小至上網掛號,大至整個智慧城市,物聯(lián)網創(chuàng)造出任何時間、任何地點與任何對象相互溝通的環(huán)境,涵蓋了人與人、對象與對象及人與對象三大領域,產值將要比互聯(lián)網(Internet)大三十倍。
網絡無邊無際,人手一支智能手機,隨時與網絡世界聯(lián)結一起,蘋果哥的愛瘋(iPhone)偉大之處就是導入高度的人機界面設計,帶領整個手機應用走向高度的人機一體概念,深深影響我們使用手機的行為。今天要談的物聯(lián)網 ,雖不是蘋果哥的另一個創(chuàng)舉,但跟蘋果哥引領人機接口的設計概念卻息息相關。
物聯(lián)網,物件間的互聯(lián)網
物聯(lián)網IoT(Internet of Things)顧名思義,就是將對象(Things),或稱裝置(Device) 透過互聯(lián)網(Internet)聯(lián)結在一起,更貼切地說,就是對象互聯(lián)網,簡稱為物聯(lián)網。
用一個非常簡單例子來說,每個人都有手機,而且都有一個號碼,當撥對方的號碼,對方的手機響起,這個時候,兩支手機就聯(lián)起來,你與我就可透過電信網絡去東扯西扯地傳遞訊息與想法。IoT物聯(lián)網也是同樣的道理,透過有線、無線互聯(lián)網將各個裝置,像綁粽子綁在一起,形成一個綿密的訊息傳遞網。
物聯(lián)網在2005年由國際電信聯(lián)盟ITU(International Telecommunication Union)公布的報告中提出,在網絡時代,除了人與人可透過電信網絡相互聯(lián)系,人也可透過網絡取得對象信息,對象與對象間也可用網絡互通,這就是“The Internet of Things”的精神。IoT技術概念源自Ubiquitous Computing(無所不在的運算),由MIT(麻省理工學院)教授所提出,中國稱為物聯(lián)網。
物聯(lián)網IoT時代,代表著未來信息技術在運算與溝通上的演進趨勢,在這樣的演進過程中,將會需要各式各樣領域的技術及科技創(chuàng)新來推動,從家庭至城市無線網絡的布建,將人、事件、時間、地點等等相互聯(lián)系與溝通,使物聯(lián)網能真實的(Realtime)創(chuàng)造經濟效益與提升附加價值。
隨時、隨地、隨物,全年無休
物聯(lián)網的發(fā)展創(chuàng)造出“任何時間”(Any Time Connection)、“任何地點”(Any Place Connection)與“任何對象”(Any Thing Connection)相互溝通的環(huán)境,涵蓋了“人與人”、“對象與對象”及“人與對象”三大領域。人與人的溝通環(huán)境,就是大家再熟悉不過的通話、訊息傳遞之類;而人與對象,就如同最近相當火的智能手表(Smart Watch),你可以在白天、晚上,在室內與戶外使用,隨時隨地與網絡鏈接,運用有身體監(jiān)控的智能手表可以掌控身體的脈博血壓,透過電信網絡傳到醫(yī)院,如同自己有隨身醫(yī)護人員做全年無休的保護。
再以一個前陣子討論很久、跟我們的錢包相當有關的智能電表為例,智能電表的建設AMI (Advanced Metering Infrastructure),除可取代人工抄表外,也具有支持各種不同電價費率、提供用戶能源使用信息并引導自發(fā)性節(jié)能、停復電管理、進行電表設備資產管理等優(yōu)點。透過物聯(lián)網IoT,智能電網的建設發(fā)展才能再次升級。在對象與對象的交流中,如公交卡、高速公路上的ETC這些智能IC卡就是對象與對象的溝通。其實物聯(lián)網IoT并非是新產業(yè),但卻是新議題,透過物聯(lián)網IoT將所有的對象隨時、隨地、隨物聯(lián)在一起,建構智能的生活網絡。
上網買東西,用的就是物聯(lián)網IoT
IoT是中國企圖在信息科技領域上建立領先地位的重要策略之一。在物聯(lián)網架構下所擷取的信息,將仰賴大量數(shù)據處理運算能力的平臺,尤其以后端大數(shù)據(Big Data)運算中心與云端運算的整合最為關鍵。透過物聯(lián)網IoT將大量數(shù)據(Data),運算整合擷取成有用的信息(Information),再借著統(tǒng)計,歸納成有系統(tǒng)的知識(Knowledge),最后建立出能實際應用的智慧(Wisdom)。
其實物聯(lián)網loT早已跟我們生活息息相關,物流與監(jiān)控系統(tǒng)最為明顯,當你透過網購采買物品,按確定鍵時,其實你已經正在使用物聯(lián)網IoT,當物流業(yè)者將你的購買訊息透過云端送到賣家,賣家透過云端平臺出貨,而送貨員隨手拿著一支掃描儀,當包裹送達你的手中,透過掃描物品上的條形碼,整個過程就是一個完整的物聯(lián)網IoT的流程。
