我對物聯(lián)網的學習認識

? ? ? ? 我認為決定一家公司發(fā)展前景的因素有很多,除了技術本身的好壞,還需要考慮商業(yè)模式、用戶體驗、企業(yè)戰(zhàn)略、產業(yè)格局、行業(yè)趨勢、市場分析、品牌及產品定位、資源關系、公司運營管理能力、資金鏈供應鏈等等一系列因素。物聯(lián)網領域從業(yè)兩年,在此闡述我對物聯(lián)網體系架構的總結、相關概念及問題的認識,以及從商業(yè)模式、市場、產品的角度談談自己的看法。

一、物聯(lián)網體系架構圖


二、物聯(lián)網相關概念及問題的認識

2.1傳感器行業(yè)現狀、常用傳感器(感知層)

1.當前,MEMS傳感器(具備體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、易于集成的優(yōu)點)和低端應用非MEMS傳感器價格較低,已能滿足大規(guī)模商業(yè)應用的要求。

2.目前常見的傳感器有距離傳感器、光離傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、心率傳感器、角速度傳感器(陀螺儀)。

2.2傳感器相關企業(yè)及未來發(fā)展趨勢(感知層)

傳感器產業(yè)鏈:

產業(yè)鏈相關企業(yè)如下:

研究與開發(fā):國內有北大、清華等高校以及上海微系統(tǒng)與信息技術研究等科研機構,國外有MIT 加州大學伯克利分校等高校以及IBM AT&T Bell Laboratories等科研機構

設計:國內有歌爾聲學、美新半導體、深迪半導體等公司,國外有博世、霍尼韋爾、博通、高通等公司

制造:國內有臺積電、中芯國際等公司,國外有格羅方德、愛普生等公司

封裝:國內有日月光、瑞聲科技等公司,國外有Amkor、卡西歐等公司

測試:國內有京元電子、上海華嶺等公司,國外有ADI、愛普科斯等公司

軟件:國內有諾亦騰、飛智等公司,國外有博世、應美盛等公司

芯片:國內有展訊、聯(lián)發(fā)科技、海思、紫光國芯等公司,國外有高通、博通、英偉達、因特爾、蘋果、三星等公司

系統(tǒng)應用:國內有華為、中興、小米、OPPO、vivo、聯(lián)想等公司,國外有蘋果、三星、谷歌、諾基亞、索尼、飛利浦等公司

傳感器未來趨勢:

2.3 芯片行業(yè)現狀及問題(感知層)

現狀:物聯(lián)網成為微控制芯片(MCU)持續(xù)增長的重要動力,當前市場以8位(價格優(yōu)勢)和32位(性能優(yōu)勢)MCU為主,后期隨著32位MCU成本的逐漸下降,會逐漸替代8位MCU。短距離通信芯片(無線個域網、無線局域網)在整個物聯(lián)網市場芯片出貨量中占比較高,其中,尤其以低功耗藍牙芯片占比最大。廣域物聯(lián)網通信芯片仍然以傳統(tǒng)蜂窩為主,2G和4G共占比超過70%,但LPWLAN(低功耗廣域網絡)芯片增速最快。

問題:1.安全性:基于成本的考慮,MUC、SOC、通信芯片均未加入安全芯片,存在安全隱患。2.功耗較高:在某些特定場景如表計應用、消防煙感都需要電池供電,因此功耗的優(yōu)化直接決定了相關場景的應用。3.集成度不夠:很多物聯(lián)網領域所用的芯片并不是專門為此場景所定制的,因此在某些場景下需要多種芯片的共同使用,如接入芯片和安全芯片、主控應用芯片和接入芯片都是分立芯片。

2.4 AI芯片概念及分類(感知層)

????????隨著圖像識別、車聯(lián)網等物聯(lián)網新應用的發(fā)展,傳統(tǒng)的cpu架構已無法滿足新的計算需求。相較于傳統(tǒng)cpu需要大量空間去放置存儲單元、控制單元而計算單元很少,AI芯片具有大量的計算單元,非常適合大規(guī)模并行計算的要求?;谕ㄓ眯耘c計算性能的不同,分為GPU、FPGA、ASIC、類腦芯片四大類。

