據(jù)技術(shù)預(yù)測(cè)者預(yù)測(cè),，將日常事物連接到互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，將掀起下一波的聯(lián)網(wǎng)熱潮。其涉及到的產(chǎn)品出貨量非常巨大,，是每年移動(dòng)電話交貨量的10至100倍,。
何種應(yīng)用會(huì)驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)被大范圍接受？這是整個(gè)行業(yè)目前需要考慮的一個(gè)重要問題,。桌面（激光打印機(jī)）排版推動(dòng)了早期的以太網(wǎng)市場(chǎng),；Wi-Fi出貨量的猛增得益于Intel公司將802.11芯片做進(jìn)了其筆記本電腦的參考設(shè)計(jì)中；而當(dāng)手機(jī)價(jià)格下降到大眾可負(fù)擔(dān)的起時(shí),，移動(dòng)電話的用量也開始呈指數(shù)式增長,。
與低成本產(chǎn)品相連的智能手機(jī)和平板電腦，很有可能將驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)從“發(fā)燒友”市場(chǎng)走向主流,。事實(shí)上,，智能手機(jī)已經(jīng)能使消費(fèi)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),，連接到任何人或搜索到任何事物,。
讓智能手機(jī)和平板電腦消費(fèi)者意識(shí)到他們的口袋里裝著一個(gè)真正的萬能遙控器，這只是個(gè)時(shí)間問題,。到那個(gè)時(shí)候,，他們可以在任何時(shí)間從任何地點(diǎn)監(jiān)控制他們的“東西”。我們的生活方式正在悄然發(fā)生改變,。Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份報(bào)道中曾指出：供應(yīng)商出貨的智能手機(jī)數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上網(wǎng)本數(shù)量,。這些趨勢(shì)正在為物聯(lián)網(wǎng)的起飛創(chuàng)造條件。
應(yīng)用驅(qū)動(dòng)
截至目前,，具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品僅僅吸引著“發(fā)燒友”的目光,，因?yàn)榇祟惍a(chǎn)品價(jià)格仍然居高不下、安裝依舊太過復(fù)雜,。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)功能所增加的成本跌破30美元，并且安裝簡(jiǎn)化到即插即用的地步,，那么這個(gè)市場(chǎng)就將迎來高速擴(kuò)張的好機(jī)會(huì),。
現(xiàn)在有三種很有前途的目標(biāo)應(yīng)用：減少定制安裝服務(wù)的用戶支持成本；節(jié)省消費(fèi)者費(fèi)用,；給消費(fèi)者帶來更多的舒適性和愜意感受,。
例如，銷售昂貴的家庭影院或園林灌溉方面產(chǎn)品的公司，一般通過定制安裝服務(wù)網(wǎng)絡(luò)銷售產(chǎn)品,。家庭影院的上門安裝服務(wù)費(fèi)用超過100美元,，而園林服務(wù)每個(gè)月通常需要支付10，000美元的燃料費(fèi)用,。
借助互聯(lián)網(wǎng)連接,，產(chǎn)品品牌持有者可以在產(chǎn)品中增加遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，從而為其銷售渠道增加另一種產(chǎn)品,。銷售渠道為新增收入感到高興,，而其消費(fèi)者也會(huì)因此得到更佳更快捷的服務(wù)。
結(jié)果是更加愉快的用戶和忠誠的銷售渠道,。Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院電源就是這樣一個(gè)例子,。這種電源具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能，能夠通過定制安裝服務(wù)向其終端消費(fèi)者提供遠(yuǎn)程診斷和問題糾錯(cuò)服務(wù),。HTUPS 3700曾贏得CES Innovations 2010設(shè)計(jì)與工程大獎(jiǎng),。
能夠減輕消費(fèi)者荷包支出的產(chǎn)品極有前途。比如住戶-智能自動(dòng)調(diào)溫器和天氣-智能灌溉控制器,，它們能幫助消費(fèi)者節(jié)省10%-30%的能源和水費(fèi),。還可以出售能向出租物業(yè)和閑置物業(yè)主人發(fā)送短消息或電子郵件的家用煙霧、一氧化碳,、血樣和結(jié)冰檢測(cè)器,。這些服務(wù)能以報(bào)警一次收費(fèi)一次或針對(duì)報(bào)警傳感器的智能手機(jī)應(yīng)用來收取附加收益。
產(chǎn)品要求
消費(fèi)類產(chǎn)品將最終推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)放量,。由此可以得出結(jié)論,，一個(gè)成功的互聯(lián)網(wǎng)連接消費(fèi)類產(chǎn)品必須滿足三種產(chǎn)品要求：低成本、易于安裝,，而且可靠,。低成本才能實(shí)現(xiàn)大批量。一位“發(fā)燒友”或出租物業(yè)管理者,，可能會(huì)為連接互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)調(diào)溫器支付200美元或更多費(fèi)用,，但是我們都知道，主流消費(fèi)者肯定不會(huì)愿意為家用自動(dòng)調(diào)溫器在平時(shí)60美元的基礎(chǔ)上額外支付30美元,。
