物聯網的現在和未來

據 Statista 稱，物聯網 (IoT) 即將一躍成為價值萬億美元的行業。物聯網備受矚目，其生態環境孕育了各種超乎我們想象的新技術、產品和應用。

物聯網 (IoT) 作為一項并不新鮮的技術，早已融入了我們日常生活的方方面面，如城市基礎設施管理、智能照明、智能家居、雜貨店消費者分析等。除了能夠提供諸多便利外，物聯網生態還創造了一些積極用例，如通過智能家庭監控系統提升房主的安全感。舉個例子，我們的物聯網無線攝像頭為家庭和企業提供了按需監控，另外還讓我們可以操作自動噴淋消防系統、泳池設備、家居照明等等。

圖1 物聯網的各層

1   什么是物聯網？

物聯網就是將許多不同類型的對象連接到互聯網，包括：

●   傳感器；

●   感應式控制器；

●   遠程監控設備。

物聯網大致分為3 層。第1 層為感知和連接層，用于將物聯網硬件連接到執行數據處理和存儲的網絡應用。第2 層為平臺層，用于保護、處理、分析和存儲數據。第3層為最終用戶層，最終用戶在此使用應用監控并解讀數據。此外，最終用戶還可以使用應用發送指令。

物聯網生態系統可協助我們管理生活、城市基礎設施和公司事務，幫助我們快速有效地作出更好的決策，從而為我們的社會帶來巨大的進步。

圖2 物聯網的早期階段，是一個高度分散的標準生態系統

2   實現物聯網的諸多無線標準

將設備連接到物聯網涉及到很多無線技術標準。有一些是我們所熟悉的，例如Wi-Fi 和ZigBee。還有一些則不然，甚至有時還涉及個別物聯網設備制造商的專有技術。通常，制造商會采用通用標準，但偶爾也會根據開發的產品類型或希望獲取的參數采用專有技術。

如圖2 所示，物聯網早期階段是一個高度分散的標準生態系統。雖然制造商有很多選擇，但對最終用戶來說卻未必簡單。因為這些標準之間有時并不能互相有效可靠地通信，有時還可能要求用戶下載單獨的應用進行操作。這樣一來，用戶就需要在智能手機上下載許多應用來管理各個物聯網設備網絡或設備。

物聯網設備制造商將其視為一種挑戰，致力于解決這一問題。于是，Matter應運而生！

Matter致力于幫助提升互操作性，并降低消費類產品的復雜性。Amazon、Apple、Google 和Google等行業領導企業通力合作，推出了一項新的標準，也就是Matter。如圖3 所示，Matter 減少了標準和協議數量，從而簡化了復雜的局面。Matter 是行業朝著正確方向邁出的一大步。

圖3 市場中的開放式物聯網標準

Matter有助于消費類物聯網互聯生態系統輕松實現即插即用，從而簡化智能家居和智能辦公環境。它在互聯網協議之上提供一個層，其中包括一組適用于所有Matter連接設備的預定義方案。這使得 Matter 設備能夠了解它們正在與什么類型的對象進行通信，以及這些對象有什么樣的功能。Matter 使物聯網終端設備或節點能夠與各種 Wi-Fi 網絡 pod 輕松通信。

圖4 網狀網絡基礎設施中的智能家居設備

3   智能家居的現狀和未來

智能家居概念已經全面展開。許多智能家居產品走進市場，消費者在家中使用這類設備的數量開始日趨增加。這類設備可幫助房主遠程控制家中的各個方面，例如車庫門、安保攝像頭、自動噴淋消防系統、恒溫器和各種家電，從而提升住房安全，有效利用能源，讓生活更加便利。

當今的許多智能家居都是由在不同網絡上運行的設備和集線器臨時組合而成。例如，一部分設備可能在Zigbee上運行，另一部分則可能依托 Bluetooth^? 技術。在這種情況下，各個設備連接至其中一個集線器。然后，集線器連接至網關，網關可與兩個集線器通信。雖然這也不失為一種辦法，但這樣非常分散，不夠可靠，設置也較為復雜。

為了打造更加可靠的互聯智能家居，消費者逐漸將眼光投向了網狀網絡拓撲。網狀網絡是Wi-Fi發展的一個重要步驟。Wi-Fi 網狀網絡或“每個房間1 個pod”系統包括連接到互聯網的路由器，以及多個類似衛星路由器的設備或節點。這些路由器/ 節點放置在家中各處，通過家中的 Wi-Fi 網絡技術實現物聯網覆蓋。如圖 4 所示，這種網狀網格系統可以提供完全冗余，從而實現可靠、高效、快速且智能的家居互聯環境。

為了提升智能家居的可靠性并實現實時通信，需要在網絡中部署更多節點，這樣可以擴展網絡連接并擴展信號的范圍。

（本文來源于《電子產品世界》雜志2023年2月期）