年度盘点|物联网2020年回顾:十大重要进展

年度盘点|物联网2020年回顾:十大重要进展,第1张

导读新年伊始,在2020年受疫情影响的大环境下,物联网也迎来了更多充满戏剧性的挑战与变革,在疫情爆发后,各地采取的一系列措施及发生的这大大小小的的事件背后,多多少少都有物联网的身影,为此,在这里小编整理了相关报告后,和大家说说2020年物联网在全球的主要进展,分享给大家以供参考和借鉴!下面我们一起来看看物联网2020年回顾:十大重要进展。

Part I: Covid-19对IoT 2020的影响

受疫情影响,公众对物联网的兴趣下降了15%

人们通过Google搜索“物联网”话题的频率在2020年骤然下降。自2020年3月疫情大流行以来,这一下降比例达到15%;此后,“物联网”话题搜索量一直保持相对稳定并处于较低水平,也没有回升迹象。物联网显然不像其它话题那样在公众中扮演重要角色,例如:在同一时间范围内,公众对游戏的搜索兴趣猛增了约65%、对“在家工作”的兴趣增加了104%、对“失业救济金”的兴趣猛增了250%。在对3000多个财报电话的分析显示,在2020年第二季度,“IoT”一词的使用量呈类似下降趋势。但是,有关物联网,尤其是“工业物联网”的讨论在第三季度又重新开始。

尽管疫情大流行,但2020 IoT市场仍然强劲

尽管Covid-19疫情不断,并且
2020年全球GDP下降了5%,物联网市场在2020年仍在增长(无论是支出规模还是连接设备总数)。虽然有少量物联网项目因各种原因(如在封锁期间无法建立基础设施)而停止或推迟,但大多数物联网项目在2020仍在继续。

事实上,2020年是智能设备的一个拐点——活跃的物联网连接数量(例如:连接的汽车、智能家居设备、连接的工业设备)等,有史以来第一次超过了非物联网连接的数量(例如:智能手机、笔记本电脑和台式机)。目前全球有217亿活跃的连接设备,其中54%(117亿)是物联网设备连接。到2025年,预计将有超过300亿个物联网连接,即地球上几乎每人有4个物联网设备。

十余个物联网主题随疫情加速发展

物联网在应对疫情中起着至关重要的作用。一些以物联网为中心的用例在帮助世界应对疫情方面发挥了(并将继续发挥)重要作用。最值得注意的包括工作场所、医院和其它基于物联网的接触者追踪(例如:Concept
Reply的跟踪和定位系统),以及整个疫苗供应链中的产品跟踪和验证(例如:Controlant)。

对2021年的前景持谨慎乐观态度

进入2021年,物联网技术的整体情况,看起来很乐观。人们普遍认为,任何因Covid-19对业务的负面影响都将在2021年逐渐消失,新的“数字化转型浪潮”将推动物联网市场的发展。企业将加速发展的主题之一是“新技术支持的商业模式”,其中许多新的商业模式将由互联的物联网产品来实现。企业关注的另一个主要主题是“人工智能”。

Part II: IoT 2020十大进展

最大的物联网新势力:小米

2020年1月,来自中国的电子制造商小米宣布计划在未来5年内至少投资72亿美元用于5G和人工智能(AIoT)。新的推动包括对智能电视、无人机、电动滑板车、空气净化器、路由器、安全摄像头等一系列消费和企业物联网设备的重大投资。

物联网在对抗Covid-19中的最大贡献:挽救生命

在2020年初,物联网行业没有人能够预见到,IoT技术将在这一整年中为拯救生命而扮演重要角色。伦敦帝国理工学院于2020年6月进行的一项被广泛引用的研究估计,在第一波Covid-19大流行期间,社交距离仅在欧洲就挽救了300万条生命。虽然这些被挽救的生命大多可以归功于人们只是待在家里、戴上口罩和避免接触,但物联网技术无疑在一些情况下阻止了进一步的传播。

许多物联网厂商竞相推出社交距离工具(包括BoschIO的工作场所隔离和联系人追踪解决方案,Software AG和Dell的Smart Social
Distancing解决方案,或Concept Reply的追踪和定位系统等)。

位于德国莱比锡的Goebecke面包店只是使用这种解决方案的众多企业之一。该企业老板介绍,工作场所的音频提醒和对员工数据的分析能力,都使员工更加谨慎、意识更强,这些员工随后变换了各自之间的距离。

最近,用于Covid-19的物联网的重点已经转移到疫苗供应链监控上,以确保疫苗安全交付,不发生产品丢失、篡改或变质。例如,辉瑞公司(Pfizer/Biontech)选择了冰岛的初创公司Controlant来监控其Covid-19疫苗的配送。

加速最快的物联网垂直领域:医疗保健

多年来,由于行业的高度规范性以及缺乏对医疗数字化的支持和紧迫性,在医疗环境中实施物联网项目被证明是很麻烦的。

现在,越来越多的证据表明,Covid-19已经导致了医疗保健领域的数字化爆炸,特别是在医院。美国食品药品监督管理局(FDA)在2020年5月发布了多项临时政策,以在2020年支持数字化工具。德国在2020年10月首次允许医生开出针对特定疾病的数字健康应用(例如,一款有助于治愈焦虑症的应用)。

在大流行期间激增的应用之一是“远程医疗”,即医生通过视频会议治疗患者。医生报告说,远程医疗通常被视为只是迈向数字诊断的第一步,它依靠物联网设备从远处诊断病人。数家医院于2020年开始进行试验。2020年12月,一名伦敦外科医生在加利福尼亚用5G技术对香蕉进行远程手术的视频在网上疯传。