其次,，對(duì)于家用產(chǎn)品來說，使用和安裝必須簡(jiǎn)單,，因?yàn)槿绻a(chǎn)品太過復(fù)雜,，很可能會(huì)被退回零售商那里。飛利浦電子的Elke den Ouden發(fā)現(xiàn),，所有被退回的電子產(chǎn)品中有一半工作正常,，只是消費(fèi)者不知道該如何使用這些產(chǎn)品,。ABI research公司的報(bào)告也指出，2009年有30%的消費(fèi)者非常想安裝Wi-Fi產(chǎn)品,，但這些產(chǎn)品卻出現(xiàn)了11%的退還率,。主流零售商只能容忍5%的退貨，而不是11%,。安裝復(fù)雜性解釋了為何Zigbee和Z-wave產(chǎn)品通常要通過用戶自己的定制選擇,，而不是默認(rèn)程序進(jìn)行安裝。
亞馬遜的Kindle在商業(yè)上比索尼的e-book閱讀器更成功的一個(gè)主要原因,，是它通過3G技術(shù)與亞馬遜的書店無縫融合,。雖然3G比較昂貴，是實(shí)現(xiàn)低成本擴(kuò)展的致命缺陷,，但USB電纜和PC則會(huì)使事情復(fù)雜化,。最后，互聯(lián)網(wǎng)連接功能必須可靠,。如果產(chǎn)品經(jīng)常無法正常工作,，那么消費(fèi)者的“口水”也會(huì)扼殺產(chǎn)品的普及。
產(chǎn)品互操作性并不是阻礙其普及的真正因素,，我們家里數(shù)量眾多的遙控器和電池充電器就是很好的證明,。零售商們知道，消費(fèi)者光顧其商鋪通常都肩負(fù)著某個(gè)“使命”,，是為了解決某一個(gè)問題,，例如替換壞了的自動(dòng)調(diào)溫器，或者是自動(dòng)車庫門,。
他們不會(huì)帶著家庭自動(dòng)化的問題光顧商鋪并進(jìn)行很大的投資,，因此成本的增加以及安裝的便利性是消費(fèi)者是否會(huì)采用互聯(lián)網(wǎng)連接方案的關(guān)鍵點(diǎn)。
當(dāng)然,，產(chǎn)品的互操作性可以隨時(shí)間逐漸達(dá)成,，即使產(chǎn)品投入使用之后。這是因?yàn)?，?yīng)用互操作性可以通過連接web服務(wù)輕松實(shí)現(xiàn),，方法是利用“揉合”在互聯(lián)網(wǎng)云中且公開發(fā)布的API。
具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式
下面以連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測(cè)器（圖1）為例進(jìn)行說明,。這種探測(cè)器在檢測(cè)到煙霧時(shí)能夠向戶主發(fā)送短消息或電子郵件,。
圖1：具有代表性的互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品例子,。
創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)需要考慮三個(gè)設(shè)計(jì)要素,。首先，煙霧探測(cè)器必須連接到LAN,；其次，這個(gè)LAN必須通過網(wǎng)關(guān)或路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)；第三,，必須有一個(gè)web應(yīng)用服務(wù)器來接收煙霧告警,，并向指定人員發(fā)送電子郵件或短消息。
這里有兩種設(shè)計(jì)模式可供采用,。第一種是web服務(wù)器位于產(chǎn)品內(nèi)部,，第二種是web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中（圖2）。
圖2：位于傳感器中的web應(yīng)用服務(wù)器會(huì)給用戶帶來安裝問題（需要固定的IP地址,，防火墻上需要開放端口）
將web服務(wù)器置于產(chǎn)品內(nèi)部是當(dāng)前最常用的方法。其優(yōu)點(diǎn)是該產(chǎn)品的公司不必設(shè)置web服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施,，但這種方法也有兩個(gè)主要缺點(diǎn),。它增加了傳感器的成本和復(fù)雜性，并且極大增加了安裝過程所需的復(fù)雜度,。web服務(wù)器軟件需要一個(gè)運(yùn)行Linux的32位CPU,，以及支持它的存儲(chǔ)器。
據(jù)技術(shù)預(yù)測(cè)者預(yù)測(cè),，將日常事物連接到互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，將掀起下一波的聯(lián)網(wǎng)熱潮。其涉及到的產(chǎn)品出貨量非常巨大,，是每年移動(dòng)電話交貨量的10至100倍,。
何種應(yīng)用會(huì)驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)被大范圍接受？這是整個(gè)行業(yè)目前需要考慮的一個(gè)重要問題,。桌面（激光打印機(jī)）排版推動(dòng)了早期的以太網(wǎng)市場(chǎng),；Wi-Fi出貨量的猛增得益于Intel公司將802.11芯片做進(jìn)了其筆記本電腦的參考設(shè)計(jì)中；而當(dāng)手機(jī)價(jià)格下降到大眾可負(fù)擔(dān)的起時(shí),，移動(dòng)電話的用量也開始呈指數(shù)式增長,。