2.5 5G技術構成部分及應用場景(網絡層)

1.增強移動寬帶(eMBB),以人為中心的應用場景,集中表現為超高的傳輸數據速率,廣覆蓋下的移動性保證,應用場景為高清視頻、VR/AR

2.超可靠低時延連接(uRLLC),此場景下,連接時延要達到1ms級別,而且要支持高速移動(500KM/H)情況下的高可靠性(99.999%)連接,應用場景主要為車聯(lián)網、

3.海量物聯(lián)(mMTC),強大的連接能力可以快速促進各垂直行業(yè)的深度融合,應用場景有智能工業(yè)、智慧農業(yè)、智慧零售等。

2.6 NB-IOT LORA、eMTC、Sigfox技術的的區(qū)別(網絡層)

2.7 當前蜂窩物聯(lián)網現狀(網絡層)

????????接入側看,包括短距離通信、低功耗廣域網絡、第五代移動通信技術、蜂窩通信技術快速商用落地,不僅擴展了可以接入的物理設備的數量和范圍,而且使物理設備接入網絡更加便捷、安全和低成本。從核心網看,依然沿用傳統(tǒng)方式,數據的回傳后仍然采用傳統(tǒng)數據網絡的核心網架構,目前業(yè)界無論是軟件定義網絡、網絡功能虛擬化、5G 網絡切片、未來網絡等均是采用虛擬或單獨重建的理念對蜂窩網絡或互聯(lián)網骨干網基礎設施進行改造,缺少面向物聯(lián)網的專用性核心網技術的突破。

???????? 蜂窩物聯(lián)網中,NB-IOT在公共網絡中占主導,eMTC緊隨其后,LORA主要在私有網絡中發(fā)揮作用,而Sigfox由于超窄帶的特點,應用場景受限

???????? 當前全球蜂窩物聯(lián)網連接數中,2G占42%,4G占30%,未來隨著NB-IOT對2G的替代,到2025年全球蜂窩物聯(lián)網的連接將以4G和NB-IOT網絡為主,5G 網絡將發(fā)揮 uRLLC(低時延高可靠)的功能,承載車聯(lián)網、工業(yè)自動化等低時延的關鍵物聯(lián)網業(yè)務

2.8 TSN、SDN、NFV相關概念(網絡層)

TSN(timesensitive network):時間敏感網絡,對時間敏感,對數據傳輸的時效性要求很高

SDN(software definednetworking):軟件定義網絡

NFV(Networkfunctions Virtualization):網絡功能虛擬化

????????大的方面講,SDN和NFV都提出將軟件和硬件分離的概念,?SDN側重于將設備層面的控制模塊分離出來,簡化底層設備,進行集中控制。而NFV則看中將設備中的功能提取出來,通過虛擬化的技術在上層提供虛擬功能模塊。SDN主要是優(yōu)化網絡基礎設施架構,比如以太網交換機,路由器和無線網絡等。NFV主要是優(yōu)化網絡的功能,比如負載均衡,防火墻,WAN網優(yōu)化控制器等

2.9 物聯(lián)網實時通信協(xié)議CoAP、MQTT(網絡層)

????????物聯(lián)網的終端節(jié)點一般都是存儲和帶寬受限的嵌入式設備,較復雜的協(xié)議不太適合嵌入式系統(tǒng)應用,例如:XMPP協(xié)議基于XML,對于嵌入式設備來說,XML解析是超級困難的。另外HTTP協(xié)議對于嵌入式設備來說是屬于重量級也不是很合適。比較適合嵌入式設備就是輕量級的CoAP與MQTT。