2020年最大的物联网融资:Samsara

Samsara又成功了。2020年5月,在第一次Covid-19大封锁期间,该公司又筹集了4亿美元,旨在进一步扩大其工业物联网业务。本轮融资对该公司的估值为54亿美元,较2019年投资时估值下降14%。首席执行官Sanjit
Biswas在宣布这轮融资时,还宣布裁员300人(占劳动力的18%),这是由于Covid-19对关键垂直运输系统的影响。

2020年值得注意的顶级投资(与物联网相关)包括:

最重要的技术标准化:5G Release 16

2020年7月,3GPP标准机构达到了一个重要的里程碑:发布版本16,这是5G技术的第二套规范,也是5G
IoT的关键一步。构成版本16的一套新规范包括对“超可靠、低延迟通信”(eURLLC)、定位功能以及对TSN(时间敏感网络)的支持等方面的重大改进,所有这些方面对于各种物联网用例的物联网连接都非常重要,尤其是对于高端应用,如工业物联网领域的应用。此外,版本16还可以在新的5G核心网上部署和管理NB-IoT和LTE-M技术,使5G网络可以通过这些技术管理大规模和低复杂性的物联网。当前,全球约有2亿个IoT连接使用NB-IoT
/ LTE-M的产品。预计,面向高端应用的5G物联网将在2022年及以后兴起。

最著名的新流行语:AIoT

多年来,人们一直认为,物联网的真正价值可以通过应用于物联网数据流的AI/ML算法来解锁。因此,事后看来,“AI + IoT=
AIoT”在2020年出现并成为一个新流行语也就不足为奇了。在2020年12月,Google对这个话题的搜索量大概比12个月前多了70%。有趣的是,这个词似乎起源于中国(而不是像“
IoT”一词起源于美国)。华为和小米以及台积电(TSMC)这几年一直在推崇人工智能物联网的概念,即人工智能和物联网的融合。

2020年,许多“非中国”公司在品牌推广工作中都使用了这个术语。美国工业软件提供商Aspen Technology于2020年8月宣布了其新的工业40
AIoT
Hub,瑞士网络安全公司Wisekey于2020年9月推出了以AIoT为中心的新数字战略。在2020年推崇这一术语的公司的其它例子包括总部位于新加坡的ASM
Pacific Technology和总部位于美国的分析软件提供商SAS。

最大的物联网相关收购:Nvidia-ARM

2020年9月13日,英伟达宣布有意收购ARM,这是迄今为止最大的半导体交易,估值400亿美元。除了是最大的半导体交易外,此次收购有望为AI&边缘物联网带来新的技术创新。英伟达收购的主要业务板块是ARM的处理器IP,其中也有重要的IoT成分,尤其是边缘计算。ARM的IoT产品&服务集团(ARM的Pelion
IoT平台、MbedOS、SoC解决方案/安全、KigenSIM解决方案)将不参与此次交易。如果这笔交易获得监管部门的批准,可能会出现这样一种情况:中国企业永远得不到ARM的技术。这可能会进一步造成美中贸易关系的不平衡,从而使美国在半导体知识产权市场占据主导地位。

2020年的重要收购(与物联网相关)包括:

最雄心勃勃的新物联网连接技术:Amazon Sidewalk

2020年11月,亚马逊通知Amazon Echo设备和Ring安全摄像头的客户,Amazon
Sidewalk将很快推送到他们的设备上。Sidewalk是一个雄心勃勃的项目,旨在创建一个邻里共享的网络,让宠物或资产追踪器等物联网设备,即使在家庭Wi-Fi网络中断或超出范围时也能连接到互联网。这是通过将不同的Wi-Fi网络连接成一个低带宽网络,供不同用户的物联网设备使用的技术。

2020年9月,LoRa低功耗标准幕后的芯片公司Semtech宣布已与亚马逊建立合作伙伴关系,以合作构建网络;几个月后的12月,据报道LoRa联盟正在洽谈,也将加入并支持Sidewalk,使用开放的LoRaWAN标准,该联盟及其500多家成员公司都支持该标准。

最重要的政府举措:美国物联网网络安全改进法

2020年12月,《物联网网络安全改进法案》终于签署成为美国法律。其中,该法律要求美国国家标准与技术研究所(NIST)定期(至少每5年一次)更新物联网安全标准和指南。专家们希望,该法律能够促使制造商在设计物联网设备时考虑到一些网络安全功能(例如:使用安全编码实践、提供足够的认证、定期给设备打补丁)。

最大的IoT 2020 IPO:C3ai

2020年12月9日,C3ai上市(在纽约证券交易所交易,股票代码为“AI”)。C3是一个真正的物联网成功案例。该公司由美国亿万富翁Tom
Siebel于2009年创立,他因创立Siebel Systems公司而闻名,2006年1月该公司出售给甲骨文。C3ai最初叫C3
Energy,主要专注于电网、电表和公用事业的数字化,该公司后来(2016年)品牌更新为C3IoT,并将其关注点扩大到能源之外,作为一个横向物联网平台。近年来,该公司强调通用分析和人工智能能力,这也是为什么该公司再次将品牌重塑为C3ai。今天的C3ai声称它可以从5700万个传感器读取数据,但Siebel明确表示,重点是AI(包括非IoT应用)。2020年12月上市至今,股价已较开盘价飙升超过40%,估值近140亿美元(截至2021年1月8日)。

以上就是小编今天给大家整理分享关于“年度盘点|物联网2020年回顾:十大重要进展”的相关内容希望对大家有所帮助。小编认为要想在大数据行业有所建树,需要考取部分含金量高的数据分析师证书,这样更有核心竞争力与竞争资本。

本人毕业于东北农业大学,曾为电气与信息学院物联网工程专业的一名学生。

物联网工程专业是高等学校本科专业,属于计算机类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位

该专业要求掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及和物联网相关的计算机、通信和传感器的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

下面从专业知识、发展前景、就业方向等几个方面介绍物联网工程专业:

  1专业知识

物联网工程专业隶属于计算机类学科,是计算机专业的一个分支,随着万物互联时代的到来,物联网工程专业越来越受到大家的关注。该专业所学的知识与计算机科学与技术、软件工程、大数据等都有相通的部分,其中公共课部分包括:高等数学、离散数学、线性代数、概率论、大学英语、大学物理等,专业课部分包括:数据结构、计算机组成原理、计算机网络、计算机 *** 作系统、C语言、Python、JAVA、数据库等,特色专业课有:数字电路、模拟电路、单片机、通信技术、物联网控制、传感器网络等。该专业的课程非常丰富,老师教的课程也比较有趣,是集合计算机硬件和软件知识的一门学科。

学习该专业,课时任务要比学习计算机科学与技术要轻一些,而且对待代码的要求也不如纯学软件那么高,学生仅需熟练掌握一门语言即可,我本科时候掌握的是C语言,经常用C语言编译STM32单片机和51单片机,当然也玩儿过其他单片机,但是这两款是主要的。

我个人认为该专业是比较适合对硬件感兴趣的学生的,如果有浓厚的兴趣,那么学习该专业会非常有乐趣,每天看着传感器,学习搭建一套完整的系统,那是非常快乐的一个过程。

  2发展前景

当前,物联网(IoT) 结合 5G 和云计算等新兴技术,物联网可以提高运营效率、降低成本、改进决策并增强客户体验,可以成为各个行业数字化转型的关键推动因素。

其主要发展前景为:

(1)5G技术。

例如联网汽车、预测性维护和医疗保健领域的可穿戴技术,将从 5G 中受益最大。5G 的超可靠、低延迟通信 (URLLC) 容量和对 TSN(时间敏感网络)的支持对于物联网的采用非常重要。

(2)健康科技

医疗保健行业长期以来一直抵制数字革命,远远落后于其他行业。Covid-19 大流行导致远程患者监护和医疗机器人等医疗物联网技术的迅速采用,这为物联网解决方案提供商开辟了巨大的数字化机会。

(3)物联网 (AIoT)技术

人工智能 (AI) 技术通常用于实时解释和响应一些人对机器和机器对机器的数据流。AI 和 IoT 两种技术的融合催生了 AIoT 的概念,即将 AI 技术嵌入到 IoT 组件中。将连接的传感器和执行器收集的数据与 AI 相结合,可以在边缘减少延迟、增加隐私和实时智能。这也意味着需要在云服务器上发送和存储的数据更少。

  3就业方向

物联网就业方向主要有:面向物联网行业,从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护等。

主要岗位包括:物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。

总之,我觉得物联网工程是一个比较好的专业,是比较适合未来发展的。

本人毕业于东北农业大学,曾为电气与信息学院物联网工程专业的一名学生。

物联网工程专业是高等学校本科专业,属于计算机类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位

该专业要求掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及和物联网相关的计算机、通信和传感器的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

下面从专业知识、发展前景、就业方向等几个方面介绍物联网工程专业:

1专业知识

物联网工程专业隶属于计算机类学科,是计算机专业的一个分支,随着万物互联时代的到来,物联网工程专业越来越受到大家的关注。该专业所学的知识与计算机科学与技术、软件工程、大数据等都有相通的部分,其中公共课部分包括:高等数学、离散数学、线性代数、概率论、大学英语、大学物理等,专业课部分包括:数据结构、计算机组成原理、计算机网络、计算机 *** 作系统、C语言、Python、JAVA、数据库等,特色专业课有:数字电路、模拟电路、单片机、通信技术、物联网控制、传感器网络等。该专业的课程非常丰富,老师教的课程也比较有趣,是集合计算机硬件和软件知识的一门学科。

学习该专业,课时任务要比学习计算机科学与技术要轻一些,而且对待代码的要求也不如纯学软件那么高,学生仅需熟练掌握一门语言即可,我本科时候掌握的是C语言,经常用C语言编译STM32单片机和51单片机,当然也玩儿过其他单片机,但是这两款是主要的。

我个人认为该专业是比较适合对硬件感兴趣的学生的,如果有浓厚的兴趣,那么学习该专业会非常有乐趣,每天看着传感器,学习搭建一套完整的系统,那是非常快乐的一个过程。

  2发展前景

  当前,物联网(IoT) 结合 5G 和云计算等新兴技术,物联网可以提高运营效率、降低成本、改进决策并增强客户体验,可以成为各个行业数字化转型关键推动因素

其主要发展前景为:

(1)5G技术。

例如联网汽车、预测性维护和医疗保健领域的可穿戴技术,将从 5G 中受益最大。5G 的超可靠、低延迟通信 (URLLC) 容量和对 TSN(时间敏感网络)的支持对于物联网的采用非常重要。

  (2)健康科技

医疗保健行业长期以来一直抵制数字革命,远远落后于其他行业。Covid-19 大流行导致远程患者监护和医疗机器人等医疗物联网技术的迅速采用,这为物联网解决方案提供商开辟了巨大的数字化机会。

  (3)物联网 (AIoT)技术

人工智能 (AI) 技术通常用于实时解释和响应一些人对机器和机器对机器的数据流。AI 和 IoT 两种技术的融合催生了 AIoT 的概念,即将 AI 技术嵌入到 IoT 组件中。将连接的传感器和执行器收集的数据与 AI 相结合,可以在边缘减少延迟、增加隐私和实时智能。这也意味着需要在云服务器上发送和存储的数据更少。

  3就业方向

物联网就业方向主要有:面向物联网行业,从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护等。

主要岗位包括:物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。

总之,我觉得物联网工程是一个比较好的专业,是比较适合未来发展的。

要说现在工业通讯领域最热门的技术,那一定是非TSN莫属。其实,TSN(Time Sensitive Network)时间敏感型网络是一个最新的但却并非陌生的技术,那TSN究竟是什么样的网络呢?为何TSN会被认为是未来工业通讯的统一标准呢?TSN会替代现在的各类实时工业以太网吗?……

面对这些问题,CE China的老石和B&R的老宋开始了一场刨根问底式的对话,希望能让你对TSN有一个全面正确的了解。

1TSN是时间敏感网络的意思,时间敏感是什么意思?其他网络对时间不敏感吗?有衡量指标吗?

