物联网服务推动物联网2.0渐行渐近

华兴万邦与Silicon Labs等公司高层就物联网未来展开的对话
北京华兴万邦管理咨询有限公司

"当我们在和客户沟通新设计时，我们都会问：你们的商业模式是什么？你们如何赚钱？"Silicon Labs副总裁兼物联网产品总经理Daniel Cooley在今年的纽伦堡嵌入式世界大展现场告诉华兴万邦的分析师。"两三年前他们往往都不能清晰地回答这些问题，但是现在大家都有越来越明确的答案了。"

难得的是，这次与Silicon Labs及其他半导体同行的沟通，让华兴万邦看到了物联网服务的兴起，以及对消费者的影响和对电子设计制造业的改变，并由此带来值得大家共同关注和探讨的四个趋势和三个重点。

Silicon Labs在嵌入式世界展上展出的Thunderboard系列开发板，带有开箱即用的无线连接以及多种传感器，可以快速构建一个物联网设备

嵌入式世界展（Embedded World）是全球最重要的电子行业活动之一，物联网热潮也推动了该展会的发展，使其展商数量达到了创记录的1000多家，包括Intel、Qualcomm、Silicon Labs、AMD、Microsemi、Diodes、NXP、STM、Xilinx、ARM、Cypress、Lattice、Renesas、Samsung、Micron、Micrium、Nvidia、Analog、Infineon、Toshiba、Murata、TI及Imagination等等半导体大厂及其伙伴，以及来自全球的嵌入式硬件、软件、解决方案厂商和研究机构。

因此，华兴万邦将该展会看成物联网行业和技术领域的风向标之一，在此开展了一轮"华兴万邦全球ICT/半导体之旅"调研活动。华兴万邦在走访了其中多家厂商之后，感觉到越来越多的物联网芯片和解决方案提供商正在超越联网产品，把关注点放在应用场景、后台数据、商业模式和物联网服务的融合创新上，以进一步调整自己的技术和产品组合。

随着新的物联网服务和相关提供商的崛起，以及芯片和软件等基础技术提供商和设备供应商针对这种趋势而进行的演变，是否预示着物联网2.0正在到来呢？Silicon Labs的Daniel给华兴万邦的回答是"正在到来（coming）"，而其他一些厂商在回答此问题时也给出了类似的答案。那么，物联网2.0将以什么方式向我们渐行渐近呢？

2017年的嵌入式世界展吸引了来自全球的上千家厂商参展，成为物联网行业的风向标之

华兴万邦通过总结来自这些厂商的答案后认为，目前物联网的发展正呈现四个方面的趋势：一是物联网应用正在产生大量数据汇聚，将开启运营服务和增值服务新篇章；二是物联网产品设计不仅要关注联网、传感和处理技术，还要关注应用场景和创新业务；三是大规模技术集成与产业整合完成之后，创新的方向在哪里？四是可演进的快捷物联网技术将大大降低进入门槛，支持大量"圈外人"进入物联网服务领域。

此外，通过这些交流活动，我们还发现了物联网的三个关注重点：一是所有参与者都必须关注的产业生态，小设备大生态是物联网服务的基础；二是云计算是物联网发展的重要部分；三是还是要回到商业本质，找到合理的商业模式。华兴万邦接下来将对上述几个趋势和重点做一些分析：

一、联网设备、数据汇集、运营服务和增值服务
过去几年，物联网技术和应用发展迅速，但是大家的关注点是联网技术和联网设备。这个阶段产生了大量创新的热门联网设备，物联网领域内最火爆的应用快速转换。例如，几年间我们已经经历了诸如无人机、可穿戴和智能电话等联网产品的快速增长；现在智能照明和共享单车（包括电动自行车）是非常热门的应用。其中，快速成长的共享单车等代表了正在改变我们生活和产业结构的物联网服务。

那么，什么是物联网服务呢？物联网服务是指建立在实现特定应用的联网设备上的服务，这些"非标准"的设备如联网自行车、智能电表等，不同于PC、智能电话及平板电脑等"标准化"终端和设备，它们通过感知与其特定服务相关的信息和数据，结合云计算、数据通信等技术实现了服务的创新和再创新。因而，物联网服务具有"设备即服务"这一特点。

