物聯網網路技術市場的發展

liujae發表於2017-08-02

在物聯網的世界,存在大量的原始資料,並持續被收集。市場期待開發出新的技術,能有效轉換原始資料形成適用的知識。使用者的需求與技術的發展引導市場的導向,除了建設成本、追求效率外,創造出另一個加乘效果的藍海,也是物聯網解案方案提供者所努力的。

物聯網的動態性網路

物聯網(Internet of Things,IOT)可視為是一種動態性的網路,連結諸多物件,例如:無線射頻識別系統、感測器、與致動器,其他儀器與智慧應用裝置也已變成網路整合元件的一環。

過去幾年市場上充斥了多樣化的物聯網解決方案,其中環境感知的通訊與計算在無所不在的運算也扮演了關鍵的角色,被預期成為物聯網解決方案的典範之一。

環境感知與其他物聯網方案

物聯網自1990年代末期登場亮相以來,就受到市場與學術界的青睞,由不同組織提供諸多物聯網的解決方案陸續浮出檯面,這些單位包含:初創公司、學術單位、政府部門、與大型企業等。物聯網受到注目的原因,主要是其預期所創造的營收與市場成長。

物聯網允許人與物在任何時候,皆能與其他的人、事、時、地、物相連(理想的境界,是任何的路徑/網路與服務皆可使用)。這樣的科技,希望能幫助人們創造一個更好的世界!圍繞在我們身邊的物品,知道我們的嗜好、需求,在沒有其他的確切指令下,能據此做出合適的動作。

環境感知的通訊與計算,是完成智慧性互動以達到上述理想境界的關鍵。環境感知簡單而言,是指經由相關的情境或環境因素,系統有能力提供相關的資訊或服務給使用者。

物聯網的市場

物聯網的願景,因統計與預期數字的影響,充滿了生機!本文引用Cisco物聯網統計數字,藉此瞭解物聯網近幾年是如何的發展,以及往後幾年預期的成長。此外,這些數字也預告了未來的產業市場趨勢。有關2020年網路連線裝置/物件的成長,請參閱圖1。

根據統計, 2015年約有150億可連上網路的計算機PC,與10億個可連上網的智慧手機。上述這二項裝置,也是連結物聯網的智慧裝置大軍中的成員。到了2020年,約略有500至1,000億個裝置連上網,可能包含計算機、ATM、工廠的生產儀器與運送容器。從圖1中,可以發現在2008年連線上網的裝置已經超過了全球人口數。根據思科的研究,在2020年,地球上每個人平均擁有6個能連線上網的裝置。

無線射頻識別與智慧城市

根據BCC在2011年做的《全球感測器市場研究報告》,在2010年全球感測器的市場約560億;到2011年達到628億,而在2016年感測器市場預期增加至915億元,達到每年7.8%的複合成長率。

另一個連線到網路裝置的技術,是RFID無線射頻識別系統。RFID中的晶片攜帶資料,經由天線無線傳輸資料,故RFID可賦能使普通裝置成為智慧裝置。RFID無線射頻識別系統可適用於自動貼標、識別、註冊、儲存、追蹤或運輸上,加速效能與效率。在2014年,RFID已經達到92億美元的規模;到今年2015,預估可達到110億美元;至明年2016,RFID的市場還能成長20%。從圖2,可以發現五個RFID主要領域,在2016年佔了76%的市場需求,包括:教育(Education)5%、交通(Transportation)23%、產業(Industry)26%、醫療(Healthcare)8%、與零售(Retail)15%。

  圖2、2016年RFID主要市場需求領域

這樣的預測,也來自智慧城市的建構需求。市場上物聯網IoT的解決方案,可以區分成五個不同區塊,包括:智慧型穿戴裝置、智慧家居、智慧城市、智慧環境與智慧企業等。智慧城市主要是利用資訊與通訊技術的技術,提供新一代的服務與架構。智慧城市預想是由諸多的智慧領域所組成,其中例如:智慧交通、智慧安控與智慧能源管理,是最重要的主要元件。

然而,對市場而言,智慧家居、智慧電網、智慧醫療與智慧交通等領域,才是預期能拉大銷售量的主要動力。根據Markets and Markets在智慧城市(2011-2016)的報告,全球智慧城市在2016年約達到1兆美元,達到14.2%的年均複合成長率,如圖3所示。  

  圖3、2016年不同智慧產品的市場銷售  

  圖4、網路聯結的五個階段  

  圖5、資料流與環境感測示意圖

環境感知技術的演進

廣義而言,網路世界的五階段演進史,如圖4所顯示。網路的演進,起初由二個計算機的連線,然後創造了全球資訊網(World Wide Web,WWW或3W)以連線大量的計算機,之後上網功能加入了移動裝置大軍。後來個人識別化也經由社群網路加入了網際網路;而後物聯網的興起,使得多樣性的異質物件,也能串接起網路。

圖5讓資料的收集過程、轉換、與處理視覺化,以及典型的物聯網IoT解決方案的環境感測與通知示意。值得一提的是,並不是所有的解決方案皆使用相同的資料流。每一個物聯網的市場方案,可能僅使用部份的架構,並設計自己的資料流;可以發現大部份的市場方案,有使用環境或情境感測技術以簡化資料,並轉成較易解讀的格式。為了加速顧客採用物聯網IoT的解決方案,使用共同的標準、設計共同的軟體平臺是很多人的共識。

目前的移動APP市場,是物聯網IoT領域很理想的模組。使用者可以安裝不同的應用,以加強現存的物聯網IoT產品功能;但需使用認證去檢核硬體,是否支援安裝的應用軟體。這與移動APP商店的做法一致,其在推動APP安裝至智慧手機前,會先檢測手機的規格。

結語

最後,另一個重要的建設是中介節點(Intermediate Node ),其可以執行多重協議通訊、橋接短範圍的協議、以及協議間的轉換。尤其使用像藍芽或ZigBee等短通訊範圍的感測器,中介節點可以安裝在特定位置,可使用長範圍的協議與中央集點(CentralHub)通訊。另外,使用短範圍的協議與感測器與致動器,進行資料交換。

在 IoT 物聯網的世界,存在大量的原始資料,並持續被收集。市場也期待開發出新的技術,能有效轉換原始資料形成適用的知識(Knowledge)。收集資料的量可能是很巨大的,可以預見很大量的實時系統資料串同時存在。資料探勘(Data Ming)技術或許可以從這些巨量資料,提煉出適合、適用的知識資料。使用者的需求與技術的發展,引導了市場的導向;除了建置成本、追求效率外,創造出另一個加乘效果的藍海,也是物聯網IOT解案方案提供者所努力的。


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