什么是物联网操作系统物联网操作系统(Operating System for Internet of Things，IoT OS)，是一种在嵌入式实时操作系统基础上发展出来的、面向物联网技术架构和应用场景的软件平台。简单地理解，PC时代有Windows操作系统、移动互联网时代有安卓（Android）和iOS操作系统。5G的到来，数据传输速度百倍提升，可接入的终端数量亦大幅增加，毫无疑问，我们正在迈入万物互联的时代，小到灯泡，大到汽车，各种设备都在经历着当年的电脑、功能机所经历的智能化过程，与此同时，AI的出现对算力提出了更高需求，云计算又使得海量的数据运算不再局限于单一终端的算力，新时代、新技术对新一代操作系统的需求也就呼之欲出。物联网操作系统的技术特征物联网操作系统可以归纳有五大技术特征。一是管理物的能力。这里的“物”指物联网边缘节点上的嵌入式实时低功耗设备。二是泛在的通信功能，即支持各种无线和有线、近场和远距离的通信方式以及协议，如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、NB-IoT、LoRa和NFC等通信技术。三是物联网设备的可维护性，即支持设备的安全动态升级(OTA)和远程维护。四是物联网安全。这是一个广泛的概念，包含设备、通信和云安全，具备防御外部安全入侵和篡改能力。五是物联网云平台。通过物联网云平台完成远程设备管理、数据存储和分析、安全控制和业务支撑，这是物联网大数据和人工智能的基础。综上所述，物联网操作系统是一种面向“物”的通信和管理平台，物联网操作系统有3个重要部分：嵌入式实时操作系统、物联网的通信协议和物联网云平台。物联网操作系统新需求随着新兴物联网应用服务的兴起，服务对象逐步变为大众消费者，新兴物联网在运维模式、网络架构、数据处理上都与传统的专用模式有很大区别，物联网系统从独立封闭走向开放互联。同时，随着通信、人工智能、自动驾驶等技术不断成熟发展，物联网终端智能化不断加深，亟待提升能力的终端设备给物联网操作系统提出了新需求。一是面向不同厂家的设备，为实现互联互通和互操作，操作系统必须实现互通性要求；二是物联网设备资源受限，低功耗成为物联网操作系统的必备特性；三是联网设备不断增加，网络安全性亟待提升，从操作系统层面保障软硬件安全成为必须；四是物联网设备形态功能各异，需增加软硬件的支撑能力；五是针对大量异构终端，物联网操作系统需实现模块化要求，实现可裁剪和迅速定制。

嵌入式与物联网的关系还是挺复杂的，去同存异分析一波\\\插播一条：我自己在今年年初录制了一套还比较系统的入门单片机教程，想要的同学找我（禾厶-亻言-手戈）免費的。最近比较闲，带做毕设，带学生参加省级以上比赛///现在已然是进入了万物互联的时代，智能化社会，然而这一切都还了离不开背后智能硬件的功劳，那么这就要得涉及到嵌入式的关系了。虽然嵌入式系统已经有30多年的历史，但是原来一直隐藏在背后的，自从物联网上升为国家战略后，嵌入式系统也从后台走到前台。本文主要介绍的是嵌入式与物联网之间的关系，其次介绍了嵌入式及物联网的特点及特征，具体的跟随小编来了解一下。物联网与嵌入式之间的关系：1、物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是互联网与嵌入式系统发展到高级阶段的融合。2、作为物联网重要技术组成的嵌入式系统，嵌入式系统视角有助于深刻地、全面地理解物联网的本质。3、无论是通用计算机还是嵌入式系统，都可以溯源到半导体集成电路。微处理器的诞生，为人类工具提供了一个归一化的智力内核。4、在微处理器基础上的通用微处理器与嵌入式处理器，形成了现代计算机知识革命的两大分支，即通用计算机与嵌入式系统的独立发展时代。5、通用计算机经历了从智慧平台到互联网的独立发展道路；嵌入式系统则经历了智慧物联到局域智慧物联的独立发展道路。6、物联网是通用计算机的互联网与嵌入式系统单机或局域物联在高级阶段融合后的产物。7、物联网中，微处理器的无限弥散，以“智慧细胞”形式，赋予物联网“智慧地球”的智力特征。嵌入式简介：嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。从应用对象上加以定义，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式的特点：1、专用软硬件可裁剪可配置（嵌入式系统是面向应用的，和通用系统的区别在于系统功能专一）2、低功耗高可靠性高稳定性3、软件代码短小和ＰＣ资源相比资源（硬件资源内存等）比较少4、代码可固化在存储器芯片或单片机中而不是存在磁盘中5、实时性6、交互性（一般不需要键盘鼠标人机交互以简单为主）7、它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。物联网简介：物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网的特征：首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。再次，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。物联网的特点：1、全面感知2、可靠传递3、智能控制4、数据融合

全球物联网的新一轮发展正扑面而来。据统计机构Statista提供的数据显示，2020年全球物联网市场规模已达2480亿美元，到2025年预计市场规模将超过1.5万亿美元，复合增长率达到44.59%。作为世界第二大经济体中国，物联网产业的未来同样十分光明：据行业研究机构IDC预测，中国物联网市场规模将在2025年超过3000亿美元，全球占比约26.1%。镁客网注意到，中国物联网腾飞的背后存在着多重因素：物联网是数字经济时代的重要基础设施，数字经济则是物联网时代的最终经济形态。在政策上，被列为“中国七大大数字经济重点产业”之一的物联网，正伴随着《“十四五”数字经济发展规划》等相关促进中国快速进入数字经济时代的政策的出台，而获得了更多的利好；技术上，RISC-V等新兴及核心技术的出现，让中国物联网的发展有机会驶上“快车道”；而以联通为代表的运营商对5G的广泛布局正在力图为中国物联网提供一个最好的发展环境；而伴随着高速数据传输与通信的需求不断扩大，更多的商业机会也正在涌现。那么，在这样一个风起云涌的时代之中，该如何更好、更具体地理解技术、环境和需求上的变化对物联网产业的积极影响？中国物联网产业链正在走着一条怎样的全新“国产化”之路？为了解答这些困惑，5月19日晚7点，镁客网举办了以“数字经济时代，物联网产业链‘新’走向”为主题的线上分享活动，与三位资深的行业专家和千位线上参会者相聚在云端，进行了深入的交流。一、RISC-V，工业物联网芯片架构的最佳选择无芯片，无物联。2021年，“芯慌”席卷全球，让更多人意识到，发展物联网绝对离不开芯片的支持。“国产化”是中国现在及未来芯片产业发展的必由之路。在芯片发展的道路上，对架构的选择无疑是一道必答题，到底怎样的选择才最符合中国产业的利益？就此问题，来自芯翼信息科技（上海）有限公司的高级市场总监祁卫，首先带来了以“RISC-V应用情况”为主题的分享。“我们坚信，工业物联网中的芯片，还是需要强调地域等安全属性的”，祁卫在分享中这样表示。他认为，伴随着全球地域风险突发的不确定性日益增高，为了保证供应的可持续，带有开源属性的RISC-V显然要比同为主流架构之一的ARM更适合成为中国物联网产业的首选。当然，供应方面的安全属性只是RISC-V的优势之一，常年与客户打交道的祁卫早已习惯客户对芯翼如此坚定把RISC-V作为长期选择的好奇心。在分享中他表示，对比ARM等主流架构，一方面价格上RISC-V存在着明显优势，另一方面，无论是MCU、无线连接芯片，还是大芯片里面的协处理器等方面来看，RISC-V都已经表现得足够成熟，即便短期内对标ARM的A系列尚无明显优势，但对其M系列和R系列来说，RISC-V已经成长为一个真正的对手。实际上，在几年前，国内就有不少企业已经陆续开始了从ARM转向RISC-V。祁卫也希望行业人士能够对物联网芯片的“国产化”抱有信心。他表示，物联网时代必然到来。二、5G，“物联”中的重要基石实现物与物的连接，是物联网的题中应有之义，而物联网中的“网”，则是物联网发展的核心所在。