所以，许多新的联网设备带来的不只是一种设备连接，还有大量的数据以及各种创新的物联网服务。比如尽管大家对其商业模式目前还有很多疑问，但共享单车等物联网服务的发展极为迅速。所以，华兴万邦认为物联网服务提供商赚钱的机会有很多，因为数据、客户和现金流这些重要的商业资源都在服务提供商手里，而且规模和影响还在快速地扩大。

在过去几年中，Silicon Labs的Gecko（小壁虎）系列产品，已从最初的低功耗MCU产品，扩展到了MCU + 多协议无线SoC系列

换一个角度来分析，共享单车上坐着的不仅是一小时支付1元钱的骑行需求用户，还有他们的眼睛、心灵和钱包；而共享单车运营商获得的数据，还包括这些眼睛、心灵和钱包总是在什么地方活动，总是在什么地方停留等。

而这些数据的核心价值，与谷歌通过开源安卓系统获得的数据的价值相同，可以说是同一种商业模式。谷歌正是靠这些来自全球用户的数据大赚其钱，成为全球市值第二大公司，其商业模式或是基于用户数据提供精准广告，或是提供App或游戏的下载服务等。

Silicon Labs的Daniel也带来了一个极其有趣的案例，该公司的一家客户是领先的建筑工具和设备制造商（鉴于保密协议，Daniel没有提供具体的名字），他们采用了Silicon Labs的技术在其工具产品上安装了联网、定位和工作监测模块，并建立了后台云服务系统。从Daniel提供的视频可以看到，这是一个从联网设备，到数据汇集，再到物联网服务的完美案例。

这些工具产品实现联网之后，不仅施工人员在现场可以随时方便地找到自己要用的工具，而且还给项目经理提供了统计工人工作时间、地点和相关工具使用状态的表单；更为重要的是，建筑项目的监理也把这种报表作为其监理工作的辅助材料，提供给业主和政府部门，大大简化了相关合规审查的流程。由于这些物联网数据给不同使用者带来了价值，因而该工具制造商提供的物联网服务和增值服务得到了多方的欢迎。

Silicon Labs副总裁兼物联网产品总经理Daniel Cooley（左二）在本届嵌入式世界展举办的"面向未来的安全性"论坛上发言，安全性已经成为物联网行业的热点之一

"对于诸如电冰箱等消费性联网设备，要将其转化为共享单车那样的服务还尚待时日，因为这涉及基本的消费习惯和喜好。"Daniel表示。"但是对于工业级应用，物联网服务正在快速兴起，这是因为这些服务不仅为更多的利益相关人创造了价值，而且还增强了物联网设备提供商的核心竞争力。"

二、关注重点增多了，还包括应用场景和核心业务
在过去几年物联网的早期发展过程中，在讨论产品定义或者现场应用时，常常可以见到这一类的问题：你们为什么要用蓝牙4.0？或者你们为什么不用zigbee网状网络？但是现在这种提问或者争论越来越少了。究其原因，会发现有两点：一是业界的评判标准变了，在联网技术本身的基础上，增加了更全面的应用场景和核心服务；二是物联网技术本身的发展，各种支持多协议、多频段的无线连接+MCU集成化系统级芯片（SoC）提供了解决之道。

物联网的目标并不仅是把原来不联网的设备加上网络，而是为这些设备创建与应用环境、使用者以及支撑服务之间的联系。Silicon Labs首席营销官Michele Grieshaber告诉华兴万邦分析师，为了解最新的联网设备发展趋势，不仅要从基本的网络拓扑结构开始去探求，而且还要结合应用场景去从点到点、星型或网状网络中为设备做出正确选择。她以智能家居中的电风扇使用场景为例，给我们做出了一个有趣的分析。

zigbee的网络特性非常适合于智能家居和联网照明

点对点网络要求单个连接并且一般使用蓝牙（Bluetooth）技术，一个例子就是将手机连接到房间里的一台电风扇，从而使用手机来控制电扇而不必从椅子上起身去操作。但是如果你想在下班回家路上打开电扇，电扇就可能需要通过一个星型网络连接到Wi-Fi来接收指令。假如你希望当花园里由电池供电的温度传感器指示室外非常酷热时，电扇能够自动打开，这时你可能就需要网状网络，这种网络上有几种互联的设备并能相互分享信息。