協(xié)議棧:???MQTT:TCP 長鏈接????? CoAP:UDP 低功耗短連接

請求方式:MQTT:發(fā)布訂閱? ? ? ? ?CoAP:request/ response

2.10 IAAS PAAS SAAS相關概念(平臺層)

IaaS:?Infrastructure-as-a-Service(基礎設施即服務)包括CPU、內存、存儲、網絡等最基本的計算資源

PaaS:Platform-as-a-Service(平臺即服務)在基礎設施之上,還包括操作系統(tǒng)、中間件、運行庫

SaaS:Software-as-a-Service(軟件即服務)在平臺的基礎上,還添加了數據與應用

基于IAAS PAAS SAAS云計算服務模型,現在逐步完善其功能體系,形成了ICP(基礎設施云服務平臺)、CMP(連接管理平臺)、DMP(設備管理平臺)、AEP(應用使能平臺)、BAP(業(yè)務分析平臺)五大云平臺

以吃披薩為例子詳解IAAS PAAS SAAS的區(qū)別:

2.11 各云服務平臺層代表企業(yè)(平臺層)

2.12 關于邊緣計算(平臺層)

????????邊緣計算指的是在網絡邊緣結點來處理、分析數據,而邊緣節(jié)點指在數據產生源頭和云中心之間具有計算資源和網絡資源的節(jié)點。如手機是人和云中心之間的邊緣節(jié)點,網關是智能家居和云中心之間的邊緣節(jié)點。隨著物聯(lián)網的發(fā)展,將來有會大量的物體連接到網絡,產生大量數據,傳統(tǒng)的云計算模型不能及時有效的計算處理這些數據,因此采用邊緣計算的方式處理這些數據將減少數據響應處理時間、減輕網絡負載同時保證數據的私密性。邊緣計算和云計算將互相協(xié)作,在邊緣計算環(huán)境中安裝和連接的智能設備能夠處理關鍵任務數據并實時響應,而不是通過網絡將所有數據發(fā)送到云并等待云響應,之后云在對這些數據進行第二輪評估,進行深入分析和處理。

2.13 關于物聯(lián)網、云計算、大數據、人工智能

????????物聯(lián)網指將人與物、物與物之間相互連接起來,這將產生大量數據,云計算的作用是將這些數據進行集中存儲和計算處理,大數據是基于海量數據進行分析從而發(fā)現一些隱藏的規(guī)律、現象、原理等,人工智能則在大數據的基礎上更進一步,人工智能會分析數據,然后根據分析結果作出相應處理

2.14 智能家居行業(yè)發(fā)展現狀及問題(應用層)

????????經過數年的發(fā)展,智能家居市場早已一片火熱,傳統(tǒng)家電企業(yè)與互聯(lián)網、科技巨頭爭相布局,創(chuàng)新型企業(yè)層出不窮,各方競爭如火如荼。

產品形態(tài)看智能家居發(fā)展的三個階段:

第一階段,單品智能化。這類產品可通過藍牙、WiFi等無線通信技術實現簡單的操控功能。

第二階段,單品之間聯(lián)動。不同品牌、不同品類產品之間會在數據上做更多的融合和交互,但這樣的跨產品的數據互通和互動大多可能還是沒辦法自發(fā)地進行,只能人為去干涉,比如通過手環(huán)讀取智能秤的數據,通過溫控器讀取手環(huán)的數據等。

第三階段,系統(tǒng)實現智能化。要求智能產品可以跨品牌、種類進行互動,并運行在統(tǒng)一的平臺上,遵循著統(tǒng)一的標準。此時,系統(tǒng)就可根據數據的變化,主動調動智能化產品進行相應,以實現自動相應,不再需要人為干涉。例如,智能床發(fā)現主人太熱出汗了,空調就啟動了,或者是抽油煙機發(fā)現油煙量太大,凈化器就做好準備開始吸附PM2.5 并除味

控制器形態(tài)看智能家居的三個階段:

第一階段,手機控制。對于很多產品來說,有手機控制未必比沒手機控制智能。只是增加聯(lián)網功能控制產品開關并無很大意義

第二階段,各種控制方式結合。除了手機控制,已經出現觸控、語音、手勢等多種控制方式。

第三階段,感應式控制。能夠感應用戶的狀態(tài)進行對設備狀態(tài)進行調整,如人來燈亮人走燈滅。

智能家居面臨的五個問題:

