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全球嵌入式技术和物联网发展趋势

? 2017年03月10日 18:06 ? 次阅读

回顾已经过去的2016年,嵌入式技术和物联网发展迅速,嵌入式技术在巩固传统应用的基础上,探索新兴市场, 物联网(IoT)是其中最具有广泛性的应用市场。在以创新推动的新技术革命中,物联网无疑将带给产业更大的变革性与破坏性,它使我们能够将数字世界与物理世界紧密连接,对企业接触客户的方式,创造新的服务带来深远的影响。2017年已经到来,作为国内唯一关注嵌入式领域的专业展-深圳国际嵌入式系统展,特邀业界资深专家何小庆老师,就嵌入式和物联网技术将是一个怎样的发展趋势,做一个简要的分析和总结。

第一:并购对嵌入式处理器发展产生深远影响

过去一年和未来一段时间,芯片供应商仍然渴望通过并购削减成本进一步增加利润。芯片供应商需要在当前产品上留出足够的利润为下一代产品研发提供资金,并且随着成本的增加,他们需要找出如何提高回报率的方法。最近我们看到的这些并购包括Quallcomm 与NXP、Microchip与Atmel和Renesas和Intersil,这些并购需要1-2年的时间的整合和消化,所以从短期看并购会影响嵌入式处理器技术和市场的发展,但是从长远看并购将有益于物联网技术和系统的推广和普及。因为物联网应用要求处理器设计要提供面向最终用户和应用程序的解决方案,物联网应用的芯片设计强调功率效率,安全性,开发工具易用型和成本降低,这些都需要芯片供应商在研发上投入资金,研发出集成度更好、软件支撑更好的嵌入式处理器(包括微控制器)解决方案,相信在2018年业界可以看到更多创新性的嵌入式物联网芯片解决方案。

并购将引导嵌入式处理器向物联网应用垂直市场发展,芯片市场领导者将他们的重点转向高增长的市场机会,比如汽车辅助驾驶(ADAS)、自动驾驶、机器视觉、人工智能(AI)和5G。针对这些垂直市场,领先的芯片供应商也已经采取收购战略,比如最近三星收购哈曼进入汽车市场、Intel收购Movidius 打入机器视觉市场,Movidius 是一家创业公司,机器视觉芯片已经应用在大疆无人机和谷歌Tango AR 手机上,炽手可热。虽然这些垂直市场规模目前还很小,但是未来有极大的商业机会,芯片公司不愿意放弃这些机会,芯片更是在垂直市场的并购还将会持续下去。

物联网将侧重于低成本,低功耗和功率效率, 现有嵌入式处理器和微控制器(MCU)产品的性能足以满足大多数物联网应用。大多数嵌入式应用不需要最高的性能,他们需要最佳的功率效率和最低的功耗。领先的嵌入式处理器供应商将继续针对目标应用,提供最佳集成度和功率效率,并具有合适的尺寸芯片产品。

曾经借助8位单片机成功上位的微控制器(MCU),经过多年的磨练,迎来物联网发展浪潮。32位微控制器在低功耗和永远在线的物联网系统中都将占据重要的版图,针对物联网市场的MCU发展势头不会降低,微控制器集成度越来越高,软件平台将越来越丰富,处理器与传感器和云端的结合将越来越紧密。

嵌入式处理器和微控制器是嵌入式和物联网系统的核心部件,目前ARM是这个市场的领导者,基于ARM 处理器核的微控制器和处理器占据绝大多数嵌入式和物联网市场份额, 随着机器视觉、虚拟现实和人工智能等创新技术的兴起,GPU的作用和影响力越来越大,不容小视。物联网的普及带动了低功耗计算和无线网络的发展,未来在这个领域将会出现全新的处理器技术和商业模式,人工智能(AI)将计算需要进一步提升,嵌入式边缘计算对于优化计算能力,实时性的提高发挥巨大的作用,亚马逊的Alexa就是一个例子,物联网和人工智能将推动新型处理器架构的研发和应用,开源硬件(包括开源芯片)将是一种发展趋势。

第二:物联网云平台进入成熟期

云计算有三种方式:软件即服务(SaaS),平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS), 物联网云平台是云计算PaaS的一种应用。物联网云平台(IoT Platform)的架构如下图1所示。物联网设备(Device),通过蓝牙(Bluetooth) 和Zigbee无线通信链路与设备网管(Device Gateway)或者智能手机通信,然后再通过WiFi和 4G/LTE 通信网络与物联网云平台连接,它借助公有云IaaS的基础云服务,为物联网设备提供接入到运营管理全生命周期服务的能力。

