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如何将低成本消费类嵌入式设计连接到互联网?

上网日期: 2010年12月06日 ?? 作者: Harshy Wanigasekara ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:物联网? 定制安装? 烟雾探测器?

据技术预测者预测,将日常事物连接到互联网的物联网技术,将掀起下一波的联网热潮。其涉及到的产品出货量非常巨大,是每年移动电话交货量的10至100倍。

何种应用会驱动物联网被大范围接受?这是整个行业目前需要考虑的一个重要问题。桌面(激光打印机)排版推动了早期的以太网市场;Wi-Fi出货量的猛增得益于Intel公司将802.11芯片做进了其笔记本电脑的参考设计中;而当手机价格下降到大众可负担的起时,移动电话的用量也开始呈指数式增长。

与低成本产品相连的智能手机和平板电脑,很有可能将驱动物联网从“发烧友”市场走向主流。事实上,智能手机已经能使消费者在任何时间、任何地点,连接到任何人或搜索到任何事物。

让智能手机和平板电脑消费者意识到他们的口袋里装着一个真正的万能遥控器,这只是个时间问题。到那个时候,他们可以在任何时间从任何地点监控制他们的“东西”。我们的生活方式正在悄然发生改变。Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份报道中曾指出:供应商出货的智能手机数量已经远远超过了上网本数量。这些趋势正在为物联网的起飞创造条件。

应用驱动

截至目前,具有互联网连接功能的产品仅仅吸引着“发烧友”的目光,因为此类产品价格仍然居高不下、安装依旧太过复杂。当互联网功能所增加的成本跌破30美元,并且安装简化到即插即用的地步,那么这个市场就将迎来高速扩张的好机会。

现在有三种很有前途的目标应用:减少定制安装服务的用户支持成本;节省消费者费用;给消费者带来更多的舒适性和惬意感受。

例如,销售昂贵的家庭影院或园林灌溉方面产品的公司,一般通过定制安装服务网络销售产品。家庭影院的上门安装服务费用超过100美元,而园林服务每个月通常需要支付10,000美元的燃料费用。

借助互联网连接,产品品牌持有者可以在产品中增加远程监控功能,从而为其销售渠道增加另一种产品。销售渠道为新增收入感到高兴,而其消费者也会因此得到更佳更快捷的服务。

结果是更加愉快的用户和忠诚的销售渠道。Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院电源就是这样一个例子。这种电源具有互联网连接功能,能够通过定制安装服务向其终端消费者提供远程诊断和问题纠错服务。HTUPS 3700曾赢得CES Innovations 2010设计与工程大奖。

能够减轻消费者荷包支出的产品极有前途。比如住户-智能自动调温器和天气-智能灌溉控制器,它们能帮助消费者节省10%-30%的能源和水费。还可以出售能向出租物业和闲置物业主人发送短消息或电子邮件的家用烟雾、一氧化碳、血样和结冰检测器。这些服务能以报警一次收费一次或针对报警传感器的智能手机应用来收取附加收益。

产品要求

消费类产品将最终推动物联网市场放量。由此可以得出结论,一个成功的互联网连接消费类产品必须满足三种产品要求:低成本、易于安装,而且可靠。低成本才能实现大批量。一位“发烧友”或出租物业管理者,可能会为连接互联网的自动调温器支付200美元或更多费用,但是我们都知道,主流消费者肯定不会愿意为家用自动调温器在平时60美元的基础上额外支付30美元。

其次,对于家用产品来说,使用和安装必须简单,因为如果产品太过复杂,很可能会被退回零售商那里。飞利浦电子的Elke den Ouden发现,所有被退回的电子产品中有一半工作正常,只是消费者不知道该如何使用这些产品。ABI research公司的报告也指出,2009年有30%的消费者非常想安装Wi-Fi产品,但这些产品却出现了11%的退还率。主流零售商只能容忍5%的退货,而不是11%。安装复杂性解释了为何Zigbee和Z-wave产品通常要通过用户自己的定制选择,而不是默认程序进行安装。

亚马逊的Kindle在商业上比索尼的e-book阅读器更成功的一个主要原因,是它通过3G技术与亚马逊的书店无缝融合。虽然3G比较昂贵,是实现低成本扩展的致命缺陷,但USB电缆和PC则会使事情复杂化。最后,互联网连接功能必须可靠。如果产品经常无法正常工作,那么消费者的“口水”也会扼杀产品的普及。

产品互操作性并不是阻碍其普及的真正因素,我们家里数量众多的遥控器和电池充电器就是很好的证明。零售商们知道,消费者光顾其商铺通常都肩负着某个“使命”,是为了解决某一个问题,例如替换坏了的自动调温器,或者是自动车库门。

他们不会带着家庭自动化的问题光顾商铺并进行很大的投资,因此成本的增加以及安装的便利性是消费者是否会采用互联网连接方案的关键点。

当然,产品的互操作性可以随时间逐渐达成,即使产品投入使用之后。这是因为,应用互操作性可以通过连接web服务轻松实现,方法是利用“揉合”在互联网云中且公开发布的API。

具有互联网连接功能的产品实现设计模式

下面以连接互联网的烟雾探测器(图1)为例进行说明。这种探测器在检测到烟雾时能够向户主发送短消息或电子邮件。

图1:具有代表性的互联网连接产品例子。
图1:具有代表性的互联网连接产品例子。

创建互联网连接时需要考虑三个设计要素。首先,烟雾探测器必须连接到LAN;其次,这个LAN必须通过网关或路由器连接到互联网;第三,必须有一个web应用服务器来接收烟雾告警,并向指定人员发送电子邮件或短消息。

这里有两种设计模式可供采用。第一种是web服务器位于产品内部,第二种是web应用服务器位于互联网云中(图2)。

图2:位于传感器中的web应用服务器会给用户带来安装问题(需要固定的IP地址,防火墙上需要开放端口)
图2:位于传感器中的web应用服务器会给用户带来安装问题(需要固定的IP地址,防火墙上需要开放端口)


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