答:说实话,最初在2016年贝加莱总部介绍TSN的时候,我觉得这似乎不像是一个工业自动化领域的技术,因为像PROFINET、POWERLINK、EtherCAT等工业网络已经可以达到比较高的实时性指标,而且好像也极少遇到什么当前100μS循环周期搞不定的案子,工业网络讲 “Determistic”,即确定性网络,因为控制是基于“等时同步”的,工业领域早已实现“时间敏感”。因此,就个人而言当时觉得这个词是IT的人不了解工业而开发出来的网络,因为TSN的最初描述是为以太网赋予“确定性”、“实时性”传输能力,这是因为标准以太网是没有这个能力的,但是,实时以太网有这个能力。

那么,问题的关键在哪里?TSN最关键的目的在于“同一”网络的数据传输,即,周期性的控制通信需求和非周期的数据在同一个网络中传输,才是TSN的核心诉求。

因为现在的IT与OT融合过程中会遇到非常大的问题,即,周期性数据和非周期性数据往往需要通过两个网络传输,因此,你会发现控制器各家都是两个网口,一个实时以太网,一个标准以太网,一般实时网络用语机器与系统控制,而标准网络用于管理级信息的传输。

通常,衡量网络的QoS(Qualityof Service)指标包括循环周期、延迟、抖动这几个指标,一般来说,硬实时会在百微秒这个级别的刷新,抖动控制在几十个nS这个级别,延迟在微秒级。没有特别的官方定义实时性,因为,应用场景不同。

2 TSN特点之一是实时性高,我们以往的现场总线、实时以太网不也有这个特点吗?相比这些TSN在实时性方面也有优势吗?

答:尽管TSN的关键诉求在于“同一”网络的传输,但经过研发人员的设计,其调度机制也允许获得较高的实时响应能力,目前贝加莱已经开发的千兆以太网的TSN测试下来抖动在50nS(抖动通常描述的是最差情况),可以达到的最快周期是在10μS级,‍因此,对于现有的工业控制而言,TSN的实时性是完全可以保障的。

和目前主流的实时以太网比TSN显然性能更高,据贝加莱总部的千兆测试数据显示高了18倍的整体性能(其测试是按照节点数、数据负载不断增加然后取性能的均值)。

3 TSN是如何实现时间敏感的呢?它是在标准以太网标准上做了哪些修改吗?

答:TSN本身是一系列的标准,它包含了时钟同步、数据调度与网络配置三个方面的关键标准,TSN仅指数据链路层的标准,这一点必须阐明,它可以采用IEEE8023的以太网或IEEE8023cg的标准网络来实现物理层,而数据链路层采用了桥接网络,以及不同的数据流调度的策略,也就是Shaper-整形器,比如CBS基于信用的整形器、Qbv-时间感知整形器TAS、CQF-周期性排队与转发、ATS-异步传输整形器。想了解这个就得了解以太网本身是怎么传输的,然后就明白TSN主要是在Transmit Selection这个地方进行了策略调度机制的设计。

4TSN这两年在工业界越来越火,这个TSN源自哪里,是咱们工业界独有吗?其他行业也叫TSN吗?全球谁在主导这个标准啊?

答:TSN并非是源自工业界,TSN最早是在音视频传输领域,后来在 汽车 领域于2012年成立IEEE8021Q工作,而到工业已经是2015年的事情了,成立了IEEE8021 TSN工作组。

在 汽车 工业里他们一般称为AVB-Audio Video Bridge,是由IEEE8021Qav、IEEE8021AS和IEEE8021Qat(已经作为IEEE8021Q的基础标准)构成。

在航空航天领域也有大量时间敏感型网络应用,他们可以称为AS6802,而在工业领域,IEC和IEEE合作,成立了IEC60802工作组用于实现TSN网络的互 *** 作性标准制定。

目前TSN的推动组织是Avnu,包括IIC、OPC UA基金会也加入了推动这项技术的工作,他们会和主要的Shaper厂商共同推动TSN技术的发展。

5 TSN今后是要成为标准以太网协议,而且比以前的标准以太网协议先进,那是否意味着今后民用商用工业用的以太网协议都会成为TSN?

答:TSN是一项VLAN技术,即Vitural Local Area Network,这显然定义了它是一个局域网,并且是一个虚拟的局域网,它不必一定成为商用和民用的所有通吃的标准,TSN域和非TSN域的区别在于VLANID,即,进入TSN网络会被交换机给打上VLAN标签,然后借助于TSN机制在该网络中传输,但离开了TSN网络的时候,这个VLAN标签会被去除,它也可以变为一个标准以太网帧被传输。因此,TSN交换机会和普通交换机一起工作没有问题。

因此,商业或民用网络并不是必须要变为TSN网络,这完全取决于应用本身的需求,尤其是经济性指标,因此,如果没有特殊的实时性需求的话,倒没有必要,目前TSN网络看来聚焦在工业级IoT应用比较多。

6 为何这两年突然TSN就受到业界这么多人的关注?它能解决哪些现在解决不了的问题吗?

