據(jù)技術(shù)預測者預測，將日常事物連接到互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將掀起下一波的聯(lián)網(wǎng)熱潮。其涉及到的產(chǎn)品出貨量非常巨大，是每年移動電話交貨量的10至100倍。

　　何種應(yīng)用會驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)被大范圍接受？這是整個行業(yè)目前需要考慮的一個重要問題。桌面（激光打印機）排版推動了早期的以太網(wǎng)市場；Wi-Fi出貨量的猛增得益于Intel公司將802.11芯片做進了其筆記本電腦的參考設(shè)計中；而當手機價格下降到大眾可負擔的起時，移動電話的用量也開始呈指數(shù)式增長。

　　與低成本產(chǎn)品相連的智能手機和平板電腦，很有可能將驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)從“發(fā)燒友”市場走向主流。事實上，智能手機已經(jīng)能使消費者在任何時間、任何地點，連接到任何人或搜索到任何事物。

　　讓智能手機和平板電腦消費者意識到他們的口袋里裝著一個真正的萬能遙控器，這只是個時間問題。到那個時候，他們可以在任何時間從任何地點監(jiān)控制他們的“東西”。我們的生活方式正在悄然發(fā)生改變。Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份報道中曾指出：供應(yīng)商出貨的智能手機數(shù)量已經(jīng)遠遠超過了上網(wǎng)本數(shù)量。這些趨勢正在為物聯(lián)網(wǎng)的起飛創(chuàng)造條件。

　　應(yīng)用驅(qū)動

　　截至目前，具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品僅僅吸引著“發(fā)燒友”的目光，因為此類產(chǎn)品價格仍然居高不下、安裝依舊太過復雜。當互聯(lián)網(wǎng)功能所增加的成本跌破30美元，并且安裝簡化到即插即用的地步，那么這個市場就將迎來高速擴張的好機會。

　　現(xiàn)在有三種很有前途的目標應(yīng)用：減少定制安裝服務(wù)的用戶支持成本；節(jié)省消費者費用；給消費者帶來更多的舒適性和愜意感受。

　　例如，銷售昂貴的家庭影院或園林灌溉方面產(chǎn)品的公司，一般通過定制安裝服務(wù)網(wǎng)絡(luò)銷售產(chǎn)品。家庭影院的上門安裝服務(wù)費用超過100美元，而園林服務(wù)每個月通常需要支付10，000美元的燃料費用。

　　借助互聯(lián)網(wǎng)連接，產(chǎn)品品牌持有者可以在產(chǎn)品中增加遠程監(jiān)控功能，從而為其銷售渠道增加另一種產(chǎn)品。銷售渠道為新增收入感到高興，而其消費者也會因此得到更佳更快捷的服務(wù)。

　　結(jié)果是更加愉快的用戶和忠誠的銷售渠道。Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院電源就是這樣一個例子。這種電源具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能，能夠通過定制安裝服務(wù)向其終端消費者提供遠程診斷和問題糾錯服務(wù)。HTUPS 3700曾贏得CES Innovations 2010設(shè)計與工程大獎。

　　能夠減輕消費者荷包支出的產(chǎn)品極有前途。比如住戶-智能自動調(diào)溫器和天氣-智能灌溉控制器，它們能幫助消費者節(jié)省10%-30%的能源和水費。還可以出售能向出租物業(yè)和閑置物業(yè)主人發(fā)送短消息或電子郵件的家用煙霧、一氧化碳、血樣和結(jié)冰檢測器。這些服務(wù)能以報警一次收費一次或針對報警傳感器的智能手機應(yīng)用來收取附加收益。

　　產(chǎn)品要求

　　消費類產(chǎn)品將最終推動物聯(lián)網(wǎng)市場放量。由此可以得出結(jié)論，一個成功的互聯(lián)網(wǎng)連接消費類產(chǎn)品必須滿足三種產(chǎn)品要求：低成本、易于安裝，而且可靠。低成本才能實現(xiàn)大批量。一位“發(fā)燒友”或出租物業(yè)管理者，可能會為連接互聯(lián)網(wǎng)的自動調(diào)溫器支付200美元或更多費用，但是我們都知道，主流消費者肯定不會愿意為家用自動調(diào)溫器在平時60美元的基礎(chǔ)上額外支付30美元。

