈。其次，改变消费者的行为习惯要比想像的难得多。

远的先不说，就看看谷歌眼镜吧，它几乎快要从公众视野中消失了，在消费市场中几乎没有可信度。谷歌原本计划是在2014年做推广的，但现在已经推迟了谷歌眼镜的大批量市场部署。虽然谷歌公司没有取消谷歌眼镜项目，并表示仍然完全遵守承诺，但目前看起来仅限于工业应用。

据Reuters公司最近发表的报告，他们所接触的16家谷歌眼镜应用制造商中，有9家已经停止，或放弃了相关项目，主要原因是缺少客户或受设备的限制。另外有3家公司转去开拓业务，将消费类项目延后执行。

奇怪的是，这并没有促使隐私鼓吹者公开抵制谷歌眼镜。普通大众只是抱怨，如果在同一房间中一些人佩戴了谷歌眼镜(集成了照相机、处理器和安装在眼镜框边缘的微小屏幕)会使他们感到焦虑不安。

Daily Show关注旧金山的谷歌眼镜“开发者”必须面对的新的歧视形式。

举例来说，Ambarella被摩根史坦利发表的可穿戴设备蓝皮书引用为“最佳定位于”利用可穿戴市场优势的半导体公司之一。Ambarella公司的低功耗，高质量视频/图像处理技术在Go Pro等流行的体育运动相机中得到了最好的验证。

但针对那些移植进消费类物联网/可穿戴市场的微型高质量相机，“我们仍然需要杀手级应用。”Ambarella公司营销与业务发展副总裁Chris Day指出，“这是一个令人兴奋的新兴市场，但还没有被证实。”我们不知道消费者想如何使用可穿戴相机，以及将文件上传后他们想用文件做些什么。

给可穿戴设备增加功能以便能够简单快速和方便地编辑图像、从而帮助消费者能够将这些影像用于“生活博客”是一种经常被讨论到的应用，除了不可避免的隐私问题。

Ambarella公司的Day对这种潜在风险不以为然。他认为没必要将隐私看作是影响未来可穿戴设备的关键因素。“生活中有许多有趣的场合，如生日聚会，房间里全是你认识的人。”在这种情况下，隐私不是个大问题。

业内人士希望他是对的。但随着更先进的物联网设备进入市场，更多的消费者将明白它们能做什么。除了警察穿戴的[专业市场中的]专业设备(已经成为今年美国的热点话题)外，消费类可穿戴相机的未来仍然是个未知数。

物联网支持十分广泛的细分市场

图3：“数字”和物联网的联姻将推动服务创新和新的业务模型。

一方面，物联网对电子行业内的许多企业来说具有十分巨大的市场吸引力，因为物联网设备可以适合许多不同的细分市场。另一方面，对于为物联网设计技术构建模块的芯片公司来说这种广泛性又是一种缺点。

“物联网是一个特别宽泛的市场。”Atmel公司微控制器业务部总经理、高级副总裁Reza Kazerounian表示。物联网正在许多应用中得到部署，从智慧城市和家庭自动化到健康监护和可穿戴设备、联网汽车、智能建筑和智能工厂。

当芯片供应商服务于PC市场时，他们只需与少量关键的OEM厂商合作，Kazerounian解释道。最近在移动市场中，他们发现他们自己不仅要与手机供应商扩展业务往来，而且要与电信运营商扩大业务往来。

在物联网时代，必须与芯片供应商一起合作的公司范围越来越广泛，他补充道。物联网必须适应无数潜在应用以及可能采用无数不同技术的设备。

最可能的情况是，不会有能够满足每个人需要的全能型MCU。更重要的是，那些支持物联网的人要求方便快速和无缝地访问物联网技术，Kazerounian指出。技术型公司面临着两难境界，一方面他们想抓住最大的物联网机会，另一方面如果不修改解决方案以满足不同设备的不同要求又无法真正促进市场。

选择你想服务的物联网专业细分市场是一种解决之道，为许多应用搭建足够灵活的公共平台是另一种解决之道。

但更关键的是大得多的整体物联网基础设施的观点。你需要将这个观点与物联网设备用户分享。这样，由各种物联网设备收集到的数据就会通过网关传送到云端，其它联网的物联网设备由此就能理解这些消息并作出正确响应。

Sensor Hub：“IP雷区”

图4：运动和其它健康监视仪是最先支持传感器融合技术的产品之一。(来源：Mouser公司)

