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[其他] 產業趨勢 淺談物聯網以及未來展望

看板Stock標題[其他] 產業趨勢 淺談物聯網以及未來展望 作者
yoche2000
(九龍塘麵包粉)
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>產業趨勢 淺談物聯網以及未來展望

家偉老師今天節目提到物聯網,那就來跟大家聊一下這個產業。
Disclaimer, 作者只是學生,僅用最簡單的方式讓大家了解物聯網的概念。
如果前輩看到有誤還請不吝指教。

>淺談物聯網

物聯網 (IoT) 貴為近年來科技的一大主題,實際了解的人其實不多。物聯網的定義,從字面來看,Internet of Things, 就是由物體連接成的網路。電腦最早是計算機,而後有人把電腦互相連接做傳輸,演化成網際網路。而物聯網簡單的定義就是將物體串聯起來,而這物體未必是連上網際網路的電腦,或手機等計算設備。

我們用平易近人的方式來了解。講述IoT最經典的例子就是天氣土司機的例子。這個吐司機會通過網際網路讀取當天天氣預報的數據,再把數據列印到吐司上(把部分烤焦)。或是下圖,是敝實驗室的某個計劃的架構簡化,把它想像成小米手環會比較好懂些。手環
(End Device) 會發送你心跳睡眠等數據透過基地台發送給伺服器,伺服器會把數據存到資料庫,如果我想要知道我的數據,就透過手機APP或是WebApp去查看。

https://i.imgur.com/VMJZxMA.jpg


但這個如果把這個手環想成電腦,那不就和一般的網際網路一樣了?如果有小米(或其他)手環的可以想想他的運作方式。手環會將原始數據 (raw data) 透過藍芽這個通訊協定傳輸給手機,再由手機將數據轉透過基地台轉給伺服器儲存。在終端裝置 (手環) 未必需要運算工能,只需要將Sensor (傳感器?) 讀到的數據儲存,等到接通手機時再丟給手機,就沒他的事了。通常一個IC就可以搞定儲存、傳輸的動作,不需要動用到CPU這種比較高階的運算單元。簡單來說,就是接上通訊模組的Sensor。而終端裝置與手機通訊,使用的是藍芽而不是網際網路。因此如果要解釋IoT,小米手環算最好的例子。

上圖的例子,就是敝實驗室與某電信合作的專案之一,使用物聯網的技術來監測人們的健康,因此目前許多的應用研發都跨足生醫領域。這個可以被運用在長照上:療養院為了有效照顧,就給所有長者戴上監測生物數據的手環,透過數據及時發現有無異狀,或在健康檢查時交給醫學專業者分析數據。另外一個例子就是 COVID-19自主健康管理的例子。據我所知,我母雞斗的哪個政府就使用這個來檢測集中檢疫者的健康數據。以上這兩個例子,完全不用碰到網際網路,因為這些終端設備會待在一個特定的範圍。它們是發送器,只要有辦法把數據傳出去就好。經過若干個 gateway 來到療養院或是檢疫所的電腦,讓監測人員可以讀取。

到這邊是不是也開始有疑問。這樣看來,物聯網的定義似乎滿廣泛的。這樣我用我的藍芽耳機連手機,或是用 Amazon Alexa 來控制燈的顏色,都算是應用。或許物聯網沒有你想的那麼遙遠。

>物聯分三國

講了這麼多,那為甚麼不直接用網際網路呢?最簡單的解釋就是耗能。而這些比較不耗能的、跟Wi-Fi和數據網路相比耗能較小的通訊協定是甚麼呢?目前有三大家,分別是 LoRa、NB-IoT、以及Sigfox。

LoRa: 需要建置自己的 Gateway (可以想成基地台)、耗能低、常被用在固定範圍,像是一個建築物裡面。在三維空間我們需要四個對照點才能做定位,因此理論上有四個
Gateway,就能對有效範圍內的終端裝置做定位。假設我是Amazon,我在物流園區需要定位我所有的貨架機器人,就可以用LoRa來做低耗能的操作、定位以及資訊傳輸。LoRa的一大特點就是具有可移動性。

https://imgur.com/q5augXI 左:終端機 :LoRa Gateway

NB-IoT: 範圍可以很廣,因為他使用的是 4G 網路涵蓋頻寬,所以只要4G有到的地方都可以使用,且只要付錢給電信業者 (傳輸通過的就是一般網路基地台) 不用自己買設備,延遲也比LoRa短。但缺點就是不如LoRa可以做客製化,以及裝置可移動性較低。因此,如果我有一個半山腰的茶園,我就可以透過NB-IoT 的數據來監測各個區域的濕度溫度等。