與低成本產(chǎn)品相連的智能手機(jī)和平板電腦，很有可能將驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)從“發(fā)燒友”市場(chǎng)走向主流,。事實(shí)上,，智能手機(jī)已經(jīng)能使消費(fèi)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),，連接到任何人或搜索到任何事物,。
讓智能手機(jī)和平板電腦消費(fèi)者意識(shí)到他們的口袋里裝著一個(gè)真正的萬能遙控器，這只是個(gè)時(shí)間問題,。到那個(gè)時(shí)候,，他們可以在任何時(shí)間從任何地點(diǎn)監(jiān)控制他們的“東西”。我們的生活方式正在悄然發(fā)生改變,。Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份報(bào)道中曾指出：供應(yīng)商出貨的智能手機(jī)數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上網(wǎng)本數(shù)量,。這些趨勢(shì)正在為物聯(lián)網(wǎng)的起飛創(chuàng)造條件,。
應(yīng)用驅(qū)動(dòng)
截至目前，具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品僅僅吸引著“發(fā)燒友”的目光,，因?yàn)榇祟惍a(chǎn)品價(jià)格仍然居高不下,、安裝依舊太過復(fù)雜。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)功能所增加的成本跌破30美元,，并且安裝簡(jiǎn)化到即插即用的地步,，那么這個(gè)市場(chǎng)就將迎來高速擴(kuò)張的好機(jī)會(huì)。
現(xiàn)在有三種很有前途的目標(biāo)應(yīng)用：減少定制安裝服務(wù)的用戶支持成本,；節(jié)省消費(fèi)者費(fèi)用,；給消費(fèi)者帶來更多的舒適性和愜意感受。
例如,，銷售昂貴的家庭影院或園林灌溉方面產(chǎn)品的公司,，一般通過定制安裝服務(wù)網(wǎng)絡(luò)銷售產(chǎn)品。家庭影院的上門安裝服務(wù)費(fèi)用超過100美元,，而園林服務(wù)每個(gè)月通常需要支付10,，000美元的燃料費(fèi)用。
借助互聯(lián)網(wǎng)連接,，產(chǎn)品品牌持有者可以在產(chǎn)品中增加遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,，從而為其銷售渠道增加另一種產(chǎn)品。銷售渠道為新增收入感到高興,，而其消費(fèi)者也會(huì)因此得到更佳更快捷的服務(wù),。
結(jié)果是更加愉快的用戶和忠誠的銷售渠道。Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院電源就是這樣一個(gè)例子,。這種電源具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能,，能夠通過定制安裝服務(wù)向其終端消費(fèi)者提供遠(yuǎn)程診斷和問題糾錯(cuò)服務(wù)。HTUPS 3700曾贏得CES Innovations 2010設(shè)計(jì)與工程大獎(jiǎng),。
能夠減輕消費(fèi)者荷包支出的產(chǎn)品極有前途,。比如住戶-智能自動(dòng)調(diào)溫器和天氣-智能灌溉控制器，它們能幫助消費(fèi)者節(jié)省10%-30%的能源和水費(fèi),。還可以出售能向出租物業(yè)和閑置物業(yè)主人發(fā)送短消息或電子郵件的家用煙霧,、一氧化碳、血樣和結(jié)冰檢測(cè)器,。這些服務(wù)能以報(bào)警一次收費(fèi)一次或針對(duì)報(bào)警傳感器的智能手機(jī)應(yīng)用來收取附加收益,。
產(chǎn)品要求
消費(fèi)類產(chǎn)品將最終推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)放量。由此可以得出結(jié)論,，一個(gè)成功的互聯(lián)網(wǎng)連接消費(fèi)類產(chǎn)品必須滿足三種產(chǎn)品要求：低成本,、易于安裝，而且可靠,。低成本才能實(shí)現(xiàn)大批量,。一位“發(fā)燒友”或出租物業(yè)管理者,，可能會(huì)為連接互聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)調(diào)溫器支付200美元或更多費(fèi)用，但是我們都知道,，主流消費(fèi)者肯定不會(huì)愿意為家用自動(dòng)調(diào)溫器在平時(shí)60美元的基礎(chǔ)上額外支付30美元,。
其次，對(duì)于家用產(chǎn)品來說,，使用和安裝必須簡(jiǎn)單，因?yàn)槿绻a(chǎn)品太過復(fù)雜,，很可能會(huì)被退回零售商那里,。飛利浦電子的Elke den Ouden發(fā)現(xiàn)，所有被退回的電子產(chǎn)品中有一半工作正常,，只是消費(fèi)者不知道該如何使用這些產(chǎn)品,。ABI research公司的報(bào)告也指出，2009年有30%的消費(fèi)者非常想安裝Wi-Fi產(chǎn)品,，但這些產(chǎn)品卻出現(xiàn)了11%的退還率,。主流零售商只能容忍5%的退貨，而不是11%,。安裝復(fù)雜性解釋了為何Zigbee和Z-wave產(chǎn)品通常要通過用戶自己的定制選擇,，而不是默認(rèn)程序進(jìn)行安裝。
