物联网

近年来,智能可穿戴设备销量不断上升,品类日渐丰富,从健康监测、社交娱乐,到虚拟现实等功能均有涉及。而随着5G时代的到来和物联网的应用,这些智能穿戴设备的应用场景将越来越广,那么它们能否在未来取代智能手机的地位呢?

第一代Apple Watch的发布,引领了智能穿戴设备的潮流,也打开了一片广阔的市场。

智能手机的诞生革了无数电子产品的命,如MP3、MP4、卡片相机、掌上游戏机等,但是出来混迟早都要还的。尽管目前手机市场依然火爆,但整个智能手机行业的发展其实已经触及天花板,很难保证不会被更先进的智能设备取代。

从另一方面来看,如今智能手机都在朝着真正的全面屏探索,而在实现了100%的屏占比后,可任意弯曲的柔性屏手机或将成为智能手机的下一个形态。而其最终形态,或许正是向可穿戴设备方向转化。此前曝光的一项来自三星的专利表明,三星已经意识到了可穿戴智能设备在未来的重要性。

目前VR/AR头盔、智能手表和健康手环,只是拉开了即将到来的可穿戴设备时代的序幕,还没拥有足够的实力,完全取代智能手机。可穿戴应用生态体系难以统一、产品同质化问题凸显、用户隐私安全性的问题是制约智能穿戴设备产业发展的瓶颈。

而随着人工智能、VR、AR、5G、物联网技术日趋成熟,智能穿戴设备将很有可能成为关联其它终端的中枢,并延伸出更多的使用场景,在医疗、金融支付、身份认证甚至工业领域发挥重要作用。

除此之外,无论是头盔也好,还是手表、手环,或许都不是未来可穿戴设备的最终形态,随着技术更加纯熟,产品研发或将突破现有瓶颈,进入一个全新的认知领域,从而形成更符合人们需求的产品形态。

如今,平和缓慢发展的智能手机市场出现颠覆式创新的概率越发渺茫,随着智能穿戴设备朝着垂直、专业化方向发展,研发出更完善的生态体系后,它们的角色或许真的能从手机的附属品变为替代品。

本文来源:可穿戴设备能否在未来取代智能手机的地位?

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突然间,办公室的用纸开始引人注目了,至少从电池及电子设备的观点来说是如此。

小型化电子设备及电池的爆炸性成长,例如像是可被消化的健康照护装置、智能运输传感器等,使得这些装置的设计不但更需要创意,对环境的冲击也更令人关注。

据估计有超过500亿个电子装置会在接下来的五年内部署,许多装置的工作寿命并不长,因此其快速失效也会造成处理及环境的问题。

因此纸质电子学不只提供了弹性、永续性、环境友善、低价等好处,还提供了有用的机械、介电、流体等特性。

纽约州大电机系副教授Seokheun Choi团队打造了一种一次性用途的纸质电池,其原理是利用细菌产生电流,并在电池寿命结束后将电池吞食殆尽。

在《高等永续系统》(Advanced Sustainable Systems)期刊的一篇论文中,作者陈述锂电池、超级电容虽然有高能量密度、重量轻、能整合到可挠基板等特性,但是这些材料无法生物分解,而且通常是有毒物质,其制造过程不但耗能、还可能对环境有害。

至于其它的能源搜集技术,例如太阳能电池、纳米发电机、热电发电机等等,也有许多无法再生使用、无法生物分解的重金属及聚合物。

Choi指出,只要使用的技术够巧妙,老式的办公室用纸有可能提供更永续的选项。

借助创新的工程技术,我们可以操控纸里面的纤维素之纤维直径、抹掉粗糙不平、控制透明度,使能实现许多应用。把纸跟有机、无机、生物材料结合,增加了更多工程上的可能性,所以下一世代的电子装置可以用纸来做为平台。

Choi的研究有一部分的赞助金300,000美元来自于国家科学基金会,目标是结合细菌与纸,使能产生电力以及电池失效后的处理。他最早发表于2015年的研究,创造了以纸为基础的电池。最近他在美国化学学会第256回的年会上发表的报告,描述了生物电池的启动方式,及如何改善其保存期限。报告里还描述了如何提供随选能源—即使是在一点电力都没有,连发光二极管或计算器都供不起电的地方。