1.無法滿足用戶真正需求,或者需求不強 2.購買成本高 3.沒有形成統(tǒng)一的工業(yè)標準,不同品牌產品之間戶能互聯(lián)互通 4.購買和使用體驗性差 5.售后服務跟不上

2.15 智能工業(yè)當前發(fā)展遇到的問題(應用層)

1.沒有形成統(tǒng)一的標準。工廠要對內外各種物品與服務進行聯(lián)網,那么通信方式、數據格式等許多內容都需要標準化

2.復雜的系統(tǒng)管理。生產過程與各種業(yè)務管理系統(tǒng)協(xié)同之后,系統(tǒng)整體會更加復雜化,對其進行管理將更為困難

3.通信基礎設施建設薄弱,前期投入成本高。構建容量更大、服務質量更可靠的工業(yè)通信基礎設施需要花費不少的費用。

4.網絡安全保障。人力、物料、生產設備、各種生產管理系統(tǒng)以及價值鏈上的眾多協(xié)同企業(yè)都將互聯(lián),隨之而來的是網絡安全問題的隱憂,這就迫切需要建立一套完善的工業(yè)互聯(lián)網信息安全認證體系

2.16 智慧城市當前發(fā)展趨勢及問題(應用層)

發(fā)展趨勢:

1. 城市管理矛盾突出,政策支持助力智慧城市行業(yè)發(fā)展。城市管理面臨著交通堵塞、公共安全、環(huán)境污染等諸多挑戰(zhàn),而智慧城市通過有效、科學的信息處理,提高城市運行和管理效率,改善城市公共服務水平,這將有效解決城市發(fā)展問題。基于此背景,各級政府都出臺了一系列鼓勵智慧城市發(fā)展的政策

2.鎮(zhèn)化率不斷提高,智慧城市建設成為城鎮(zhèn)化的重要組成部分。到 2020 年我國常住人口城鎮(zhèn)化率的目標為 60%左右(現階段,發(fā)達國家城鎮(zhèn)化率平均水平約 80%),明顯低于發(fā)達國家水平,城鎮(zhèn)化仍具有較大的提升空間。推進城鎮(zhèn)化建設過程中,通過智慧城市建設,能有效提升城市管理能力和治理水平,有助于改善民生,并使得城市運行更加高效

3.大數據等技術應用推動智慧城市建設不斷發(fā)展。大數據、云計算等信息技術的逐漸成熟對于智慧城市解決方案質量的提升起著較為重要的作用,在整合智慧城市平臺建設中,通過大數據發(fā)掘等方式實現智慧城市體驗提升, 將是未來智慧城市建設發(fā)展過程中的重要趨勢。

當前問題:

1.底層基礎技術仍在發(fā)展中,相關人才儲備不足? 2.前期投入成本高? 3.規(guī)劃不系統(tǒng),缺乏頂層設計? 4.信息共享不足,缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準

三、我從商業(yè)、市場、產品的角度看物聯(lián)網

3.1 我國物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

????????當前,我國物聯(lián)網產業(yè)核心基礎能力薄弱、高端產品對外依存度高、原始創(chuàng)新能力不足等問題長期存在。此外,隨著物聯(lián)網產業(yè)和應用加速發(fā)展,一些新問題日益突出。主要體現為,一是產業(yè)整合和引領能力不足。當前全球巨頭企業(yè)紛紛以平臺為核心構建產業(yè)生態(tài),通過兼并整合、開放合作等方式增強產業(yè)鏈上下游資源整合能力,在企業(yè)營收、應用規(guī)模、合作伙伴數量等方面均大幅領先。而我國缺少整合產業(yè)鏈上下游資源、引領產業(yè)協(xié)調發(fā)展的龍頭企業(yè),產業(yè)鏈協(xié)同性能力較弱。二是物聯(lián)網安全問題日益突出。數以億計的設備接入物聯(lián)網,針對用戶隱私、基礎網絡環(huán)境等的安全攻擊不斷增多,物聯(lián)網風險評估、安全評測等尚不成熟,成為推廣物聯(lián)網應用的重要制約因素。三是標準體系仍不完善。一些重要標準研制進度較慢,跨行業(yè)應用標準制定推進困難,尚難滿足產業(yè)急需和規(guī)模應用需求。