MEMS无疑是数量越来越多的物联网设备的关键助推器。不过，目前物联网讨论的中心话题是“传感器融合背后的大脑——算法。”Semico Research公司技术总监Tony Massimini表示。Massimini在2014年早些时候预测，“9轴或更多轴和传感器融合功能将是一个高增长的市场。”

传感器融合竞赛才刚开始。越来越多的设备寻求的不仅是更丰富的传感器融合，而且是“精确的”传感器融合，目的是从物联网/可穿戴设备获得更高的智能。

2015年，可穿戴设备有望发展到健身腕带以外的领域。Silicon Labs公司副总裁兼物联网MCU与无线事业部总经理Daniel Cooley告诉EE Times。“你会在医疗领域中见到许许多多的物联网设备。”这一趋势正推动OEM厂商寻找“更加精确的医疗级和运营级传感器集线器(Sensor Hub)，”以便于这些设备能够正确判断和评估什么是灾难性情形。

OEM和MCU供应商担心谁拥有哪些传感器融合算法IP，这些算法是否可以获得许可。或者它们是否只用在专门的Sensor Hub上？Cooley坦率地认为Sensor Hub竞争就是“IP雷区”。

事实上，今年有更多的传感器公司参与了兼并和收购浪潮，为的是能将他们的算法和他们自己的硬件平台融合在一起。在最近的收购潮中，InvenSense公司(收购了Movea)和Audience(收购了Sensor Platorms)将联合开发“传感集中控制器，用于竞争以前与他们有许可协议的公司产品，”Massimni透露，“未来许可不太可能再有扩展了。”

一方面，“OEM厂商想要更多的选择，不想锁定于一家供应商。”另一方面，将融合算法和Sensor Hub锁定在一起如今已经是明显公开的一种发展趋势。

为了试图抵制这种趋势，2014年11月ADI、飞思卡尔、PNI Sensor和MEMS工业集团成立了加速创新组织(AIC)，该组织致力于为传感器提供开源算法。

该组织的目的很明确。工程师不应该“在每次想要增加或修改产品功能时都要重复开发通用算法。”MEMS工业集团(MIG)公司执行总监Karen Lightman表示，“访问引导算法的开源库从根本上改变了开发范例。”

然而，这是不是回答传感器融合竞赛的最终答案仍有待观察。传感器融合算法可能是一个很大的陷阱，而MCU供应商致力于寻找拥有正确算法的正确合作伙伴仍可能继续。

。。。。。。

2015.2.11 电子工程专辑/Junko Yoshida

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关键词：物联网 Research Audience silicon Reuters 互联网 控制器 物联网 总经理 业务部

一旦联网，安全风险将无处不在

Semico公司的Tony Massimini虽然预测联网设备数量到2020年将达到360亿，但提醒人们“这种新的市场机会也可能受到威胁。”

“在物联网的每个点都存在受恶意攻击和重要信息被拦截的漏洞。”他指出。

恩智浦半导体公司将自己放在物联网安全性争论的风口浪尖。物联网的前提是“越来越多的设备将连接到云端，并且在本地相互连接。”恩智浦公司负责销售与营销的执行副总裁Steve Owen告诉EE Times，“方法是通过配对或支付终端。”这些设备通常是以无线方式连接，而不是物理接触。

这个前提听起来符合常规，他告诫道，但它意味着“每个物体都将有机会与其它每个物体共享数据。”因此也开启了这些数据或信息“落入错误之手或无权访问这些数据的消费者那里”之门。

保护信用卡交易是很难的一件事。保护物联网网络安全要求更深层次和结构化的思考，并要警惕很多区别。

千万别搞错。互联网是一个巨大的复杂网络。“如果你遇到某个人说他们的整个云端已经非常安全，当然你知道这是不可能的。”Owen指出。

虽然提醒人们“我们仍处于非常早期阶段，”但他认为所谓的“联网生活”如果没有认真考虑安全性可能会有很多漏洞。举例来说，只是试图远程控制家里的空调系统不仅会在两端设备(智能手机和空调)中为黑客创建攻击接口，也可能在智能调温器、网关路由器和云的端与端之间每个物体中形成攻击接口。

那么，解决方案是什么呢？

“在交易两侧的每个设备中安装一个安全芯片。”他指出，“你应该这样做，因为这样做相当于在应用处理器旁边的每个器件中放一个‘安全单元’，用于提供防范对设备和交易的攻击所必要的安全性。”