亞馬遜的Kindle在商業(yè)上比索尼的e-book閱讀器更成功的一個(gè)主要原因,，是它通過3G技術(shù)與亞馬遜的書店無縫融合,。雖然3G比較昂貴，是實(shí)現(xiàn)低成本擴(kuò)展的致命缺陷,，但USB電纜和PC則會(huì)使事情復(fù)雜化,。最后，互聯(lián)網(wǎng)連接功能必須可靠,。如果產(chǎn)品經(jīng)常無法正常工作,，那么消費(fèi)者的“口水”也會(huì)扼殺產(chǎn)品的普及。
產(chǎn)品互操作性并不是阻礙其普及的真正因素,，我們家里數(shù)量眾多的遙控器和電池充電器就是很好的證明,。零售商們知道，消費(fèi)者光顧其商鋪通常都肩負(fù)著某個(gè)“使命”,，是為了解決某一個(gè)問題,，例如替換壞了的自動(dòng)調(diào)溫器，或者是自動(dòng)車庫門,。
他們不會(huì)帶著家庭自動(dòng)化的問題光顧商鋪并進(jìn)行很大的投資,，因此成本的增加以及安裝的便利性是消費(fèi)者是否會(huì)采用互聯(lián)網(wǎng)連接方案的關(guān)鍵點(diǎn)。
當(dāng)然,，產(chǎn)品的互操作性可以隨時(shí)間逐漸達(dá)成,，即使產(chǎn)品投入使用之后,。這是因?yàn)椋瑧?yīng)用互操作性可以通過連接web服務(wù)輕松實(shí)現(xiàn),，方法是利用“揉合”在互聯(lián)網(wǎng)云中且公開發(fā)布的API,。
具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式
下面以連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測(cè)器（圖1）為例進(jìn)行說明。這種探測(cè)器在檢測(cè)到煙霧時(shí)能夠向戶主發(fā)送短消息或電子郵件,。
圖1：具有代表性的互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品例子。
創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)需要考慮三個(gè)設(shè)計(jì)要素,。首先,，煙霧探測(cè)器必須連接到LAN；其次,，這個(gè)LAN必須通過網(wǎng)關(guān)或路由器連接到互聯(lián)網(wǎng),；第三，必須有一個(gè)web應(yīng)用服務(wù)器來接收煙霧告警,，并向指定人員發(fā)送電子郵件或短消息,。
這里有兩種設(shè)計(jì)模式可供采用。第一種是web服務(wù)器位于產(chǎn)品內(nèi)部,，第二種是web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中（圖2）,。
圖2：位于傳感器中的web應(yīng)用服務(wù)器會(huì)給用戶帶來安裝問題（需要固定的IP地址,，防火墻上需要開放端口）
將web服務(wù)器置于產(chǎn)品內(nèi)部是當(dāng)前最常用的方法,。其優(yōu)點(diǎn)是該產(chǎn)品的公司不必設(shè)置web服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施，但這種方法也有兩個(gè)主要缺點(diǎn),。它增加了傳感器的成本和復(fù)雜性,，并且極大增加了安裝過程所需的復(fù)雜度。web服務(wù)器軟件需要一個(gè)運(yùn)行Linux的32位CPU,，以及支持它的存儲(chǔ)器,。
接近20萬行的代碼，Linux操作系統(tǒng)將傳感器變成了一臺(tái)計(jì)算機(jī),，并且很可能一個(gè)月需要重啟數(shù)次,。消費(fèi)者能夠容忍重啟他們的計(jì)算機(jī)和家用路由器，但卻無法接受煙霧探測(cè)器或自動(dòng)調(diào)溫器的重啟,。
煙霧探測(cè)器功能可以用非常低成本的8位MCU實(shí)現(xiàn),，因此32位CPU加上基于Linux的系統(tǒng)實(shí)在有點(diǎn)“殺雞焉用牛刀”。最大的問題是,，當(dāng)煙霧探測(cè)器位于防火墻后面時(shí),，智能手機(jī)瀏覽器或應(yīng)用程序如何能夠得知煙霧探測(cè)器的IP地址？
解決方案要求用戶給傳感器指定一個(gè)固定的IP地址，并開放防火墻上的一個(gè)端口,。發(fā)燒友（或IT部門）可能樂于支付高昂的產(chǎn)品費(fèi)用,，愿意去配置路由器端口，而且對(duì)一個(gè)月重啟兩次洪水檢測(cè)Linux盒也沒意見,。但帶來大批量出貨潛力的主流消費(fèi)者,，肯定不樂意這樣做。
對(duì)于大批量,、價(jià)格敏感的消費(fèi)市場(chǎng)來說,，將“云中的”web應(yīng)用服務(wù)器部署在專用服務(wù)器上（圖3）是一個(gè)更易于實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)模式。
圖3：web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的即插即用安裝,，因?yàn)榉?wù)器維護(hù)有一張服務(wù)器和傳感器之間的NAT防火墻表項(xiàng)