图1 物联网云平台

目前国外知名的物联网云平台有亚马逊AWS IoT ,

微软的Azure IoT、通用电气的PredixIoT(见图2)、IBM Watson IoT和PTC IoT(ThingsWork)平台。 国内的物联网云平台有中国移动OneNet、广州机智云和阿里智能云,开源物联网云平台有Kaa和 Eclipekura项目。

图2 通用电气的Predix IoT平台

传统的企业软件公司比如Oracle 、SAP 和Redhad 也在研发针对企业应用的物联网云平台,他们的触角已经进入物联网传感器领域,国外也称为Enterprise IoT ,针对企业应用的IoT市场在今后1-2年会快速发展,比如企业的联网汽车、智慧城市和智能工业项目,传统的企业软件公司会通过构建生态环境率先在1-2个垂直市场打开局面,然后再逐渐拓展应用领域。

第三:物联网操作系统异军突起

随着开源软件越来很成熟,嵌入式系统已经大量采用开源软件,比如Linux操作系统。除了汽车电子、航天和国防等安全和可靠性要求的领域继续保持较快的发展速度,传统的嵌入式操作系统增长缓慢,缺少可以盈利的商业模式。随着物联网云平台的发展,嵌入在设备端的操作系统也正在和云平台结合,形成一个全新的物联网操作系统(国外也称为 OperaTIng Systemfor Internetof Things)。目前已经有的物联网操作系统有ARM mbed OS(见图3)、谷歌的Android Things、微软的Windows 10 IoT Core、华为的LiteOS 和庆科Mico OS。

图3 ARM mbed OS 应用示意图

尽管科技巨头们在力推物联网操作系统,开源软件在未来还将活跃较长一段时间。如FreeRTOS(智能手表鼻祖Pebble和许多物联网设备都使用了FreeRTOS)、TInyOS等等。这是因为物联网系统需求不明确、,商业模式不成熟,加上物联网操作系统技术在发展之中,还待在产品中验证,部分用户会倾向于选择开源软件去定制适合自己的物联网操作系统。

第四:物联网安全任重道远

2016年10月21日美国境内包括亚马逊,推特在内的大规律网络瘫痪,起因是DNS服务商Dys 遭到DDos攻击,Dys 发布声明称幕后可能是10万个感染了Miral 恶意软件的IoT设备,这让广受关注的IoT安全推上风口浪尖。10月26日美国安全研究团队Shellphish 在极客大会表演破解华为P9 lite 手机指纹解锁的功能, 以及2015年杭州某视频监控设备企业安全门事件,物联网设备安全问题越来越受到关注。

此前,智能产品制造商只是考虑保护他们的设备的功能安全和它们所产生数据的安全,即使是这个要求,设备制造商,特别是消费类电子产品,许多是完不成这个任务的。现在他们被要求帮助保护设备和网络,甚至不属于他们自己的客户的安全性,更加困难的是,物联网安全设计目前还处在正在探索阶段,目前还没有很成熟的设计和实现方法。

嵌入式系统安全的另外一个层面的含义是嵌入式设备的功能安全(FuncTIonal safety),汽车电子、工厂自动化、工业仪控、轨道交通信号、智能电网等工业物联网(IIoT)相关领域对功能安全的需求最为迫切,这个方面的设计和实施方法也比较规范,商业公司也有成熟的软件和工具,可以提供项目咨询和服务。

2017年将是嵌入式和物联网技术在调整中发展的一年,随着芯片公司并购后的整合逐渐完成,部分物联网应用将落地开花并成形成规模。2017年窄带物联网技术(LPWAN)发展迅速,LoRa、Sigfox和NB-IoT几个标准的芯片、平台和网络齐头并进。中国刚刚宣布了已经在北京怀柔建设了全球最大的5G试验外场,可提供端到端的测试环境,将有助于促进5G标准的形成和产业发展。5G标准的物联网关键技术之一, 5G中低功耗大连接和低时延高可靠场景主要面向物联网业务,是 5G 新拓展的新方向。

2018年将迎来嵌入式和物联网技术有突破性发展的一年,操作系统技术、网络安全技术针对物联网应用的研发和优化将日趋成熟,处理器技术在虚拟现实和人工智能快速发展带动下将会有耳目一新的发展,在新一代网络技术支撑下,物联网发展将迎来高速发展新时代。

第六届深圳国际嵌入式系统展EMBEDDED EXPO 2017将于2017年12月21-23日在深圳会展中心举行。作为中国地区嵌入式领域年度盛会,嵌入式系统展聚集嵌入式及各应用行业的专业人士、买家与决策人员,为整个产业链提供从元件、模块、嵌入式板卡、到各行业智能系统与物联网解决方案的一站式交流平台。