每一种技术和网络结构都有其独特性和优缺点，同时每一种协议或者标准也在不断向前演进，以适应更广泛的应用和克服其弱点。网状网络的优势在于它的低功耗，使电池供电设备有更长的续航时间；同时它也是很可靠的网络，因为在设备之间有很多通路，即使在一个设备不响应时，网络也处于激活状态。

同时，了解联网设备趋势还需要了解网络协议领域内的最新标准。Bluetooth 5.0刚刚发布，相比之前的版本，它实现了4倍的传输距离、2倍的速率、8倍的广播容量，并且提升了与其它无线IoT协议的共存能力。在选择协议时，将Bluetooth网络的优劣势与已经建立的网络协议如zigbee和Thread等做比较是很重要的。

多样化的标准、复杂的应用场景以及不断演进的技术是否使产品定义等决策变得更加困难了呢？事实上物联网技术本身的进步反过来大大简化了选择过程。Michele认为好消息是物联网技术厂商的不断创新，比如Silicon Labs在嵌入式世界展上推出了EFR32 Wireless Gecko系列等创新产品，使开发者能够更加容易地与现今不断变化的技术及市场相呼应。

Michele Grieshaber女士为Silicon Labs带来了其对数据和商业模式的深刻理解。在加入Silicon Labs之前，她是IBM负责北美地区需求规划的副总裁，拥有长达20年的IBM市场管理和需求开发等关键性管理职位经验

据Michele介绍，Wireless Gecko系列支持所有这些网络协议，并为迎接下一步的变化做好了准备。如果设备需要多种协议，Wireless Gecko能支持zigbee和Thread网状网络、Bluetooth 5和私有无线协议，并在它们之间以无缝方式转换使用。例如，你可以通过手机上的蓝牙配置一台设备，然后将设备接入到网状网络。同时随着标准的发展，还可以在现场通过在线软件更新（OTA）的方式来升级设备。

从这些产品中可以看出，物联网技术发展到今天，已经开始将前期半导体行业对各种相关物联网技术的整合和集成变为实际产品，是当时全球半导体行业领先公司下的一步大棋。那么这步大棋结束了吗？如果物联网2.0这样的新节点到来了，半导体和物联网行业还会集成什么样的技术呢？

三、行业大整合之后，物联网技术与产品创新往何处去
在过去几年中，全球半导体产业里以并购等形式开展的产业整合风起云涌，其中很重要的动因之一，就是针对物联网所需技术实施快速资源配置和整合。物联网的一个特征是联网设备的多样化，这要求芯片等基础技术要提供便捷的应对之道，以完成无处不在的传感、传输、数据汇聚、服务和增值服务等等。而与此同时，云计算和人工智能等技术也在快速发展，最终将改变下一代的物联网产品。

以Silicon Labs为例，该公司采用了有机增长与策略收购的平衡协同之道。Michele介绍道，该公司在过去5年中成功地完成了5起收购：2012年，通过收购Ember进入zigbee市场并获得网状网络联网技术，同时成为Thread Group的创始成员；2013年，收购了超低能耗MCU先锋企业Energy Micro；2015年，通过收购Bluegiga扩展其蓝牙、Wi-Fi解决方案和模组产品组合，同时还收购了网状网络模块的领先供应商Telegesis；2016年第四季度，收购了全球领先的实时操作系统（RTOS）厂商Micrium。

在嵌入式世界展上，在国内拥有大量客户的、业界著名的实时操作系统（RTOS）提供商Micrium也推出了其新一代RTOS产品Micrium OS

和其他业界领先公司在近几年的发展态势相似，经过这些收购和自有研发团队的创新，Silicon Labs建立了面向物联网应用的、全面的产品组合，包括超低功耗MCU、无线SoC和模组、多种传感器、开发工具、协议栈、实时操作系统和各种参考设计。但是目前来看，行业内并购活动仿佛也不如前两年活跃，那么下一步这些物联网技术厂商往何处去呢？

在本届嵌入式世界展上，Silicon Labs等许多厂商都推出了自己的新产品。我们如果把这些产品打开来看，为前一阶段大家的研发和并购活动进行总结，同时也为下一阶段的发展思路找到头绪，就会发现很有趣的结果。我们以Silicon Labs在展会上发布的两条新的产品线——EFR32xG12 Wireless Gecko 无线SoC，以及EFM32 Jade和Pearl Gecko MCU为例进行分析。

