【导读】其实随着蓝牙Mesh标准落地,消费物联网领域的通讯格局基本已定:蓝牙BT占据局域网大半江山,与坐拥广域网的窄带物联网NB-IoT遥相呼应。
这是我在物联网智库|物女心经专栏|写的第034篇文章。
记得电影《教父2》中有个场景,男主角迈克的车子遇到古巴叛军,当他看到被抓住的叛军不惜“自爆”也要杀死一个军官的场景时,迈克被震撼了,可是旁边的其他人却显得习以为常。
迈克并不是害怕,而是他见微知著。后来在当地黑帮大佬的生日聚会上,迈克发表了自己的观点:军人靠薪水作战,叛军靠生命作战,成本代价即战斗力,因此叛军定会赢得战争。而其他人并没料到叛军会胜利,连首席大佬都一直认为古巴的局势会越来越好,他说:“这个国家过去20年内,叛乱不断,但最后都平息了。”
这就是迈克与普通人的区别,在别人还在盘算能从古巴赚多少钱时,他已经“预知”,如果在古巴投资,回报将是零。
当然,这篇文章不是影评,本文想说说IoT无线通讯协议。就在上周,物联网通讯圈也发生了一次“小爆炸”,此事足以载入物联网史册,或预示了消费领域物联网局域通讯的终极格局。
7月19日,蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group,简称SIG)正式宣布推出SIG Mesh标准,蓝牙BT技术开始全面支持Mesh网络。
全新的蓝牙Mesh功能提供多对多设备传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信效能,适用于需要让数以万计的设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。
然而,令我略感心痛的是,大多数人对这条“普通”新闻反响平平,视之为一次惯常的发布。其实随着蓝牙Mesh标准落地,消费物联网领域的通讯格局基本已定:蓝牙BT占据局域网大半江山,与坐拥广域网的窄带物联网NB-IoT遥相呼应。
这个预判结论从何而来?以下论据可能充分到令人发指。
的确,这个世界上的局域无线通讯技术很多,非常多。据不完全统计…
然而,协议多并不意味着市场均分,“权重”必须被考虑在内,因为我们本就生活在一个极不平均的幂次世界里。
消费领域物联网局域通讯将被极少数的协议“霸气吞食”绝大多数的市场份额,而其他大量的通讯协议最终只能沦为“长尾”。
那么,有资格“吃掉”大块市场份额的通讯协议需要满足什么条件呢?满足以下三点,基本上可以开挂了。
1. 从网络结构上来看,Mesh网状网络是首要条件。在现有的消费物联网中,大多数场景采用星状网络,存在一个中心点,网络从中心点向外延伸,任何两个设备之间交换信息,都必须通过中心点,中心点故障将导致网络瘫痪。
而在网状通讯网络中,所有设备均可以与其他设备,以及Internet相互通讯,设备与设备之间的通讯完全平等,系统可靠性高,比较容易扩展。在各个设备之间形成的互联互通,可以充分发挥“分布式”计算的优势,每个设备都是数据的贡献者和传输者。
Mesh网络与边缘计算的结合还将进一步提升消费物联网的实用性,这种做法充分利用每个边缘设备中的MCU,将边缘计算分布到各个设备中进行,而不是完全集中到云端。由于利用了每个边缘设备计算能力和协调能力,可以保证断网时基本功能和逻辑存在,提高全网整体稳定性。
为什么将边缘计算能力下放到各个设备中异常重要?因为只有完成这个步骤,才有可能做到为消费者提供精准服务。消费领域的物联网服务,精准的粒度细化到“个人”只是初级起点,消费者更希望物联网知道他在哪里,哪个房间,几点钟,躺着还是站着…不同情境下,消费者希望得到的服务差异极大。怎么精确辨识消费者希望得到哪种服务?各个边缘设备的“能动性”需要被充分调动,这时“分布式”计算即开始大展拳脚。
2. 在消费物联网中,消费电子的产品理念必不可少,通讯协议需要支持手机直连。消费电子产品(我国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品)的特点是配置简单、功能明确、外观时尚。消费者希望在智能单品和智能系统之间灵活选择,按需部署,实现近乎零用户参与的自动管理,而不是被一整套物价不菲的智能系统“绑架”。这是对用户体验的基本尊重。通讯协议支持手机直连,可以满足充分的部署灵活性。
为什么消费电子化是消费物联网“标配”的产品理念呢?因为满足消费电子理念的产品最易被消费者接受,也最易被大量应用。消费物联网产品具备一定的智能,往往内置算法,通过与消费者充分连接与互动,算法才能发挥作用和创造价值。只有基于大量用户数据的汇总与分析,消费物联网产品的人性化服务才有进一步提升的可能。利用消费电子理念迅速提升智能化产品的销售量和使用率,是非常重要的一个环节,售后的采集到的消费者行为数据,为算法的改进提供了闭环反馈,从而实现智能产品的持续迭代。
