连接设备将如何重塑物联网生态系统？

　　当智能家居竞争对手Apple、Amazon、Google和IKEA同意在物联网技术上进行合作时，这决定预示着市场情绪的结构性变化。在确定Matter协议时，他们将连接多供应商智能家居设备的共同利益提升到了专有和“ 围墙花园 ”策略之上。企业和工业物联网领域也出现了类似的动态。在这里,数字孪生和预测分析是形成共识的关键技术障碍。在这两种情况下,来自物联网设备和物联网平台的物联网数据流都是基础。

　　虽然连接设备是物联网数据的关键来源,但其全部价值将在可互操作的物联网系统中脱颖而出。最初,互操作性适用于混合和匹配来自多个供应商的设备的能力,如Matter协议的情况。随着时间的推移，互操作性将应用于跨操作和组织边界的数据共享。这就是相对简单的物联网设备将如何在整个经济领域产生深远的连锁反应。

　　包括多供应商设备、边缘网关、平台和业务应用在内的物联网系统将要求物联网设备具有更高的智能。系统工程也将获得更大的回报,以利用未来几代零能源传感器，以及来自6G系统联合通信和传感的新形式数据。

　　智能家居产业结盟

　　大约十年前,企业家和企业将注意力转向了智能家居市场。一位企业家对自己无人居住的房子漏水造成的水伤害感到沮丧，于是设计了一个监控系统的原型，然后在Kickstarter上发起了众筹活动，为这家初创企业筹集资金。在获得300万美元的种子轮融资后，SmartThings推出了一套家庭监控产品，随后在2014年被Samsung收购。大约在同一时间，Deutsche Telekom推出了QIVICON智能家居平台业务部门，在舒适、能源和安全等领域聚集了家庭设备供应商联盟。其目的是连接和组合由不同制造商制造的可控设备。

　　随着时间的推移,Amazon、Apple和Google等企业进入了智能家居市场,专注于语音控制和可编程命令。这些举措都没有充分激发市场活力。原因是,尽管消费者可以选择越来越多的家庭平板电脑设备,但仍然受到单一供应商系统的限制。这也意味着其必须处理管理多个子系统的额外复杂性,以实现一个完整的智能家居体验。

　　为了应对这些障碍,竞争对手的供应商在Matter协议背后结盟,该协议是连接家庭物联网设备的一种手段,无论制造商如何。这是行业的突破。其与技术竞争对手结盟,同时与IKEA等企业合作,后者更多地与家具和家用设备联系在一起，而不是物联网和通信技术。IKEA的参与和行业规模凸显了市场需求推动供给侧行业变革的力量。

　　工业物联网正在走向成熟

　　随着物联网系统在工业场景中司空见惯，市场需求开始在工业领域发挥类似的作用。在新冠疫情和供应链脆弱性的推动下，这种变化发生得很快。由于更容易访问物联网传感器和连接机器提供的实时数据，企业领导者现在更容易接受物联网解决方案，其体验到运营洞察力和更好的决策。

　　这些发展正在引发创新和价值主张的新浪潮。人工智能有助于决策，机器学习对模式识别很有用。它们共同使条件监测和预测维护应用更加自动化和广泛化。这些技术属于数字孪生系统家族。在这里,物联网数据是创建机器和相互关联设备网络的实时数字表示的基础。在其他可能性中，智慧城市的交通网络和废物处理系统也有应用。扩展现实(XR)头戴式耳机的创新应用将带来更多成果。这使技术人员能够互动,并体验机械维修程序。头戴式耳机和触觉传感器是物联网设备创新的其他例子，也激发了人们对工业化转变的兴趣。

　　与消费者和智能家居市场一样,解决方案提供商正在接受互操作性的需求。这涉及两个维度。第一个涉及混合和匹配来自不同供应商的设备和传感器的能力。例如,在经历了多年激烈竞争之后,竞争对手同意在低功耗广域物联网设备市场进行合作。确切地说,AXWINT和UABIZ同意整合其平台和生态系统，统一低功耗广域网解决方案。

　　第二维度适用于连接机器和传感器提供的数据。当数据跨部门和组织边界共享时，可以获得更好的决策和更大的价值。例如,跟踪易腐食品的质量取决于共享配送链中每个中间商的存储条件数据。供应链合作伙伴使用通用来源跟踪语言的能力是互操作性的另一种形式。

　　随着未来越来越多的关键业务决策自动化,工业用户将要求结合物联网和人工智能功能的系统具有更高的透明度和信息。例如,工厂管理人员不太可能在不了解自动状态监测系统的推理的情况下停止生产线。推理过程的透明度和信心依赖于更智能的物联网设备和传感器。这包括提供背景数据和测量数据。前者有助于用户衡量物联网数据点的可靠性。

　　物联网设备创新的影响

　　物联网设备的未来增长将受到受限设备的推动。这些设备体积小，处理能力低，能耗低，可以保持运行多年。研究人员已经在探索可以嵌入墙壁、桥梁和其他建筑物的无线传感器。这类设备的技术路线图将结合长电池寿命和对替代能源的依赖。有些将依赖于从射频源收集能量。其他将包括能源优化智能，以便物联网设备在需要发送或接收数据之前可以保持休眠状态。

　　一旦物联网设备被视为系统的一部分,设计人员将标准化系统工程技术，以优化数据有效载荷。一个实际的例子是物联网系统的设计，以便仅在发生变化时才传输伴随传感器读数的背景数据。发送更少的数据将节省设备的能源使用和使用寿命。

　　蜂窝行业的5G和6G路线图预计物联网系统和解决方案将大幅增长。用行业术语来讲,从与高带宽消费者应用相关的增强型移动宽带(eMBB)逐渐转向大规模机器类型通信(mMTC)或物联网。除了推动行业增长外，6G还有望提供新型物联网设备，结合通信和传感功能。这是无线电波用于通信的地方，也是绘制设备周围空间地图的地方。这种“更智能”的功能将有助于环境感知、定向和定位，从而提高物联网设备的价值。

　　语义互操作性使设备更智能

　　不可避免的是，物联网设备将需要变得更加智能，以最大限度地延长其使用寿命并增强传感能力。这将涉及物联网设备和系统技术的另一个步骤变化。具体来说，物联网设备需要一种可互操作的语言来表达其全部功能。这可以通过向传感器设计和通信中添加语义互操作性功能来实现。

　　这些新功能结合了标准化数据模型和通用服务功能，允许系统开发人员动态发现、查询和更新物联网设备。这方面的一个例子是智能应用引用(SAREF)本体。SAREF是在与业界密切磋商后开发的，其提供了一个共识共享模型，以实现智能设备的语义互操作性。SAREF使来自多个供应商的设备能够相互通信。前三个SAREF本体包括能源、环境和建筑领域的变体。随后的规范涉及智慧城市、工业和制造业、智能农业和食物链领域。SAREF标准运行在oneM2M技术标准体系之上，为物联网设备、平台和应用之间的数据共享提供通信和互通框架。

　　随着用户获得操作物联网系统的经验,其要求可能会激励供应商通过标准化调整其解决方案。正如蜂窝通信业所证明的那样,这是实现大规模发展的途径。未来将有数十亿台物联网设备连接，这只是冰山一角。其无形质量代表了支持连接性、数据通信、语义互操作性和决策透明度所必需的基础设施。标准化使所有工作更容易协同工作。随着设备变得更加智能，任何供应商的任何设备都可以被任何应用发现和使用，物联网设备革命将会发生。