連接設備將如何重塑物聯(lián)網系統(tǒng)

當智能家居競爭對手Apple、Amazon、Google和IKEA同意在物聯(lián)網技術上進行合作時，這決定預示著市場情緒的結構性變化。在確定Matter協(xié)議時，他們將連接多供應商智能家居設備的共同利益提升到了專有和“圍墻花園”策略之上。企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網領域也出現(xiàn)了類似的動態(tài)。在這里,數(shù)字孿生和預測分析是形成共識的關鍵技術障礙。在這兩種情況下,來自物聯(lián)網設備和物聯(lián)網平臺的物聯(lián)網數(shù)據(jù)流都是基礎。

雖然連接設備是物聯(lián)網數(shù)據(jù)的關鍵來源,但其全部價值將在可互操作的物聯(lián)網系統(tǒng)中脫穎而出。最初,互操作性適用于混合和匹配來自多個供應商的設備的能力,如Matter協(xié)議的情況。隨著時間的推移，互操作性將應用于跨操作和組織邊界的數(shù)據(jù)共享。這就是相對簡單的物聯(lián)網設備將如何在整個經濟領域產生深遠的連鎖反應。

包括多供應商設備、邊緣網關、平臺和業(yè)務應用在內的物聯(lián)網系統(tǒng)將要求物聯(lián)網設備具有更高的智能。系統(tǒng)工程也將獲得更大的回報,以利用未來幾代零能源傳感器，以及來自6G系統(tǒng)聯(lián)合通信和傳感的新形式數(shù)據(jù)。

智能家居產業(yè)結盟

大約十年前,企業(yè)家和企業(yè)將注意力轉向了智能家居市場。一位企業(yè)家對自己無人居住的房子漏水造成的水傷害感到沮喪，于是設計了一個監(jiān)控系統(tǒng)的原型，然后在Kickstarter上發(fā)起了眾籌活動，為這家初創(chuàng)企業(yè)籌集資金。在獲得300萬美元的種子輪融資后，SmartThings推出了一套家庭監(jiān)控產品，隨后在2014年被Samsung收購。大約在同一時間，Deutsche Telekom推出了QIVICON智能家居平臺業(yè)務部門，在舒適、能源和安全等領域聚集了家庭設備供應商聯(lián)盟。其目的是連接和組合由不同制造商制造的可控設備。

隨著時間的推移,Amazon、Apple和Google等企業(yè)進入了智能家居市場,專注于語音控制和可編程命令。這些舉措都沒有充分激發(fā)市場活力。原因是,盡管消費者可以選擇越來越多的家庭平板電腦設備,但仍然受到單一供應商系統(tǒng)的限制。這也意味著其必須處理管理多個子系統(tǒng)的額外復雜性,以實現(xiàn)一個完整的智能家居體驗。

為了應對這些障礙,競爭對手的供應商在Matter協(xié)議背后結盟,該協(xié)議是連接家庭物聯(lián)網設備的一種手段,無論制造商如何。這是行業(yè)的突破。其與技術競爭對手結盟,同時與IKEA等企業(yè)合作,后者更多地與家具和家用設備聯(lián)系在一起，而不是物聯(lián)網和通信技術。IKEA的參與和行業(yè)規(guī)模凸顯了市場需求推動供給側行業(yè)變革的力量。

工業(yè)物聯(lián)網正在走向成熟

隨著物聯(lián)網系統(tǒng)在工業(yè)場景中司空見慣，市場需求開始在工業(yè)領域發(fā)揮類似的作用。在新冠疫情和供應鏈脆弱性的推動下，這種變化發(fā)生得很快。由于更容易訪問物聯(lián)網傳感器和連接機器提供的實時數(shù)據(jù)，企業(yè)領導者現(xiàn)在更容易接受物聯(lián)網解決方案，其體驗到運營洞察力和更好的決策。

這些發(fā)展正在引發(fā)創(chuàng)新和價值主張的新浪潮。人工智能有助于決策，機器學習對模式識別很有用。它們共同使條件監(jiān)測和預測維護應用更加自動化和廣泛化。這些技術屬于數(shù)字孿生系統(tǒng)家族。在這里,物聯(lián)網數(shù)據(jù)是創(chuàng)建機器和相互關聯(lián)設備網絡的實時數(shù)字表示的基礎。在其他可能性中，智慧城市的交通網絡和廢物處理系統(tǒng)也有應用。擴展現(xiàn)實(XR)頭戴式耳機的創(chuàng)新應用將帶來更多成果。這使技術人員能夠互動,并體驗機械維修程序。頭戴式耳機和觸覺傳感器是物聯(lián)網設備創(chuàng)新的其他例子，也激發(fā)了人們對工業(yè)化轉變的興趣。