3. 通讯协议需要做到功耗足够低。在消费物联网中,大部分产品并不外接电源,而是使用电池供电,电池寿命是制约智能产品生命线的重要瓶颈。哪个消费者也禁不住三天两头给眼花缭乱的各种设备换电池,低功耗的重要性你知我知。
综合考虑上述3点,相信你也觉得蓝牙的优势足够明显。根据Gartner的预计,消费物联网一直在整个物联网版图中占据重要份额,蓝牙作为消费领域物联网局域通讯的强者,前途自然不可限量。
本应做到与蓝牙平起平坐的WiFi和ZigBee,因何与消费物联网局域通讯的头把交椅失之交臂,自是后话。今天的主角是蓝牙,蓝牙的最新进展可圈可点,不吐不快。
BT-Mesh与NB-IoT内外分工,遥相呼应
公元940-985年,Harald Blatand统一了整个丹麦。蓝牙Bluetooth是这个丹麦国王的“绰号”,因为他爱吃蓝梅,牙齿被染蓝,因此而得这一“雅号”。
转瞬来到1998年,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司这5家著名厂商的专家们围坐一团,夜以继日的给一种全新的短程无线通信技术起名字,他们认为需要一个极具有表现力的名称才能配得上这项高逼格的新技术。
经过彻夜的关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后,有人提议用Harald Blatand国王的“雅号”命名。这位国王将挪威,瑞典和丹麦统一起来;他的口齿伶俐善于交际,就如同这项新技术,支持不同领域间的协调工作,斡旋于各个系统间,最终促成良好交流。此名一经提出,专家们立即八方休战,“蓝牙”作为一种新的通讯协议,就此得名。
光阴荏苒,岁月如梭,时间到达2010年。蓝牙经过1.1、1.2、2.0、2.1、3.0等多个版本的演进,蓝牙4.0正式发布,新版本的最大意义在于低功耗,同时加强不同厂商之间的设备兼容性,并且降低延迟,理论最高传输速度为24Mbps,有效覆盖范围扩大到100米,还分化出“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。
2016年6月17日,蓝牙技术联盟(SIG)正式宣布了蓝牙5.0标准。它在性能上将远超早期版本,发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米,传输速度是蓝牙4.2版本的2倍。蓝牙5.0还允许无需配对接受信标的数据,传输率提高了8倍。另外,蓝牙5.0支持室内定位导航功能,结合WiFi可以实现精度小于1米的室内定位。
7月19日发布的蓝牙Mesh,可以说为消费物联网而生,Mesh网络内所有的蓝牙设备,作为节点都可以进行通信传输,进一步降低了覆盖距离的要求,节点越多,覆盖盲区越少。据外媒报道,蓝牙Mesh可支持多达32,000个节点,电池寿命以年为单位。
如果你的设备支持蓝牙4.0的低功耗蓝牙技术,只需升级固件,就可获得接入Mesh网状网络的能力。
除了蓝牙强大的技术和品牌优势之外,蓝牙的成本优势也是在市场和企业中长盛不衰的原因之一。每年生产十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0,如此庞大的体量摊销了蓝牙协议、蓝牙芯片的软硬件研发成本。
蓝牙模块的成本平均大概只有其他协议的一半。当阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物联网无线模块包邮大法的时候,9.9元就是蓝牙模块,19.9元是WiFi模块,可见其中的成本差,也足以看出蓝牙模块的成本之低。
自从上周三标准正式推出以来,大量芯片厂家迅速响应,宣称可以提供蓝牙Mesh芯片,包括CSR、泰凌、博通、Dialog、Nordic、昇润…名单迅速加长。不过把Mesh协议做到足够稳定十分体现功力,“宣称”和“实操”并不是一回事,只有出货量才能见真章。
当然蓝牙Mesh对于苹果HomeKit生态的支持也是必不可少的选项。
HomeKit使得Apple能够配置、连接以及控制智能家居应用中的物联网设备,例如智能锁、智能照明以及传感器等。Apple HomeKit不像其它平台,它不需要一个中央网关设备,这套生态系统可以围绕现有的iOS设备,利用iPad作为家庭控制的中枢。
至此,蓝牙BT与窄带NB,一个主内一个主外,奠定了消费物联网通讯领域的格局。
接下来,我们不得不说说为何WiFi与ZigBee错失“正宫”良机。至于那一大串长尾协议:Thread、Z-wave、KNX、EnOcean…仍将以“常在”形式长期存在,并不在本文讨论之列。
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