在实验室中,细菌电池借呼吸把有机物质的生化能量转变成生物能量。这道程序牵扯到由携带电子的生物分子所进行的一连串反应—生物分子会把电子转移给位于端点的电子接受器,也就是阳极。

制造电池的时候,团队把冷冻干燥的外产电菌(Exoelectrogens)放到纸上。外产电菌能把电子传出细胞外,电子穿越细胞膜后被外部电极捕捉,成为电池的电力来源。

要启动电池,就把水或唾液加入以唤醒细菌。实验室的微生物电池之最大功率是4微瓦/平方公分,电流密度是26微安/平方公分。这些值比之前的同类电池要高得多,但功率表现仍不够好,所以实际用途有限。要能商业运用的话,功率及电流密度还得进步大约1000倍才行。

“用纸做为组件基底的美妙之处是:只要将之堆栈或折迭,便能实现串联或并联,”Choi指出。这时候折纸技术可能就有特殊用处了。

Choi早期在2015年的创作就从折纸术得到灵感,制造了一个方形火柴盒大小的电池。此电池有会呼吸的阴极,是把镍洒布在办公室用纸的某一边制成的。整个组件的花费只有5美分。

纸电池的保存寿命是4个月,至于最近发展、混合纸及聚合物的生物电池可以在水里就进行分解。虽然有其它团队也进行类似研究,但其生物分解性并不稳定。

Choi正努力改善冷冻干燥细菌的存活率及效能,看能否延长电池保存期限。他也提出专利,并寻求业界合作伙伴进行商业化。

本文来源:用细菌供电的纸电池来驱动物联网

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Ken Waurin 营销经理 ADI公司

汽车制造商致力于使其下一代汽车比以前更安全、更智能且更节油。为此,需要在汽车中部署更多的ECU(电子控制单元),以实现智能无线电连接、路噪主动降噪(RNC)、个人音区分区(PAZ)、车内通信(ICC)和自动驾驶等新特性和功能,这会导致电子系统的数量不断增加,也越来越复杂路噪主动降噪。随着ECU数量的不断增加,连接各种ECU所需的电缆的重量和成本也随之增加。增加的重量会反过来降低汽车的燃油效率,这一点让汽车制造商很苦恼。

汽车制造商必须在提供先进、功能丰富的信息娱乐系统和符合政府发布的燃油效率标准之间取得平衡。减轻现有电缆的重量可大幅提高燃油效率。

现状

传统的汽车音频ECU一般通过单独的模拟电缆或现有的数字总线架构来连接,这两者都存在局限性、低效率、及不必要的费用等。使用模拟传输线的汽车音频系统需要专用且昂贵的屏蔽电缆,来传输多通道音频信号。在如今支持多通道(5.1或7.1)Dolby或DTS解码的高级音响系统中,所需电缆的数量迅速增加。而且,额外的模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)不仅会增加系统总成本,而且还可能使某些音频性能下降。

当代信息娱乐系统中已经广泛采用MOST®或以太网EAVB等数字总线标准,这是因为这些标准能够大幅简化模拟实施方案的连接复杂性。然而,MOST和以太网EAVB虽然能够提高性能和灵活性,但需要加入高价格的微控制器来实施相关软件协议栈,从而增加系统成本。此外,这些数字总线架构本身对节点之间的延迟存在着不确定性。对于ANC/RNC和ICC等易受延迟影响的应用,现有的数字总线架构存在的根本缺陷是不能被接受的。

汽车音频总线简介

汽车音频总线™(或A2B™)是ADI公司的一项创新的、为应用而生的技术。事实证明,该技术最多能够将整体电缆重量减轻75%,而且还能提供高保真的数字音频。汽车音频总线(A2B)针对音频应用进行优化,相比模拟音频总线能够提供出色的音频质量,而且其系统总成本远低于现有的数字总线标准。简单来说,A2B是一种高带宽(50 Mbps)数字总线,它能够在非常长的距离上(节点间的距离最长达15 m,整个菊花链长度超过40 m),使用一条非屏蔽双绞线将I2S音频、I2C控制数据、时钟、和供电一起传输。