　　其次，對于家用產(chǎn)品來說，使用和安裝必須簡單，因為如果產(chǎn)品太過復雜，很可能會被退回零售商那里。飛利浦電子的Elke den Ouden發(fā)現(xiàn)，所有被退回的電子產(chǎn)品中有一半工作正常，只是消費者不知道該如何使用這些產(chǎn)品。ABI research公司的報告也指出，2009年有30%的消費者非常想安裝Wi-Fi產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品卻出現(xiàn)了11%的退還率。主流零售商只能容忍5%的退貨，而不是11%。安裝復雜性解釋了為何Zigbee和Z-wave產(chǎn)品通常要通過用戶自己的定制選擇，而不是默認程序進行安裝。

　　亞馬遜的Kindle在商業(yè)上比索尼的e-book閱讀器更成功的一個主要原因，是它通過3G技術(shù)與亞馬遜的書店無縫融合。雖然3G比較昂貴，是實現(xiàn)低成本擴展的致命缺陷，但USB電纜和PC則會使事情復雜化。最后，互聯(lián)網(wǎng)連接功能必須可靠。如果產(chǎn)品經(jīng)常無法正常工作，那么消費者的“口水”也會扼殺產(chǎn)品的普及。

　　產(chǎn)品互操作性并不是阻礙其普及的真正因素，我們家里數(shù)量眾多的遙控器和電池充電器就是很好的證明。零售商們知道，消費者光顧其商鋪通常都肩負著某個“使命”，是為了解決某一個問題，例如替換壞了的自動調(diào)溫器，或者是自動車庫門。

　　他們不會帶著家庭自動化的問題光顧商鋪并進行很大的投資，因此成本的增加以及安裝的便利性是消費者是否會采用互聯(lián)網(wǎng)連接方案的關(guān)鍵點。

　　當然，產(chǎn)品的互操作性可以隨時間逐漸達成，即使產(chǎn)品投入使用之后。這是因為，應(yīng)用互操作性可以通過連接web服務(wù)輕松實現(xiàn)，方法是利用“揉合”在互聯(lián)網(wǎng)云中且公開發(fā)布的API。

　　具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品實現(xiàn)設(shè)計模式

　　下面以連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測器（圖1）為例進行說明。這種探測器在檢測到煙霧時能夠向戶主發(fā)送短消息或電子郵件。

　　圖1：具有代表性的互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品例子。

　　創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)連接時需要考慮三個設(shè)計要素。首先，煙霧探測器必須連接到LAN；其次，這個LAN必須通過網(wǎng)關(guān)或路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)；第三，必須有一個web應(yīng)用服務(wù)器來接收煙霧告警，并向指定人員發(fā)送電子郵件或短消息。

　　這里有兩種設(shè)計模式可供采用。第一種是web服務(wù)器位于產(chǎn)品內(nèi)部，第二種是web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中（圖2）。

　　圖2：位于傳感器中的web應(yīng)用服務(wù)器會給用戶帶來安裝問題（需要固定的IP地址，防火墻上需要開放端口）

　　將web服務(wù)器置于產(chǎn)品內(nèi)部是當前最常用的方法。其優(yōu)點是該產(chǎn)品的公司不必設(shè)置web服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施，但這種方法也有兩個主要缺點。它增加了傳感器的成本和復雜性，并且極大增加了安裝過程所需的復雜度。web服務(wù)器軟件需要一個運行Linux的32位CPU，以及支持它的存儲器。

　　據(jù)技術(shù)預測者預測，將日常事物連接到互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將掀起下一波的聯(lián)網(wǎng)熱潮。其涉及到的產(chǎn)品出貨量非常巨大，是每年移動電話交貨量的10至100倍。

　　何種應(yīng)用會驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)被大范圍接受？這是整個行業(yè)目前需要考慮的一個重要問題。桌面（激光打印機）排版推動了早期的以太網(wǎng)市場；Wi-Fi出貨量的猛增得益于Intel公司將802.11芯片做進了其筆記本電腦的參考設(shè)計中；而當手機價格下降到大眾可負擔的起時，移動電話的用量也開始呈指數(shù)式增長。