3.2 我對物聯(lián)網商業(yè)模式的學習認識

????????談物聯(lián)網之前,我們先來看看傳統(tǒng)互聯(lián)網的商業(yè)模式。在我看來,互聯(lián)網的核心就是信息打通,然后用戶為王、體驗至上,通過前期免費引流的方式實現后期的轉移支付,已達到商業(yè)變現的方式,其變現的對象主要是商家。

物聯(lián)網常見商業(yè)模式:

1. 訂閱模式:其最大的好處是可以實現連續(xù)性收入,而不是一次性收費,使用訂閱模式,我們可以讓你的客戶在后期服務中繼續(xù)付費。以SAAS模式為例,我們可以實施每月訂閱、付費升級甚至是免費增值等方式讓產品產生收益,其最大的好處是與客戶建立長期的關系,通過不斷的聯(lián)系溝通不斷改進我們的服務。

2. 服務模式:讓客戶購買服務,而不是產品本身。例如,一個手泵制造商,之前他們的業(yè)務是銷售水泵,而某些客戶本質目的并不是想購買水泵,他們的目的是希望將水從A地運到B地,用于澆灌、工業(yè)用水等目的,此時,若我們生產了一個可以檢測抽水量的水泵,我們就可以向客戶提出一個他們關心的問題:用水量,讓其根據用水量的多少來付費,而不是單純地購買水泵。此服務模式可以作為產品銷售模式的一種補充。

3. 結果模式:此模式不單單是以服務來服務,而是提供一系列捆綁式解決方案,讓用戶根據結果來付費。舉個例子,在智能農業(yè)中,不再提供單獨的解決方案來監(jiān)測土壤濕度、陽光和二氧化碳排放量,而是提供解決方案來幫助農戶如何操作以促進農作物的生產,并根據農作物的生長情況向農戶收費。

4. 資產共享模式:客戶有時購買一個昂貴的商品時,往往考慮的是其產品使用使用率,這就為共享模式提供了機會。這種模式可以將我們所擁有產品的額外或剩余投入到市場當中,最終目的是通過多個客戶,最大限度地提高產品的使用率,降低使用成本。

5. 物聯(lián)網產品作為渠道銷售其它產品:這種模式下,我們可以低于成本價銷售我們的產品,并將這個產品作為渠道連接用戶,后續(xù)以銷售其它產品。舉個例子,Amazon Dash按鈕,此物聯(lián)網產品按鈕”預先配置訂購特定產品功能,例如洗滌劑或衛(wèi)生紙,當您按下按鈕時,它會從亞馬遜訂購該商品,并在幾天內送至您家。在這種情況下,Amazon Dash并不是其收入來源,而是后期銷售其它產品來實現盈利。

6.? 數據盈利模式:我們可以從我們收集到的數據中獲取價值。例如,我們將我們的硬件產品免費提供給用戶,并讓其盡可能多的使用它,當收集到足夠多的數據之后,我們可以將收集到的數據賣給第三方以實現盈利。此模式可以幫助我們迅速獲取用戶,但值得注意的是如何讓用戶盡可能多的使用它,并產生有價值的數據。

綜述:不同的商業(yè)模式,其具備的風險和帶來的收益都不盡相同。我們只有結合自身情況、市場情況、競爭情況、用戶接受度等因素進行綜合考量,以選擇適合自己的商業(yè)模式。

