将设备接入物联网

根据对全球物联网 (IoT) 市场的一些预测，到 2020 年，市场规模将从 2016 年的 1,570 亿美元增长到 4,570 亿美元（《福布斯》，2017 年）。最近，Microsoft 宣布将在未来四年内对 IoT 进行 50 亿美元的投资（Microsoft IoT，2018 年）。根据物联网研究所的数据，在过去 6-8 年里，思科、英特尔、谷歌和高通等知名公司在努力构建生态系统的过程中，对物联网公司进行了大量投资。考虑到这些统计数据，看到家用设备制造商继续设计新的物联网产品再合理不过（坦率地说，也是必要的）。

然而，对于初创企业和小企业来说，决定从哪里开始是一项艰巨的任务。目前，还没有任何监管机构为 IoT 设定标准，通信协议的多样性类似于 19 世纪末的美国狂野西部。

好消息是，有些协议在 IoT 市场上似乎很有前景。其中有些协议很有名，有些协议则相对地被主流意识所湮没。下文列出了思科 IoT 专家确认的一系列要求，这些要求对初创企业和小企业在寻求 IoT 设计时很重要。

在开始设计之前，您需要确立以下四大重要需求：

1. 范围
2. 射频频带
3. 功耗
4. 拓扑

如果您选择让设备进行无线连接，则需要决定是使用许可的还是未许可的无线电频带。许可频带和未许可频带之间的一些主要区别在下表中详细说明：

 国际电信联盟 (ITU) 和联邦通信委员会 (FCC) 等组织定义并制定了许可无线电频带的法规和传输要求，因此担保和保护是来自信誉良好的机构。

需要注意的是，未许可的频带是受监管的，但它们无法提供许可频带所具有的保护（以及因此更好的服务保障）。

确定设备的功耗需求同样重要。

对于由电池供电的设备，要确定的一个重要概念是电池需要多久更换一次。如果频率太高，设备上市后不会取得成功。相反，如果电池功耗过低，则设备可能不具备在市场上取得成功的功能。

随着公用事业成本成为产品商业化更大的关注点，功耗对插电式设备来说也是很重要的考虑因素。如果一个新设备或一组设备需要很大功率才能正常运行，那么额外的功率成本可能会将有成本意识的消费者拒之门外，并损害产品在市场上成功的机会。

最后，您需要确定将自己的设备与其他设备连接起来的最佳方案。在这方面，引导当前 IoT 格局的是以下三个主要拓扑方案：星型拓扑、对等拓扑和网状拓扑。

对等拓扑是指每个设备与其他设备互连，并且每个设备可能有自己的客户端链接到自己。在这种拓扑结构中，不需要任何中央网络设备。

最常见的例子是通过因特网连接的个人 PC。此例中，文件可以在网络上的系统之间直接共享，而不需要中央服务器，每台计算机成了文件服务器和客户端。

网状拓扑是对等拓扑的一种高级形式。正确构建和优化的网状拓扑能让设备彼此通信与合作，以实现最大的数据效率和电池利用率。

网状拓扑的一个创新示例是 FabFi。FabFi 由美国国家科学基金会资助，是一个小型开源无线网络，正在开发阶段，用于使用常见的建筑材料和现成的电子设备传输无线以太网信号。

然而，要优化网格拓扑结构并实现设备以使其正常工作，必须克服一些重大障碍；否则，电池寿命会大大缩短。这样一个障碍是针对电池供电节点的适当优化实现。如果做得不好，电池寿命会大大缩短，使节点在市场上面临失败的风险。

_{资料来源：}

_{《福布斯》，2017 年， https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2017/12/10/2017-roundup-of-internet-of-things-forecasts/#31675fd41480}

_{Salgueiro、Gonzalo 及其他人 “连接智能物体”IoT 基础知识：联网技术、协议和物联网用例”，作者 David Hanes，Cisco Press，2017 年，第 95–148 页。}

_{Julia White, CVP Microsoft Azure. 2018 年 4 月 4 日。 https://blogs.microsoft.com/iot/2018/04/04/microsoft-will-invest-5-billion-in-iot-heres-why/}

_{Karen Field，物联网研究所，2016 年。 http://www.ioti.com/strategy/cisco-investments-tops-list-big-spenders-iot-space}