與消費者和智能家居市場一樣,解決方案提供商正在接受互操作性的需求。這涉及兩個維度。第一個涉及混合和匹配來自不同供應商的設備和傳感器的能力。例如,在經歷了多年激烈競爭之后,競爭對手同意在低功耗廣域物聯(lián)網設備市場進行合作。確切地說,AXWINT和UABIZ同意整合其平臺和生態(tài)系統(tǒng)，統(tǒng)一低功耗廣域網解決方案。

第二維度適用于連接機器和傳感器提供的數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)跨部門和組織邊界共享時，可以獲得更好的決策和更大的價值。例如,跟蹤易腐食品的質量取決于共享配送鏈中每個中間商的存儲條件數(shù)據(jù)。供應鏈合作伙伴使用通用來源跟蹤語言的能力是互操作性的另一種形式。

隨著未來越來越多的關鍵業(yè)務決策自動化,工業(yè)用戶將要求結合物聯(lián)網和人工智能功能的系統(tǒng)具有更高的透明度和信息。例如,工廠管理人員不太可能在不了解自動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的推理的情況下停止生產線。推理過程的透明度和信心依賴于更智能的物聯(lián)網設備和傳感器。這包括提供背景數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)。前者有助于用戶衡量物聯(lián)網數(shù)據(jù)點的可靠性。

物聯(lián)網設備創(chuàng)新的影響

物聯(lián)網設備的未來增長將受到受限設備的推動。這些設備體積小，處理能力低，能耗低，可以保持運行多年。研究人員已經在探索可以嵌入墻壁、橋梁和其他建筑物的無線傳感器。這類設備的技術路線圖將結合長電池壽命和對替代能源的依賴。有些將依賴于從射頻源收集能量。其他將包括能源優(yōu)化智能，以便物聯(lián)網設備在需要發(fā)送或接收數(shù)據(jù)之前可以保持休眠狀態(tài)。

一旦物聯(lián)網設備被視為系統(tǒng)的一部分,設計人員將標準化系統(tǒng)工程技術，以優(yōu)化數(shù)據(jù)有效載荷。一個實際的例子是物聯(lián)網系統(tǒng)的設計，以便僅在發(fā)生變化時才傳輸伴隨傳感器讀數(shù)的背景數(shù)據(jù)。發(fā)送更少的數(shù)據(jù)將節(jié)省設備的能源使用和使用壽命。

蜂窩行業(yè)的5G和6G路線圖預計物聯(lián)網系統(tǒng)和解決方案將大幅增長。用行業(yè)術語來講,從與高帶寬消費者應用相關的增強型移動寬帶(eMBB)逐漸轉向大規(guī)模機器類型通信(mMTC)或物聯(lián)網。除了推動行業(yè)增長外，6G還有望提供新型物聯(lián)網設備，結合通信和傳感功能。這是無線電波用于通信的地方，也是繪制設備周圍空間地圖的地方。這種“更智能”的功能將有助于環(huán)境感知、定向和定位，從而提高物聯(lián)網設備的價值。

語義互操作性使設備更智能

不可避免的是，物聯(lián)網設備將需要變得更加智能，以最大限度地延長其使用壽命并增強傳感能力。這將涉及物聯(lián)網設備和系統(tǒng)技術的另一個步驟變化。具體來說，物聯(lián)網設備需要一種可互操作的語言來表達其全部功能。這可以通過向傳感器設計和通信中添加語義互操作性功能來實現(xiàn)。

這些新功能結合了標準化數(shù)據(jù)模型和通用服務功能，允許系統(tǒng)開發(fā)人員動態(tài)發(fā)現(xiàn)、查詢和更新物聯(lián)網設備。這方面的一個例子是智能應用引用(SAREF)本體。SAREF是在與業(yè)界密切磋商后開發(fā)的，其提供了一個共識共享模型，以實現(xiàn)智能設備的語義互操作性。SAREF使來自多個供應商的設備能夠相互通信。前三個SAREF本體包括能源、環(huán)境和建筑領域的變體。隨后的規(guī)范涉及智慧城市、工業(yè)和制造業(yè)、智能農業(yè)和食物鏈領域。SAREF標準運行在oneM2M技術標準體系之上，為物聯(lián)網設備、平臺和應用之間的數(shù)據(jù)共享提供通信和互通框架。

隨著用戶獲得操作物聯(lián)網系統(tǒng)的經驗,其要求可能會激勵供應商通過標準化調整其解決方案。正如蜂窩通信業(yè)所證明的那樣,這是實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展的途徑。未來將有數(shù)十億臺物聯(lián)網設備連接，這只是冰山一角。其無形質量代表了支持連接性、數(shù)據(jù)通信、語義互操作性和決策透明度所必需的基礎設施。標準化使所有工作更容易協(xié)同工作。隨著設備變得更加智能，任何供應商的任何設備都可以被任何應用發(fā)現(xiàn)和使用，物聯(lián)網設備革命將會發(fā)生。

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