答:TSN火的原因就是大量的物联网应用需求产生的,因为,你必须考虑周期性和非周期性数据的同一网络传输问题,带宽的需求较之以往更大。

你可以看到这个图中,描述了几个场景:

(1)音视频同步:其实,如果你看中央电视台,你看到播音员的口型和语音会出现不同步—这也属于质量问题,因为音频和视频没有同步,或者像大剧院里的音箱,你想想如果他们不能实现同步,就会出现重复的声音,也属于数据传输质量的问题。

(2)ADAS,相对于传统的 汽车 而言,ADAS会需要多个激光雷达(比如前后三个),包括安全系统,这些更多的传感器都会带来带宽的需求较之以往更大。

(3)AR/VR、机器视觉:这些技术在工业场景更多的使用都会让带宽的需求变大。

因此,TSN是有实际的需求的,连接变得更为广泛,则需要更大的网络容量传输能力。

7 既然具有时间敏感特点的以太网络有这么多优点,那么为何在早先的标准以太网推出时没有考虑做成时间敏感呢?为何现在就要加上时间敏感?是原先没有想到吗,还是原来的技术实现不了,或者是成本太高等其他原因?,

答: 90年代大众来中国投资建 汽车 厂的时候,中国的高速公路才刚开始,包括现在很多老的小区都没有足够的停车位,谁会料到今天 汽车 如此普及呢?

同样道理,在你不需要这项技术的时候,你是不会真正有动力去开发这样的技术的,因为如果没有人用,这些研发投入就失去意义了,因此,任何技术的流行都会需要时间,而且,就目前而言,TSN都还没有到它真正爆发的时候,因为,对互联的需求也就最近几年才刚开始,大量的工厂实际上还处于单机生产的阶段。因此,TSN现在已经处于未雨绸缪的阶段,因为大数据应用仅在局部开始,而并非进入爆发期。

当然,你说的没错,要实现TSN这样的网络的确需要非常大的技术投入,因为它的复杂性是超过现有的网络的,就像时钟同步就比IEEE1588有可靠性方面的需求,调度机制也更多样灵活,这些都是需要芯片处理包括千兆以太网处理芯片、传输电缆、交换芯片等,这些都是成本,而只有面临巨大的市场机会,芯片厂商才会有动力去投入研发。 现在大量的芯片厂商投入其中也是因为看到其广阔的未来-这些投入会让TSN变得更为易用而低成本--TSN潜在的规模使得它较之以往的网络更具竞争力。

8 截至到目前,关于TSN的相关产品研发、测试床,支持的厂商等最新进展是什么样的?

答:目前TSN有几个重要的测试床推动者,一个是德国的LNI-就是工业40组织的测试床,一个是在IIC的测试床,还有一个就是由华为ECC组织的测试床,贝加莱在三个组织中都积极的参与了Testbed的建设。

目前,主流的自动化厂商都发布了各自的TSN产品或者测试产品,像B&R在2017年SPS发布了TSN产品,而SIEMENS在2018年汉诺威展发布了Profinet over TSN的产品,2019年三菱发布了CC-Link IE TSN产品。华为、TTTech、CISCO、MOXA、赫斯曼等厂商也发布了TSN交换机产品。

9 虽然TSN这两年火热,几乎所有人看好和支持,那为何从实际产品上还并不多见,或者还没有批量生产和销售,正式工业应用几乎没有,主要卡在哪里呢?预计到什么时候,TSN会开始真正落地应用?

答:看来,你比用户更着急,但是,工业产品一般生命周期都比较长,就像CAN总线、Modbus现在还在用一样,实际上,它并没有想你想象那么慢,相对于过去的总线从概念、局部应用、大面积成熟应用的时间而言,TSN的发展算是比较快的,因为你要知道TSN面向工业的工作组2015年底才成立,2016年9月才召开Shaper的启动会议,因此,你能够在2018年看到这么多公司推出产品已经算是非常快的了。

TSN在2019年包括像现在已知的贝加莱、三菱都会有批量化产品推出,工业产品不会像手机那么更新快,华为的P20 Mate Pro我还没买呢,P30就出来了,而工业产品一般生命周期都在15年以上,因为一台机床可能会用20年以上。

因此,其实TSN发展已经非常快了。

10 一个通信网络要实现TSN,需要哪些设备来构成或支持?相比其他网络,TSN实现起来会不会更加昂贵?

答:TSN是一个VLAN,因此它很多实现是在软件的层面的,需要具有处理这种时钟同步和调度机制的交换机,当然对于控制器而言,需要TSN的芯片支撑,具体的芯片成本我倒没有考量过,但是,事物发展的规律是具有共性的,成本一定是一个不断下降的过程,因为大量的采用就可以降低成本。

11 现在看到国外厂商TSN产品陆续发布了,但国内厂商还没有,那要如何才能开发一个TSN的主站或者从站或者I/O呢?成本高吗?

答:这一点倒不完全是这个情况,华为在这方面已经走在前面,他们的TSN交换机也已经开发完成了,不过也似乎尚未进入批量化阶段,因为华为会考虑更多的场景问题,因此,在整形器方面会有一些自己的设计,最近我写了关于TSN的整形器(Shaper),还请教了华为的两位专家,另外,MOXA也有TSN的交换机产品推出,还有一些大学、研究所、企业也推出TSN相关的技术测试产品,目前尚未正式发布。

目前提供TSN技术开发板的包括XILINX,以及TTTech和Intel共同推出的TSN解决方案、芯片厂商NXP、AD等也推出了TSN的开发与测试芯片及测试板。

12 现在实时以太网、现场总线在控制领域、特别是运动控制领域应用广泛,那TSN会取代这些协议吗?TSN和这些实时网络会是什么样的关系?