將web應(yīng)用服務(wù)器放置在云中有四個(gè)優(yōu)勢(shì)：降低端點(diǎn)成本、即插即用型安裝,、隨時(shí)間有更好的產(chǎn)品可擴(kuò)展性,，以及體現(xiàn)連線用戶的價(jià)值。在這種系統(tǒng)架構(gòu)中,，web服務(wù)器CPU和存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的成本可以由多個(gè)用戶分擔(dān),，不會(huì)增加到端點(diǎn)的BOM中。
集成了RF無線電且成本不到兩美元的8位MCU可以用在傳感器中,，來維持較低的BOM成本,。固件代碼堆棧要比運(yùn)行TCP/IP的Linux小10倍，因而能降低板載存儲(chǔ)器成本,，而且更少的代碼也意味著更少的潛在軟件缺陷,。
第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是給消費(fèi)者提供真正的即插即用安裝體驗(yàn)。其設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于讓消費(fèi)者利用防火墻外的瀏覽器發(fā)起一個(gè)到傳感器的對(duì)話,。設(shè)計(jì)解決方案是讓基于云的服務(wù)器維護(hù)一張服務(wù)器與端點(diǎn)之間的消費(fèi)者防火墻網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）表項(xiàng),。
問題是，NAT防火墻沒有互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),。你必須對(duì)大量消費(fèi)型防火墻中的NAT算法進(jìn)行分類,。當(dāng)克服這些挑戰(zhàn)后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)確保即插即用安裝的努力是值得的,。當(dāng)產(chǎn)品安裝變得非常容易,，它就會(huì)被留在家庭或辦公室，而不是退還給零售商,。
第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過給部署在云中的web應(yīng)用增值,，產(chǎn)品功能可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)展。為了滿足消費(fèi)者提出的新要求,，可以重現(xiàn)服務(wù)器軟件,，還能增加在原始產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)尚未預(yù)見的功能,，并實(shí)現(xiàn)與其它web服務(wù)的連接（互操作）。
如果web服務(wù)器位于傳感器中,，那么在家中進(jìn)行固件升級(jí)對(duì)大多數(shù)消費(fèi)者來說太過復(fù)雜,。如果軟件升級(jí)可以向消費(fèi)者提供真正的價(jià)值，它還能給運(yùn)營商帶來收入增長的機(jī)會(huì),。
第四個(gè)優(yōu)勢(shì)是擁有聯(lián)網(wǎng)用戶有很大的價(jià)值,。Bain consulting公司發(fā)現(xiàn)，老客戶的銷售成本只有新客戶銷售成本的20%,。因此,，留住忠誠的用戶顯然是值得的。例如,，向用戶提供新產(chǎn)品和服務(wù)的一個(gè)完美機(jī)會(huì),，是從她的智能手機(jī)應(yīng)用中了解到她的各種習(xí)慣。借助聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,，可以對(duì)用戶行為進(jìn)行跟蹤和分析,，從而預(yù)測(cè)消費(fèi)者的消費(fèi)趨勢(shì)，并提出更好的產(chǎn)品設(shè)計(jì),。
這種云服務(wù)器方法的缺點(diǎn),，是實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)樗仨氈С治锫?lián)網(wǎng)所包含的大量端點(diǎn)設(shè)備,。早期的社交網(wǎng)站Friendster和蘋果公司的MobileMe（只有2萬個(gè)帳戶）就是沒有形成規(guī)模的兩個(gè)例子,。這兩個(gè)案例都遭遇了災(zāi)難性的失敗，花了巨大的代價(jià)才得以恢復(fù),。
兩個(gè)瓶頸點(diǎn)分別是SQL事務(wù)處理和管理開放的TCP會(huì)話,。首先，當(dāng)端點(diǎn)數(shù)量超過2萬個(gè)時(shí),，SQL事務(wù)處理和管理開放的TCP/IP連接就會(huì)迅速成為系統(tǒng)中的瓶頸點(diǎn),。SQL數(shù)據(jù)庫架構(gòu)不能很好的擴(kuò)展，因?yàn)楫?dāng)前的服務(wù)器每秒只能處理100-1,，000次SQL操作,。SQL事務(wù)成為關(guān)鍵的瓶頸點(diǎn)，因?yàn)樽畛Ｒ姷腟QL事務(wù)是用戶證書檢查,。當(dāng)達(dá)到SQL操作極限時(shí),，系統(tǒng)性能會(huì)急劇下降。
其次,，TCP/IP會(huì)出現(xiàn)問題,，因?yàn)門CP/IP處理服務(wù)器可以處理1萬-5萬個(gè)TCP/IP連接。當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)展超過這個(gè)極限時(shí)，服務(wù)器必須以群的方式互連來共享數(shù)據(jù),。但群服務(wù)器的成本遠(yuǎn)高于單獨(dú)服務(wù)器成本,。總之,，在由智能手機(jī)規(guī)模驅(qū)動(dòng)的快速發(fā)展的技術(shù)市場(chǎng)中,，根本沒有時(shí)間為一個(gè)意外興起的產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)一個(gè)服務(wù)器。