作为编织万物连接之网的5G技术，日益成为物联网发展中的重要基石。联通数字科技有限公司物联网事业部创新中心总经理闵爱佳，就在题为“夯实5G技术之基，助力5G应用“扬帆”远航”的分享中，带来了他对5G如何帮助物联网产业发挥价值的思考。“5G融合应用是促进经济社会数字化、网络化、智能化转型的重要引擎。”在去年十部门联合推出的《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》中，开篇就点明了5G的重要性。在闵爱佳看来，无论是新基建十四五规划还是扬帆行动计划，都强调了5G融合应用的重要性。闵爱佳表示，目前5G应用已经告别了“聚焦大带宽”的行业应用探索期，而是在成功地为智能制造、电力能源等垂直行业市场提供了低时延和高可靠服务后，进入到了“高速发展期”阶段，并有望在一两年内逐步进入到“成熟期”的阶段。运营商正在凭借5G来为更多的产业助力，去推动整个物联网的价值化。他认为，运营商、终端商和客户的关系；终端、流量和数据的关系；规模、成本和价值这三大关系正在成为5G产业规模发展的关键。运营商正在凭借5G+AIoT的核心能力，加速全场景数据成为新生产力，更好地推动传统智慧城市建设向“新基建+AIoT”新型智慧城市全面转型，并有效地提升工业互联网生产效能。三、物联网新需求，新动力发展创作需求，需求推动发展。物联网的高速发展已是大势所趋，在题为“物联网和数字化浪潮下，高速数据传输与通信的机会”的分享中，景略半导体数通&工业Sales VP 李笠，带来了他对物联网发展中带来的新需求和新动力的思考。“基于这个全球的数据流量迅速增长，以及公有云蓬勃发展的背景下，服务器是我们认为的一个大的亮点”。李笠表示，在数据量指数级增长，算力增长已出现滞后的情况下，高速数据传输的需求目前利好服务器市场。他表示，2021年预计中国服务器市场出货量为375万台，同比增长7%，预计2025年将达到525万台。市场出货金额有望达到2600亿人民币，增速有望达到10%。“服务器是数字经济的这个底座，它作为底层专利的基础，然后在各行各业的转型中也是会有一个需求逐步爆发的过程”，李笠表示。同样，高速数据传输的需求也带动了云计算，边缘计算，人工智能等支撑技术的快速发展。而在更为聚焦的工业物联网领域，伺服电机被李笠认为是“工业自动化系统中最重要的零部件之一”，也将收益于中国物联网的迅猛发展。毫无疑问，这些因需求而兴趣的细分产业，无疑也将成为物联网的新动力。而伴随着数字经济时代的迫近和物联网产业的发展，还有更多的问题值得关注并获得解答，镁客网将在后续活动中，继续与您共同寻找答案。

物联网操作系统(Operating System for Internet of Things，IoT OS)，是一种在嵌入式实时操作系统基础上发展出来的、面向物联网技术架构和应用场景的软件平台。简单地理解，PC时代有Windows操作系统、移动互联网时代有安卓（Android）和iOS操作系统。5G的到来，数据传输速度百倍提升，可接入的终端数量亦大幅增加，毫无疑问，我们正在迈入万物互联的时代，小到灯泡，大到汽车，各种设备都在经历着当年的电脑、功能机所经历的智能化过程，与此同时，AI的出现对算力提出了更高需求，云计算又使得海量的数据运算不再局限于单一终端的算力，新时代、新技术对新一代操作系统的需求也就呼之欲出。物联网操作系统的技术特征物联网操作系统可以归纳有五大技术特征。一是管理物的能力。这里的“物”指物联网边缘节点上的嵌入式实时低功耗设备。二是泛在的通信功能，即支持各种无线和有线、近场和远距离的通信方式以及协议，如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、NB-IoT、LoRa和NFC等通信技术。三是物联网设备的可维护性，即支持设备的安全动态升级(OTA)和远程维护。四是物联网安全。这是一个广泛的概念，包含设备、通信和云安全，具备防御外部安全入侵和篡改能力。五是物联网云平台。通过物联网云平台完成远程设备管理、数据存储和分析、安全控制和业务支撑，这是物联网大数据和人工智能的基础。综上所述，物联网操作系统是一种面向“物”的通信和管理平台，物联网操作系统有3个重要部分：嵌入式实时操作系统、物联网的通信协议和物联网云平台。物联网操作系统新需求一是面向不同厂家的设备，为实现互联互通和互操作，操作系统必须实现互通性要求；二是物联网设备资源受限，低功耗成为物联网操作系统的必备特性；三是联网设备不断增加，网络安全性亟待提升，从操作系统层面保障软硬件安全成为必须；四是物联网设备形态功能各异，需增加软硬件的支撑能力；五是针对大量异构终端，物联网操作系统需实现模块化要求，实现可裁剪和迅速定制物联网操作系统呈现3种发展路径第一条是基于Android、iOS等操作系统进行裁剪和定制，来适应物联网接入设备的需求；第二条是以传统嵌入式操作系统和实时操作系统为基础，通过增加设备联网等功能，满足物联网接入设备互联需求，形成新的嵌入式操作系统；第三条是面向物联网产生的新型操作系统。

全球物联网的新一轮发展正扑面而来。据统计机构Statista提供的数据显示，2020年全球物联网市场规模已达2480亿美元，到2025年预计市场规模将超过1.5万亿美元，复合增长率达到44.59%。作为世界第二大经济体中国，物联网产业的未来同样十分光明：据行业研究机构IDC预测，中国物联网市场规模将在2025年超过3000亿美元，全球占比约26.1%。镁客网注意到，中国物联网腾飞的背后存在着多重因素：物联网是数字经济时代的重要基础设施，数字经济则是物联网时代的最终经济形态。在政策上，被列为“中国七大大数字经济重点产业”之一的物联网，正伴随着《“十四五”数字经济发展规划》等相关促进中国快速进入数字经济时代的政策的出台，而获得了更多的利好；技术上，RISC-V等新兴及核心技术的出现，让中国物联网的发展有机会驶上“快车道”；而以联通为代表的运营商对5G的广泛布局正在力图为中国物联网提供一个最好的发展环境；而伴随着高速数据传输与通信的需求不断扩大，更多的商业机会也正在涌现。那么，在这样一个风起云涌的时代之中，该如何更好、更具体地理解技术、环境和需求上的变化对物联网产业的积极影响？中国物联网产业链正在走着一条怎样的全新“国产化”之路？为了解答这些困惑，5月19日晚7点，镁客网举办了以“数字经济时代，物联网产业链‘新’走向”为主题的线上分享活动，与三位资深的行业专家和千位线上参会者相聚在云端，进行了深入的交流。一、RISC-V，工业物联网芯片架构的最佳选择无芯片，无物联。2021年，“芯慌”席卷全球，让更多人意识到，发展物联网绝对离不开芯片的支持。“国产化”是中国现在及未来芯片产业发展的必由之路。在芯片发展的道路上，对架构的选择无疑是一道必答题，到底怎样的选择才最符合中国产业的利益？就此问题，来自芯翼信息科技（上海）有限公司的高级市场总监祁卫，首先带来了以“RISC-V应用情况”为主题的分享。“我们坚信，工业物联网中的芯片，还是需要强调地域等安全属性的”，祁卫在分享中这样表示。他认为，伴随着全球地域风险突发的不确定性日益增高，为了保证供应的可持续，带有开源属性的RISC-V显然要比同为主流架构之一的ARM更适合成为中国物联网产业的首选。当然，供应方面的安全属性只是RISC-V的优势之一，常年与客户打交道的祁卫早已习惯客户对芯翼如此坚定把RISC-V作为长期选择的好奇心。在分享中他表示，对比ARM等主流架构，一方面价格上RISC-V存在着明显优势，另一方面，无论是MCU、无线连接芯片，还是大芯片里面的协处理器等方面来看，RISC-V都已经表现得足够成熟，即便短期内对标ARM的A系列尚无明显优势，但对其M系列和R系列来说，RISC-V已经成长为一个真正的对手。实际上，在几年前，国内就有不少企业已经陆续开始了从ARM转向RISC-V。祁卫也希望行业人士能够对物联网芯片的“国产化”抱有信心。他表示，物联网时代必然到来。二、5G，“物联”中的重要基石实现物与物的连接，是物联网的题中应有之义，而物联网中的“网”，则是物联网发展的核心所在。作为编织万物连接之网的5G技术，日益成为物联网发展中的重要基石。联通数字科技有限公司物联网事业部创新中心总经理闵爱佳，就在题为“夯实5G技术之基，助力5G应用“扬帆”远航”的分享中，带来了他对5G如何帮助物联网产业发挥价值的思考。