【導讀】其實隨著藍牙Mesh標準落地,消費物聯網領域的通訊格局基本已定:藍牙BT占據局域網大半江山,與坐擁廣域網的窄帶物聯網NB-IoT遙相呼應。
這是我在物聯網智庫|物女心經專欄|寫的第034篇文章。
記得電影《教父2》中有個場景,男主角邁克的車子遇到古巴叛軍,當他看到被抓住的叛軍不惜“自爆”也要殺死一個軍官的場景時,邁克被震撼了,可是旁邊的其他人卻顯得習以為常。
邁克并不是害怕,而是他見微知著。后來在當地黑幫大佬的生日聚會上,邁克發表了自己的觀點:軍人靠薪水作戰,叛軍靠生命作戰,成本代價即戰斗力,因此叛軍定會贏得戰爭。而其他人并沒料到叛軍會勝利,連首席大佬都一直認為古巴的局勢會越來越好,他說:“這個國家過去20年內,叛亂不斷,但最后都平息了。”
這就是邁克與普通人的區別,在別人還在盤算能從古巴賺多少錢時,他已經“預知”,如果在古巴投資,回報將是零。
當然,這篇文章不是影評,本文想說說IoT無線通訊協議。就在上周,物聯網通訊圈也發生了一次“小爆炸”,此事足以載入物聯網史冊,或預示了消費領域物聯網局域通訊的終極格局。
7月19日,藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group,簡稱SIG)正式宣布推出SIG Mesh標準,藍牙BT技術開始全面支持Mesh網絡。
全新的藍牙Mesh功能提供多對多設備傳輸,并特別提高構建大范圍網絡覆蓋的通信效能,適用于需要讓數以萬計的設備在可靠、安全的環境下傳輸的物聯網解決方案。
然而,令我略感心痛的是,大多數人對這條“普通”新聞反響平平,視之為一次慣常的發布。其實隨著藍牙Mesh標準落地,消費物聯網領域的通訊格局基本已定:藍牙BT占據局域網大半江山,與坐擁廣域網的窄帶物聯網NB-IoT遙相呼應。
這個預判結論從何而來?以下論據可能充分到令人發指。
的確,這個世界上的局域無線通訊技術很多,非常多。據不完全統計…
然而,協議多并不意味著市場均分,“權重”必須被考慮在內,因為我們本就生活在一個極不平均的冪次世界里。
消費領域物聯網局域通訊將被極少數的協議“霸氣吞食”絕大多數的市場份額,而其他大量的通訊協議最終只能淪為“長尾”。
那么,有資格“吃掉”大塊市場份額的通訊協議需要滿足什么條件呢?滿足以下三點,基本上可以開掛了。
1. 從網絡結構上來看,Mesh網狀網絡是首要條件。在現有的消費物聯網中,大多數場景采用星狀網絡,存在一個中心點,網絡從中心點向外延伸,任何兩個設備之間交換信息,都必須通過中心點,中心點故障將導致網絡癱瘓。
而在網狀通訊網絡中,所有設備均可以與其他設備,以及Internet相互通訊,設備與設備之間的通訊完全平等,系統可靠性高,比較容易擴展。在各個設備之間形成的互聯互通,可以充分發揮“分布式”計算的優勢,每個設備都是數據的貢獻者和傳輸者。
Mesh網絡與邊緣計算的結合還將進一步提升消費物聯網的實用性,這種做法充分利用每個邊緣設備中的MCU,將邊緣計算分布到各個設備中進行,而不是完全集中到云端。由于利用了每個邊緣設備計算能力和協調能力,可以保證斷網時基本功能和邏輯存在,提高全網整體穩定性。
為什么將邊緣計算能力下放到各個設備中異常重要?因為只有完成這個步驟,才有可能做到為消費者提供精準服務。消費領域的物聯網服務,精準的粒度細化到“個人”只是初級起點,消費者更希望物聯網知道他在哪里,哪個房間,幾點鐘,躺著還是站著…不同情境下,消費者希望得到的服務差異極大。怎么精確辨識消費者希望得到哪種服務?各個邊緣設備的“能動性”需要被充分調動,這時“分布式”計算即開始大展拳腳。
2. 在消費物聯網中,消費電子的產品理念必不可少,通訊協議需要支持手機直連。消費電子產品(我國消費類電子產品是指用于個人和家庭與廣播、電視有關的音頻和視頻產品)的特點是配置簡單、功能明確、外觀時尚。消費者希望在智能單品和智能系統之間靈活選擇,按需部署,實現近乎零用戶參與的自動管理,而不是被一整套物價不菲的智能系統“綁架”。這是對用戶體驗的基本尊重。通訊協議支持手機直連,可以滿足充分的部署靈活性。
為什么消費電子化是消費物聯網“標配”的產品理念呢?因為滿足消費電子理念的產品最易被消費者接受,也最易被大量應用。消費物聯網產品具備一定的智能,往往內置算法,通過與消費者充分連接與互動,算法才能發揮作用和創造價值。只有基于大量用戶數據的匯總與分析,消費物聯網產品的人性化服務才有進一步提升的可能。利用消費電子理念迅速提升智能化產品的銷售量和使用率,是非常重要的一個環節,售后的采集到的消費者行為數據,為算法的改進提供了閉環反饋,從而實現智能產品的持續迭代。