Silicon Labs新推出的EFR32BG12 Wireless Gecko无线SoC可支持zigbee和Thread网状网络、Bluetooth 5和私有无线协议，并在它们之间以无缝方式转换使用

据Michele介绍，新的Wirelss Gecko 无线SoC与 Jade 和Pearl MCU有很多共同之处。这两个新品系列都提供一流的硬件加密技术，都带有高能效的安全加速器，一个真随机数发生器（TRNG）和一个安全管理单元（SMU），可以在不牺牲电池续航时间的情况下确保物联网设备的安全连接。当然，EFR32BG12无线SoC还花足功夫去提升RF性能和支持Bluetooth 5新标准。

这里看到的物联网安全性就是本届嵌入式世界展和近期其他行业活动的热点之一，代表着Silicon Labs等厂商为了支持物联网服务正在打造高可信物联网产品。同时，除了增加TRNG和SMU等安全性能，联网和控制处理等"传统"指标也根据物联网服务的需要得到了进一步发展，比如Silicon Labs的两个新品系列还显著增加了片上闪存容量（最高1024KB，具有双区架构）和RAM容量（最高256KB），以用于处理更复杂、更精妙应用；增加触摸控制接口和多个低功耗传感器，以及支持空中固件更新（OTA）等等。

为了处理更复杂、更精妙应用，Silicon Labs的两个新品系列还显著增加了片上闪存容量和RAM容量，增加了触摸控制接口并支持空中固件更新（OTA）

所以前期的行业大整合给物联网技术的高度集成提供了基础，但联网设备的未来是成为物联网服务生态的"端设备"，这个更大的生态将集合物联网、云计算、人工智能和其他新技术，所以Silicon Labs等行业领先厂商都在为此提供高可信、高性能和低功耗解决方案。大生态思维将决定未来的物联网产品和芯片的定义。

Silicon Labs的Daniel表示，除了更高的集成度和更高的性能，以及对最新的无线通信标准和安全性等新功能的支持以外，软件技术对于物联网的发展也将十分重要；芯片公司除了要支持最新实时操作系统，以及提供最高质量的协议栈以外，还需要强大的软件技术能力去对接云系统等新的服务性技术。

四、可演进的产品和技术开发模式，降低门槛和快速上量
几乎在半导体产业大举重组的同时，以共享单车、智慧家庭和智慧城市等为代表的物联网产业也快速发展，原来处于IT、互联网和移动互联网等领域内的技术和服务提供商，开始携资本暴力进入物联网服务领域。这些以服务和运营为特色的新生态，进一步丰富了物联网行业中的"设备即服务（Device-as-a-Service, DAAS）"发展模式。

设备即服务既包括了目前许多设备制造商对现有产品进行的物联网化，还包括了更多不断产生的、面向新服务而生的物联网设备。前一类的例子包括采用zigbee技术作为物联网连接手段的生迪Element LED灯泡，其优点是可以利用自组网的网状网络技术即刻实现成组的LED灯泡控制，在大幅度降低能源消耗的同时实现便捷和智能的家庭照明控制服务。

生迪的Element LED灯泡采用zigbee作为联网手段

后一类为物联网服务而生的设备也越来越多，比如共享单车不仅改变了我们的生活，而且也彻底改变了国内单车行业的生态格局，一些单车制造商为服务商生产的订单已经远远大于针对个人最终用户的订单。这说明专门为承载服务而生的新设备正在快速地崛起，这成为许多行业的新趋势。

比如京东方（BOE）这样的全球最大平板显示面板制造商，利用其在显示技术上的优势开发了27寸8K电子画框iGallery产品，可通过网络连接到许多博物馆和画廊等艺术机构，为客户推送高清晰度的名画等艺术装饰显示。iGallery这种产品完全是为"显示即服务（Display-as-a-Service，DAAS）"的物联网服务而生的。

但是服务内容个性化、应用场景多元化、网络环境不确定和商业模式不断演进，构成了物联网服务的基本特性；而越来越多联网设备采用共享或者免费的商业模式，给物联网服务提供商、网络运营商和技术解决方案供应商带来了新的挑战。以高性价比、高灵活性的方式应对这些挑战，构成了新一代物联网产品的定义和设计的基本要求。