汽车音频总线基本特性从实施角度来看,A2B是一种单主机、多从机的线路拓扑结构。AD2428W和两款功能精简、低成本的衍生产品—AD2427W和AD2426W一起,组成了最新的增强型A2B收发器系列,且引脚兼容。这种最新型的产品支持采用单主机的菊花链,以及最多10个从机节点,与第一代A2B产品相比,其性能提升了20%(参见图1)。借助这种菊花链能力,A2B总线距离最长可达40 m,单个节点之间的最长距离可达15 m。用串行拓扑结构代替环形拓扑结构是A2B技术中一个重要的元素,对整体系统完整性和稳定性至关重要。如果A2B菊花链的一个节点受到影响,整个网络不会崩溃。只有故障节点下游的节点会受影响。而A2B技术特有的内嵌诊断功能能够判断故障的来源和起因,发出中断信号,并启动保护措施。

图1. A2B汽车音频总线功能框图。

与现有的数字总线架构相比,A2B主从线拓扑结构本身更为高效。启动简单的总线初始化流程之后,无需更多处理器干预,总线即可常规运行。A2B的独特架构带来的一个附加优点是,系统延迟是确定的(2个时钟周期的延迟),并且延迟与音频节点在A2B总线上的位置无关。此特性对ANC/RNC和ICC等语音和音频应用极其重要,在这些应用中,必须以时序一致的方式处理多个远程传感器的音频样本。

AD2428W、AD2427W和AD2426W A2B收发器可在一条非屏蔽双绞线上传输音频、控制、时钟和供电信号。这可降低系统总成本,原因如下。

* 与传统实施方案相比,减少了物理线缆的数量。
* 实际采用的线缆可以是成本更低、重量更轻的非屏蔽双绞线,而非更昂贵的屏蔽电缆。
* 最重要的是,对于特定的应用场景,A2B技术可提供小功率的供电,将不超过300 mA的电流传输至A2B菊花链上的音频节点。

有了这个小功率供电传输,便无需在音频ECU上使用本地电源,从而进一步降低系统成本。

A2B技术提供的50 Mbps总线带宽最多可支持32个使用标准音频采样速率(44.1 kHz、48 kHZ)和位宽(12位、16位、24位)的上行和下行音频通道。这可为多种音频I/O设备提供相当大的灵活性和连接性。在音频ECU之间维持全数字音频信号链可保证最高质量的音频品质,不会因ADC/DAC转换造成音频性能下降。

如前所述,系统级诊断功能是A2B技术的一个重要元素。在所有A2B节点上,都能够判断多种故障状况,包括开路、电线短路、电线反接、电线短路至电源或地。从系统完整性角度看,该功能非常重要,因为在出现开路、电线短路或电线反接等故障时,故障点上游的A2B节点仍然能够正常工作。诊断功能还提供高效隔离系统级故障的能力,从汽车经销商/安装人员的角度来看,这一点至关重要。

使用SigmaStudio™图形化开发环境(与支持ADI公司SigmaDSP®和SHARC®处理器系列的开发工具相同)可大幅简化采用A2B的系统的设计过程。SigmaStudio通过业界领先的工具链,初始化A2B网络,并配置所有寄存器。SigmaStudio环境中还包含A2B总线带宽计算器和误码率测试器(BERT)。ADI还提供众多的全功能评估套件,可快速完成实际A2B网络的原型设计,从而加快系统方案早期验证和测试、验证和调试过程。

目标市场与应用

众多成熟和新兴的市场应用将因A2B技术而受益。目标应用包括:

* 音频ECU(车载音响主机、高级音频功放)连接
* 用于免提通话/语音识别/车内通信的麦克风阵列
* 主动降噪、路噪主动降噪
* 个人音区分区/有源扬声器
* eCall和远程信息处理系统、自动驾驶系统、自动停车系统
* 生命体征监测
* 智能无线电连接

音频ECU连接是一个成熟的、具有吸引力的应用领域。众多量产汽车中已部署采用A2B。在音响主机连接至高级音频功放的简单例子中(参见图2),A2B无需使用多条线缆来连接多通道音频、导航、手机和提示音。A2B可将所有相关线缆替换为低成本的非屏蔽双绞线,这种通过A2B进行的连接方式已经过测试和验证,符合最严格的汽车EMC和EMI兼容性要求。