“5G融合应用是促进经济社会数字化、网络化、智能化转型的重要引擎。”在去年十部门联合推出的《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》中，开篇就点明了5G的重要性。在闵爱佳看来，无论是新基建十四五规划还是扬帆行动计划，都强调了5G融合应用的重要性。闵爱佳表示，目前5G应用已经告别了“聚焦大带宽”的行业应用探索期，而是在成功地为智能制造、电力能源等垂直行业市场提供了低时延和高可靠服务后，进入到了“高速发展期”阶段，并有望在一两年内逐步进入到“成熟期”的阶段。运营商正在凭借5G来为更多的产业助力，去推动整个物联网的价值化。他认为，运营商、终端商和客户的关系；终端、流量和数据的关系；规模、成本和价值这三大关系正在成为5G产业规模发展的关键。运营商正在凭借5G+AIoT的核心能力，加速全场景数据成为新生产力，更好地推动传统智慧城市建设向“新基建+AIoT”新型智慧城市全面转型，并有效地提升工业互联网生产效能。三、物联网新需求，新动力发展创作需求，需求推动发展。物联网的高速发展已是大势所趋，在题为“物联网和数字化浪潮下，高速数据传输与通信的机会”的分享中，景略半导体数通&工业Sales VP 李笠，带来了他对物联网发展中带来的新需求和新动力的思考。“基于这个全球的数据流量迅速增长，以及公有云蓬勃发展的背景下，服务器是我们认为的一个大的亮点”。李笠表示，在数据量指数级增长，算力增长已出现滞后的情况下，高速数据传输的需求目前利好服务器市场。他表示，2021年预计中国服务器市场出货量为375万台，同比增长7%，预计2025年将达到525万台。市场出货金额有望达到2600亿人民币，增速有望达到10%。“服务器是数字经济的这个底座，它作为底层专利的基础，然后在各行各业的转型中也是会有一个需求逐步爆发的过程”，李笠表示。同样，高速数据传输的需求也带动了云计算，边缘计算，人工智能等支撑技术的快速发展。而在更为聚焦的工业物联网领域，伺服电机被李笠认为是“工业自动化系统中最重要的零部件之一”，也将收益于中国物联网的迅猛发展。毫无疑问，这些因需求而兴趣的细分产业，无疑也将成为物联网的新动力。而伴随着数字经济时代的迫近和物联网产业的发展，还有更多的问题值得关注并获得解答，镁客网将在后续活动中，继续与您共同寻找答案。

近年来，随着5G的成熟，全球的物联网进入了高速发展阶段，大部分产品都会有需求直连互联网，这让支持蜂窝上网的基带芯片需求越来越大。按照Counterpoint发布的最新数据，2021年Q4，全球蜂窝物联网芯片出货量同比增长57%，主要催化剂就是5G，比如5G蜂窝芯片出货量同比增长392%，接着再是4G Cat.1，同比增长154%。在物联网快速发展的过程中，高通作为基带芯片领域的领头羊，进一步稳定了自己的优势，再次走到行业的前面。根据Counterpoint2021年第四季度的追踪研究报告，高通、紫光展锐和ASR在2021年第四季度占据全球蜂窝物联网芯片市场的前三名，占总出货量的近75%，其中紫光展锐和ASR虽然也来势汹汹，但是高通还是以接近38%的出货份额引领全球蜂窝物联网芯片市场，表现足够给力。那么，在后续的发展中高通能够持续保持优势呢？看看它最新的技术就可见一二。在今年的MWC 2022上面，高通推出了第5代解决方案，即骁龙X70 5G调制解调器及射频系统。这个骁龙X70 5G有着多方面的优势，是全球首个集成 5G AI 处理器的调制解调器及射频系统，有着AI加持进一步优化Sub-6GHz和毫米波5G链路。在这样的基础上，它实现了10Gbps 5G 传输速度，也就是万兆级的传输速度，并且还成为了 全球唯一一款能够支持从 600MHz 到 41GHz 全部 5G 商用频段的基带芯片，支持毫米波独立组网。骁龙X70 5G无疑代表了高通的技术领先，展现了高通的技术实力依旧处于行业领头羊的地位。骁龙X70最大的特点无疑是引入了AI能力来管理网络，带来相当多优势。AI不仅仅能辅助信道状态反馈和动态优化，而且还可以辅助毫米波波束管理，增强性能，扩大了小区覆盖范围，达到减少死角，提升稳定性的目标。同时，骁龙X70引入AI能力后，可以让网络选择有更好的表现，相信搭配上零售厂商的优化，可以减少产品在不同网络区间，出现网络空白的问题。另外，AI能辅助自适应天线调谐，进一步提升网络覆盖范围。在技术能力之外，高通对于品牌的建设，也让他们有着领先优势。高通的新规定支持骁龙 X70 全部关键能力并搭载业内领先的高通 FastConnect Wi-Fi/ 蓝牙系统的终端，可使用全新 Snapdragon Connect 标识。这样的品牌建设，可以逐步让用户对于优秀的网络连接能力，和高通骁龙的品牌标识连接在一起，从而形成路径依赖，进一步加强高通自己的品牌体系。如今，在物联网快速发展的情况下，基带的需求越发旺盛，高通的基带业务也进入了快速的发展期，不过对手也越发多了起来。从目前来看，高通的的技术实力和品牌建设仍旧出现行业的顶峰，可以保持持续的领先，在时代的发展中依旧是行业的领头羊，在市场中获得更多用户的认可。

无源物联网，即终端无外接能量源，采用获取环境能量的方式进行供能的物联网技术。在当前物联网技术发展条件下，终端覆盖率是一个亟待解决的问题，而无源物联网凭借其极低的部署和维护成本、灵活多变的应用场景成为解决更广范围内终端供能需求问题、实现“千亿级互联”愿景的关键。无源物联网技术的发展最终有赖于环境能量采集、低功耗计算与反向散射等低功耗通讯技术的进步。目前无源物联网应用较为成熟的路线主要包括射频识别技术（RFID）与近场通信技术（NFC）两类，覆盖仓储物流、智能制造、智慧零售、资产管理、物业服务等多元应用场景。未来，随着物联网行业的碎片化整合以及以Bluetooth、5G、LoRa等为媒介进行能量采集与信息传输的技术路线的逐渐成熟，当前困扰行业的诸多问题将会逐步得到解决，随之而来的是更包罗多样的无源终端需求与极具潜力的应用场景。万物互联时代的物联网终端供能需求物联网与万物互联物联网是在互联网和通信网络的基础上，将日常用品、设施、设备、车辆和其他物品互相连通的网络。作为一个广义的概念，物联网利用传感器、通信网络、软件、控制系统等将物品、网络和其他物品进行连接和互动，实现对现实世界的数字化和自动化。传统互联网时代，以人为中心，通过电脑、手机、平板等终端设备进行信息传递，而物联网终端是基于互联网终端延伸至那些“从未联网”的物理世界的万物：通过向物体嵌入传感器、微控制单元（MCU）等，配合射频识别、通信、边缘计算等技术使得这些物体具备相互感知、信息交互、计算以及标识自身的能力，从而具备与数字世界有机相连的能力。小到传感器、电子标签，大到个人智能设备、城市系统，甚至自然界的一切生物与物体，都属于物联网终端的覆盖范围。自2009年“感知中国”的概念提出以来，随着国家层面的政策推动与科技巨头的业务探索，当前物联网应用逐渐渗透至社会生活的各个领域。2016年至2020年中国物联网连接量复合增长率高达69.1%，预计2025年中国物联网连接量将达156亿。然而，市场的爆发增长背后，物联网终端的部署数量实际却远远低于预期，从2015年到2025年，各研究机构对于全球物联网节点连接数的预期在逐年下调，增长速度也在逐年放缓。面对日益繁杂的应用场景，提升承载感知、计算、通信功能的物联网的终端覆盖率已成为万物互联道路上一个亟待解决的问题。具体到技术层面，通讯技术、芯片设计、与能源方案从不同方面制约着物联终端的普及。本报告旨在从物联网终端的无源供能路线入手，遍历目前主流的无源物联网终端供能方案，为万物互联时代的到来提供一份信息注解。[1]不同终端供能模式如何满足多元场景面对横跨产业物联网与消费物联网领域截然不同的需求场景，物联网终端的供能方案亦存在差异。现存的物联网终端设备供能方式，按照是否拥有供电系统进行区分，分别对应由电池或电源供能的有源供能、无需电池供能的无源供能与介于无源方案与有源方案之间的半有源供能：1. 依托电源线或电池功能的有源供能方案，因其具有高功率的能源输入所以能满足一些对终端性能要求较高的场合，常用于复杂环境的感知、高速率、远距离的通讯与大数据量的吞吐计算。2. 无源物联网则因其不受电源线与电池的束缚，能够适应对设备性能需求不高、但对终端体积、成本、使用环境要求较高的场合，例如应用于极端环境下的工业传感器、对终端需求量很大的物流包裹跟踪。