　　與低成本產(chǎn)品相連的智能手機和平板電腦，很有可能將驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)從“發(fā)燒友”市場走向主流。事實上，智能手機已經(jīng)能使消費者在任何時間、任何地點，連接到任何人或搜索到任何事物。

　　讓智能手機和平板電腦消費者意識到他們的口袋里裝著一個真正的萬能遙控器，這只是個時間問題。到那個時候，他們可以在任何時間從任何地點監(jiān)控制他們的“東西”。我們的生活方式正在悄然發(fā)生改變。Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份報道中曾指出：供應(yīng)商出貨的智能手機數(shù)量已經(jīng)遠遠超過了上網(wǎng)本數(shù)量。這些趨勢正在為物聯(lián)網(wǎng)的起飛創(chuàng)造條件。

　　應(yīng)用驅(qū)動

　　截至目前，具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品僅僅吸引著“發(fā)燒友”的目光，因為此類產(chǎn)品價格仍然居高不下、安裝依舊太過復雜。當互聯(lián)網(wǎng)功能所增加的成本跌破30美元，并且安裝簡化到即插即用的地步，那么這個市場就將迎來高速擴張的好機會。

　　現(xiàn)在有三種很有前途的目標應(yīng)用：減少定制安裝服務(wù)的用戶支持成本；節(jié)省消費者費用；給消費者帶來更多的舒適性和愜意感受。

　　例如，銷售昂貴的家庭影院或園林灌溉方面產(chǎn)品的公司，一般通過定制安裝服務(wù)網(wǎng)絡(luò)銷售產(chǎn)品。家庭影院的上門安裝服務(wù)費用超過100美元，而園林服務(wù)每個月通常需要支付10，000美元的燃料費用。

　　借助互聯(lián)網(wǎng)連接，產(chǎn)品品牌持有者可以在產(chǎn)品中增加遠程監(jiān)控功能，從而為其銷售渠道增加另一種產(chǎn)品。銷售渠道為新增收入感到高興，而其消費者也會因此得到更佳更快捷的服務(wù)。

　　結(jié)果是更加愉快的用戶和忠誠的銷售渠道。Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院電源就是這樣一個例子。這種電源具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能，能夠通過定制安裝服務(wù)向其終端消費者提供遠程診斷和問題糾錯服務(wù)。HTUPS 3700曾贏得CES Innovations 2010設(shè)計與工程大獎。

　　能夠減輕消費者荷包支出的產(chǎn)品極有前途。比如住戶-智能自動調(diào)溫器和天氣-智能灌溉控制器，它們能幫助消費者節(jié)省10%-30%的能源和水費。還可以出售能向出租物業(yè)和閑置物業(yè)主人發(fā)送短消息或電子郵件的家用煙霧、一氧化碳、血樣和結(jié)冰檢測器。這些服務(wù)能以報警一次收費一次或針對報警傳感器的智能手機應(yīng)用來收取附加收益。

　　產(chǎn)品要求

　　消費類產(chǎn)品將最終推動物聯(lián)網(wǎng)市場放量。由此可以得出結(jié)論，一個成功的互聯(lián)網(wǎng)連接消費類產(chǎn)品必須滿足三種產(chǎn)品要求：低成本、易于安裝，而且可靠。低成本才能實現(xiàn)大批量。一位“發(fā)燒友”或出租物業(yè)管理者，可能會為連接互聯(lián)網(wǎng)的自動調(diào)溫器支付200美元或更多費用，但是我們都知道，主流消費者肯定不會愿意為家用自動調(diào)溫器在平時60美元的基礎(chǔ)上額外支付30美元。

　　其次，對于家用產(chǎn)品來說，使用和安裝必須簡單，因為如果產(chǎn)品太過復雜，很可能會被退回零售商那里。飛利浦電子的Elke den Ouden發(fā)現(xiàn)，所有被退回的電子產(chǎn)品中有一半工作正常，只是消費者不知道該如何使用這些產(chǎn)品。ABI research公司的報告也指出，2009年有30%的消費者非常想安裝Wi-Fi產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品卻出現(xiàn)了11%的退還率。主流零售商只能容忍5%的退貨，而不是11%。安裝復雜性解釋了為何Zigbee和Z-wave產(chǎn)品通常要通過用戶自己的定制選擇，而不是默認程序進行安裝。

