無論是IDC或是其他市調單位的預估都相當令人振奮，不是嗎？物聯網(IoT)這個讓各個產業都相當興奮的關鍵詞已逐漸在生活周遭、工廠、城市或商業區實現，2017年甚至被認為是物聯網應用市場發展起飛的一年…

　　市調機構IDC預測，2017年全球物聯網(IoT)市場規模將超過9,300億美元，較去年增加1,000億，今年并有機會挑戰破兆。3年后，預計市場將達到應用爆發期，規模更將翻倍成長達1.46兆美元。另外，全球物聯網裝置數量成長更快速，5年內將翻漲3倍，2015年全球物聯網裝置數量已有121億個，預計2018年將超越手機，未來3年，全球物聯網裝置總數亦將累積高達300億個。

　　相信，無論是IDC或是其他市調單位的預估，都相當令人振奮，不是嗎？物聯網這個讓各個產業都相當興奮的詞，已開始逐漸在生活周遭、工廠、城市或商業區實現，2017年甚至被認為是物聯網應用市場發展起飛的一年。但不可否認的是，仍有許多業者“不甚理解”物聯網究竟該做什么，更也遑論在物聯網市場中，能像市調機構所預測，攢到好幾桶金。《電子工程專輯》(EETimes Taiwan)與《電子技術設計》(EDN Taiwan)共同舉辦的TechTaipei——“2017智慧互連與嵌入式應用研討會”，邀集業界關鍵廠商為403位與會來賓解惑。

　　究竟要實現物聯網，必要的條件是什么呢？
某媒體副主編指出，物聯網中的“聯”字，許多業者會使用“連”，但若是談到物聯網真正的意涵——萬物相連并結合，則使用字義帶有結合的“聯”這個字，才能貼近物聯網世界所要表達的真義。

　　另外，除了萬物相結合，物聯網千萬也別變成“誤聯網”或“惡聯網”。連接到不正確或是帶有惡意的網路，也會失去物聯網真正的涵義。

　　以說文解字的方式定義物聯網的意義之后，恩智浦(NXP)大中華區MICR行銷經理黃健洲進一步說明實現物聯網的必要條件為何。他表示，實現物聯網的必要條件業界討論相當多，可從物聯網的發展挑戰開始探討。

　　現階段，業者遭遇的物聯網挑戰包括：如何使開發環境維持一致性，而非片段；如何做到最佳化的安全性，以及如何能讓產品進入量產階段。黃健洲認為，要克服這些挑戰，并將物聯網轉化為可實現的商品或可用之物，感測器、處理器或微控制器(MCU)，以及連網技術，即為不可或缺的關鍵。

　　不僅如此，物聯網架構中，從最前端感測器到后端處理中心整體的安全性，以及物聯網應用服務平臺，也須相當重視，才能打造一個完整、便利且能吸金的物聯網應用架構。

　　無線通訊技術相輔相成
物聯網架構中，有線及無線通訊技術絕不可少，否則無法將萬物相結合。而在物聯網的應用場域里，主要的通訊技術會是以無線通訊技術為主，因為許多深山野嶺，或是具危險性的地區，無法鋪設有線網路，也因此，給予各式各樣無線通訊技術“出頭”的機會。

　　黃健洲指出，物聯網架構內的無線通訊技術相當多，但彼此間各有所長，業者可依自己的物聯網應用特性進行評估，選擇最適合其中一種或多種無線網路。目前各類無線技術各自占據的山頭，可以大略區分為：工業——以ZigBee為主、消費性電子——Wi-Fi或藍牙(Bluetooth)、家電——Thread，個人認證方面則是近距離無線通訊(NFC)較強勢。

　　除上述無線通訊技術外，近期還有些無線通訊技術也應物聯網而生，如使用sub-1GHz頻段的LoRa。Microchip資深應用工程師張益洲表示，LoRa為基于線性擴頻調變的網路實體層，其實體層支持遠距離通訊的網路協定和系統架構，即可組成LoRaWAN網路，不僅具備低功耗特性，還能擁有較長的傳輸距離。

圖1：根據應用需求比較各類物聯網無線通訊技術

　　LoRaWAN具備兩種網路架構：一為使用者自行架設閘道器(Gateway)及云端(Cloud)即可運作；另一種則是須和電信營運商合作，可布建范圍更寬廣的LoRaWAN網路。張益洲說明，“目前臺灣業者大多選擇可自行建置網路的LoRaWAN架構。”

　　Silicon Labs臺灣區總經理寶陸格認為，ZigBee技術推出之時，許多特性受到業界的矚目，不過要將裝置接入ZigBee網路得經過很多的設定，不夠友善，因此采用的數量不多。然而，ZigBee Alliance亦持續改進ZigBee，最新的ZigBee 3.0標準采用開放式系統架構(OSI)模型，將網路架構的各層定義清楚，但網路層、傳輸層、對話層(Session Layer)與展現層(Presentation Layer)卻不是走IPv4/IPv6網路架構，以至于會出現不相容的問題。

圖2：支援多重網際網路通訊協議物聯網應用情境

　　為“修補”ZigBee的不足，Thread在兩年前現身。寶陸格強調，Thread是基于IP架構的網狀網路，與ZigBee最大的不同是，使用者可自行定義應用層。但ZigBee Alliance亦制定完整的ZigBee應用層架構，為了避免“浪費”，Thread Group將ZigBee應用層進一步IP化，并架構在Thread網路上，使Thread網路擁有從上到下完整的架構，而這樣完整的Thread網路，ZigBee Alliance將其命名為“dotdot”。無論是Thread或是dotdot網路皆可望在智慧家庭應用中，擁有一片天。

　　此外，針對工業應用，已并入亞德諾(ADI)的凌力爾特(Linear Technology)則是推出自有的Dust網路。該公司市場應用經理陳柔文表示，根據統計，2025年全球物聯網市場產值將有60%落在工業領域，但工業與家庭應用的需求大不相同，因此不能以家庭物聯網應用的無線技術直接套用在工業市場，必須有更多“堅持”。

　　工業領域對于精準度與可靠度相當要求，亦需長距傳輸能力。而Dust與LoRa、ZigBee或Thread網路底層都建基于802.15.4標準，惟在網路上層設計有所不同，使Dust能夠將傳輸距離擴展至1,200公尺，并具備低功耗、低成本與簡易安裝特性，且維持較佳訊號穿透性表現。

　　不過，每一種物聯網應用并非仰賴單一無線通訊技術就足夠。寶陸格以智慧家庭為例，家電的總控制裝置可能是由一個嵌在墻上的總控制器執行，這些都可以Thread技術相互連結，但消費者的行動裝置如智慧型手機、平板裝置也會身兼控制中心，這時就需要利用行動裝置標準配備的Wi-Fi或藍牙透過閘道器與Thread介接。

　　因此物聯網應用中的無線通訊技術，設計師不僅要考慮應用中需要導入那些無線技術，也須留意各無線技術在各國開放的頻段也有差異。例如sub-1GHz各國開放的頻段，日本310MHz、中國大陸470MHz、歐洲433MHz~868MHz，臺灣則是915MHz。