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迈向IoT 2.0之路:需求、挑战和解决方案

作者:时间:2018-02-06来源:电子产品世界

作者/Dr. Erik Volkerink, Armen Kazanchian, Skanda Visvanathan 艾迈斯半导体

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201802/375443.htm

  第一代物联网()产品往往就是将手机用作某一产品的遥控器,或在很多时候被用来炫耀和展示无线技术,而非真正用以强化用户体验。随着越来越多用户或家庭都会拥有10多个物联网产品,每个产品拥有其专属应用程序的模式正迅速消失:而直觉式、便于使用以及可进行无缝连接的产品将变得重要。下一代用户接口需要真正地以用户及他们的习惯为中心,而非以特定产品的规格为中心。这些接口不仅服务于某一特定的产品,而且必须反应灵活,能够感知情境和位置,还得能够连接多个产品。事实上,下一代物联网产品的使用体验将不限于移动电话屏幕,而将扩展至增强现实和虚拟现实、手势辨识、人眼追踪和语音控制虚拟助理等,认证也不是通过指纹或简单的PIN码(用户个人识别号码),而将是通过无接触虹膜扫描或人脸辨识。产品得具有真正的智能性,即要足够聪明去与环境互动,并以非常安全的方式实现无缝整合,只有这样才是真正迎来“物联接口™(Interface-of-Things™)”时代。

  这些需求出现在电子产业从数字化向无线化转型的适应过程中。就像此前从模拟产品转型至数字产品一样,这一转型将影响深远。上述愿景的实现也将面临许多挑战。在设计时,我们无法清楚预知特定用户将会与哪些产品进行互动;因此,产品必须先以未知且未经过验证(unknown a-priori)的方式相互感知。事实上,空中(over-the-air)更新变得非常重要。而产品也必须在真正意义上变得有智慧、能感知情境并达到可沟通的效果,这一切都不只是表现在产品本身而已,与之相关的一切都应该如此。同时,接口平台需要能够提供实时处理终端产品所需的接口。技术堆栈(technology stack)应该被有效且高效地运行,因为在一个具有10个以上物联网产品的世界中,延迟时间会因堆栈的延迟时间而被大幅放大。而下一代的接口技术,例如增强现实、虚拟现实、手势辨识等,将需要通过简化及模块化成为简单的即插即用建构区块,以渗透进入更大的市场。此外,所有级别的物联网技术堆栈都需要模块化以简化开发。目前,许多物联网项目都被要求按照时间、目标和预算来产出成果,而这些挑战将进一步拉大开发的复杂程度和生产力之间的差距。传统的瀑布式(waterfall)开发方法已无法适应物联网2.0的需求,我们需要充分利用即插即用的建构区块来发展更新颖、更灵活的物联网开发方法,才能在物联网2.0以及未来的发展中取得胜利。

  1解决方案

  对于我们许多人来说,手机就是我们拥有的第一个连网产品,无线空中更新、快速的开发周期及流畅的用户界面等许多方面影响了我们对于物联网产品的期望。早期的物联网产品( 1.0)以专用应用程序为中心,在语音和手势互动方面的能力较为有限。它们通过简单和连续的瀑布方法进行开发。新物联网时代不再只是专注于基本的点对点连接,它要求有更多的功能,并要具备更佳的整合性和可用性,从而推动我们去寻求一种更快速的产品开发新方法。

  2聚焦于使用者习惯和意图 vs产品

  现在我们拥有越来越多的应用, 1.0时代的每个产品都有一个应用的模式越来越不可行了。跨行业的协作和技术变得越发重要,因为这样才能实现可感知位置和情境的用户接口,并能感测用户意图,例如一些应用在你步入新环境时可显示相关信息及控制组件。旅馆是一个很好的示例。设想一下,当你到达一个新旅馆并进入一个能感测你存在的信息站,你就能安全地交换信息、完成入住登记,然后根据指示顺利走到你的房间。在你的房间门前,你可以被侦测到并可以使用你的手机和密码打开房门锁。而当你进入房间后,只需轻松地在应用上进行选择,就可以操作灯光、温度、迷你吧,甚至订购客房服务。在理想情况下,你完全不用下载新的应用程序,你的整个互动也将是非常安全的。艾迈斯半导体集团旗下的Heptagon开发的RF Digital Simblee技术不仅能使这种情境成为可能,而且还可为其提供了一种快捷的开发途径。