商用解決方案
許多公司已經(jīng)開始啟動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),。通過提供基于云的服務(wù),，這些公司已經(jīng)生產(chǎn)了提供物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)。我們經(jīng)常提及的三家公司分別是：Arrayent,、Pachube和Widetag,。通過使用他們的產(chǎn)品，用戶可以專注于其核心業(yè)務(wù),，而不用去搭建一個(gè)超出能力范圍的服務(wù)器系統(tǒng),。這樣可以節(jié)省用戶的開發(fā)時(shí)間、成本,，并降低風(fēng)險(xiǎn),。
如何建立一個(gè)具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品原型
Arrayent公司最近發(fā)布了兩款互聯(lián)網(wǎng)連接開發(fā)套件，可以用來幫助嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師建立帶有互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品功能的產(chǎn)品原型,，使用非常方便。Arrayent公司同時(shí)支持專有的低功耗RF（1GHz以下）和Wi-Fi RF LAN技術(shù),。
除了短消息和電子郵件功能外,，還可以考慮給煙霧探測(cè)器增加一個(gè)聲音警報(bào)。購買連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測(cè)器的理由有很多,，其中一個(gè)是在閑置房屋或出租物業(yè)起火時(shí)能發(fā)出警報(bào),，或者更實(shí)用的情況是，在電池電量較低時(shí)提前作出提醒,，而不用等到凌晨?jī)牲c(diǎn)鐘發(fā)出惱人的噪音,。幸運(yùn)的是，利用DevKit硬件和web應(yīng)用程序,，這些警報(bào)功能不用一天時(shí)間就能很容易地建好原型,。
DevKit包括硬件和內(nèi)置的軟件組件，可以幫助你監(jiān)視和控制設(shè)備,。由于這是一個(gè)電池供電的設(shè)備,，我們要選擇一個(gè)低功耗的RF實(shí)現(xiàn)。在硬件方面,，低功耗RF套件提供了一個(gè)RF模塊和一個(gè)低成本的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),。RF模塊的數(shù)字I/O端口、模擬輸入和RS232串口可以用來方便地連接大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)。RF模塊參考設(shè)計(jì)使用了TI的CC1110,，該芯片集成有一個(gè)可編程的不到1GHz的無線芯片和一個(gè)8051 MCU,。
默認(rèn)頻率設(shè)在900MHz頻段，使用星形拓?fù)鋾r(shí)輸出功率為10dBm,。這個(gè)RF模塊可以在整個(gè)4000-5000平方英尺的房屋內(nèi)正常通信,。CC1110還支持硬件方式的128位AES加密，對(duì)網(wǎng)上銀行來說這是標(biāo)準(zhǔn)的安全級(jí)別,。
低成本以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的BOM成本不到5美元,，可以插入消費(fèi)者家用路由器的以太網(wǎng)端口，并提供與RF模塊通信的RF鏈路,。RF模塊和以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的組合,，可以使位于消費(fèi)者家庭防火墻后面的煙霧探測(cè)器原型穿透防火墻，連接到云中的web應(yīng)用設(shè)備,，這一過程無需消費(fèi)者作任何配置（圖4）,。
圖4：Arrayent公司用于低功耗射頻的互聯(lián)網(wǎng)連接開發(fā)套件包括了應(yīng)用開發(fā)工具、射頻模塊,、網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)開發(fā)帳戶,。
DevKit還提供了配套的軟件工具，可以讓你從任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上定義,、配置并控制被連接產(chǎn)品的原型,。這些組件是互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)器帳戶（Internet Connect Server Account）、配置器（Configurator）和實(shí)用工具（Utility Application）,。服務(wù)器帳戶提供對(duì)服務(wù)器和API的訪問,。配置器應(yīng)用可以用來建立測(cè)試用戶或演示帳戶、定義設(shè)備屬性以及定義要收集的數(shù)據(jù),。