3. 半有源方案将物联网终端的应用场景需求一分为二，例如接受信号激活响应这类低功耗的需求交由无源功能方案承担；而涉及复杂运算、大数据量通讯的需求场景则由有源供电方案负责。通过对两种功能方案的结合，在保证终端性能的基础上，减少对于电池的依赖，从而降低长期维护成本。无源物联网终端主要通过能量采集的方式获取环境中的能量，依托低功耗计算和反向散射技术完成低功率输出下的计算与通信，具有终端设备节点无需电池供电的优势。以无源物联网RFID技术在仓储物流管理中的应用为例。货物入库前会在货箱上加贴搭载射频感应芯片的RFID标签（形态类似于普通热敏纸，成本以分计算）。在入库时，库门上方的RFID读写器向RFID标签发射射频信号实现供能与激活，并通过读取RFID标签反射而来的射频信号实现对货物的信息识别录入，实时精准地完成入库清点工作。货物入库后，搭载读写器的运输车辆会读取货物标签取走货物，运输到贴有对应RFID标签品类的货架上，数以千计的数据标签的读写过程可在毫秒内完成定位，误差小于1厘米。在此过程中，计算机系统用时会根据仓库实时情况计算无人运输的辆最优行驶路线，高效快捷的完成货物分检与储存。能够实现上述应用，无源物联网主要依托于以下三大技术：环境能量采集无源物联网设备不依赖电池或者电源线供电，而是通过捕捉环境中的能量，转化为电能使用。能量的来源可包括光能、热能、动能和射频。上述采集方式中，光能的收集受环境、天气影响较大，热能收集主要应用于可穿戴设备，射频技术因同时可以满足终端对于能量采集与数据通讯的需求，是目前应用度最高的能量采集方式。射频能量采集的基本原理是通过电磁感应实现对空间电磁波能量的采集，将射频能量转化为电能用以免电池驱动负载电路。低功耗计算受制于能量采集方式，无源物联网终端运行时可利用的能量有限，这决定了驱动电路或芯片用于计算的功耗需求不能太高，目前比较成熟的用于低功耗计算的MCU一般的功耗在 uW 级别。选择低功耗的 MCU 和传感器芯片，完成低压驱动的电路设计，是实现低功耗运行的关键和挑战。[2]低功耗数据通信（反向散射）因当前能量采集技术的发展水平限制，无源物联网终端的数据传输往往以低耗能的近距离低速率通信技术为主。而在传输方式上，相比需要耗费更多能量主动生成信号，无源物联网终端更多依靠反向散射的方式反射接收到的射频信号以传输数据。截止目前，无源物联网技术大致可分为以RFID、NFC为代表的较为成熟的技术应用、以Wiliot公司为代表的新兴技术以及尚处于理论研究阶段的LoRa、Passive Wi-Fi、5G、Sig-Fox等技术三类。成熟技术路线射频（RF）是无源物联网最重要且最成熟的能量采集方案，作为一种高频交流变化电磁波的简称，代表了辐射至环境空间中的电磁频率，范围一般在300千赫兹（kHz）到300吉赫（GHz）之间。目前最为常见的无源物联网射频技术是射频识别技术（RFID）和近场通信技术（NFC）。其中NFC作为高频RFID的一种，在各领域都有广泛应用。1) 射频识别技术（RFID）RFID即射频识别技术（Radio FrequencyIdentification，RFID），属于自动识别技术类别，利用电子标签和读写器组成物联网应用，是当前最为普及的无源物联网技术路线。1. RFID技术原理RFID整体系统比较复杂，由电子标签（包含芯片与天线）、读写器、应用系统组成。电子标签：由芯片及内置天线组成，芯片内包有一定格式的数据，作为待识别物品的识别性信息，是射频识别系统的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通信；读写器：读取或写入电子标签信息的设备，主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接受标签的应答，对标签对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输至主机或云端以供处理；天线：标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置；应用系统：包含中间件与应用系统软件，扮演RFID标签和物品之间的中介角色，从应用系统端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口（API），便可以连接到RFID读写器，读取RFID标签数据。RFID结构也涉及电子标签与读写器连接的空中接口（AirInterface），其工作原理是读写器发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将电子标签内部的数据送出，此时读写器便依序接收解读数据，送给应用系统做相应的处理。[3]2. RFID技术分类根据有无电源、系统工作频段及工作机理的不同，RFID技术有不同的分类。业内以RFID芯片为例，主要分为低频、高频、超高频和微波，在不同的应用场景有各自的优势取向。3. RFID应用场景RFID作为无源物联网底层核心技术，在各场景下得到广泛的应用，如仓储物流、智慧零售、智能制造、服装管理、智慧医疗、航空运输等，赋能千行百业。RFID最主要的两类应用场景包括识别认证与仓物管理类应用。[4]2) 近场通信技术（NFC）NFC（NearField CommunicaTIon）近场通信技术又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信物联网技术。NFC通过射频传输数据，属于高频RFID技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点（在十厘米内）交换数据。[5]1. NFC技术原理NFC主要包括三种工作模式，主动模式、被动模式和双向模式。主动模式：在主动模式下NFC终端可以作为一个读写器，发出射频场去识别和读/写别的NFC设备信息。被动模式：这个模式正好和主动模式相反，此时NFC终端被模拟成一张卡，它只在其他设备发出的射频场中被动响应，被读/写信息。双向模式：在此模式下NFC终端双方都主动发出射频场来建立点对点的通信。相当于两个NFC设备都处于主动模式。2. NFC主要应用场景NFC应用模式主要分为点对点模式、读写模式与卡模拟模式，同一设备具备搭载三种不同应用模式的能力，以适配不同场景下的全功能NFC应用。点对点模式：在点对点模式下，两部支持NFC功能的设备通过同样的速度与频率开始传输通讯并产生射频场；数据传输时，两部设备的距离通常在10cm以内。读写模式：读写模式指的是NFC设备可以采集数据，然后根据应用要求进行处理，简单一点说就是把NFC设备当作一台读卡器来使用，可以读到非接触式卡上的数据。卡模拟模式：通过NFC芯片将设备模拟成一张非接触卡，可以和正常的卡片一样能有许多应用，主要这种实现交通刷卡、手机支付、门禁等功能。3) RFID与NFC的对比分析NFC虽然属于RFID技术的变种，但在各方面都与RFID的技术应用有很大差异，两者分别覆盖了不同的应用场景，不存在替代关系。应用方向的不同使得RFID和NFC在工作频段、硬件要求、集成能力、传输距离、能耗要求、应用方向、信息安全、适配场景等方面有诸多差异。NFC主要运用于信息交互，场景较为固定，其整体技术集成在一块芯片之上，搭载在不同的终端中；而RFID则主要运用于信息读取与判定，依赖读写器、中控系统与标签的统一协同，应用场景更为多元。在安全性能上，由于NFC的传输距离小于0.1m，安全性能有显著优势。新兴技术路线随着技术革新与行业成熟，多家企业、研究机构完成了自主的无源物联网能源获取技术路线规划。其中，最为著名的是以色列科创企业Wiliot创新研发的基于蓝牙的传感器芯片Wiliot IoT Pixels，该技术已经发布并投入商业运作；此外，还有基于LoRa、5G、Wi-Fi等环境能量采集技术的各种方案正在理论建设阶段亟待落地。未来，随着多种新兴技术路线方案发布，无源物联网行业将迎来井喷式增长。1) Wiliot IoTPixels蓝牙贴纸传感Wiliot于2017年成立，注册于以色列，作为一家无晶圆半导体科创公司，由于其几近颠覆RFID市场的革新思想与引导物联网未来规模化发展的核心技术，赢得全球芯片、云服务、运营商等领域巨头青睐，累积获超2亿美元融资。