  图1 触控屏及手势识别的应用

  3触控屏幕 vs 高级界面

  因为未来科幻电影而受到瞩目的手势辨识,已然找到了迅速进入物联网创新产品行列的发展方法。在这个已出现多种3D视觉产品(例如增强现实头戴式显示器)的时代,拥有抗干扰能力是非常重要的。我们需要添加一个非侵入性的维度来获得进入场景所需的洞察力,使得这些产品能够在这个市场中顺利运作。下一代产品将不是通过简单的PIN码进行认证,而是会通过虹膜扫描或人脸辨识技术。艾迈斯半导体集团旗下的Heptagon的3D视觉解决方案可提供在室内和户外皆能运作的手势辨识、增强现实和虚拟现实功能,并能有效解决干扰问题。 此外,其照明解决方案则能满足人眼追踪、虹膜扫描及脸部辨识等需求。

  4领先的

  新型的无论是在功能或价位方面都能支持全新的产品功能性。例如,光谱技术可应用于许多创新的物联网产品。这些可以辨识常见的有机材料,像是食品、纺织物和材料、农产品、环境、医学药品,化妆品及石化产品等。艾迈斯半导体集团旗下Heptagon采用Simblee链接技术的手持式光谱仪就是一个例子。另一个实际的例子是将先进的组合应用到某一系统中,从而为工业场所提供必要的空气质量监测。因为这些场所常有大量的危险化学品被释放至空气中,若没有适当的通风,长时间暴露在空气中的化学品里会带来危险,造成严重的长期影响。在理想情况下,工业场所应配备,用来测定空气质量是否达到了危险等级,并将这些信息整合到智能连网系统中,用以通知、警示和启动通风。Heptagon很好地结合了Simblee技术和艾迈斯半导体,从而实现了这项应用,让工业环境安全成为一件简单的事情。

  5敏捷(Agile)式 vs 瀑布式(waterfall)方法

  过去许多公司采用串行的产品开发方法,即所谓的瀑布式(waterfall)方法学。然而,在软件开发领域,敏捷(Agile)开发方法带来了重大的转变。敏捷开发法描述了产品开发的一套原则,基于这些原则,自行组建的跨职能团队将可通过共同协作,持续推进需求和解决方案的产生与发展。而此方法主张适应性规划、渐进式开发、早期交付和持续改善。敏捷开发鼓励快速灵活地应对变化。然而,物联网产品的开发很大程度上仍然在使用瀑布式方法,导致开发时间、目标和预算上的更多挑战。特别在开发IoT产品时,新的IoT技术堆栈尚未被充分了解,终端用户却提出了更快的产品更新速度与定期进行产品更新的要求,以及包含所有与IoT 2.0产品有关的新功能要求。由于这些因素和其他竞争压力,基于千篇一律的IoT参考设计的瀑布式开发方法正在迅速消亡。

  Heptagon利用RF Digital Simblee解决了以上问题,并为此提供了符合当代需求的开发协议和工具,以加速IoT 2.0智能产品的创新,还将继续通过经过认证的及应用平台来快速扩展其物联界面的生态系统。目前,RF Digital Simblee生态系统由1500名工程师和营销专家以及来自50多家公司的管理人员组成,他们共同致力于此技术的开发并积极参与其在线物联网论坛。

  表1 敏捷软件开发和Simblee开发

  Simblee生态系统由模块化的基础区块组成,包括云端、移动应用、、执行器(actuator)及无线子系统,并通过专有的操作系统将它们整合到一起。Simblee操作系统可让开发人员专注于实际的使用情境,而非过多的内部硬件、软件,云端和客户端的复杂性等。此架构能优化可复用性,同时还能实现期望的客制化,有效地为物联网产品提供敏捷的产品创新方法,为之找到一条顺利通往量产的路径。



关键词: IoT 传感器

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