你可以規(guī)定隨著時(shí)間推移需要存儲(chǔ)和跟蹤的信息,，以及在設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之間或者連接服務(wù)器和其它設(shè)備之間往來通信的信息。例如,，服務(wù)器可以記住設(shè)備的位置,，跟蹤從設(shè)備那里收集到的起火和電池歷史數(shù)據(jù)以及時(shí)間戳。當(dāng)測(cè)試人員登錄網(wǎng)站時(shí),，這些歷史數(shù)據(jù)就可以按時(shí)間順序顯示出來,，測(cè)試人員可以從這些數(shù)據(jù)中查看到設(shè)備的屬性，以及設(shè)備在一段時(shí)間中的性能表現(xiàn),。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步,，是確定什么樣的信息對(duì)終端用戶來說是重要的,。對(duì)于煙霧探測(cè)器而言，當(dāng)在房屋中的確切位置檢測(cè)到煙霧時(shí),，我們希望其發(fā)出一條短消息進(jìn)行警報(bào),。我們也需要在探測(cè)器半夜亂叫之前知道其電池電量是否足夠。這個(gè)煙霧探測(cè)器的警報(bào)是一個(gè)數(shù)字信號(hào),，你可以將它連接到RF模塊的通用I/O,，再將電池電量信號(hào)連接到RF模塊的模擬輸入端（圖5）。
圖5：Arrayent公司的射頻模塊與煙霧探測(cè)器的告警信號(hào)和電池電壓相連,。
在完成煙霧探測(cè)器和RF模塊之間的物理連接后，就可以著手準(zhǔn)備web應(yīng)用側(cè)的工作了,。首先,，要為你的產(chǎn)品規(guī)定一個(gè)“設(shè)備類型”，并建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)有關(guān)產(chǎn)品特性的信息,。你可以登錄配置應(yīng)用（Configuration Application）網(wǎng)站,，對(duì)所連接的應(yīng)用進(jìn)行配置。在這里你可以“增加新類型（Add New Type）”——即煙霧探測(cè)器,，并設(shè)置顯示名稱,，如圖6所示。
圖6：使用Arrayent的DevKit配置器設(shè)定設(shè)備的類型,。
然后，你要用“增加新屬性（Add New Attribute）”窗口添加有關(guān)設(shè)備的基本信息,，并設(shè)置你想要收集的數(shù)據(jù)種類,。這些屬性包括煙霧、電池電量,、電池電量時(shí)間序列、位置和警報(bào)郵件地址（圖7）,。
圖7：使用Arrayent的DevKit配置器設(shè)定設(shè)備的屬性。
至此在服務(wù)器上連接和定義物理設(shè)備的工作就算完成了,，馬上就可以做測(cè)試了,！無需開發(fā)你自己的web應(yīng)用程序，Arrayent還提供了一個(gè)實(shí)用工具（Utility Application）,，用它來測(cè)試產(chǎn)品將如何工作,。這個(gè)工具是由Arrayent公司預(yù)先創(chuàng)建好的，因此你不必從頭開發(fā)web應(yīng)用程序就能測(cè)試你的產(chǎn)品原型,。這個(gè)實(shí)用工具是DevKit的用戶界面,，你可以從這里登錄進(jìn)去查看和控制煙霧探測(cè)器,，就像實(shí)際產(chǎn)品的終端用戶做的那樣。
登錄實(shí)用工具界面（圖8）,，然后注冊(cè)你的煙霧探測(cè)器,。由于家里可能有不止一個(gè)煙霧探測(cè)器，因此你還需要增加一個(gè)描述,，如客房,，以方便你跟蹤設(shè)備。
圖8：Arrayent的實(shí)用工具用于實(shí)現(xiàn)最終用戶的登錄頁
然后就可以使用你在配置應(yīng)用中設(shè)置的屬性,，查看和控制你的煙霧探測(cè)器了（圖9）,。這里，我們看到的是客房的煙霧探測(cè)器,，界面上有相應(yīng)的域用于監(jiān)視當(dāng)前狀態(tài)并控制煙霧探測(cè)器狀態(tài),，還有電池電壓和電池電壓歷史數(shù)據(jù)域。
圖9：Arrayent公司查看煙霧探測(cè)器狀態(tài)的實(shí)用工具窗口,。
例如Arrayent公司的Internet-Connect System就是一個(gè)交鑰匙的端到端互聯(lián)網(wǎng)連接系統(tǒng)，可以幫助品牌持有者連接其零售的低成本產(chǎn)品,。該系統(tǒng)的核心技術(shù)是一臺(tái)高度可擴(kuò)展（運(yùn)行成本很低）的通信服務(wù)器,，能為web應(yīng)用開發(fā)人員提供虛擬的web服務(wù)接口。該系統(tǒng)還提供面向低成本RF端點(diǎn)模塊和最低成本（BOM價(jià)格5美元）的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件參考設(shè)計(jì),， 能夠?qū)Ｓ蠷F LAN連接到互聯(lián)網(wǎng),。
英國倫敦的Pachube公司提供的是“物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)紀(jì)平臺(tái)”，可以從個(gè)人,、機(jī)構(gòu)和公司的角度管理數(shù)據(jù)點(diǎn),。該服務(wù)采用成熟的web協(xié)議和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和服務(wù)?？梢杂盟占蛥R聚全球范圍內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù),，再經(jīng)分析后發(fā)送報(bào)警信息。
