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剖析工業物聯網生態圈的六大層次
謝明珊 2017-07-21
工業物聯網(IIoT)大行其道,卻讓人摸不著頭緒,The Manufacturer介紹工業物聯網的六大層次,分別有哪些大廠商和新創企業參與其中。
工業物聯網(IIoT)分成六個層次,一是物品和機械零件,例如馬達。二是感測器和致動器加上嵌入式軟體,讓物品變成智慧連網產品。三是連網,讓產品得以跟後端系統溝通。四是產品和資料存取功能,以控制和管理存取權限。五是專用軟體,以便跟其他企業應用程式(App)整合。六是企業應用,例如企業資源規劃(ERP)、產品生命週期管理(PLM)和維護維修和營運(MRO)等系統。
上述六大層次仰賴一系列技術,所以需要各種軟體供應商共襄盛舉,首先是工業技術,例如博世(Bosch)、通用電氣(GE)、施奈德電機(Schneider)和西門子(Siemens),其次是微處理器和微控制器,例如超微(ARM)、英特爾(Intel)和NVIDIA。
第三是IT供應商,例如HPE、IBM、微軟(Microsoft)和甲骨文(Oracle)。第四是雲端儲存運算供應商,例如亞馬遜(Amazon)AWS和Google。第五是電腦輔助設計(CAD)∕電腦輔助製造(CAM)和PLM,例如Autodesk、Dassault和PTC的Thingworx平臺。第六是建築資訊模型,例如Bentley、Intergraph和Trimble。
除了亞馬遜、IBM、微軟和甲骨文專攻全球雲端儲存運算,國際大廠的產品幾乎涵蓋上述六大層次,更有不少新創企業雄心勃勃,準備打進物聯網市場。
說到感測器和嵌入式軟體,有Ineda(系統單晶片製造商)、Helium、Electric Imp和Samsara(物聯網平台供應商)等新創企業。至於連網服務,新創企業有Ingenu、Kepler Communications和SigFox。
邊緣運算新創有Foghorn Systems和Saguna Networks。物聯網方案新創則有Exosite和Zebra。資料分析領域有Augory Systems和Maana。資安領域有Claroty和Bastille Networks。當然也有多角化經營的公司,Zipline便是一例,以無人機在醫療產業掀起大革命。
此外,一些顧問公司和系統集成商,例如Accenture、勤業眾信(Deloitte)、Capgemini、安侯建業(KPMG)和Wipro也把工業物聯網納入數位轉型的重要項目。
物聯網也會促進企業轉型。首先是透過自動化,以嵌入式軟體和連網,將營運和決策加以自動化;其次是加速資訊傳輸,縮短資訊延遲時間,進而提高組織的回應力和靈活度;第三是加強產品週期各個面向,例如採用大數據分析、模擬軟體和企業工具;第四是物聯網產品和決策流程將改變傳統商業模式,提供以使用者為本的服務。
GE和能源公司Exelon合作便是一例,Exelon採用GE雲端物聯網平台∕營運系統Predix,來管理再生能源廠,還聯手針對Predix開發不少應用程式(App),利用天氣預測資料來建構更準確的財務模型,妥善預測隔天的電力供應和需求波動,接著把分析結果納入個案管理系統和建議系統。
附圖:工業物聯網六大層次皆仰賴一系列技術,所以需要各種軟體供應商共襄盛舉。法新社
資料來源:http://www.digitimes.com.tw/iot/article.asp…
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#物聯網IoT #無線感測網路WSN #低功耗廣域網路LPWAN #隨機相位多址接入RPMA #直接序列展頻DSSS #NB-IoT #SIGFOX
【NB- IoT 商轉時程久,RPMA 趁機爭食「低量雙向 M2M」市場】
既然「低量傳輸」是物聯網 (IoT) 一個重要支脈,那麼,當全球頻譜資源日見緊俏之際,是否能在現有頻段另覓出路?仿效 SIGFOX 走獨規路線,另一項同樣打著低功耗廣域網路 (LPWAN) 旗幟的 RPMA (隨機相位多址接入) 通訊技術,更將心思動到了 2.4 GHz 的 ISM 通用頻段上。
隨著世界各國 2G 服務相繼終止,營運商及系統整合業者急需一個解決機器對機器 (M2M) 通訊的替代方案,以彌補現有 WiFi、ZigBee 等傳輸距離與支援節點數不足的問題;且希望它比 GSM 更省電,電池運作可長達十年以上。用戶更關注的是,售價必須合理到能大規模部署,以覆蓋上百億個終端感測器,以驅散「限制物聯網發展的四朵烏雲」:覆蓋率 (coverage)、裝置容量 (capacity)、成本 (cost) 及電池使用壽命 (battery life)。
M2M 和 IoT 所佔頻寬極小,導致長久以來,業界遲遲未提供新標準,而是將焦點放在如何更有效利用現有付費頻段;最簡便的方式就是關閉 2G 網路並將其釋放出來。RPMA 是專用於物聯網上的 M2M 通訊,在 2.4 GHz 免費頻段操作,採用具有多址的直接序列展頻 (DSSS) 技術,具有嚴格的發射功率控制和高接收靈敏度 (-142 dBm),訊號邊界值達 172 dB。此外,它可自我調變以便在網路層和設備層上找到清晰的訊號,並針對最大覆蓋率和電池效率進行優化。
與設計用於高吞吐量但需要大量功率的蜂巢式技術相比,為節省電池壽命,RPMA 有一個特殊的連接協定:由基地台主動 ping 終端設備 (Endpoint),檢查設備狀態並接收數據,然後主動關閉連接。放眼過去這段時間,蜂巢通訊技術並無支持 M2M / IoT 的合適方案問市;行動通訊業者才驚覺在 M2M / IoT 領域,已無法與新興 LPWAN 技術競爭。時至 4G、5G 網路更複雜,在其上發展出來的 NB- IoT 技術成本更高,需要驗證等待技術成熟的時間更長。
姍姍來遲的 NB- IoT,樂觀估計也要到 2020 年才能進入商業運轉,顯得有些緩不濟急;反觀 RPMA 打從設計之初就為了M2M / IoT 所特別量身訂製,且經過實地驗證,成功克服以往 M2M / IoT 各種通訊技術所面臨的挑戰。RPMA 單一通道頻寬僅 1 MHz,便於見縫插針;藉由提高終端設備的靈敏度及通訊技術的改進,大幅度提升單位基地台的覆蓋範圍,所使用的 2.4GHz 頻段為全球通用,沒有 Sub-GHz Band 跨境、跨營運商漫遊不相容問題,且符合多項資通安全規範。
更吸睛之處在於:雖然使用的是 2.4GHz 免費頻段,有許多設備在此區間活動,但 RPMA 卻能在訊號嘈雜的環境中「獨善其身」;即使在看似充滿 2.4 GHz 訊號干擾源的地方運作,實際上 RPMA 使用的是近乎乾淨的頻道,且 RPMA 每日資料傳輸量可高達 4.5M,終端設備電池使用壽命可長達 15 年以上;基地台建設成本低廉、終端設備通訊模組量產後最終成本也很低,能讓大量包括感測器、受控體在內的物聯網終端設備,與主控端進行雙向通訊。
延伸閱讀:
《仁寶力拱RPMA,兼顧覆蓋、容量、成本及電池壽命》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0414/35151.html
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#仁寶電腦Compal #Ingenu #機器網路MachineNetwork
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