感测节点与通信结合，物联网打造便捷生活

联网的基本建构模组进行剖析：

　　感测节点

　　取决于所涉及的应用不同，物联网所需的感测节点类型也相当广泛多元。感测节点包括用于影像监测的照相机系统、智慧能源所需的水或瓦斯流量计、需要主动安全时的雷达视觉、检测物体或人出现的RFID读取器、可检测建筑物被入侵的门和锁（内含开/关电路）或测量温度的简单温度计。这些节点都将带有唯一身分识别，可透过远端命令和控制拓扑分别进行控制。

　　本地嵌入式处理节点层

　　嵌入式处理节点层位于物联网的核心。本地处理能力最常见的是由微控制器、混合微控制器/微处理器（MCU/MPU）或整合型MCU元件所提供，它们可提供即时嵌入式处理能力，这是大多数物联网应用的关键需求。另外，元件若要充分发挥即时嵌入式处理能力，则需要可扩展的特性，因为应用案例相当广泛多元，并不存在一体适用的情况。

　　微控制器非常适合在物联网中使用，不过其须具备几大关键设计要素：

　　．高能效

　　微控制器需要具有高能效。在许多案例中，传感节点是由电池供电的卫星节点，因此低功耗是基本要求。

　　．具丰富软体生态系统的嵌入式架构

　　各种可能的物联网应用都需要将应用程式、命令、控制、路由处理和节点与系统安全性捆绑在一起的软体发展环境。在过去几年裡，微控制器解决方案中软体重要性不断增加，因此，支援物联网的微控制器将需要更多的软体、工具和支援，提供广泛而易于接触的生态系统，而这也对于支援嵌入式处理节点和物联网应用的开发非常重要。

　　．支援软体可扩展性

　　重复使用软体和利用现有软体投资对于开发物联网应用的公司来说，是关键的成功因素。

　　．支援多样I/O

　　物联网中的受控设备具有多样性，随不同的使用案例，微网路中的设备数量，异质环境中所需的不同服务等级和不同介面，都需要装置有不同的层次，各种应用需要多样化的输入/输出（I/O）介面。

　　．高成本效益

　　与所有其他系统一样，总体成本是系统的各个组成部分之和，加上系统所需服务的成本。总体系统成本必须适度、合理，才能在日常生活中发生典范转移，因此产品成本是一个非常关键的因素。

　　．品质和可靠性

　　一般人可能每2年就更换手机、笔记型电脑等行动装置，然而，工业市场产品则不同，其生命週期至少为10？15年，因此，这些市场对品质、可靠性和产品寿命的要求，是物联网典范转移成功的关键。

　　．安全性

　　对于位于物理层的本地嵌入式处理节点而言，有多种不同的加密引擎和安全加速器可支援资料加密（例如数据加密标準（DES）和进阶加密标準（AES）等）和认证（例如安全散列演算法（SHA）等）。

　　有线/无线通讯功能

　　通讯功能的作用是将收集到的资讯传送到本地嵌入式处理节点，并将处理后的资讯传送到由本地嵌入式处理节点确认的目的地。另外，一旦资料在远端进行处理并产生新的命令后，通讯功能就会将新命令传回本地嵌入式处理节点以执行任务。

　　儘管使用情况大相迳庭，但这些命令和控制通讯连结的共同点是除涉及高频宽的影像处理或视讯资料外，任何特定节点通常只须传送几千位元组的资料。

　　物联网也将增加无线感测器和制动器网路（WSAN）的概念，包含可控制其环境的传感和嵌入式处理节点。

　　根据典型产品生命週期估算，若一项技术目前占据物联网市场，那么该技术或其优化版本将至少在未来的5~8年间，都继续占据该市场。

　　未来10？12年通讯技术可能与目前所考量的技术规格完全不同。无线区域网路（Wi-Fi）技术目前在802.11ah频段工作，以适应独立于基础设施的特定的网状网路和范围更大的感测器网路控制。此外，未来可能出现更能适应特定物联网通讯领域的全新技术，取代现有物联网标準。无论如何，未来对通讯功能的要求几乎与嵌入式处理节点的需求相同--高成本效益、低功耗、品质和可靠性、安全性（表1）。

　　自动执行任务的软体

　　使物联网涉及的各部分进行通讯和协同作业是技术成功开发的关键，这意味着厂商为使机器彼此间以及与其周围的基础设施通讯，都必须编写大量软体。

　　远端嵌入式处理单元

　　部分业者宣称可让所有设备的处理和决策都在其私有云端中完成，不过，另一派的业者认为，对于基本网际网路服务而言，必须接取至云端处理的情况相当有限，大部分都可在本地节点完成处理。

　　完整可靠的安全机制

　　如果上述物联网架构模组缺少一个稳定可靠的安全机制，那么物联网就无法像预期的那样普及。

真正的完整安全係指在系统各部分传递且基于内容和服务的资讯安全。例如有人走失，能马上追踪到这个人的位置，通常会被认为是一件