2017嵌入式系统展关注的热点包括:云计算与物联网安全、开源硬件和创客运动以及无线技术发展;嵌入式技术与物联网应用、工业4.0、智能工厂与工业物联网、车联网,以及热门行业应用解决方案包括:智能楼宇、智慧城市、智能交通、安防、金融、零售也将备受关注。更多详情,欢迎登陆官网:www.elexcon.com

延伸阅读:

【1】关于物联网操作系统更多的市场信息可以阅读2017年1月23日《财经》记者周源的文章 “逐鹿物联网操作系统”,这篇文章是目前探讨物联网操作系统市场发展最详实的一篇文章。

【2】关于物联网操作系统和开源嵌入式操作系统技术和演进历史,可以参考笔者所著,机械工业出版社2016年11月出版的《嵌入式操作系统风云录:历史演进与物联网未来》一书。

【3】关于嵌入式系统安全,可以参考Davidkleidermacher著周庆国等人翻译,机械工业出版社2015年出版的《嵌入式系统安全:安全与可信软件开发实战方法》。本书是国内外极少看到的嵌入式系统安全图书中非常好的一本。

【4】关于企业IoT技术和市场分析,建议参考Dirk Slama、Frank Puhlmann等著 OREILLY 出版的《Enterprise IoT: startegies&Best PracTIces for Connected Product&Service》本书的两位主要作者来自德国Bosch公司,本书理论与实际结合,内容贴近当下的应用场景。

作者简介:

何小庆是著名的嵌入式系统专家,国内最早涉足嵌入式OS者之一,创办了北京麦克泰软件技术有限公司,有30年嵌入式技术和市场经验。他还是中国软件行业协会理事、嵌入式系统分会副理事长,嵌入式系统联谊会秘书长。出版有《嵌入式操作系统风云录:历史演进与物联网未来》,嵌入式实时操作系统μC/OS-III应用开发》和《嵌入式软件精解》等多本著作和译著。

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网状技术的优势继续在物联网开发商中引起关注,因为终端用户将体验到采用这种类型的无线互连网络的物联网设...

发表于 2018-04-04 08:46 ? 1781次阅读
IoT产品开发,动态多协议快速迎合多样设计

人们需要关注物联网开发的几项技术

然而,其中很多技术仍然存在问题,因此未来一年内人们需要关注物联网的四个关键领域: 物联网的硬件设计、...

发表于 2018-04-03 16:19 ? 401次阅读
人们需要关注物联网开发的几项技术

几个方面有针对性地解决当下国内智慧城市建设中的各...

国内智慧城市建设刚刚起步,尚处于探索和试点的初始阶段,缺乏全国性的统筹规划。各地各部门对智慧城市的认...

发表于 2018-04-03 16:11 ? 411次阅读
几个方面有针对性地解决当下国内智慧城市建设中的各...

AI是解锁物联网潜力的钥匙

人工智能在物联网应用和部署中扮演着越来越重要的角色,这一领域的公司行为显然发生了变化。使用AI的物联...

发表于 2018-04-03 16:09 ? 386次阅读
AI是解锁物联网潜力的钥匙

Preciseley携MEMS亮相OFC 201...

公司专注于光通讯MEMS芯片,同时在激光雷达(LiDAR),MEMS传感器等领域有很强的技术储备,拥...

发表于 2018-04-03 15:55 ? 1642次阅读
Preciseley携MEMS亮相OFC 201...

全球物联网设备将超百亿,物联网卡需求与日俱增

发表于 2018-04-03 11:30 ? 120次阅读
全球物联网设备将超百亿,物联网卡需求与日俱增

当物联网遇到区块链,会擦出怎样的火花?

区块链系统提供了一种无需信用,不需透过任何特定机构认证的信用机制,单单利用系统本身运作的方式就可以实...

发表于 2018-04-03 10:29 ? 227次阅读
当物联网遇到区块链,会擦出怎样的火花?

2018全球最强物联网公司榜单揭晓

IDG是全球著名的信息技术、电信行业和消费科技市场咨询、顾问和活动服务专业提供商,其下属的《NetW...

发表于 2018-04-03 10:11 ? 258次阅读
2018全球最强物联网公司榜单揭晓

智能家居连接设备市场,2022年将达到9.397...

从智能家居的发展来看,互联设备+手机APP是智能家居的初级形态;互联设备+多元化控制是智能家居的高级...