Wiliot IoT Pixels（蓝牙贴纸传感器）是一种小型低成本、自供电标签，可附加到任何产品或包装上。标签通过吸收周遭环境中的电磁波辐射能量，包含蓝牙、蜂窝和 WiFi 等信号，进而将之转换成电能来驱动内置的低功耗处理器。通过感受粘贴物品的温度、液位、运动、位置变化、湿度和接近度等具体数据，将之传输到基于 Wiliot IoT Pixels 和 Wiliot Cloud 的平台进行具体分析。由于Wiliot IoT Pixels尺寸较小且无需供电，还可以检测并传达产品的各种信息，意味着他可以廉价生产并且适用于几乎任何物之上，未来主要运用场景包括消费生产、物流运输、产品零售以及家居生活场景。2) 其它无源物联网技术在无源物联网技术路线中，最大的难点就是如何去获取工作电流，因为电磁能量的密度随着距离的变远衰减很多。因此，获取能量的距离就是无源物联网方案的工作距离。目前，由华盛顿大学、麻省理工学院等世界一流大学以及华为、IBM等头部科技公司主导的新兴无源物联网能源获取技术研究已经提上日程，以LoRa、5G、Wi-Fi、sig-fox为能量采集路线的无源物联网技术正在理论研究阶段。物联网连接数快速扩展使物联网终端面临更多变的应用场景。在过去的数十年，以NB-IoT、LoRa等为代表的LPWAN技术之所以成功，是因其解决了百亿规模的物联网连接面临低成本、低功耗、大连接的需求问题。但面对更加复杂的通信环境、多变的终端形态限制、与通信成本需求，受制于电池的体积与成本，通过电池供能的物联网终端难以满足未来需求。凭借能量采集、反向散射以及低功耗计算，无源物联或成为实现“千亿级互联”愿景落地实现的关键。从产业支持侧看，国家大力推行物联网等战略性新兴产业发展；无源物联网符合国家生态文明建设与碳中和要求。作为物联网的最重要组成部分之一，是继LPWAN之后的另一个“万物互联”发力点。随着万物互联进程与无源物联网的进一步发展，人们对物联网的认可度将获得进一步提高。从竞争格局看，无源物联网市场将走向产业融合、标准统一的新格局，由“企业级”向“产业级”生态迈进，形成“大杂居、小聚居、共联盟”的群体智能生态融合态势，统一协议，减少普及阻力。从用户及消费者角度看，随着无源技术的普及，千亿级链接将覆盖更为丰富的应用场景；多传感器、多功能融合以及边缘计算更大规模开发，在产品质量、数据安全方面将会获得更好保障。从技术发展看，射频、环境能量采集、电磁波等无源设备获取能量的途径未来将获得进一步开拓，能量获取效率获得更大提高，供能与信号传输解耦；读写终端受限变少，强兼容性适配多种终端和使用场景。艾瑞战略咨询中心：随着政策推动与物联网行业的进一步发展，当前困扰行业的标准协议不统一、应用碎片化等问题将会逐步得到解决、行业生态融将逐步走向融合，而能量采集与通讯技术的突破亦将带来无源设备应用场景的爆发。针对物联网产业发展过程中的各类问题，艾瑞战略咨询中心可为您提供物联网产业研究、产业进入咨询等定制化研究及咨询服务，助力物联网赛道企业的业务发展决策，赋能物联网产业高质量发展，携手实现共赢！[1] 数据来源自2012-2020，IBM、CISCO、GSMA智库[2] oppo零功耗通信白皮书.2022(01):17-24[3] 蒋皓石,张成,林嘉宇. 无线射频识别技术及其应用和发展趋势[J]. 电子技术应用. 2005(05):1-4[4] 荣庆. RFID技术在供应链管理中的作用及价值应用[J]. 数字技术与应用. 2021(12):56-58[5] 王惟洁,陈金鹰,朱军. NFC技术及其应用前景[J].通信与信息技术. 2013(06):67-69

随着5G新的演进方向不断的清晰和6G研究的进展，无源物联网受到的关注程度不断提高，3GPP组织相关代表和专家已启动了无源物联网的研究和标准化工作。不过，物联网产业界很早就开始了对无源物联网的研究，除了已经非常成熟的RFID外，多家企业已经推出一些新型无源物联网商用化产品。而无源物联网纳入移动通信领域重点关注的范畴始于业界对5G Advanced演进的探讨，在确定3GPP R18版本方向时将无源物联网作为研究的内容。 在笔者看来，新型无源物联网尚处于发展初级阶段，在全球移动通信主流厂商的推动下，无源物联网将形成3GPP和非3GPP两大阵营，在不同技术方向推动无源物联网的发展。新型无源物联网破解传统无源RFID痛点何谓新型无源物联网？主要是针对传统无源RFID的一些痛点进行改造而形成的无源物联网系统。 无源RFID已有多年发展历史，产业生态也非常庞大，可以说是当前最为成熟的无源物联网系统方案。不过，随着应用场景不断扩大，无源RFID存在的痛点不断显现，集中表现在通信距离较短和依赖于专用的读写设备。 近期举行的多场无源物联网研讨会上，产学研各界专家对新型无源物联网形成一些共识。以中国移动研究院的观点为例，无源物联网分为一体式无源1.0、组网式无源2.0和蜂窝式无源3.0。其中，一体式无源1.0即传统无源物联网，更多是传统无源RFID的应用场景，在这些场景下，对无源标签激励信号发射源和接收机位于同一设备中，由专用读写设备来承担，这一设计会导致发射和接收信号自干扰，限制了通信的距离，尤其是没有有效的干扰管理机制，在拥有非常密集终端的场景中，很难形成大规模无缝网络部署。 针对这些痛点，组网式无源2.0和蜂窝式无源3.0是新型无源物联网发展的方向。组网式无源物联网技术采用激励信号和接收机分离的架构，支持组网部署，这种模式在很大程度上解决了传统无源RFID读写器自干扰、互干扰的问题，提升了接收距离，极大拓展了应用场景。 而蜂窝式无源物联网则在组网式架构基础上，发挥蜂窝网络广泛部署的优势，使现成的基站资源作为无源物联网标签激励信号源和接收设备，通过统一调度实现更大范围组网和扩大通信距离。 近年来，国内外多家无源物联网新锐企业开始了新型无源物联网的研究和商业化，基本上均采用组网式的系统，通过攻克多个技术难点，破解传统RFID的痛点，优化了原有场景，并支持了大量新的场景。 现有技术无法满足在3GPP RAN94e研讨会中，专门设置了针对无源物联网的研讨，参会代表均认可无源物联网在未来蜂窝物联网中的意义，并讨论了在未来5G演进中无源物联网的场景、技术、设计目标、终端形态等内容，未来5G乃至6G网络支持无源物联网成为趋势。不过，在讨论3GPP系统中无源物联网的候选技术和动机时，参与讨论的代表一致认为现有3GPP技术并不能满足无电池、超低成本等无源物联网的需求，3GPP阵营需要推进新技术来满足蜂窝式无源物联网需求，新的技术应该能够实现的连接数将要高出现有技术好几个数量级。同时，3GPP专家一致认为，新的技术应提供远低于NB-IoT、eMTC的功耗和成本，因此不会对其形成替代。 具体来说，无源物联网主要采用能量采集技术来为终端节点供电，然而，典型的能量采集技术输出的电量在1微瓦-100微瓦之间，而且在终端节点尺寸有限的情况下，能量转换效率也不高，这一微弱的电量无法支持现有3GPP最低功耗的终端运行。NB-IoT终端是3GPP阵营技术支持的最低功耗物联网终端，以NB-IoT模组为例，驱动其正常工作的电量需要数十毫瓦甚至上百毫瓦的电量，与能量采集技术供给电量差距千百倍。若使用可充电电池或超级电容，则增大终端体积和成本。因此，3GPP阵营需要推进终端进一步精简化，形成与能量采集技术电量相匹配的终端技术演进。另外，若要借助现成的5G基站作为无源物联网节点激励信号发射节点和接收终端，部署时需要考虑如何使5G网络形成对无源物联网终端的无缝覆盖。在典型的网络场景下，室内小基站之间的距离为数十米，室外宏基站之间的距离为200-300米，无源物联网节点到基站之间传输距离应在网络部署范围之内，因此需要在数据传输方面做好优化，符合5G网络部署的现状。 多家企业代表认为，无源物联网将形成千亿级连接规模，当前大量行业已明确了需求。在非3GPP阵营大力投入和发展新型无源物联网技术，满足大量场景需求的同时，若3GPP阵营对其不重视，尤其是当前3GPP现有技术无法支撑无源物联网需求，则未来这一领域的市场空间将被非3GPP阵营占据，因此3GPP对无源物联网的研究应该加速。 接下来，3GPP将设立无源物联网研究项目，对基于5G网络的无源物联网场景、核心目标进行研究。例如，对无源物联网超低功耗、超低成本的定义，确定功耗目标、节点成本目标等，并明确对链路预算、数据速率、连接容量、定位精度、覆盖等指标。 