　　亞馬遜的Kindle在商業(yè)上比索尼的e-book閱讀器更成功的一個主要原因，是它通過3G技術(shù)與亞馬遜的書店無縫融合。雖然3G比較昂貴，是實現(xiàn)低成本擴展的致命缺陷，但USB電纜和PC則會使事情復雜化。最后，互聯(lián)網(wǎng)連接功能必須可靠。如果產(chǎn)品經(jīng)常無法正常工作，那么消費者的“口水”也會扼殺產(chǎn)品的普及。

　　產(chǎn)品互操作性并不是阻礙其普及的真正因素，我們家里數(shù)量眾多的遙控器和電池充電器就是很好的證明。零售商們知道，消費者光顧其商鋪通常都肩負著某個“使命”，是為了解決某一個問題，例如替換壞了的自動調(diào)溫器，或者是自動車庫門。

　　他們不會帶著家庭自動化的問題光顧商鋪并進行很大的投資，因此成本的增加以及安裝的便利性是消費者是否會采用互聯(lián)網(wǎng)連接方案的關(guān)鍵點。

　　當然，產(chǎn)品的互操作性可以隨時間逐漸達成，即使產(chǎn)品投入使用之后。這是因為，應(yīng)用互操作性可以通過連接web服務(wù)輕松實現(xiàn)，方法是利用“揉合”在互聯(lián)網(wǎng)云中且公開發(fā)布的API。

　　具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品實現(xiàn)設(shè)計模式

　　下面以連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測器（圖1）為例進行說明。這種探測器在檢測到煙霧時能夠向戶主發(fā)送短消息或電子郵件。

　　圖1：具有代表性的互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品例子。

　　創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)連接時需要考慮三個設(shè)計要素。首先，煙霧探測器必須連接到LAN；其次，這個LAN必須通過網(wǎng)關(guān)或路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)；第三，必須有一個web應(yīng)用服務(wù)器來接收煙霧告警，并向指定人員發(fā)送電子郵件或短消息。

　　這里有兩種設(shè)計模式可供采用。第一種是web服務(wù)器位于產(chǎn)品內(nèi)部，第二種是web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中（圖2）。

　　圖2：位于傳感器中的web應(yīng)用服務(wù)器會給用戶帶來安裝問題（需要固定的IP地址，防火墻上需要開放端口）

　　將web服務(wù)器置于產(chǎn)品內(nèi)部是當前最常用的方法。其優(yōu)點是該產(chǎn)品的公司不必設(shè)置web服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施，但這種方法也有兩個主要缺點。它增加了傳感器的成本和復雜性，并且極大增加了安裝過程所需的復雜度。web服務(wù)器軟件需要一個運行Linux的32位CPU，以及支持它的存儲器。

　　接近20萬行的代碼，Linux操作系統(tǒng)將傳感器變成了一臺計算機，并且很可能一個月需要重啟數(shù)次。消費者能夠容忍重啟他們的計算機和家用路由器，但卻無法接受煙霧探測器或自動調(diào)溫器的重啟。

　　煙霧探測器功能可以用非常低成本的8位MCU實現(xiàn)，因此32位CPU加上基于Linux的系統(tǒng)實在有點“殺雞焉用牛刀”。最大的問題是，當煙霧探測器位于防火墻后面時，智能手機瀏覽器或應(yīng)用程序如何能夠得知煙霧探測器的IP地址？

　　解決方案要求用戶給傳感器指定一個固定的IP地址，并開放防火墻上的一個端口。發(fā)燒友（或IT部門）可能樂于支付高昂的產(chǎn)品費用，愿意去配置路由器端口，而且對一個月重啟兩次洪水檢測Linux盒也沒意見。但帶來大批量出貨潛力的主流消費者，肯定不樂意這樣做。

　　對于大批量、價格敏感的消費市場來說，將“云中的”web應(yīng)用服務(wù)器部署在專用服務(wù)器上（圖3）是一個更易于實現(xiàn)的設(shè)計模式。

　　圖3：web應(yīng)用服務(wù)器位于互聯(lián)網(wǎng)云中，可以實現(xiàn)簡單的即插即用安裝，因為服務(wù)器維護有一張服務(wù)器和傳感器之間的NAT防火墻表項

