攻克物联网五大挑战：续航、合规、共存与网络安全 —— 下篇

Keysight Technologies行业细分经理Sook Hua Wong

上篇探讨了物联网五大关键挑战之一。本期第二期，我们攻克续航、合规、共存和网络安全。

2. 续航

续航聚焦延长物联网设备电池寿命。对消费品，更长续航可成决定性竞争优势；工业系统常期望5-10年寿命；医疗植入物电池故障可危及生命。

为满足这些苛刻要求，IC设计师实施仅消耗微安的深度睡眠模式、降低时钟速度、支持低电压操作。标准机构也在定义超低功耗配置文件如NB-IoT、LTE-M、LoRa、Sigfox，在保持功耗极低前提下限制活跃时间。

集成感知、处理、控制、无线子系统的产品设计师须理解各外设功耗，随即微调固件和软件消除不必要唤醒。揭示电流消耗模式的稳健测量工具对验证这些优化至关重要。

3. 合规

合规保证物联网设备上市前满足无线电标准和全球监管要求。

两大类别驱动测试过程：无线电标准一致性与运营商准入测试，以及RF、EMC、SAR等监管合规测试。设计团队常面临紧迫产品上市截止日期，同时应对不断演变的法规。图3展示典型一致性与合规测试矩阵。

图3：物联网设备一致性与合规测试要求。

内部预合规测试可早期发现问题、降低风险、使测量与官方实验室测试系统对齐。自动化测试装置将测试时间从天/周压缩至小时，加速上市。

4. 共存

共存是无线设备在其他信号共享同一频谱时仍可靠执行的能力。数十亿设备流通下，无线电拥塞成长性挑战。

标准机构设计测试方法评估拥挤环境下设备行为。例如，蓝牙®使用自适应跳频(AFH)丢弃高碰撞率信道(见图4)。监听前发话(LBT)和协作碰撞避免(CCA)等技术进一步提升吞吐量。

图4：蓝牙设备绕过Wi-Fi信道6避免干扰。

消费级穿戴设备短暂延迟可容忍，但工业传感器或医疗输液泵丢失控制信号可能酿成灾难。依循IEEE ANSI C63.27的共存测试帮助厂商量化风险、设计缓释策略。

5. 网络安全

随物联网部署延伸至任务关键领域，网络安全不再能事后诸葛。攻击可能针对设备本身、无线链路、云端或应用层。

传统安全工具聚焦网络和云层，留下端点和空中接口(OTA)漏洞 largely unchecked。即使成熟协议如蓝牙和WLAN也藏着攻击者可利用的微妙实现缺陷。

IDC报告70%安全漏洞源自端点[1]。保护这些点需针对持续更新威胁数据库的主动OTA测试，配合异常监测检测利用尝试。

在设计周期早期嵌入稳健安全测试，厂商可保护设备免受已知和新兴威胁。

通过物联网5C构建坚实基础，解锁跨行业创新应用，同时也带来前所未有挑战，要求全新思维。成功部署取决于设计师对这些技术障碍的深度理解、对设计和测试考量的审慎关注、以及贯穿产品生命周期的正确测量、验证、合规、制造工具套件。

作者：Sook Hua Wong，Keysight Technologies, Inc.通用电子测量解决方案行业细分经理。

作者简介

Sook Hua是Keysight Technologies行业细分经理，驻马来西亚槟城。领导Keysight物联网解决方案组合战略规划和营销，推动通用电子细分增长。

此前任射频/微波功率计和传感器线产品规划师。马来西亚理工大学电气工程学士(1999)，马来西亚理科大学电子系统设计工程硕士(2003)。在Keysight 20年，含15年通用电子测量解决方案团队，跨制造、产品开发、销售支持、营销积累丰富经验。