答:又需要强调一遍,就是TSN是在ISO/OSI架构的第二层,这意味着目前的TSN可以以各种形式出现,其实,以太网本身也是这个发展过程,比如Profinet就是Profibus over Ethernet,POWERLINK就是CANopen over Ethernet,那么,就会出现Profinet over TSN、CC-Link IE over TSN这些场景,这种设计往往是为了保持应用层软件的延续性,以确保现有的设备投资的可用性,而贝加莱则会选择OPC UA over TSN,原有的POWERLINK CANopen应用层会逐渐转向OPC UA,必须保持一个软件应用的延续性,这也是在较长的一段时间里,应用层保持,而数据链路层则逐步转向TSN的过程。从TSN目前所展示的性能而言,应对运动控制的任务也没有丝毫问题,一些厂商宣城将很快推出TSN的运动控制产品,贝加莱2019年推出IO和控制器,并计划在2020年推出基于TSN通信的运动控制产品。

这一点必须强调,对于任何工业应用而言,保持技术的稳定性、继承性是一种必须的考量,因此,技术的升级必须尽量的平滑过渡,对于用户同样如此,这是投资安全性的保障,因此,TSN短期内当然不会取代现有的网络,但是,在更长的时间里,TSN会成为基础的网络架构。

ISO/OSI模型很有意思,就是它使得各个层可以独立设计,包括物理层,目前的IEEE8023可以继续使用,当然也可以使用诸如PoE(Power onEthernet)、SPE(Single Pair Ethernet-IEEE8023cg)的物理层。

13 现在另外一个通讯技术5G也已经来临,5G也是以低时延、高带宽为最大特点,而且5G要最多的应用可能在工业上,那么TSN和5G会是一个竞争关系吗?

答:5G也有针对ULL(UltraLower Latency)的场景,但是,5G属于无线网络,在工业领域的应用,尤其是类似于运动控制这些应该还不会采用5G,但是,基于IIoT的应用中对网络的确定性评估可以承受的领域5G是可以使用的,另外,TSN也会有针对无线场景的标准。

因此,评估技术的应用前景主要看场景—他们肯定不会是竞争关系,而是相互补充。

14 对于TSN,也有些人认为现在是“雷声大雨点小”,那TSN标准的最新进展是什么样的?还需要解决哪些方面的问题从而来加速推进呢?现在技术发展那么快,TSN会不会中途又被新的通信技术给替代了?

答:其实,任何一项技术的核心驱动力是“经济性”,而技术推动必然有一个接受过程,市场需要培育,因此,TSN显然也不可能短期马上就会大量的应用,想想现场总线从开始到发展到顶峰实际上也经历了30年的时间,如果放眼整个产业的发展,TSN从2015年发展到今天已经算是非常快的速度了。

至于TSN中途会不会被新的通信技术替代,这个问题比较有意思,理论上来说,一切皆有可能,但是,任何技术都是来自于需求的,如果需求没有本质的变化,那么技术也就不会有本质的变化,如果需求就是网络的统一,那么无论是TSN还是说一个新的技术,同样是这个技术实现路径,而且通信技术不可能离开芯片、工业控制独立存在,因此,只会有TSN的升级,而很难有一个独立的技术替代它。

技术的发展有其必然性,既然大家看到了10年后的技术需求而开发TSN,那么它就会在很长一段时间内持续的发展。

至于更久的时间比如30年后会是怎样,我想大部分人都无法关注,因为,这个时候如果你敏锐的观察到30年后的网络的需求,然后研发30年后要用到的技术,你这家公司是活不到那个时候的。

15 如果未来一旦TSN在各个领域都普及了,是不是就是实现了所谓的工业物联网万物互联?

答:这个倒是值得期待,TSN正是致力于此,不过,万物是否一定是被TSN互联,那也未必,因为这个世界有太多的技术,就像刚才提到的5G,人类因为多样性才有意思,也因为有未知才值得 探索 ,TSN能不能实现万物互联并不重要,它只是一个技术,不用赋予它那么重大的意义,就像比尔盖茨所说“我们总是高估在一年或者两年中能够做到的,而低估五年或者十年中能够做到的”—短期看TSN似乎还没有到要广泛应用的阶段,但长期来说,TSN在 汽车 、工业互联网领域将是具有统治性地位的,不过它的最佳搭档是OPC UA,这两者的配合将会让工业有着天下一统的可能。

当然,在工业世界里,价值的创造不仅仅依赖于网络技术,而依赖于对客户价值的追求,包括软件的应用价值、人的创造力,没有这些,TSN发挥不了什么,它只是一个实现我们价值创造过程的工具—对于工业企业而言,价值仍旧来自于为客户解决问题,TSN会帮助我们。

智能空气净化器方案硬件搭配:

(1) 手机app软件:用户通过3G/4G/wifi连接云端,在手机端远程 *** 控家里的空气净化器

(2) 云端服务器:负责存储空气质量数据,以及执行用户的 *** 控指令

(3) 蓝牙+WiFi组合模块WG222:负责接收蓝牙模块透传过来的空气质量数据并上传云端

(4) 内嵌ble蓝牙模块的空气检测传感器:布置在各个房间里面,负责采集各房间的温度、湿度和空气质量度(pm25等)

方案概述:

将蓝牙+WiFi组合模块WG222接入智能空气净化器方案的主控制板电路中,内嵌ble蓝牙模块的空气传感器负责实时自动采集各房间的温度、湿度和空气质量度,通过ble蓝牙模块将数据透传给WG222的ble蓝牙部分,透传过来的空气质量数据再通过WG222内部的串口传给WiFi部分,WiFi部分负责上传空气质量数据到云端,手机app就可以通过3G/4G/wifi远程连接沟通云端,按自己的需求远程 *** 控净化器的加强或减弱等

方案整体应用框架:

该方案的优势:

(1)空气质量无线实时自动采集,在手机app可以实时查看

(2)去硬件按键 *** 作,全程手机app *** 控

(3)手机app查看家里空气质量,远程 *** 控净化器,即使不在家里也可随时 *** 控,方便省心

智能空气净化器解决方案应用场合:

(1)智能家居:关爱宝宝与长辈的身体健康,给家人一个洁净的空气

(2)智慧商场、博物馆:方便商场对净化机的管理与控制,减少人员 *** 作。

(3)智慧办公场所:改善封闭环境的空气质量,极大提高工作效率与员工健康

蓝牙+WiFi组合模块:

智能空气净化器方案的主体选用的是ble蓝牙+WiFi组合模块WG222,基于MT7697研发。模块拥有1x1 80211n双频Wi-Fi,蓝牙和电源管理单元。 还包含ARM Cortex-M4F MCU以及许多接口,包括UART,I2C,SPI,I2S,PWM,IrDA和辅助ADC,只需要一个外部33V电源即可正常工作。

蓝牙+WiFi组合模块

模块特征:

(1)处理器部分

具有高达192MHz时钟速度的FPU的ARM Cortex-M4 MCU

22个通用IO与其他接口复用

电压供应:33V±10%

(2)WiFi部分

80211 a / b / g / n

在24GHz频段5GHz频段支持20MHz,40MHz带宽

双频1T1R模式,数据速率高达150Mbps

自动信标监视/扫描

80211 i安全特性:预认证和TSN; 硬件加密引擎AES,DES / 3DES,SHA2,用于网络安全

基础设施BSS工作站模式/ SoftAP模式

(3)蓝牙部分

BLE蓝牙42

最大发射功率+10 dBm

BLE信标

模块尺寸:313mm 203mm 32mm

也有国产方案的WiFi+蓝牙组合模块LCS2028

LCS2028是一款小尺寸,低功耗,支持24GHz单频80211b / g / n ,蓝牙双模51的低成本串口WiFi+串口蓝牙组合模块,支持UART-WiFi -以太网数据传输。可以支持AP 和STA 双角色连接,并同时支持经典蓝牙和低功耗蓝牙连接。运行速度最高可到120 MHz 得32-bit MCU 以及内置的256 KB RAM,可以使得芯片支持云连接。

LCS2028 拥有丰富的外设,如PWM、I2C、UART、SPI、SDIO 以及IrDA。可以直接通过UART下载和烧录程序。LCS2028 可以提供当前收发器的收发状态指示,从而支持外部的PA 和LNA 扩展。

LCS2028 内嵌eFUSE 并支持FLASH 内的OTP 读写,可以用于提供唯一序列号、代码加密并保护调试接口安全。内部集成了真随机数发生器和安全模块,保证通信的安全和快速的身份验证和网络连接。

LCS2028 支持低功耗睡眠模式,MCU 可以进入睡眠状态,达到微安级的睡眠电流。LCS2028 支持的深度睡眠模式,可以在几个微安的电流下,运行32 位时钟,并可以被此时钟唤醒或者被任何GPIO 唤醒。

功能特性

符合 IEEE 80211b/g/n WLANs

集成经典蓝牙和低功耗BLE系统

蓝牙和Wi-Fi 共享天线和收发电路。

内部基于优先级的调度逻辑保证蓝牙和Wi-Fi 双连接的稳定并能够有效地共享空中资源。

80211 n(24 GHz),高达150 Mbps

AT Set,云服务器,应用程序

网络协议:IPv4,TCP / UDP / >

256 KB 内部RAM

2MB 内部Flash

256 Byte ~ 2 KByte OTP

Wi-Fi保护访问(WPA)/ WPA2/ WPA2企业版/无线网络连接受保护的设置(WPS)

六路高速10 位多通道ADC,并支持内部滤波到16 位

支持Station/Soft AP模式

符合RoHS(无铅)、FCC、CE认证标准

33V供电

24016032(mm)

模块优势

国产芯片方案,性价比更高;

SMD贴片封装,尺寸小巧,更易集成;

低功耗硬件设计和软件架构,功耗更低;

支持串口透传,契合物联网数据传输需求;

加速产品智能化设计,加快产品上市速度并降低开发成本;

可通过串口AT指令控制。

该组合模块应用:

BLE信标

蓝牙网关

可穿戴电子设备

Wi-Fi位置感知设备

安全ID标签

工业无线控制

智能家居

5G泛终端融合有五个驱动力,5G时代里,每一个市场都可能是长尾市场,在马太效应,我们可以看到有更多数字化平台。

文 | 通信产业报(网) 胡媛

11月5日,在2020中国5G终端全球创新峰会暨第八届中国手机设计大赛天鹅奖颁奖礼上,达闼 科技 副总裁葛颀表示,5G泛终端融合有五个驱动力,一是5G SA网络,二是AI即服务,三是5G消息MaaP,四是eSIM数据,五是数字化生产平台。5G时代里,每一个市场都可能是长尾市场,在马太效应,我们可以看到有更多数字化平台。

1950年,第三次工业革命开启,从规律上分,应该能延续到2050年。目前,业界的专家都在判断说第四次工业革命会提前到来,主要有两个重要因素,一个是5G,一个是人工智能。以5G和人工智能为代表的数字技术将会驱动人类 社会 从原子经济向比特经济的快速转型。

从GSA发布的全球5G终端报告来看,所有的5G终端里面,5G的多形态终端(泛终端)和5G手机永远是2:1。在9月底最新数据中,一共有444款,其中只有148款是手机,剩下296款全部是5G的多形态终端。葛颀认为,毫无疑问,5G有很多优势,但是我们要更深刻、更准确地去了解网络的能力和演进的放养,有几个关键要素是行业人士必须要关注的,比如open UPF、Open RAN、TSN、5G LAN。