　　將web應(yīng)用服務(wù)器放置在云中有四個優(yōu)勢：降低端點成本、即插即用型安裝、隨時間有更好的產(chǎn)品可擴展性，以及體現(xiàn)連線用戶的價值。在這種系統(tǒng)架構(gòu)中，web服務(wù)器CPU和存儲器實現(xiàn)的成本可以由多個用戶分擔，不會增加到端點的BOM中。

　　集成了RF無線電且成本不到兩美元的8位MCU可以用在傳感器中，來維持較低的BOM成本。固件代碼堆棧要比運行TCP/IP的Linux小10倍，因而能降低板載存儲器成本，而且更少的代碼也意味著更少的潛在軟件缺陷。

　　第二個優(yōu)勢是給消費者提供真正的即插即用安裝體驗。其設(shè)計挑戰(zhàn)在于讓消費者利用防火墻外的瀏覽器發(fā)起一個到傳感器的對話。設(shè)計解決方案是讓基于云的服務(wù)器維護一張服務(wù)器與端點之間的消費者防火墻網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）表項。

　　問題是，NAT防火墻沒有互聯(lián)網(wǎng)標準。你必須對大量消費型防火墻中的NAT算法進行分類。當克服這些挑戰(zhàn)后，你會發(fā)現(xiàn)確保即插即用安裝的努力是值得的。當產(chǎn)品安裝變得非常容易，它就會被留在家庭或辦公室，而不是退還給零售商。

　　第三個優(yōu)勢是通過給部署在云中的web應(yīng)用增值，產(chǎn)品功能可以進行現(xiàn)場擴展。為了滿足消費者提出的新要求，可以重現(xiàn)服務(wù)器軟件，還能增加在原始產(chǎn)品設(shè)計時尚未預見的功能，并實現(xiàn)與其它web服務(wù)的連接（互操作）。

　　如果web服務(wù)器位于傳感器中，那么在家中進行固件升級對大多數(shù)消費者來說太過復雜。如果軟件升級可以向消費者提供真正的價值，它還能給運營商帶來收入增長的機會。

　　第四個優(yōu)勢是擁有聯(lián)網(wǎng)用戶有很大的價值。Bain consulting公司發(fā)現(xiàn)，老客戶的銷售成本只有新客戶銷售成本的20%。因此，留住忠誠的用戶顯然是值得的。例如，向用戶提供新產(chǎn)品和服務(wù)的一個完美機會，是從她的智能手機應(yīng)用中了解到她的各種習慣。借助聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可以對用戶行為進行跟蹤和分析，從而預測消費者的消費趨勢，并提出更好的產(chǎn)品設(shè)計。

　　這種云服務(wù)器方法的缺點，是實現(xiàn)起來相當復雜，因為它必須支持物聯(lián)網(wǎng)所包含的大量端點設(shè)備。早期的社交網(wǎng)站Friendster和蘋果公司的MobileMe（只有2萬個帳戶）就是沒有形成規(guī)模的兩個例子。這兩個案例都遭遇了災(zāi)難性的失敗，花了巨大的代價才得以恢復。

　　兩個瓶頸點分別是SQL事務(wù)處理和管理開放的TCP會話。首先，當端點數(shù)量超過2萬個時，SQL事務(wù)處理和管理開放的TCP/IP連接就會迅速成為系統(tǒng)中的瓶頸點。SQL數(shù)據(jù)庫架構(gòu)不能很好的擴展，因為當前的服務(wù)器每秒只能處理100-1，000次SQL操作。SQL事務(wù)成為關(guān)鍵的瓶頸點，因為最常見的SQL事務(wù)是用戶證書檢查。當達到SQL操作極限時，系統(tǒng)性能會急劇下降。

　　其次，TCP/IP會出現(xiàn)問題，因為TCP/IP處理服務(wù)器可以處理1萬-5萬個TCP/IP連接。當服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)展超過這個極限時，服務(wù)器必須以群的方式互連來共享數(shù)據(jù)。但群服務(wù)器的成本遠高于單獨服務(wù)器成本?？傊?，在由智能手機規(guī)模驅(qū)動的快速發(fā)展的技術(shù)市場中，根本沒有時間為一個意外興起的產(chǎn)品重新設(shè)計一個服務(wù)器。