3.3 我對物聯(lián)網碎片化特征的學習認識

????????不同設備企業(yè)之間,同一設備企業(yè)不同產品之間,甚至同一產品不同代之間,通訊協(xié)議/標準/地址都是有差別的,因此在它們之間無法形成數據和服務的融合,相互之間是一個信息孤島,呈現碎片化的狀態(tài)。造成碎片化的本質是技術碎片化和業(yè)務碎片化。技術碎片化分為很多方面,主要是技術標準的不統(tǒng)一。比如物聯(lián)網領域涉及到的通信協(xié)議,無線的就有幾十種之多,還不包括很多協(xié)議的變種,通信協(xié)議的不同帶來了極其碎片化的效應。對于一個企業(yè)來說,把不同供應商所提供的設備集中到一個聯(lián)網環(huán)境下進行管理不是一件容易的事。至于業(yè)務碎片化,社會組織天然就是有間隔的,其組織建設的初衷肯定是服務于自己的業(yè)務目標,而不是首先考慮其他組織的需要,因此這就為跨組織之間的協(xié)作帶來了阻礙。

?????? 兩個上相互孤立的系統(tǒng)不一定就是碎片化的。只有當新利益通過一種新的業(yè)務模式被呈現出來,而這種新業(yè)務模式需要兩個系統(tǒng)實現一定程度的融合,這時,相互孤立的狀態(tài)才能被稱為碎片化。碎片化的現象一定緣起于新增利益的產生。而碎片化的解決前提就是新增利益的分配。假設新增利益非常清晰且分配合理,則從技術上解決碎片化最好的方式就是平臺化。通過平臺我們可以很好地融合數據及服務。

3.4 我對物聯(lián)網市場產業(yè)鏈的學習認識

?????????物聯(lián)網的產業(yè)鏈包括四個環(huán)節(jié):(1)芯片/終端,含金量最高的是基帶芯片,由芯片出發(fā)帶動眾多的模組、終端廠商。(2)網絡,廣域網絡(蜂窩/NB-IOT/eMTC)由運營商主導部署在授權頻段,Lora 部署在非授權頻段可以部署在相對獨立區(qū)域,Wlan/藍牙/Zigbee 等局域連接大多應用在家庭/商業(yè)場景。(3)平臺使能,實現設備管理、連接管理、安全管理、應用使能、業(yè)務分析等功能。(4)集成/應用及數據運營,具體下沉到具體行業(yè)及應用場景,完成物聯(lián)網軟硬件配置并持續(xù)運營。據有關機構預計到 2020 年全球物聯(lián)網市場的規(guī)模將從 2014 年的 6558 億美元增至 1.7 萬億美元(CARG 17%)。我國物聯(lián)網產業(yè)規(guī)模預計 2020年有望突破 1.5 萬億元。而物聯(lián)網產業(yè)鏈四個環(huán)節(jié)的價值量占比分別為 30%、10%、20%、40%。

????????對于芯片/終端,我認為企業(yè)不能一開始就大而全,最好在某一細分領域深耕,扎根穩(wěn),樹干壯,在這一領域做到極致后,到一定時機再開枝散葉,這樣企業(yè)才能走的長久。

????????對于網絡,這一部分主要是運營商作主導,那么我認為作為企業(yè)我們最好從運營商的角度看待問題,幫助他們降低實施成本、提高實施效率、提升目標客戶體驗或者帶來新的價值。

????????對于平臺,我認為企業(yè)得具備5個方面的指標。1. 擁有多項不可替代的剛性需求功能;2.能夠聚集海量生態(tài)伙伴;3.能夠節(jié)省物聯(lián)網化時間或成本;4.能夠讓客戶高頻使用;5.能夠掌握數據。

????????對于集成/應用及數據運營,我認為企業(yè)應該結合自身優(yōu)勢,不斷挖掘用戶需求,增強用戶體驗,加強方案落地能力。

3.5 我對物聯(lián)網相關產品的學習認識

????????依照馬斯洛需求層次劃分,人的需求依次為生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求、自我實現需求。不管是TO C還是TO B,當我們設計一件產品時,這件產品本身肯定是對他們有用的,因此我們可以從這幾個方面來探索設計產品。1.給用戶帶來更好的體驗,滿足了對美好生活的追求。2.降低了用戶的時間成本或者使用成本。3.提高了工作或生活效率。4.給用戶帶來了新的價值。

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