遠程監(jiān)視系統(tǒng)也是物聯(lián)網IoT重要的應用,工廠或家中的監(jiān)視器,透過網絡鏈接將影像數(shù)據送到互聯(lián)網,你可以透過手機或計算機鏈接到互聯(lián)網,做二十四小時的監(jiān)控,這是居家的安全控制。當更多的監(jiān)視器安裝在一個城市,整個城市就如同有一個二十四小時執(zhí)勤的“網絡警察”,實現(xiàn)城市安全的環(huán)境。這一波的物聯(lián)網IoT應用將毫無疑問提升IT產業(yè)整合,帶動下一波的網絡浪潮。
三層架構,無縫數(shù)據傳輸
IoT的物聯(lián)網架構平臺分為三層,由最下層感知層 (Sense Layer),中間的網絡層(Network Layer), 及最上層的應用層(Application layer)所組成。
感知層透過各種裝置擷取數(shù)據,透過感知組件(Sensor)及攝影鏡頭(IP Cam)來搜集影像、識別物體,讀取數(shù)據內容?!妇W絡層」負責聯(lián)絡的重責大任,所以必需確保網絡“永”不斷線,目前在我們可以透過有線網絡(Ethernet),電力傳輸網絡(Ethernet on Power-line)與無線網絡(3G/4G/ LTE/Wi-Fi/ WiMAX/Zigbee/ Bluetooth)構成一個無縫式的數(shù)據傳輸網絡。
應用層負責物聯(lián)網的各種應用領域,透過不同的平臺如云端運算平臺、信息開放平臺、服務支持平臺、網絡交易平臺等應用的整合,應用在環(huán)境監(jiān)測、城市管理、智能交通、智能家居、智慧能源、食品安全、網絡交易等不同應用領域。其中以感知層最為關鍵,因為當搜集、擷取的輸入數(shù)據是正確時,所得到的數(shù)據才會變得有意義。
未來在物聯(lián)網的時代,透過不同類型感知器的搭配,將可拓展出各種不同類型的應用,而其后端數(shù)據傳輸?shù)臒o線技術是未來發(fā)展上成本及效率的關鍵。目前的應用是將3G/4G、Wi-Fi、Zigbee的無線傳輸技術崁入在對象中,如同即插即用裝置,只要提供電力,這個新裝的對象就會與外界的物聯(lián)網聯(lián)成一個碩大的網絡,為了成本及效率的考慮,數(shù)據傳輸量小于1KB以Zigbee的無線傳輸為主,小于100KB以3G為主,當數(shù)據傳輸量大于1MB以 Wi-Fi為主。
以“智慧生活”與“智慧城市”中建構在Wi-Fi無線傳輸為例,當你一邊腳踩著健身的腳踏車,記錄器就會將你運動的時間、跑步的里程數(shù),透過無線接取器(Wireless AP)將數(shù)據儲存在云端,當你設定懶人警告,又當你變成水昆(混)兄時,系統(tǒng)就會送出一個提醒的訊息到你的手機,提醒你不要再混了,隨時關心你的健康。
市場規(guī)模,五年內11兆美元
Wi-Fi無線的“智慧城市”,就是由數(shù)以萬計的物聯(lián)網IoT對象彼此鏈接組合而成,以信息通訊科技ICT (Information Communication Technology)為核心,串聯(lián)物與物、人與物之間的網絡,借以傳遞城市內的各項服務訊息,提升企業(yè)與市民的便利。想想當生病時,掛號透過網絡可以知道實時的訊息,免去枯等的時間,這可以說是物聯(lián)網IoT的小小應用,但卻會讓小市民“很貼心”, 讓人有種便利與幸福感,這不就是建構“智慧城市”的核心價值嗎?
IoT物聯(lián)網潛在商機有多大,看著世界各國都摩拳擦掌,躍躍欲試,便可窺其端倪。因為物聯(lián)網IoT所相關的應用與軟硬件,遍及智能交通、環(huán)境保護、城市安全、網絡交易等領域,因而衍生出大規(guī)模的高科技市場。
據Gartner分析,2016年全球將會使用64億個物聯(lián)網(IoT)裝置,到了2020年,全球所使用的物聯(lián)網裝置數(shù)量將成長至208億。國際知名的麥肯錫顧問公司(Mckinsey)估計到2025年,物聯(lián)網對全球的經濟貢獻最高可能超過驚人的11兆美元。
面對這個龐大的市場機會,美國、歐盟、日本、韓國及中國紛紛提出相關發(fā)展策略規(guī)劃與投入大量資源。未來不論在網絡技術、IC芯片功能、產品定位和解決方案上都有相當多的應用與發(fā)展機會。
目前普遍使用的互聯(lián)網協(xié)議IPv4 (Internet Protocol version 4)即將被用盡,若是有兩個物聯(lián)網IoT同時擁有同一個網絡地址,那就會發(fā)生“撞機”的狀況,未來的連網裝置都將以IPv6為基礎,可以支持2的128次方個網絡地址,其數(shù)量多到無法用普通的數(shù)學文字表示,IPv6足夠讓地球上的每一粒沙子都擁有自己的網絡地址,當然就不會“撞機”了。