　　商用解決方案

　　許多公司已經(jīng)開始啟動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。通過提供基于云的服務(wù)，這些公司已經(jīng)生產(chǎn)了提供物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)。我們經(jīng)常提及的三家公司分別是：Arrayent、Pachube和Widetag。通過使用他們的產(chǎn)品，用戶可以專注于其核心業(yè)務(wù)，而不用去搭建一個超出能力范圍的服務(wù)器系統(tǒng)。這樣可以節(jié)省用戶的開發(fā)時間、成本，并降低風險。

　　如何建立一個具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的產(chǎn)品原型

　　Arrayent公司最近發(fā)布了兩款互聯(lián)網(wǎng)連接開發(fā)套件，可以用來幫助嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師建立帶有互聯(lián)網(wǎng)連接產(chǎn)品功能的產(chǎn)品原型，使用非常方便。Arrayent公司同時支持專有的低功耗RF（1GHz以下）和Wi-Fi RF LAN技術(shù)。

　　除了短消息和電子郵件功能外，還可以考慮給煙霧探測器增加一個聲音警報。購買連接互聯(lián)網(wǎng)的煙霧探測器的理由有很多，其中一個是在閑置房屋或出租物業(yè)起火時能發(fā)出警報，或者更實用的情況是，在電池電量較低時提前作出提醒，而不用等到凌晨兩點鐘發(fā)出惱人的噪音。幸運的是，利用DevKit硬件和web應(yīng)用程序，這些警報功能不用一天時間就能很容易地建好原型。

　　DevKit包括硬件和內(nèi)置的軟件組件，可以幫助你監(jiān)視和控制設(shè)備。由于這是一個電池供電的設(shè)備，我們要選擇一個低功耗的RF實現(xiàn)。在硬件方面，低功耗RF套件提供了一個RF模塊和一個低成本的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。RF模塊的數(shù)字I/O端口、模擬輸入和RS232串口可以用來方便地連接大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)。RF模塊參考設(shè)計使用了TI的CC1110，該芯片集成有一個可編程的不到1GHz的無線芯片和一個8051 MCU。

　　默認頻率設(shè)在900MHz頻段，使用星形拓撲時輸出功率為10dBm。這個RF模塊可以在整個4000-5000平方英尺的房屋內(nèi)正常通信。CC1110還支持硬件方式的128位AES加密，對網(wǎng)上銀行來說這是標準的安全級別。

　　低成本以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的BOM成本不到5美元，可以插入消費者家用路由器的以太網(wǎng)端口，并提供與RF模塊通信的RF鏈路。RF模塊和以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的組合，可以使位于消費者家庭防火墻后面的煙霧探測器原型穿透防火墻，連接到云中的web應(yīng)用設(shè)備，這一過程無需消費者作任何配置（圖4）。

　　圖4：Arrayent公司用于低功耗射頻的互聯(lián)網(wǎng)連接開發(fā)套件包括了應(yīng)用開發(fā)工具、射頻模塊、網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)開發(fā)帳戶。

　　DevKit還提供了配套的軟件工具，可以讓你從任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上定義、配置并控制被連接產(chǎn)品的原型。這些組件是互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)器帳戶（Internet Connect Server Account）、配置器（Configurator）和實用工具（Utility Application）。服務(wù)器帳戶提供對服務(wù)器和API的訪問。配置器應(yīng)用可以用來建立測試用戶或演示帳戶、定義設(shè)備屬性以及定義要收集的數(shù)據(jù)。

　　你可以規(guī)定隨著時間推移需要存儲和跟蹤的信息，以及在設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之間或者連接服務(wù)器和其它設(shè)備之間往來通信的信息。例如，服務(wù)器可以記住設(shè)備的位置，跟蹤從設(shè)備那里收集到的起火和電池歷史數(shù)據(jù)以及時間戳。當測試人員登錄網(wǎng)站時，這些歷史數(shù)據(jù)就可以按時間順序顯示出來，測試人員可以從這些數(shù)據(jù)中查看到設(shè)備的屬性，以及設(shè)備在一段時間中的性能表現(xiàn)。