这个安全单元将触发与交易对端的通信。一旦通过认证，就可以通过在应用处理器上运行的专用安全软件实现可信任的执行环境。这个环境创建了一个安全的通信管道。

Owen举了一个磁条信用卡交易的例子。在美国，交易是在永久在线的网络上进行的，而这个网络又是连接到后端系统。他认为这些后端系统很容易受到攻击。相反，转而采用符合EMV(欧陆卡、万事达卡和维萨卡)标准的“芯片与引脚”将减轻这个问题。

但除非后端系统能从结构方面做更多考虑，否则与技术和安全性相关的问题将使得大数据中心更易受攻击。“远的不说，从最近Target、百思卖以及索尼等公司发生的事情就可以看到，具有诸多弱点的软件本身就容易被攻击和利用。”

高科技行业完全明白，这只是永远在线的物联网时代可能发生的事情的预演。Fido(快速身份在线)联盟的成立就是一个很好的例子。参加该联盟的谷歌、恩智浦和许多其他公司都在一起开发相应的解决方案：允许用户将口令存储在设备之中，然后用包括非接触和生物等一系列认证技术进行保护。

图6：FIDO U2F安全密钥。(来源：Yubico)

企业市场中的一些重要角色已经开始朝这个方向发展，他指出。谷歌计划让员工使用根据Fido联盟规范开发的安全USB密钥。

当然，诸如需要多高安全性以及安全措施是应该用软件还是硬件来实现等问题将取决于必须要保护的数据和/或技术的价值，Semico公司的Massimini认为。

需要得到保护的设备包括智能手机、PC、加热系统、家用路由器/网关、智能照明和交换机。鉴于不同级别的安全性，Owen相信恩智浦的专家能够高效地保护智慧家庭、联网汽车中以及连接工业与企业环境的各个节点，因为他们精通银行卡、护照和交通卡中所部署的技术。

多协议、多频段无线MCU在何方？

图7：物联网领域中的无线技术。(来源：Digikey)如果我们需要将设备连接到互联网，那么我们要问的第一个也是最明显的问题是选用何种无线技术。在物联网领域中从来不缺无线连接技术，从低功耗蓝牙和CSRmesh到ZigBee、WiFi甚至LTE(通过其CAT 0)。不同技术的供应商们都忙于自己的定位。

事实上，市场不要求这个行业选择一个赢家。OEM厂商希望灵活的解决方案，在不同的使用场合下可以使用不同的无线技术，同时相互间要能够通信。

Silicon Labs公司副总裁兼物联网MCU与无线事业部总经理Daniel Cooley对此不以为然，他告诉EE Times，“还没有人开发出多协议多频段的无线MCU。”

开发无线MCU有两种途径，Cooley指出。第一种是创建一个集成了MCU和收发器的单模器件，它只运行一种协议(蓝牙、ZigBee、专有协议等)。第二种是使用软件无线电技术(SDR)开发一种通用器件，可处理多种频率、协议和调制方案。

第二种方法似乎非常理想，但“软件无线电‘功耗令人难以置信的大’”他提醒道。它需要用高带宽无线电器件和DSP处理调制过程。因此对于低成本、低功耗、电池供电的物联网应用来说软件无线电不是一个很好的解决方案，他认为。

......

那么接下来要做什么呢？

“也许有妥协的方法能解决这种无线MCU挑战，但半导体行业中还没有人能啃下这块硬骨头。”Cooley透露。

市场需要一种通用的多频段多协议物联网系统级芯片(SoC)，它能以低成本和很低功耗处理多种无线协议。Cooley认为这种物联网SoC面临的最大挑战是射频设计。

固定功能(单模)无线器件比较容易设计，因为它们通常无需开发人员进行配置和调整，Cooley指出。“然而，物联网SoC需要的是一种开发人员可配置的灵活解决方案，在提供卓越无线性能的同时，仍能满足严格的无线辐射标准和认证要求。由于开发人员必须能够控制多个系统参数，因此很难用SoC设计出能够可靠工作的无线电器件。”

当然，正如Semico公司的Tony Massimini指出的那样，市场上有许多单模点解决方案。但是，在单个裸片中整合了MCU和多协议多频段收发器的通用型物联网SoC仍然是梦想之路，只要市场有这方面的需求。当这一梦想成真时，物联网的所有可能性也就实现了。