第一、5G SA网络。 什么是网络切片端到端的QOS、端到端的SOP、端到端的SLA。从网络这端到终端这一侧,目前能够支持终端侧网络切片的,华为已经做了Demo,并成功在项目中做了测试,其他的443款5G泛时代的智能化终端是否具备端到端、端到端对个人客户意味着什么、对家庭客户意味着什么、对机器人客户意味着什么、对行业客户又意味着什么“从我们的角度来看,当5G网络增加了100倍性能的时候,智能手机要在短时间内增加100倍的性能,相对很困难。毫无疑问,云端机器人将会是一个新的典型应用场景,因为目前只有云端机器人的系统内部机械、电子、通信和物理构建超过智能终端复杂100倍,简单来说,它是有可能承载起这100倍的网络能力。我们需要一个安全的专网来做好网络的切片,这个切片需要我们的端侧来做回应。”葛颀认为。

边缘计算,5G泛在终端智能分发网络。两端式的网络机构,一侧是终端,一侧是网络,大网做信号、做接入,终端完成所有基于本地的计算、储存、数据的分发。但是在5G时代,两端式的网络架构被彻底打破,关于数据的储存、计算、分发、控制将不会是两元结构,而是一个三元结构,大量的数据会在边缘计算的平台上被计算、被存储、被分发、被控制、被清洗,甚至被抛弃掉。终端如何能做好这些响应,是要把所有的东西都放到终端侧,还是依赖于网络的边缘和核心层来做好每一个终端所产生的大量数据的管理和分发。葛颀表示,从机器人角度来看,一台巡逻的机器人一天产生的数据量就有20个GB,如果物业区域里面布上10台机器人,它一天的数据量就是200GB,庞大的数据流量和并发的要求对网络来说压力是非常巨大的,我们如何把这三维一体的网络架构适应终端的变化这是在网络层面SA的快速商用带来网络性能质的变化,网络切片让我们有一个高可靠的神经网络,边缘计算事实上5G不仅是一张网,而且是一个云的平台。

第二、5G泛终端融合驱动力,AI即服务。 SA网络带来革命性变化的同时还有一个非常重要的因素,就是人工智能,比如手机上各种各样的语音智能,人工智能的本质就是它是对人而言的,人的智能有什么呢最少有三个,包括智能的语音、智能的图像、智能的行动,所有5G时代的泛终端必须要同时具备这三个多模态终端才有可能具备了所有与人工相似的智能的水平和智能的能力。对机器人而言,网络发生了巨大的变化,第一个是移动化,第二个是本地化,第三个是协同化。第四个是联邦化。葛颀介绍,我们有大量的数据在本地,如果把数据送到云端来训练,会产生很多顾虑,有隐私的问题,甚至有些工厂满负荷运转,会担心竞争对手寻找潜在的客户产生新的竞争威胁,联邦化的学习是说模型可以通过云端进行分发,数据的训练在本地完成,主要是对5G人工智能的服务,对泛终端的发展给了巨大的驱动力

第三、泛终端融合驱动力,5G消息MaaP。 目前,使用的技术标准是选用GSMA推动的RCS,为什么5G消息这么重要进入5G时代,终端可以是ToC、ToB、ToH、ToG,都需要一个可信的信息化平台,这个可信的信息化的平台既可以完成信息的交互,还可以远程订购,维护商业关系客户,好处是它不需要关注微信公众帐号,不需要去开发定制升级APP,甚至不需要费钱费时的后装或者预装,在所有智能手机原生的短信息接口里面,就具备了所有功能,事实上5G消息或者MaaP这个能力也应该成为5G时代泛终端融合能力当中一个非常重要的驱动力。

第四、5G泛终端融合驱动力,eSIM数据。 eSIM就是一个嵌入式的SIM卡,每一个eSIM都是一个互联网的入口,当eSIM是为手机或者为可穿戴设备服务的时候,它是一个个人数据的入口,当这个eSIM放到千行百业的生产力的设备、生产力的平台,放在 汽车 机床里面,它就是一个产业互联网数据的入口,当拥有了更多这样可靠、可信的数据入口,千行百业的5G泛终端就会和千行百业产生更大的融合、更大的价值。

第五、5G数字化生产力平台。 现在全世界50亿客户,已经有35亿在用智能手机,还有十几亿的新增市场空间,但这十几亿人的购买力很有限,此外换机的时间越来越长,如果我们仅仅是针对ToC,是很难做大的。从5G时代来看,事实上5G的泛终端就是一个数字化的 社会 生产力的平台,我们希望通过像我们的手机、机器人、各种物联网的设备一样,大家能够在不同的细分行业市场进一步加强,原来不能够成为市场的市场也会由于数字化技术的快速普及和低成本的快速演进,让这个市场成为一个有商业价值的市场,在马太效应进一步加强的时候,我们会看到更多的由5G泛终端承载的数字化的生产力平台来承载数字经济的发展。

2020中国5G终端全球创新峰会暨第八届中国手机设计大赛天鹅奖颁奖礼是2020中国手机创新周暨第八届中国手机设计大赛最后的落地活动。

2020中国手机创新周暨第八届中国手机设计大赛以“创新5G时代 共赢智能未来”为主题,重点聚焦5G,关注中国手机产业链在5G规模商用、疫情爆发等诸多挑战下的持续创新,继续发掘天人合一的匠心之作,弘扬5G时代的工匠精神,推动终端产业的生态共建与创新发展。

天鹅奖揭晓!2020中国5G终端全球创新峰会举行

官宣:2020天鹅奖全名单

解读天鹅奖:谁在乘风破浪?

杨学山:智能终端产业发展需拉开视野

董小平:推动中国智能终端产业高质量发展

宋显珠:5G对终端提出全新要求

神志雄:广东全力打造大湾区万亿级5G产业集群

林涛:携手共创5G ,推进河源“双循环”体系

倪光南:构建良性产业生态关系终端产业下一程

IEEE Fellow薛泉:面向5G/6G的毫米波技术使命与创新

GSMA庞策:疫情之下全球5G及终端产业的挑战、机会与创新

华为李昌竹:夯实产业“底座”,为消费者创造最好体验产品

中国移动刘钧毅:携手产业链共促5G SA终端成熟


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