图2. 车内的A2B汽车音频总线示例

高效经济的麦克风连接是设计中的优先考虑因素,促成了多种使用案例和应用。蓝牙®连接性和免提/语音识别系统已成为标准配置,在某些地区紧急呼叫eCall系统已成为强制要求。从车厂的角度来看,趋势是向单独或以模块为单位进行装配的多麦克风(2至4个)系统发展。无论何种情况,采用A2B技术的系统总成本远低于模拟连接产生的成本,在多麦克风阵列中尤为如此。所有A2B收发器均支持多达四个PDM麦克风接入,从而在四个麦克风阵列中,节省了传统连接方式中的三根麦克风线。路噪主动降噪是更加广泛的ANC应用领域的衍生产品,许多汽车制造商正在评估这项应用。在宽带ANC中,可抵消与参考输入谐波相关的声音,以及部分非谐波相关或随机的声音。这些参考输入一般通过实体分布在车身周边的加速度传感器提供,最常见于四个悬挂中。宽带ANC系统的其他输入可来自error麦克风——也分布于汽车内部,比如在每个需要产生安静区的乘客位置布置一个。从每个加速度计/麦克风到宽带ANC处理单元的连接,传统实施方案采用模拟连接。显然,其接线成本、复杂性均过高,处理单元上的连接器区域也需要很大。而这些问题均可通过A2B方案解决。

对于需要经济高效的传感器连接的新兴应用,A2B也可以被视为一项具有推动作用的技术。自动驾驶、生命体征监测和自动停车系统等应用预计于2020年开始量产,都能从A2B技术提供的特性、功能、便捷性和快速上市等优势中获益。

总结

A2B是一种数字总线架构,能够为接线集中的音频和控制应用提供一系列优化,还能提高系统性能和降低系统成本。

* A2B提供远高于模拟连接的音频质量,同时还能提供低成本、可扩展的数字总线架构。
* A2B可在各种汽车应用中提供低风险解决方案。
* 从2016年开始,基于A2B的系统已进入部署阶段,目前交付的系统数量已超过200万套。
* AD2428W以及功能精简、低成本的衍生产品AD2427W和AD2426W,代表了功能增强型A2B收发器的最新发展即按照既定的发展规划,致力于实现更高集成度和性能。

作者简介

Ken Waurin是ADI公司的战略营销经理,负责汽车信息娱乐系统相关工作。他的主要关注点是高级音响、主动降噪和车内连接。联系方式: kenneth.waurin@analog.com

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好处多多的物联网?

试着想象一下,当你拖着疲累的身体下班回家之后,只想好好躺在沙发上看个电视,却找不到遥控器……

别担心!在未来的几年内,只要透过声音控制,就可以轻松打开电视、转台,甚至使客厅永远维持在最舒适的摄氏 26 度!而这一切都是物联网的功劳。

注:Internet of Things,简称 IoT,全球化的网络基础建设,透过数据撷取以及通讯能力,链接实体对象与虚拟数据,进行各类控制、侦测、识别及服务。

但随着这些高科技的发展,相对应的隐私与安全问题也接踵而来。

美国旧金山家暴受害者收容中心的工作人员表示,他们接电话接到快疯了:有人说空调自己关掉了,但她根本没动过空调、又有人说她家门的电子锁密码天天都在变,但她根本也没动过电子锁、还有人说她听到门铃响,但门口却根本没有人。

究竟发生了什么事?

这些人的故事是家暴案件中一种新型态的手法,且与智能家居技术的崛起有关。物联网的门锁、音响、空调、电灯以及摄影机等虽然为人们的生活带来许多便利性,但如今它们也被用作骚扰、监视、报复和控制的手段之一。

在《纽约时报》进行的 30 多次采访中,家暴受害者和她们的律师及收容所工作人员描述了这类科技是如何成为一种令人担忧的新工具。施暴者透过手机上的应用程序连接这些电子设备,并于远程控制家中的对象。有些时候他们是为了及时得知家中的情况,但另外有些时候是为了恫吓等目的。

对于受害者和协助人员来说,缺乏对这些智能设备的了解(包括其运作原理、施暴者控制的程度、合法应对与阻止此类行为的方法等),往往使这种经历更加恶化。

智能家居与家庭暴力

英特尔智能家居研究总监 Melissa Gregg 表示,物联网设备的安装者以男性居多;而澳洲墨尔本皇家理工大学博士后研究员 Jenny Kennedy 针对安装了智能家居的家庭进行研究并发现,许多女性并未在自己的手机上安装控制所需的应用程序。