针对无源物联网的需求，3GPP阵营需要在5G标准演进中考虑精简射频、数字信号处理、协议栈、同步性等技术实现终端精简，覆盖性增强技术来提升无源物联网传输距离，以及新的干扰管理技术来实现规模化部署等。 非3GPP阵营已形成多项成果当前，新型无源物联网发展已有多项成果，尤其是非3GPP阵营的一些企业已推出商用产品，在多个行业实现小范围商用。其中，既有基于短距离通信的WiFi、蓝牙形成无源物联网系统，也有借助LoRa相关技术实现长距离无源物联网通信。 在这一群体中，最为典型的是基于蓝牙的无源物联网系统，该领域进展最快，多家企业已推出商用产品，且实现多代产品迭代。例如，近年来受到资本多方看好的Wiliot公司，该公司推出的产品是一款无源蓝牙低功耗传感器标签，其完成感知、存储和通信的能量来自于收集周围的无线射频能量来为其供电，并使用该能量发送传感器读数；Atmosic公司核心技术为受控能量收集，并基于蓝牙5平台，开发出超低功耗无源蓝牙芯片，目前已实现了产品的迭代。这些基于蓝牙的无源物联网系统采用了分离式组网架构，已经在仓储、物流、医疗等领域实现商用，在很大程度上破解了传统无源RFID的不足。不过，由于应用规模不大，相对于传统无源RFID，其标签成本还未达到预期较低的水平，因此还不能对RFID形成大规模替代。 早在2016年，美国华盛顿大学的研究人员就研发出一种全新的WiFi技术，称之为Passive WiFi，利用射频信号的反向散射通信技术，实现无源标签数据的传输。Passive WiFi无源节点传输1Mbps和11Mbps所消耗的电量分别仅为14.5微瓦和59.2微瓦，最远能够实现30米的回传距离，甚至有一定的穿墙能力，具备了扩展传统无源物联网场景的能力。针对WiFi的无源物联网吸引了海内外大量研究人员，不过其商用尚需一定时间。 基于LoRa的无源物联网系统研究成为近年来一个热点，主要源于其大幅扩展了无源物联网通信距离。 2017年，还是美国华盛顿大学Passive WiFi团队的研究人员，在其发表的一篇论文中研究了无源物联网扩展到远距离传输的系统中。研究人员利用了LoRa信号高灵敏度和扩频编码技术，提升无源标签回传能力，并与商用的LoRa设备兼容，形成基于LoRa的反射调制系统。在测试中，最远实现了无源节点和接收器之间2.8公里的通信，形成远距离传输的无源物联网系统，而这个过程中节点消耗的电量仅为10微瓦级别。此后，针对基于LoRa的无源物联网系统研究成为关注重点，国内外学者发表了多篇高质量论文。当然，这一领域目前也是在研究中，还没有实现商用落地。 可以看出，非3GPP阵营的相关组织针对新型无源物联网研究已有多年且形成丰富成果，随着商用壁垒的突破，这些相关技术将成为无源物联网市场一股重要力量，支撑无源物联网大量场景落地。 目前，虽然3GPP阵营对无源物联网的研究起步虽然晚于非3GPP阵营，但和此前其他3GPP物联网技术类似，基于蜂窝网络的无源物联网将随着5G、6G发展形成全球统一标准，在可靠性、技术路线一致性等方面具有优势，加上3GPP阵营参与者都是移动通信产业的主导者，在业界拥有较强话语权，因此未来3GPP阵营无源物联网技术在业界会形成较大影响力。 正如数年前低功耗广域网络（LPWAN）发展一样，3GPP阵营的NB-IoT、eMTC目前已成为全球主流标准，支持数亿低功耗节点接入。同时，基于LoRa等非3GPP技术以其灵活性的优势，也成为物联网的事实标准，实现全球数亿低功耗节点接入。未来的无源物联网领域，3GPP阵营和非3GPP阵营技术共存也不可避免，共同支撑千亿级物联网连接的实现。 

无线通信技术的应用改变了人们传统的生活模式，人们可以足不出户通过网络进行办公、学习、购物等，为人们的生活带来了多方面的便利。随着5G时代的到来无线通信技术将会对人们的生活产生更多的影响，同时信息技术水平也随着通信技术的进步而迅猛发展，在信息技术和通信技术相结合的背景下物联网应运而生，物联网形势下人们生活中所接触到的各种设备相互关联，各种人与事物都被网络连接到一起，万物联网的时代也在促使人们的生活更加智能化。5G通信技术的应用将会促进物联网技术更加智能化，物联网技术也会在更多的领域发挥巨大的作用，因此物联网形势下的5G通信技术应用探析具有十分重要的意义。01 物联网的含义物联网顾名思义就是连接物品的网络，它是实现人与人、人与机器、及其与机器之间的互相连接通信的一种方式。众所周知，通信技术的发展实现了网络的普及，不仅实现了各种信息资源的整合，还使得人们生活中的万物相连。物联网的发展过程中通常需要在控制与被控制设备中安装一个芯片，实现信号发送、接受的功能以此实现设备之间的通信，同时物联网技术必须依赖网络环境下进行，失去网络物联网技术将无法实现。随着科技水平的不断提高，物联网技术也取得了更大的突破，各种先进算法的应用使得物联网设备具备了一定的学习能力，然而由于受到网络技术的限制，物联网技术的应用依然具有一定的局限性无法大规模进行使用，因此通信技术的发展对于物联网的大规模布局和使用有十分重要的意义。02 5G通信技术的优势（1）信息传输速率更快，宽带容量更大。从20世纪80年代的第一代无线通信技术开始，到2G、3G、4G的相继出现，无线通信不断实现技术上的突破和应用上的进步，如今5G时代的到来使得无线通信技术在传输速度和宽带容量上实现了更大的提高，信息的传输速率相比之前更快、宽带容量也更大。相比于4G网络5G网络基站峰值要求更高峰值不低于20Gb/s，这些技术能力的提升为人们的上网体验带来了更好的效果，对于高清图片和视频都可以在数据网络环境下轻松运行，更好地满足了现代人们对于通信技术的需求，随着5G技术的不断发展未来还有更大的提升空间以更好地适应信息时代对物联网技术的要求。（2）全网覆盖，低延时传送。随着社会经济水平的不断提高人们的生活节奏也越来越快信息变得愈加重要，人们对通信的需求也提出了更高的要求，想要确保信息智能服务的质量，不仅需要保障无线网络的覆盖率，还需要增加网络移动传输的适应性和网络连接密度。5G通信技术实现了广泛的网络覆盖率不再受自然环境与地理位置的限制，例如高原、山区等都可以实现网络覆盖；并且，5G通信技术的另一大特点是低延时，这也是5G通信技术的主要方面的提升，5G对时延的最低要求是1毫秒甚至更低，这种延时几乎让用户感受不到它的存在，相比4G技术实现了大幅度的提升，低延时的优势可以在使用过程中实现同步控制使得5G技术在一些智能化较高的行业，例如无人驾驶、远程手术等领域的应用成为可能。相比传统时延较高的通信技术5G通信技术可以充分满足这些行业对信息传送速度的需求具有明显的优势和十分广阔的前景。（3）低功耗技术。网络通信技术的发展和普及使得越来越多的通信设备接入到无线网络中，这也对基站的运行带来了一定的压力。在传统的无线通信技术中基站耗电量很高，80%的能耗来自于基站，5G通信技术在基站运行方面实现了功耗的降低，传输相同的数据流量5G基站的功耗相比4G基站功耗降低了很多，5G技术通过对网络规划采用“多样化覆盖手段”进行区域化网格设计，在设备选型上根据覆盖区域大小合理进行精细化设备选型，实现设备整体投资的降低。另外，5G通信技术还通过电力引入、开关电源、蓄电池、空调、机房等多方面着手进行电源配套方面的节能减排，从而实现了基站在低功耗运行下有效保证多台通信设备的同时运行极大方便人们的生活和工作。03 物联网形势下5G通信技术的应用（1）SDN/NFV技术的应用。SDN即Software Defined Network，是软件定义网络是实现网络虚拟化的一种方式。在数据中心网络虚拟化处理和流量优化控制方面具有一定的优势，NFVS即Network Function Virtualization是网络功能虚拟化，可以通过硬件和虚拟化技术承载多功能的软件处理，可以达到降低网络设备成本的目的。另外，通过软硬件解耦及功能抽象可以使网络设备功能资源灵活共享，这两种技术是5G通信技术的基础部分。5G通信技术在实际的发展过程中需要对诸多技术进行扩展，在此情况下，可以以SDN/NFV技术为基础进行控制系统、管理系统和应用系统等的开发，实现程序上的调用，取代手动配置，优化网络系统，建立虚拟网络架构，促进物联网形势下5G通信技术的应用，提升物联网形势下的5G通信技术水平。（2）全频段技术。