发表于 2018-04-03 09:16 ? 5415次阅读
智能家居连接设备市场,2022年将达到9.397...

物联网和人工智能相结合的作用

预测显示,到2020年我们每个人都会拥有很多连网设备,每秒需处理数TB的数据,这还不包括那些与宠物相...

发表于 2018-04-03 09:15 ? 495次阅读
物联网和人工智能相结合的作用

用于物联网感测元件的无电池传感器

安森美半导体的智能无源传感器 是无线无电池传感器,可在网络边缘监测各种参数,如温度、压力、湿度或距离...

发表于 2018-04-02 17:10 ? 293次阅读
用于物联网感测元件的无电池传感器

动手自制智能物联网-接线方法

导读: 利用物联网控制器来实现监测当前环境温度和远程控制小风扇。过程:用12v蓄电池给物联网控制器供...

发表于 2018-04-02 17:08 ? 245次阅读
动手自制智能物联网-接线方法

DIY冷藏室温度监测,数据还可以远程发送到手机

导读: 接着上节内容,我们用这个放进冰箱里测试下冰箱的最低温度是多少。 既然12v蓄电池能给物联网控...

发表于 2018-04-02 17:08 ? 115次阅读
DIY冷藏室温度监测,数据还可以远程发送到手机

AI、数字家庭、物联网、创新芯片……3天Get智...

人工智能、新能源汽车、物联网、数字家庭绝对是当下最热门的话题,这些关键词刷新了人类认知信息库的同时,...

发表于 2018-04-02 16:36 ? 1373次阅读
AI、数字家庭、物联网、创新芯片……3天Get智...

全国93家运营商的竞争?物联网良性竞争制度逐渐形...

在集中化管理运营模式下,集中的物联网中心会制定一个全国差异不大的基础资费体系,防止一些通用型业务客户...

发表于 2018-04-02 15:29 ? 302次阅读
全国93家运营商的竞争?物联网良性竞争制度逐渐形...

东芝面向物联网开始芯片布局

当前,智能手机等移动设备在半导体的消耗量占压倒性的多数。从手机近十年的发展历程可见,原来是功能性手机...

发表于 2018-04-02 15:17 ? 542次阅读
东芝面向物联网开始芯片布局

物联网才是区块链的真正应用普及的标志

虽然区块链的系统是公开的,但其核验、发送等数据交流过程却采用了先进的加密技术。这种技术不仅确保了数据...

发表于 2018-04-02 14:35 ? 347次阅读
物联网才是区块链的真正应用普及的标志

伴随着5G的到来,那么这些领域将会如何发展?

5G 网络的应用范围非常广泛且拥有许多新特性,可支持各种各样的设备打造新应用并提升用户体验。同时,5...

发表于 2018-04-02 14:24 ? 279次阅读
伴随着5G的到来,那么这些领域将会如何发展?

2018年度“瑞萨杯”信息科技前沿专题邀请赛开赛...

全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社(TSE:6723)宣布,由教育部高等教育司、工业和信...

发表于 2018-04-02 11:52 ? 921次阅读
2018年度“瑞萨杯”信息科技前沿专题邀请赛开赛...

运营商对于NB-IoT都有哪些关键的布局?

智能抄表算是NB-IoT最典型的应用之一,因为在表计领域,无论是水表、燃气表的安装环境,还是管道的输...

发表于 2018-04-02 11:51 ? 394次阅读
运营商对于NB-IoT都有哪些关键的布局?

阿里巴巴全面进军物联网要做免费物联网开发平台

阿里云IoT事业部总经理库伟:“开发一个物联网应用至少需要23个环节,相比较互联网开发来说,物联网开...

发表于 2018-04-02 11:36 ? 397次阅读
阿里巴巴全面进军物联网要做免费物联网开发平台

基于NB-IoT技术的物联网设备在设计和生产过程...

这将使得整个频谱环境更加单纯,没有过多的干扰。而且通过运营商的运营,整个通信系统具有运营商级的安全性...

发表于 2018-04-02 10:49 ? 329次阅读
基于NB-IoT技术的物联网设备在设计和生产过程...

计算机体系架构获“图灵奖”

日前,有着“计算机界的诺贝尔奖”之称的“图灵奖”揭开面纱。国际计算机协会宣布,美国科学家约翰·轩尼诗...

发表于 2018-04-02 10:05 ? 398次阅读
计算机体系架构获“图灵奖”

物联网大潮下智能门锁 它要靠什么才能火起来?

AWE的热潮刚过去,而我们能从这届展会中嗅探一些家电行业发展的趋势方向——物联网IoT和人工智能AI...