Sigfox: 要說IoT是三強鼎立或二強一弱都可以。Sigfox的設計提供極小的傳輸量以及極慢的傳輸速度,而他的優勢是耗能很低、模組價錢也最便宜。但由於設計上 Capacity 的限制,讓他在並沒有受到太多人的青睞,整體的使用率最低,而且正在持續衰退。

使用協定會影響到設備的選擇,而協定的選擇往往取決於應用的層面。綜合以上討論,
LoRa 大多使用在工業等較封閉場合、而NB-IoT 則是多用於大範圍、低移動性的場合。

>過去、現在、未來

講了這麼多,到底能幹嘛?IoT到底是不是趨勢?怎麼搞到現在講IoT?Cisco認為IoT技術的開端是08, 09年,發展到現在也快15年了。目前IoT的限制包含三大面向,分別是連接性、安全性、整合性。產業的突破關鍵在於:通訊協定之間的整合、審計的完善、法規的制定、以及去中心。

在整合這塊,也有若干標準正在制定階段,如同敝人實驗室著手的某標準,就是著重在
LoRa以及NB-IoT兩大系統的打通,增加應用的靈活性。如果不能互通,只能使用一種協定,要監測放牧羊群的生物數據該用具移動性的LoRa,還是適合大範圍的NB-IoT?

至於審計以及去中心化,大家一定會馬上想到區塊鍊。它既能作帳(審計)、有去中心化本質,也能解決不少安全性的限制,因此這也是學界在努力的方向之一。另外因為少了中心伺服器,運算的責任就必須回到peer之間,因此邊際運算的發展也會加速物聯網往去中心化的方向走。

另外有些分析師喜歡講的名詞,AIoT,其實就是人工智能(AI)與物聯網(IoT)的結合應用。舉例來說,如果你的智能冰箱不僅能紀錄且讓你控制濕度溫度,還能藉由人工智慧來分析某種內容物最適合的溫度濕度並自動調整,或自動記錄內含物,那就是AIoT的應用。
展望

>結語

所以回到重點,要買哪些股票?先講結論:萬物皆IoT概念股。回到療養院的例子。療養院用的伺服器,直接對應到的當然就是品牌 (戴爾、惠普等) 以及代工廠 (英業達、仁寶等),還有板卡、晶片…。要用LoRa就會用到自己的Gateway,影響的就是通訊設備製造業者;用NB-IoT對應到的就是電信商。至於終端機除了一般硬體設備想的到的上下游以外,還有被動元件(Sensor)產業。就算是傳產,如果成功導入IoT增加產能,那對其也會有正面影響。

(大家在意的車網需要即時性,所以不太能在車與車之間的連接上。)

IoT包山包海。去年底去看台電的智能電網展區,發現智慧電表的普及度真的很低。加上台灣使用Alexa等智能家居的族群其實不多,其實也反映出物聯網在技術上、應用上、以及普及度上,還有很長的路要走。至於我看不看好物聯網的發展呢?答案我想從字裡行間應該就看的出來了。


https://bit.ly/3synazD
https://www.foodiggity.com/a-toaster-that-will-print-the-weather-report-on-your-toast/
https://www.link-labs.com/blog/nb-iot-vs-lora-vs-sigfox
https://www.synopsys.com/designware-ip/technical-bulletin/ai-edge-computing-5g-iot.html
https://ieeexplore.ieee.org/document/4374241
https://standards.ieee.org/project/2668.html




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※ PTT 留言評論
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 165.132.5.143 (韓國)
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※ 編輯: yoche2000 (165.132.5.143 韓國), 03/31/2021 17:33:02

primotore 03/31 17:33$TUYA

Eide 03/31 17:47實務經驗之前只有NB-IoT穩,其他拉基

誒目前是這樣沒錯 我們的專案也是用NB-IoT比較多

※ 編輯: yoche2000 (165.132.5.143 韓國), 03/31/2021 17:49:22

a9564208 03/31 17:54物聯網玩了一陣子,終歸是沒殺手級應用

a9564208 03/31 17:55玩玩B2B還勉強有人買單,B2C直接死去

a9564208 03/31 17:56然後物聯網裝置佈建最麻煩的是換電池

eemail 03/31 18:09萬物連網就是說殺手級的家用機器人還沒出來 所以才

eemail 03/31 18:10要萬物都連 要不然叫機器人去做不就好了@@

Rin5566 03/31 18:33U文

csaoesc 03/31 18:54

tzuwweii 03/31 20:49好文推推

a125g 04/01 01:00

neone 04/01 01:02好文推

mdkn35 04/01 07:59其實最重要的是感測器跟演算法

jimjim95135704/01 08:53

kyova 04/01 20:12專業文推,雖然沒有很懂XDDD 推薦幾隻股票,美股也

kyova 04/01 20:12可,這樣鑽研動力更大XDDDD