位于美國加州的WideTag公司則提供了一個(gè)可擴(kuò)展且具有容錯(cuò)能力的云基礎(chǔ)架構(gòu),，可用于通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),。該公司還推出了一款“能量計(jì)”，可以提供對(duì)能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理,；并提供一個(gè)基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)站,，用于收集環(huán)境噪聲測(cè)量結(jié)果。
在實(shí)用工具窗口中,，你還能改變某些屬性值,，如重新命名設(shè)備，或增加警報(bào)發(fā)送的郵件地址,。你還可以設(shè)置你的煙霧探測(cè)器,，使它在電池電量低時(shí)給你發(fā)送電子郵件或SMS信息,。短消息，從而使你能在探測(cè)器半夜亂叫之前更換新的電池,。
在這些工具背后,，DevKit配置器和實(shí)用工具使用了Arrayent公司正在申請(qǐng)專利的虛擬化web服務(wù)技術(shù)，該技術(shù)有兩大關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),。第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是降低產(chǎn)品的BOM成本,。
如前所述，典型的互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)計(jì)模式是將web應(yīng)用服務(wù)器放在終端產(chǎn)品中,。web應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行在Linux之上,，需要32位處理器以及相應(yīng)存儲(chǔ)器的支持。這種硬件對(duì)大多數(shù)消費(fèi)類設(shè)備來說過于昂貴,，對(duì)煙霧探測(cè)器來說尤其如此,。Arrayent公司的虛擬化web服務(wù)將產(chǎn)品的web應(yīng)用服務(wù)器放在低成本的服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)云中。終端產(chǎn)品可以使用內(nèi)存小的低成本MCU,。
第二大優(yōu)勢(shì)是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師無需在web服務(wù)抽象層編程,，而web應(yīng)用開發(fā)者也不用在嵌入式系統(tǒng)抽象層編程。借助于Arrayent公司的虛擬化技術(shù),，web服務(wù)器應(yīng)用程序開發(fā)人員可以在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)級(jí)（XML和HTTP）編寫控制煙霧探測(cè)器的代碼,。由于無需額外的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員，這種架構(gòu)可以使web應(yīng)用開發(fā)人員有更高的產(chǎn)能和效率,。
如果想做進(jìn)一步測(cè)試,，你可以利用DevKit中包含的樣例PHP代碼創(chuàng)建自己的產(chǎn)品網(wǎng)站。代碼中包含一個(gè)基本的消費(fèi)者使用界面,，因此你可以很快演示出產(chǎn)品網(wǎng)站的外觀和功能（圖10）,。
圖10：在通過修改DevKit樣例 PHP代碼創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器用戶界面上看到的互聯(lián)網(wǎng)連線煙霧探測(cè)器狀態(tài),。
這種架構(gòu)能夠?yàn)槲磥砩?jí)提供保障,，因?yàn)楫a(chǎn)品功能是作為一個(gè)web應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，該程序位于基于互聯(lián)網(wǎng)云的服務(wù)器上,，而不是位于設(shè)備本身,。Arrayent的連接服務(wù)器是按需設(shè)計(jì)的，采用類似通信開關(guān)的架構(gòu),，因此由于SQL調(diào)用和開放TCP會(huì)話引起的死機(jī)或服務(wù)器阻塞點(diǎn)限制的可能性極小。服務(wù)器本身在同一位置設(shè)有冗余,，并且與地理上分開的服務(wù)器互作備份,，可確保可靠工作,。
本文小結(jié)
隨著越來越多的智能手機(jī)和平板電腦走入我們的生活,，消費(fèi)者想要更多的控制能力和生活舒適性,，互聯(lián)網(wǎng)連線設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。遙控功能可使用戶安裝服務(wù)以更低廉的價(jià)格提供更快的用戶服務(wù)（即節(jié)省上門服務(wù)費(fèi)用）,，或給人們帶來舒適感覺（當(dāng)下班回家時(shí)打開家里的交流電源）,。
消費(fèi)者想要舒適的生活對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)視應(yīng)用起著推動(dòng)作用。消費(fèi)者可以輕松回答“我的房子安全嗎,？”或“約翰在家嗎,？”。而高產(chǎn)品價(jià)格加上極具挑戰(zhàn)性和高昂的產(chǎn)品安裝服務(wù)一直是過去最大的發(fā)展障礙,。隨著低成本無線射頻LAN和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)明,，這些障礙將被掃除。從業(yè)余愛好者市場(chǎng)騰飛的機(jī)會(huì)已經(jīng)來臨,，大規(guī)模的消費(fèi)市場(chǎng)普及就將實(shí)現(xiàn),。