　　產(chǎn)品設(shè)計的第一步，是確定什么樣的信息對終端用戶來說是重要的。對于煙霧探測器而言，當在房屋中的確切位置檢測到煙霧時，我們希望其發(fā)出一條短消息進行警報。我們也需要在探測器半夜亂叫之前知道其電池電量是否足夠。這個煙霧探測器的警報是一個數(shù)字信號，你可以將它連接到RF模塊的通用I/O，再將電池電量信號連接到RF模塊的模擬輸入端（圖5）。

　　圖5：Arrayent公司的射頻模塊與煙霧探測器的告警信號和電池電壓相連。

　　在完成煙霧探測器和RF模塊之間的物理連接后，就可以著手準備web應(yīng)用側(cè)的工作了。首先，要為你的產(chǎn)品規(guī)定一個“設(shè)備類型”，并建立一個數(shù)據(jù)庫用于存儲有關(guān)產(chǎn)品特性的信息。你可以登錄配置應(yīng)用（Configuration Application）網(wǎng)站，對所連接的應(yīng)用進行配置。在這里你可以“增加新類型（Add New Type）”——即煙霧探測器，并設(shè)置顯示名稱，如圖6所示。

　　圖6：使用Arrayent的DevKit配置器設(shè)定設(shè)備的類型。

　　然后，你要用“增加新屬性（Add New Attribute）”窗口添加有關(guān)設(shè)備的基本信息，并設(shè)置你想要收集的數(shù)據(jù)種類。這些屬性包括煙霧、電池電量、電池電量時間序列、位置和警報郵件地址（圖7）。

　　圖7：使用Arrayent的DevKit配置器設(shè)定設(shè)備的屬性。

　　至此在服務(wù)器上連接和定義物理設(shè)備的工作就算完成了，馬上就可以做測試了！無需開發(fā)你自己的web應(yīng)用程序，Arrayent還提供了一個實用工具（Utility Application），用它來測試產(chǎn)品將如何工作。這個工具是由Arrayent公司預先創(chuàng)建好的，因此你不必從頭開發(fā)web應(yīng)用程序就能測試你的產(chǎn)品原型。這個實用工具是DevKit的用戶界面，你可以從這里登錄進去查看和控制煙霧探測器，就像實際產(chǎn)品的終端用戶做的那樣。

　　登錄實用工具界面（圖8），然后注冊你的煙霧探測器。由于家里可能有不止一個煙霧探測器，因此你還需要增加一個描述，如客房，以方便你跟蹤設(shè)備。

　　圖8：Arrayent的實用工具用于實現(xiàn)最終用戶的登錄頁

　　然后就可以使用你在配置應(yīng)用中設(shè)置的屬性，查看和控制你的煙霧探測器了（圖9）。這里，我們看到的是客房的煙霧探測器，界面上有相應(yīng)的域用于監(jiān)視當前狀態(tài)并控制煙霧探測器狀態(tài)，還有電池電壓和電池電壓歷史數(shù)據(jù)域。

　　圖9：Arrayent公司查看煙霧探測器狀態(tài)的實用工具窗口。

　　例如Arrayent公司的Internet-Connect System就是一個交鑰匙的端到端互聯(lián)網(wǎng)連接系統(tǒng)，可以幫助品牌持有者連接其零售的低成本產(chǎn)品。該系統(tǒng)的核心技術(shù)是一臺高度可擴展（運行成本很低）的通信服務(wù)器，能為web應(yīng)用開發(fā)人員提供虛擬的web服務(wù)接口。該系統(tǒng)還提供面向低成本RF端點模塊和最低成本（BOM價格5美元）的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件參考設(shè)計， 能夠?qū)Ｓ蠷F LAN連接到互聯(lián)網(wǎng)。

　　英國倫敦的Pachube公司提供的是“物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)紀平臺”，可以從個人、機構(gòu)和公司的角度管理數(shù)據(jù)點。該服務(wù)采用成熟的web協(xié)議和行業(yè)標準提供數(shù)據(jù)的存儲和服務(wù)。可以用它收集和匯聚全球范圍內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，再經(jīng)分析后發(fā)送報警信息。