为了实现物联网服务的高性价比部署，华兴万邦认为可以关注三种已经在市场上经过验证的模式，一是针对特定服务和网络的标准化产品，二是针对多样化应用场景的高灵活度板卡级产品和开发平台，三是面向高性价比和高容量市场的、从模块到芯片的可演进产品组合和开发生产模式。

第一种模式常常被那些针对特定网络和特定服务的运营商所采用，标准化产品是实现高性价比和快速接入的手段，比如在全球市场上极快速成长的Libelium等公司采用的就是这种方式。该公司自己建立了广域覆盖的网络，同时提供可监测公用设施、环境污染和水土情况等的、支持从传感器到云的标准化物联网系统产品，从而可以快速实现智慧城市、智慧农业等设备的部署和上线。其产品在今年的世界移动通信大会上引发了广泛的关注。

第二种基于板卡级产品的高灵活度传感+联网模式，也是快速实现物联网应用的一种方式，比如Silicon Labs的Thunderboard系列开发板产品。这类板级产品可针对非常多样化的生态系统和使用场景，不仅提供了开箱即连接的联网平台，而且提供应对不同场景的传感器组合。Silicon Labs的Michele就表示，尽管该公司自己也有诸如相对温湿度传感器和霍尔器件等一系列传感器产品，但该公司在其Thunderboard系列平台上，也为来自诸如Bosch等第三方合作伙伴的传感器产品提供了支持。

第三种是面向大规模物联网应用的"模块和SoC"可演进产品开发和实现模式，以灵活地实现产品研发、快速导入和大规模部署。物联网产品制造商为了快速实现产品上市，可先采用无线模块来避免射频、天线以及联盟认证等问题；待第一代产品在市场上铺开后，快速演进到基于SoC的新一代产品。半导体业内的一些厂商都在提供了这种低风险、高方便性、无需大规模改动软件的演进模式，如Silicon Labs通过收购采用自己芯片的模块厂商，实现了这种模块与SoC可演进的灵动方案。

展望未来
前面谈到了物联网由联网设备向数据聚集、物联网服务及增值服务演进；要加强对应用场景和核心业务的研究；前期半导体行业大整合后，物联网产业面临的创新机会；以及针对降低门槛和快速导入物联网服务的产品及技术开发模式。那么，我们在面向物联网服务这一新机会时，需要做好哪些准备呢？华兴万邦请Silicon Labs的高管们对此做了总结，其中包括三个值得业界关注的重点：

第一，物联网服务的基础是生态，物联网领域中各类公司都必须刻不容缓地建立大生态思维。比如Silicon Labs为了丰富自己的物联网生态，正在扩大自己在整个市场中的覆盖面，相关进展体现在：支持ARM mbed、收购Micrium（获得实时操作系统）和Zentri（获得新的Wi-Fi技术），以及与诸如Sigfox等全球物联网网络运营商结成合作伙伴等等。所有物联网产品开发者和服务提供商都必须不断扩展自身生态体系。

第二，云是物联网服务不可或缺的组成部分。Silicon Labs的Michele表示：我们相信开箱即用的云连接是物联网SoC和模块的基本功能，我们的解决方案可连接到众多生态系统和云服务提供商。目前已有MQTT和COAP等一些支持云连接的标准，而Silicon Labs用API对其都提供了支持。该公司的长期战略是持续开发可与主流服务提供商互通的连接，并支持客户在需要的领域内创建其自有的连接方式。Michele表示Silicon Labs将在中国支持云服务提供商，因为中国是一个令人兴奋的智能家居和智慧城市市场。

第三，物联网产业的发展不仅需要技术创新，而且需要诸多商业创新，因而需要密切关注新的应用场景和商业模式。为此，Michele表示Silicon Labs将在许多应用领域内与客户展开合作，如智能照明、物联网网关、智能家居、零售技术、资产跟踪和工业控制等等。同时，不断涌现的新商业模式正在推动市场的发展，如付费服务、便捷合规、数据聚合与解析等等。这些都是物联网服务的重要组成部分，值得物联网产业链上所有参与者关注。

在本文最后，感谢支持"华兴万邦全球ICT/半导体之旅"的中国服务型制造联盟、泰斗微电子科技有限公司和深圳市瑞彩电子技术有限公司。