物聯網發展最初的技術成熟度曲線只是基于已部署和潛在傳感器的數量增加。如今，我們可以展望未來，探討一些重要的成功因素。物聯網的未來趨勢包括物聯網應用，會給最終客戶帶來經濟效益。還有一個趨勢是電池使用壽命更長，能持續數年。
在任何無線物聯網監控系統中，數據傳輸都會消耗電力。因此，通過智能分區使感知和處理發生在邊緣節點，并且通過本地決策使得（在更零星或更短的期間）數據量減小，從而為物聯網系統帶來顯著增值。最后，未來的關鍵要素是安全可靠運行的能力。
因此，對于成功的物聯網系統來說，物聯網設計的重點將轉向關鍵性能指標，如可信傳感器和系統正常運行時間。分析師預測，低成本開發系統現在正處于期望膨脹的峰值期(Peak of inflated expectations)。我預測物聯網平臺將在一年內充斥大眾市場，在接下來的二至五年內，差異化或專業化的高精度傳感器和模擬信號鏈將成為主流，真正將物聯網市場推向未來。
圖1a.疊加了低成本開發板數據點的技術成熟度曲線
圖1b.全球三次數字化浪潮
優質數據的重要性
物聯網系統有一個關鍵流程是將模擬信號轉換為數字信號。簡單地說，這一轉換完成得越好，那么數據就越有用。硅技術創新了實現轉換和對周圍世界的解讀，它通過檢測、測量、解譯和連接技術在現實與數字世界之間架起橋梁。
圖2.從傳感器到云
最有效的物聯網部署方案是能夠利用這些數據來決定變化。而最佳變化就是為最終客戶帶來最大價值，如更高的效率或更高的安全性——例如在工廠中，機器學習不僅能識別將來何時可能需要對機器進行預測性維護，還要能識別細節，達到更高的識別水平，以確定需要采取何種行動（例如，識別電機中特定滾珠軸承的磨損情況）。
因此，任何物聯網系統的第一階段都是檢測、測量，然后將實時信號轉換為分析數據。這一階段完成得怎樣將為后續成功與否奠定基礎。如果輸入錯誤的信息數據，那么從任何物聯網分析云平臺得到的結果也將是錯誤的。因此，最成功的物聯網系統要具備其他系統無法達到的測量與報告水平。
這種改善測量與報告的需求使得優質硬件至關重要。近期的Gartner報告持同樣觀點。報告認為低成本物聯網開發板正快速進入泡沫破裂的幻滅期(trough of disillusionment)。這可能是由可用的低成本開發平臺的數量過多造成的。但是，我認為這更可能是由于我們更加關注更具挑戰性的物聯網應用，它們更具實際經濟價值。這些應用所依賴的數據結果，粗略測量根本無法支持。
物聯網系統節點和云之間分區
云技術支持采用擴展的多個信號鏈，包括分析功能和大數據。物聯網應用主要是需要在邊緣節點實現高智能——這源于多種因素，包括將所有數據傳輸到云的帶寬不足（或更準確地說：無誤差傳輸的數據傳輸速率限制），或延遲問題，即節點所需的行動速度意味著系統無法等待從云端傳回響應。因此，需要在節點、中間網關和云中有多個控制回路。云能夠為大量傳感器整合數據，并根據這些數據調整邊緣設置。麥肯錫認為，實際使用的云數據只有1％，此外，安全性威脅也意味著將數據保持在本地更有優勢。
圖3.邊緣節點智能，當前與未來
傳感器中實施智能分區和嵌入算法可以在源頭實時解讀最關鍵的數據。嵌入智能傳感器和云端的算法能夠超越硅芯片做出更深的數據解讀。事實上，這使得預測未來系統行為成為可能。在任務關鍵型應用中能否加速采用物聯網解決方案取決于構建安全系統的能力，而智能分區就可以做到。
云計算通過大量傳感器初步讀數間的這種聯系，并根據時間、位置和其他傳感器將各種不同的傳感器讀數相關聯，從中獲得見解。這包含兩部分：檢測數據變化的能力（例如，機器性能的漂移），以及創建現實物體（如電機）或系統的一個軟件模型“數字孿生”的能力。這些數字孿生可用于主動修復設備或規劃生產流程。這是對未來幾年傳感器爆炸式增長的部分展望，也是將軟件和服務貨幣化的能力。
對物聯網至關重要的最后一部分是創建無線網絡。絕大多數聯網對象會利用射頻和微波頻率以無線方式連接回云端。運行方式多種多樣，運行范圍由短至長，數據速率由低到高。有些設備可能數月或數年不通信，而有些設備則需要跨關鍵業務安全網絡運行。許多傳感器節點也會通過電池或能量采集器自行供電，因此高效率運行將是關鍵。通信網絡對于根據各種需求從傳感器到云的情報傳輸至關重要。
圖4.可靠的物聯網網絡
但可靠運行將是成功實施物聯網系統的最關鍵要素。所有這些不同的需求都會非常重視通信網絡，以便實現傳感器到云的情報傳輸。在惡劣的環境中（如由金屬和混凝土建造的工廠），可靠的運行能力尤其具有挑戰性。客戶最需要的是低成本、低功耗、低延遲的技術。他們同時希望傳感器布局能夠不受限制地擴展。不依賴無線協議創建可靠網絡就是使用替代路徑和通道來克服干擾，從而保持這種高可靠性。
責任編輯：靳玉鳳
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