3. 通訊協議需要做到功耗足夠低。在消費物聯網中,大部分產品并不外接電源,而是使用電池供電,電池壽命是制約智能產品生命線的重要瓶頸。哪個消費者也禁不住三天兩頭給眼花繚亂的各種設備換電池,低功耗的重要性你知我知。
綜合考慮上述3點,相信你也覺得藍牙的優勢足夠明顯。根據Gartner的預計,消費物聯網一直在整個物聯網版圖中占據重要份額,藍牙作為消費領域物聯網局域通訊的強者,前途自然不可限量。
本應做到與藍牙平起平坐的WiFi和ZigBee,因何與消費物聯網局域通訊的頭把交椅失之交臂,自是后話。今天的主角是藍牙,藍牙的最新進展可圈可點,不吐不快。
BT-Mesh與NB-IoT內外分工,遙相呼應
公元940-985年,Harald Blatand統一了整個丹麥。藍牙Bluetooth是這個丹麥國王的“綽號”,因為他愛吃藍梅,牙齒被染藍,因此而得這一“雅號”。
轉瞬來到1998年,愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司這5家著名廠商的專家們圍坐一團,夜以繼日的給一種全新的短程無線通信技術起名字,他們認為需要一個極具有表現力的名稱才能配得上這項高逼格的新技術。
經過徹夜的關于歐洲歷史和未來無線技術發展的討論后,有人提議用Harald Blatand國王的“雅號”命名。這位國王將挪威,瑞典和丹麥統一起來;他的口齒伶俐善于交際,就如同這項新技術,支持不同領域間的協調工作,斡旋于各個系統間,最終促成良好交流。此名一經提出,專家們立即八方休戰,“藍牙”作為一種新的通訊協議,就此得名。
光陰荏苒,歲月如梭,時間到達2010年。藍牙經過1.1、1.2、2.0、2.1、3.0等多個版本的演進,藍牙4.0正式發布,新版本的最大意義在于低功耗,同時加強不同廠商之間的設備兼容性,并且降低延遲,理論最高傳輸速度為24Mbps,有效覆蓋范圍擴大到100米,還分化出“低功耗藍牙”、“傳統藍牙”和“高速藍牙”三種模式。
2016年6月17日,藍牙技術聯盟(SIG)正式宣布了藍牙5.0標準。它在性能上將遠超早期版本,發射和接收設備之間的有效工作距離可達300米,傳輸速度是藍牙4.2版本的2倍。藍牙5.0還允許無需配對接受信標的數據,傳輸率提高了8倍。另外,藍牙5.0支持室內定位導航功能,結合WiFi可以實現精度小于1米的室內定位。
7月19日發布的藍牙Mesh,可以說為消費物聯網而生,Mesh網絡內所有的藍牙設備,作為節點都可以進行通信傳輸,進一步降低了覆蓋距離的要求,節點越多,覆蓋盲區越少。據外媒報道,藍牙Mesh可支持多達32,000個節點,電池壽命以年為單位。
如果你的設備支持藍牙4.0的低功耗藍牙技術,只需升級固件,就可獲得接入Mesh網狀網絡的能力。
除了藍牙強大的技術和品牌優勢之外,藍牙的成本優勢也是在市場和企業中長盛不衰的原因之一。每年生產十幾億部的智能手機幾乎全部搭載藍牙4.0,如此龐大的體量攤銷了藍牙協議、藍牙芯片的軟硬件研發成本。
藍牙模塊的成本平均大概只有其他協議的一半。當阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物聯網無線模塊包郵大法的時候,9.9元就是藍牙模塊,19.9元是WiFi模塊,可見其中的成本差,也足以看出藍牙模塊的成本之低。
自從上周三標準正式推出以來,大量芯片廠家迅速響應,宣稱可以提供藍牙Mesh芯片,包括CSR、泰凌、博通、Dialog、Nordic、昇潤…名單迅速加長。不過把Mesh協議做到足夠穩定十分體現功力,“宣稱”和“實操”并不是一回事,只有出貨量才能見真章。
當然藍牙Mesh對于蘋果HomeKit生態的支持也是必不可少的選項。
HomeKit使得Apple能夠配置、連接以及控制智能家居應用中的物聯網設備,例如智能鎖、智能照明以及傳感器等。Apple HomeKit不像其它平臺,它不需要一個中央網關設備,這套生態系統可以圍繞現有的iOS設備,利用iPad作為家庭控制的中樞。
至此,藍牙BT與窄帶NB,一個主內一個主外,奠定了消費物聯網通訊領域的格局。
接下來,我們不得不說說為何WiFi與ZigBee錯失“正宮”良機。至于那一大串長尾協議:Thread、Z-wave、KNX、EnOcean…仍將以“常在”形式長期存在,并不在本文討論之列。
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