发表于 2018-04-02 09:30 ? 82次阅读
物联网大潮下智能门锁 它要靠什么才能火起来?

2018中国IC领袖峰会纪实报道:在AI时代,中...

在物联网新旧时代转换的过程中,各国政府和运营商在其中起到了主导作用,一个定标准,一个修路。可以看到,...

发表于 2018-04-02 08:52 ? 523次阅读
2018中国IC领袖峰会纪实报道:在AI时代,中...

物联网的研究报告:如何将投资转化为可观的回报

企业领导层在积极推动物联网转型的过程中,面临的最关键问题是如何将投资转化为可观的回报。缺乏具有说服力...

发表于 2018-04-01 11:29 ? 629次阅读
物联网的研究报告:如何将投资转化为可观的回报

2018年AI领域最值得关注的九大前沿发展趋势

除了持续升温的面部识别、语音交互、边缘计算,2018年AI还有哪些新玩法呢?

发表于 2018-04-01 08:44 ? 7001次阅读
2018年AI领域最值得关注的九大前沿发展趋势

2018年全国各地人工智能最新产业政策分析:转向...

全国各地人工智能行业最新政策,连续两年的政府工作报告提到人工智能,可以看出在人工智能已成为引领科技发...

发表于 2018-04-01 00:31 ? 1618次阅读
2018年全国各地人工智能最新产业政策分析:转向...

2018工业物联网创新日大会将在首尔举办

在本届全球工业物联网大会上,参会者将探讨工业物联网的趋势和工业部署案例、国际通信标准和安全等话题 施...

发表于 2018-03-31 10:44 ? 627次阅读
2018工业物联网创新日大会将在首尔举办

物联网是一张什么“网”?怎么“联”?目前的趋势发...

由于互联网发展得已经很成熟了,就先说说互联网吧。现阶段的互联网早已不满足于收发邮件、文件传输、Web...

发表于 2018-03-31 10:04 ? 913次阅读
物联网是一张什么“网”?怎么“联”?目前的趋势发...

如何理解下一代颠覆性的核心技术区块链

最近经常看到或听到区块链和比特币的关键词,但是对于像我这中菜鸟级别的如何简单通俗的理解区块链呢?

发表于 2018-03-31 08:59 ? 2056次阅读
如何理解下一代颠覆性的核心技术区块链

IoT是阿里巴巴集团继电商、金融、物流、云计算后...

人拥有智能,离不开大脑、心脏和神经网络。同样,万物智联的实现也离不开 “三驾马车”——IoT、AI ...

发表于 2018-03-31 08:53 ? 482次阅读
IoT是阿里巴巴集团继电商、金融、物流、云计算后...

物联网技术的竞逐舞台上,LoRa强化优势求突围

随着物联网技术这几年被高度关注,耳熟能详如窄频物联网、LTE-M、Wi-SUN及Sigfox等众多的...

发表于 2018-03-30 16:13 ? 464次阅读
物联网技术的竞逐舞台上,LoRa强化优势求突围

深物联专家委员会正式成立,助力物联网产业技术发展

深圳市物联网智能技术应用协会特举办深物联科技专家委员会颁证仪式。

发表于 2018-03-30 15:52 ? 528次阅读
深物联专家委员会正式成立,助力物联网产业技术发展

无线模块指标测试资料,简化测试方法

发表于 2018-03-29 11:11 ? 165次阅读
无线模块指标测试资料,简化测试方法

如何用433M实现自组网

发表于 2018-03-25 13:36 ? 188次阅读
如何用433M实现自组网

【报名】2018年STM32中国峰会(深圳,4月25-26日)

发表于 2018-03-05 16:15 ? 1222次阅读
【报名】2018年STM32中国峰会(深圳,4月25-26日)

消费物联网还得看中国!您怎么看?一起讨论~

发表于 2018-02-28 11:48 ? 790次阅读
消费物联网还得看中国!您怎么看?一起讨论~

尧远通信科技选用赛肯通信和意法半导体合作开发的CLOE IoT平台为全球市场开发追踪设备

发表于 2018-02-28 11:41 ? 480次阅读
尧远通信科技选用赛肯通信和意法半导体合作开发的CLOE IoT平台为全球市场开发追踪设备

物联网行业距离全面大爆发还有多久?

发表于 2018-02-06 10:45 ? 194次阅读
物联网行业距离全面大爆发还有多久?

什么是LoRa技术 LoRa产品介绍汇总

发表于 2018-02-05 11:49 ? 259次阅读
什么是LoRa技术 LoRa产品介绍汇总
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