在之前的4G通信技术中网络技术工作主要频段为3GHz，频段资源相对较少难以保证通信技术的应用效果，在5G通信技术中拓宽了频段使用范围，可以通过全频段技术有效解决频段资源不足的问题增加了网络系统容量，以此在传输速率上得到有效提升。目前，我国5G技术研发中全频段技术还不够成熟但是频段资源非常丰富，全频段技术的应用可以使天线设备向小型化方向发展，有效提升天线效益改善当前的工作现状提升工作质量。（3）密集网络技术。物联网形势下5G通信技术提供的流量将是4G通信技术的千倍之多，5G通信技术通过多种无线接入技术的融合，由于实际运行中网络覆盖范围较小，几乎不能实现更小一步的分割，因此需要采用密集网络技术进行应用。首先，在宏基站外部进行大量天线的设置，以充分拓宽室外空间，达到增加系统容量和提高系统灵活性的目的；其次，在室外进行密集网络的布置，以此促进各网络节点间的协作，提高相邻节点数据传输的有效性和准确性。总之，密集网络技术在5G通信技术中的应用可以有效增加网络空间与时间的动态变化，使得网络的覆盖面积得以增大，充分发挥网络优势。04 5G通信技术对物联网发展的影响（1）5G通信技术高速率优势带动了物联网的快速发展。物联网技术的发展使得物联网需要处理的数据信息越来越多，传统的通信技术难以满足物联网发展对于速率的要求，通信速率不够容易导致网络堵塞和网络延迟，造成信息无法更新一定程度上制约了物联网的发展。而5G通信技术在通信速率上具有速率更高、延时更低的优势，可以有效解决物联网发展遇到的难题，因此，将5G技术在物联网技术中充分运用可以促进物联网的快速发展，随着信息科技的不断发展人们对网络的要求也越来越高，5G通信技术能够更好地完成信息传输的工作，在众多领域发挥出更大的作用。所以，5G通信技术与物联网技术的结合是未来发展的趋势，5G技术也是物联网发展的重要基石。（2）5G通信技术的安全性促进物联网的发展。物联网技术将人们的生活、工作、学习等各方面相连，涉及到人们的各方面信息，人们对于网络安全更加重视，所以，网络安全是物联网顺利运行的基础保障。5G通信技术在4G通信技术的安全优势基础上扩充了无线空口安全等安全机制，进一步保障了通信技术的安全性；同时，5G通信技术可以建立起建筑防盗、高速监控等多方面的安全防护机制；另外，5G通信技术中高精尖天线传输技术的应用减少了终端模块的体积，增加了其覆盖率，多方面为物联网安全运行保驾护航。（3）5G通信技术便捷优势优化物联网发展格局。5G通信技术具有更加便捷的优势，随着5G通信技术的不断发展和普及，越来越多的智能电子设备的研发和应用也会随之而来，这为物联网提供了良好的发展平台，一定程度上可以优化物联网的发展格局，给物联网的发展提供良好的契机。5G通信技术的普及会让通信设备更加便携化，可以实现随身携带，以此满足人们随时随地进行物联网技术的运行，极大方便了人们的工作和生活。（4）5G通信技术实用性功能在物联网的应用。5G通信技术相比之前加入了更多实用性的功能，极大方便了人们的日常生活和工作，5G通信技术的许多优点在实际应用中将会一一呈现，例如，利用5G通信技术可以实现智能导航系统的精准导航，定位更加准确路口信息更为详细，充分解决传统通信技术中精度不够在一些特殊地区导航失灵的现象，充分保障车主驾驶安全方便人们便捷出行。总之，5G通信技术未来具有巨大的发展空间，5G通信技术的应用能够在很多领域颠覆人们的认知，加强物联网技术和5G通信技术的融合有助于促进物联网技术快速发展。05 中国移动的物联网之路伴随万物互联时代的推进，数以百亿甚至千亿设备接入网络，掀起新一轮信息科技革命的同时，物联网市场规模也日益扩大。业内人士分析，物联网产业目前已从平滑培育期进入高速发展的拐点，具备了全面爆发的基础。在中国，物联网市场也一直持续稳步增长，预计中国物联网市场规模将保持20%以上的增长速度，到2021年年末，市场规模已达到26251.3亿元。如此庞大的市场，自然少不了中国各行业大厂的布局，运营商亦是如此。据悉，三大运营商在物联网领域已布局多年，而物联网市场也已成为运营商的重要业务。作为中国最早一批布局物联网的企业，中国移动在经历了这么多年的探索和创新后，显然已经找到了属于自己的物联网发展和变革之路，并且一路上披荆斩棘、硕果累累。近年来，中国移动通过推动NB-IoT和LTE Cat.1模组价格降低，促进生态建设，完善客服保障等一系列措施，全面实现中低速网络及服务领先。为更好地服务千行百业,中国移动积极锻造“云、网、边、端”一体化的5G+物联网能力。持续迭代物联网核心能力平台OneLink、OneNET，共计开放API超过1100个，日均API调用超过10亿次，同时不断演进5G能力，打造了5G专网运营平台。此外，依托中国移动物联网联盟，中国移动不断扩大生态合作圈，推出OneNET合作伙伴认证计划（OCP），携手产业链合作伙伴，打造5G+物联网生态，为各行业的智能化发展提供多样化的产品及应用服务，赋能产业数字化转型。如今，中国移动的物联网智能硬件涵盖智能家居、智能抄表、智慧停车、智能穿戴、车联网等中国众多行业。2021年底，物联网用户规模超10亿，位居全球第一。中国移动的物联网业务收入约110亿元，同比增幅16%；模组销量达到1675万片，同比增长36.7%，位居国内第四，其中NB模组销量位居全球第二。芯片、操作系统圆满完成2020-2021年技术攻关目标，加速实现芯片和操作系统自主可控，充分彰显了央企的使命担当。06 写在最后物联网快速发展的背景下对无线通信技术也提出了更高的要求，5G通信技术的发展为物联网的发展提供了新的契机。5G通信技术在实际应用过程中呈现出更多的优势，不仅可以打破传统工作的局限性，增强物联网领域的通信技术应用效果，同时还有效提升了网络的安全性与有效性，使数据信息传输更加高效、安全。5G技术尚处于起步阶段在未来有巨大的发展潜力，将5G通信技术合理应用到物联网领域对物联网通信技术的提高有很大的帮助，只有牢牢抓住5G通信技术发展契机才能推动物联网通信技术的发展，实现物联网在新的市场环境下健康稳定发展。

随着5G时代到来，物联网发展十分迅速，与日常生活的关联也愈加紧密，小到你在智能柜取快递、骑共享单车，通过手机APP就可以查看智能门锁、摄像头、猫眼门铃;大到人们常听到的智慧城市、万物互联，无不是物联网技术发展的重要体现。物联网的数量和覆盖范围正在迅速扩大。据研究报告，2020年物联网连接数首次超过非物联网在线连接数。这么大火的物联网技术，作为2022年的通信达人小兴，绝不允许有人不知道!什么是物联网物联网(Internet of Things，IoT)的概念最早于1999年被提出，官方解释为“万物相连的互联网”，是在互联网基础上延伸和扩展，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，可以实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通，曾被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。我们可以看到物联网有如下几个特点：人与物相连、物与物相联、信息化、远程管理控制、智能化。常见的物联网无线组网技术有哪些在IoT普及的过程中，无线技术扮演着越来越重要的角色，新手入门，小兴给大家介绍几种常见的无线IoT技术、各自的特点和应用场景。1. Wi-FiWi-Fi是基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术，是目前家庭网络中无线传输技术的典型代表，是家庭网关、路由器、手机、电脑等通讯电子设备的标配。新一代Wi-Fi 6技术凭借大带宽、低时延、广接入的特征，能够提供更好的网络体验，还等什么，中兴Wi-Fi 6系列路由器值得拥有!“砖”家小结——2. 蓝牙蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，使用2.4-2.485 GHz的ISM波段实现相互通信。很多人第一时间想到的蓝牙耳机、鼠标、键盘等日常电子产品都是使用了蓝牙技术的物联网设备。“砖”家小结——3. ZigBeeZigbee技术是基于IEEE802.15.4标准的短距离、低功耗的无线通信技术，适用于周期性、间歇性和可重复的低时延数据传输，支持868 MHz、915 MHz和2.4 GHz ISM频段。