有些受害者可能会尝试拆除这些设备,但女权律师 Jennifer Becker 表示,当施暴者看见设备被拆除时,这可能会使冲突加剧。

对于这些家暴新手法,相关法律手段十分有限,因为施暴者已经了解如何使用智能家居来拓展他们的权力,而他们的控制方式往往超出现有刑法的管辖范围。不过,在某些情况下,如果施暴者散播联网摄影机录下的影片,可能会触犯美国部分州的色情报复法律,该法律旨在阻止前任伴侣在网上分享亲密照片或影片,Becker 表示。

有鉴于此,美国许多人士开始提倡:当人们在声请保护令时,他们有权力要求法官将受害者已知或未知的一切智能家居设备账户包括在内。但是许多人还不知道该如何提出这一要求,且即使人们声请到了保护令,遥控改变室内温度或突然打开电视、电灯等,可能也不违反保护令的规定。

研究人员认为,要求家中的每一个成员了解智能家居技术是非常重要的。

本文来源:物联网发展下所带来的新挑战

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2017年8月30日,微软和亚马逊就曾经宣布,双方达成智能语音助理合作协议,直到2018年8月,微软Cortana和亚马逊Alexa才真正完全整合的工作。未来Alexa和Cortana的用户可以相互唤醒对方语音助理功能,进而达到在家或在工作上无间隙的体验。

例如,用户可以打开亚马逊Echo智能音箱,进而说出“Alexa,打开Cortana”,这时家中的Windows 10装置或Harman Kardon Cortana智能音箱就可被唤醒。通过这次整合,Alexa用户可以透过Cortana做出一些特有功能,包含:预订会议,了解工作日历,提醒用户注意事项,或阅读工作电子邮件等。简单来说,这些所有功能都可以通过语音来完成。

反之亦然,Cortana用户可以通过Alexa来控制家中的智能装置,甚至在亚马逊网站上进行购物,以及使用在Alexa平台上开发出的应用程序与技能等。

从这些合作可以看得出来,亚马逊正在利用与微软合作来面对未来更严峻的挑战。毕竟,根据许多测试都一再显示,苹果Siri和谷歌的Assistant都比起Alexa还要来得更智慧化。

对于科技大厂来说,其布局语音助理的动机都不同,所以采取的解决方案也不同。例如:谷歌是透过其在搜索引擎和安卓操作系统的优势,来强化谷歌助理的智慧化,进而提供回答问题与个性化服务。至于拥有Siri的苹果公司,这是专注于音质与Apple Music服务,让HomePod成为家庭中的智能音箱。预计未来也将帮助其HomeKit的布局。

研究公司Gartner表示,微软和亚马逊之间的合作伙伴关系,将两家的优势服务整合在一起,形成一种互补性服务。

微软的Windows 10是在工作场所具有优势的平台,这是亚马逊无法涉及的市场。可是亚马逊的Echo是消费性家庭的智能平台,这也是微软无法涉及的领域。因而,两家公司的合作都能够帮助其服务做出进一步的延伸。

不过,两家公司的这项合作,并无法让Alexa与Cortana互相访问对方的数据。 也就是说,语音助理收集数据的本质与方式将由各自的公司控制,并且各自保护消费者的隐私。因此,本质上来说,亚马逊与微软将用户引用到彼此的语音助理服务而不是分享语音助理的运作模式。

目前,亚马逊和微软的这项整合性的应用服务仅仅针对美国用户推出而已,未来将透过搜集用户反馈,来改善这一功能,进而推广至全球。

本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/5W4ZYiUm-rxWMVCtlHLIdA

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作者:廖哲宏

各国和地区积极备战第五代移动通讯技术(5G)时代来临,除了美国,日韩中等亚洲国家及台湾地区,也皆已积极投入资源布署5G基础建设,并力拚于2020年时进入商转。目前相对处于技术后段班的印度,也计划在未来四年内推出5G电信服务。

近年来,通讯科技发展一日千里,移动通信技术不断进步、通信与信息跨领域结合以及智能手机等移动装置持续畅旺,不仅为民众的生活带来更加便利的创新应用,引发新的市场动能与发展契机。