　　位于美國加州的WideTag公司則提供了一個可擴展且具有容錯能力的云基礎(chǔ)架構(gòu)，可用于通信和數(shù)據(jù)存儲。該公司還推出了一款“能量計”，可以提供對能耗的實時監(jiān)視和管理；并提供一個基于社會網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)站，用于收集環(huán)境噪聲測量結(jié)果。

　　在實用工具窗口中，你還能改變某些屬性值，如重新命名設(shè)備，或增加警報發(fā)送的郵件地址。你還可以設(shè)置你的煙霧探測器，使它在電池電量低時給你發(fā)送電子郵件或SMS信息。短消息，從而使你能在探測器半夜亂叫之前更換新的電池。

　　在這些工具背后，DevKit配置器和實用工具使用了Arrayent公司正在申請專利的虛擬化web服務(wù)技術(shù)，該技術(shù)有兩大關(guān)鍵優(yōu)勢。第一個優(yōu)勢是降低產(chǎn)品的BOM成本。

　　如前所述，典型的互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)計模式是將web應(yīng)用服務(wù)器放在終端產(chǎn)品中。web應(yīng)用服務(wù)器運行在Linux之上，需要32位處理器以及相應(yīng)存儲器的支持。這種硬件對大多數(shù)消費類設(shè)備來說過于昂貴，對煙霧探測器來說尤其如此。Arrayent公司的虛擬化web服務(wù)將產(chǎn)品的web應(yīng)用服務(wù)器放在低成本的服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)云中。終端產(chǎn)品可以使用內(nèi)存小的低成本MCU。

　　第二大優(yōu)勢是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師無需在web服務(wù)抽象層編程，而web應(yīng)用開發(fā)者也不用在嵌入式系統(tǒng)抽象層編程。借助于Arrayent公司的虛擬化技術(shù)，web服務(wù)器應(yīng)用程序開發(fā)人員可以在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)級（XML和HTTP）編寫控制煙霧探測器的代碼。由于無需額外的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員，這種架構(gòu)可以使web應(yīng)用開發(fā)人員有更高的產(chǎn)能和效率。

　　如果想做進一步測試，你可以利用DevKit中包含的樣例PHP代碼創(chuàng)建自己的產(chǎn)品網(wǎng)站。代碼中包含一個基本的消費者使用界面，因此你可以很快演示出產(chǎn)品網(wǎng)站的外觀和功能（圖10）。

　　圖10：在通過修改DevKit樣例 PHP代碼創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器用戶界面上看到的互聯(lián)網(wǎng)連線煙霧探測器狀態(tài)。

　　這種架構(gòu)能夠為未來升級提供保障，因為產(chǎn)品功能是作為一個web應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，該程序位于基于互聯(lián)網(wǎng)云的服務(wù)器上，而不是位于設(shè)備本身。Arrayent的連接服務(wù)器是按需設(shè)計的，采用類似通信開關(guān)的架構(gòu)，因此由于SQL調(diào)用和開放TCP會話引起的死機或服務(wù)器阻塞點限制的可能性極小。服務(wù)器本身在同一位置設(shè)有冗余，并且與地理上分開的服務(wù)器互作備份，可確保可靠工作。

　　本文小結(jié)

　　隨著越來越多的智能手機和平板電腦走入我們的生活，消費者想要更多的控制能力和生活舒適性，互聯(lián)網(wǎng)連線設(shè)備可以實現(xiàn)這一點。遙控功能可使用戶安裝服務(wù)以更低廉的價格提供更快的用戶服務(wù)（即節(jié)省上門服務(wù)費用），或給人們帶來舒適感覺（當下班回家時打開家里的交流電源）。

　　消費者想要舒適的生活對遠程監(jiān)視應(yīng)用起著推動作用。消費者可以輕松回答“我的房子安全嗎？”或“約翰在家嗎？”。而高產(chǎn)品價格加上極具挑戰(zhàn)性和高昂的產(chǎn)品安裝服務(wù)一直是過去最大的發(fā)展障礙。隨著低成本無線射頻LAN和云計算技術(shù)的發(fā)明，這些障礙將被掃除。從業(yè)余愛好者市場騰飛的機會已經(jīng)來臨，大規(guī)模的消費市場普及就將實現(xiàn)。