通过 5 C 探索物联网的前五项挑战 - 第 1 部分

是德科技公司的 Sook Hua Wong

物联网部署正在迅速发生。根据物联网分析 ，预计 2019 年连接设备的数量将超过最初预测的 14%，达到 95 亿。 Keysight Technologies, Inc. 的 Sook Hua Wong 表示，三个主要驱动因素是消费设备的爆炸性增长、远超预期的蜂窝物联网/M2M 连接以及由于政府举措而在中国强劲的设备连接增长。

预计这种指数式增长将在未来几年继续下去，到 2025 年将达到 280 亿台连接设备。技术已经集成到我们的可穿戴设备和衣服中。地球上每个人将拥有 26 个智能对象。 75% 的汽车将配备必要的硬件以连接到互联网。到 2025 年，与医疗保健相关的物联网收入预计将增加到超过 1350 亿美元（1190 亿欧元）。

物联网部署正在多样化，从基于消费者的应用（例如智能家居设备和可穿戴设备）到公共安全、应急响应、工业自动化、自动驾驶汽车和医疗物联网 (IoMT) 领域的关键任务应用。

关键任务应用程序利用物联网设备的便利性、低成本和长电池寿命以及广泛可用的公共基础设施来提高设备之间的互操作性和互连性，以实现对各种关键设备和系统的实时监控和控制。

随着这些任务关键型应用程序的激增，物联网设备和系统需要非常稳健，以承受现实世界的严酷考验。

巨大的潜力伴随着巨大的挑战

物联网为消费者带来利益，并为商业应用创造新的商机。然而，这些都需要稳定可靠的硬件和基础设施。

应急响应系统 :想象一下，如果监控远程燃气管道压力的无线传感器因之前断电而崩溃会发生什么？在紧急情况下，管道系统可能会因不及时采取措施加以控制而发生爆炸。

数字健康 ：远程患者​​监护设备可以在常规临床环境之外对患者进行监护，从而提高患者获得护理的机会并降低医疗保健服务成本。但是，设备本身需要在任何环境中工作，例如在拥挤的体育场或难以到达的地下仓库中。通过混凝土结构的信号接收和周围设备的干扰不应影响监测设备的正常运行。

智能电表 ：在每个偏远地区部署了数十万个微型智能电表，这些电表需要无缝工作以收集和传输公用事业数据。智能电表的任何故障都会导致消费跟踪错误，从而导致收入损失并可能破坏公用事业公司的声誉。

联网汽车 ：如图 1 所示的联网汽车给我们带来了极大的便利。但这也让我们面临各种风险。无线系统实施中的安全漏洞可能使黑客只需按一下按钮就可以在我们不注意的情况下定位和劫持我们的汽车。

图 1：联网汽车是一种带有交互式仪表板的汽车，可以访问互联网并与其他联网设备进行通信。

从事这些关键任务系统或设备的工程师和设计师面临着严峻的技术挑战，必须从早期设计阶段到制造结束，进行重要的设计和测试考虑和权衡。

通过物联网的 5C 解决技术挑战

需要一种综合方法来解决物联网设备和系统在整个产品生命周期中的多方面技术挑战。如图 2 所示，可以根据 IoT 的 5C 来总结设计注意事项。

图 2：解决 IoT 5C 中的技术挑战的关键设计考虑因素。

1. 连接

连接性是关于实现信息在设备、基础设施、云和应用程序之间无缝流动的能力。实现良好的连接性是工程师面临的首要挑战之一，因为无线连接系统非常复杂，而密集的设备部署使操作进一步复杂化。

即使在最恶劣的环境中，关键任务物联网设备也有望可靠地工作而不会出现故障。快速发展的无线标准增加了复杂性，工程师面临着不断挑战以跟上最新技术并确保设备可以在整个生态系统中无缝工作。

应对连接挑战需要仔细选择高度灵活、可配置和可升级的设计和测试解决方案，以满足未来的需求。该解决方案需要高度灵活地测试具有多种无线电格式的设备，能够在实际操作模式下访问设备性能，并支持信令模式下的空中测试，而无需芯片组特定的驱动程序。

优选地，该系统还应该简单、廉价，并且可用于研发和制造以实现代码杠杆作用，并最大限度地减少不同开发阶段的测量相关问题。由于物联网设备的快速扩散，对物联网设备的需求将呈指​​数级增长。制造商需要拥有高度可扩展、经济高效且可靠的制造测试系统，以便在确保设备质量的同时轻松满足不断增长的需求。

作者是是德科技公司通用电子测量解决方案行业部门经理 Sook Hua Wong。

关于作者

Sook Hua isan 是德科技的行业部门经理，常驻马来西亚槟城。她是战略解决方案规划师，负责是德科技物联网 (IoT) 解决方案组合扩展和营销计划规划，以推动是德科技通用电子领域的增长。

在此之前，她是产品规划师，负责射频/微波功率计和传感器的战略规划和产品组合开发。

她获得了马来西亚科技大学电气工程学士学位（1999 年）和马来西亚科学大学电子系统设计工程理学硕士学位（2003 年）。她在是德科技工作了 20 年，最近 15 年在通用电子测量解决方案 (GEMS) 团队担任过各种职务，包括制造、产品开发、销售支持、产品营销和产品规划师。

第 2 部分明天继续......