移动装置续旺 冲出新商机

回顾过去十年,演进轨迹从2G GSM(语音、讯息)到3G时代智能手机逐渐普及,智能手机逐渐走入你我生活,社交软件、手机游戏等逐渐普及,搭配电信业者推出吃到饱优惠,手机连网变得不可或缺。

进入4G时代后,受惠数据传输率的增加让用户享受高速移动网络新体验,手机上观看影音质量相较于3G大幅提升,因此透过手机观看实况球赛转播、连续剧或是网红直播,都已逐渐变成现代人的生活。

展望未来,全球5G预计2019年陆续进入商转,相较于3G/4G针对“人”的需求,5G瞄准的则是针对“物”的需求,预期5G将加速物联网的实现,同时带动全新的商业机会,甚至推动产业变革。

物联网应用服务 5G效率更高

5G具备高速传输,以及低延迟特性,传输速度是4G的100倍,延迟则是4G的十分之一。人工智能(AI)技术搭配上5G后将可进一步提升边缘计算(Edge Computing)的能力,甚至将让装置具备机器学习的能力。

目前5G被定义作三大应用场景:首先是增强型移动宽带,透过网络覆盖、容量的提升,支持更高效的数据传输,例如AR、VR这类需要计算密集的体验;第二是加速物联网的应用服务,包括:智能家居、智慧城市等领域;最后,则是被视作5G重要成长领域的关键业务型服务,例如自动驾驶车、智能工厂、智慧医疗等,这些过去许多原本在4G下受限于速度、稳定性的服务应用都可以在5G时获得实践。

基地台供应链 主要受惠产业

从投资角度来看,5G分为几个阶段。

第一,5G设备建置︰基地台供应链、小型基地台、射频组件,网络交换器等将是主要受惠产业;

第二,5G商转后,5G手机换机潮将带动手机供应链,尤其芯片、射频将受惠产值提升;

第三,5G带动新型态业务以及更多物联网的普及:通讯芯片、边缘计算芯片及自驾车需求渐起带动的镜头、传感器、分离式组件等成长机会,以及智慧城市和智能工厂趋势下,工业计算机业者将拥抱更大商机。更重要的是,5G开启更多对于未来的想象与可能,那些“还没想象到”的应用,可能形塑我们未来的生活。

本文来源:5G大趋势的投资方向

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尽管未来几年物联网(IoT)市场仍一片大好,但基于安全性、系统整合与投资报酬率等考虑,企业采用IoT的速度,出现了稍缓的趋势。IoT供货商若想加快应用的普及,势必得先设法移除这些障碍。

IoT Business News网站引述贝恩顾问公司(Bain & Company)研究报告指出,包含软硬件、系统整合、数据与电信服务在内的IoT市场,在2021年将成长到5,200亿美元的规模,比起2017年的2,350亿美元高出2倍以上。与2年前相比,企业更积极参与各种概念验证技术,也更有意愿探索新的使用案例。

尽管如此,在2018年的报告中,企业用户对于未来的物联网部署却出现较为保守的态度,主要的关键便在于,供货商至今仍未能有效解决安全性、系统整合与投资报酬率等方面的问题。

报告指出,IoT供货商虽和用户同样重视安全性、投资报酬率,但较少考虑到系统整合、互操作性、数据可移植性等面向。为了排除这些障碍,供货商应设法将聚焦在特定的产业需求,并透过端到端的解决方案,减轻客户采用的困难。

预先订制化的产品已逐渐成为厂商成功的关键,然而目前有多达80%的供货商仍将目标摆在4~6个产业,因此无法针对特定使用案例快速提出适合的解决方案。

除了分析与架构软件供货商外,亚马逊(Amazon)、微软(Microsoft)等云端服务供货商(CSP)能够降低采用IoT的门坎,提供简便的部署管道,因此渐渐成为推动IoT部署的主力。

然而云端服务供货商广泛的产品内容,往往无法针对特定的产业需求提供优化的服务,因此也给了系统整合商、应用开发商、产业IoT平台、装置制造商与电信业者发展的机会。而顶尖IoT供货商,将能正视安全性、系统整合等问题,提供具成本效益,且能够进一步扩大规模的IoT解决方案。

本文来源:企业采用物联网最在意安全性、系统整合与投资回报率

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