Zigbee这一名称来源于蜜蜂的八字舞——蜜蜂(Bee)通过飞翔和“嗡嗡”(Zig)地抖动翅膀的“舞蹈”与同伴传递花粉所在方位的信息，依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。Zigbee技术已广泛用于智能电网、智能交通、工业自动化等物联网产业，是智能家居的主流技术选择，包括智能开关、智能插座、安防传感器、智能灯具等智慧家庭产品。“砖”家小结——4. NFC近场通信(Near-field communication，NFC)技术是一种短距高频的无线电技术，在非接触式射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术基础上结合无线互连技术研发而成，能够使两个电子设备能够在几厘米范围内进行快捷通信。NFC主要运用在智能手机、智能手表、智能手环等移动设备，尤其是电子支付场景，除了可以刷地铁卡、公交卡、门禁卡等，还被各大手机厂商用做支付入口，形成各种“Pay”。5. LoRa远距离无线电(Long Range Radio，LoRa)技术是低功耗广域网络(Low-Power Wide-Area Network，LPWAN)主流技术之一，工作在433/868/915 MHz等全球免费频段(即非授权频段)。LoRa因功耗低、传输距离远、组网灵活等诸多特性，与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分契合，被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智慧农业、智能物流等多个垂直行业，前景广阔。6. NB-IoT窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)技术基于FDD LTE技术改造而来，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，是热度较高的低功耗广域网(LPWAN)之一。相比LoRa，NB-IoT工作在License频段，需要收费才可使用，可直接部署于LTE网络，与现有网络共存。总结上述6种技术就是我们使用的主流无线IoT技术，随着物联网概念的不断发展，了解相关基础知识对我们选购智能家居产品也十分有帮助。

　　Arm近日宣布扩展其物联网全面解决方案(Total Solutions for IoT)产品路线图，新增两款全新基于Arm® Cortex®-M和Cortex-A处理器的解决方案，以简化并加速物联网和嵌入式开发流程。在此次扩展的产品路线图中，Arm同时推出迄今性能最强且安全性最高的Cortex-M处理器Arm Cortex-M85，并将Arm虚拟硬件扩展至包括第三方设备的更多平台，进而使开发流程更简单流畅。　　Arm物联网兼嵌入式事业部副总裁Mohamed Awad表示：“开发者推动着物联网的未来发展，但他们也面临着对更强性能、更高安全性和更简单的开发流程与日俱增的需求。Arm架构是物联网基石，我们有责任为生态系统不断地在性能、简化开发和软件复用等方面提升标准，为物联网的创新和规模化，创造更好的机遇。”　　Arm物联网全面解决方案加速产业创新　　在六个月前推出的Arm物联网全面解决方案标志着物联网和嵌入式市场的设计方法发生了根本性的转变，它通过结合硬件IP、平台软件、机器学习(ML)模型、工具等，简化开发并加速产品设计。Arm Corstone™是全面解决方案的核心，这套预先集成且预先验证的IP子系统使得芯片设计厂商能够将时间和精力聚焦于差异化上。　　今日所推出的Arm云原生边缘设备全面解决方案是首款为Cortex-A设计、且基于Corstone-1000的产品。它使物联网开发者首次能轻松利用Linux等操作系统的平台功能和潜力，同时也实现在智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。由于Corstone-1000符合Arm SystemReady™-IR规范标准，并为了实现更高的安全级别，具备支持PSA Certified的硬件安全隔区，因此OEM厂商可即刻从Project Cassini中受益。　　全新的Arm语音识别全面解决方案是基于Corstone-310子系统。它预先集成了新的Cortex-M85和Arm Ethos™-U55，成为Arm目前最高性能的MCU级处理器。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合，开发各式各样的高性能产品。　　Arm Cortex-M85：为安全、高性能微控制器奠定新标准　　Arm Cortex-M85是迄今为止性能最强的Cortex-M处理器，对于需要显著提高性能的应用程序来说，它是升级到Armv8-M架构的自然途径。Cortex-M85的特点包括：　　·与Cortex-M7相比，其标量性能提升了30%　　·具有Arm Helium™技术，可支持终端ML和DSP工作负载　　·搭载Arm TrustZone®技术增强安全性。它还包括指针认证和分支目标识别(Pointer Authentication and Branch Target Identification, PACBTI)，这一全新架构功能具备增强的软件攻击威胁缓解能力，有助于实现物联网部署的安全基线PSA Certified Level 2　　Arm虚拟硬件现可因应现有设备、硬件和项目　　Arm虚拟硬件是一款变革性产品，为了赋能软件开发可早于芯片开发而设计。它使Arm生态系统能够轻松采用云端开发和持续集成/持续开发(CI/CD)，而无需大型定制硬件集群。目前已有数百名开发者使用了Arm虚拟硬件。基于他们的反馈，Arm也新增了数款新的虚拟设备，以扩大Arm虚拟硬件的吸引力，包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件，以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。此外，Arm也正借助恩智浦半导体、意法半导体和树莓派等合作伙伴的第三方硬件进一步扩展技术库。　　通过Arm虚拟硬件扩展至生态系统设备和绝大多数的Cortex-M产品，独立软件供应商和云服务提供商现可利用已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备。　　为标准化物联网开发奠定基础　　为了实现规模化，Cortex-M软件生态系统需要联合出一套一致的标准，以实现软件在多个设备上的可移植性和重复使用。Project Centauri的落地正是为了实现这一目标，使开发者能够专注于真正重要的创新和差异化。该项目包含Open-CMSIS-Pack，并已经获得9,500个微控制器和450块开发板的支持，能让软件供应商在这些设备上轻松扩展其产品。　　Arm持续对Project Centauri进行投资，今天同时发布开放物联网SDK框架(Open IoT SDK Framework)的首个版本，其中包含全新Open-CMSIS-CDI软件标准，这是一个由社区驱动并托管在Linaro的项目，为Cortex-M生态系统定义了一个通用设备接口。目前已有八家来自芯片合作伙伴、云服务提供商、ODM和OEM厂商等主要行业参与者加入。　　赋能开发者服务于不断增长的多样化市场　　物联网和嵌入式市场尤为多样化，其服务领域涵盖传感器、机器人、智能音箱、家电、存储控制器和计算机视觉等方方面面。在如此广阔的市场中，简化开发流程就显得至关重要。今天所发布的产品进一步彰显了Arm在引领物联网生态系统发展、激发整个物联网经济的增长和价值创造方面所具有的独特地位。

近日，Arm宣布扩展其物联网全面解决方案 (Total Solutions for IoT) 产品路线图，并发布两款全新基于Arm® Cortex®-M和Cortex-A处理器的解决方案。过去，人们对于Arm公司的固有印象或许还停留于其在硬件与IP领域的成就。而就在去年10月，Arm推出了由Arm Corstone子系统、Arm虚拟硬件和Project Centauri标准组成的物联网全面解决方案，通过结合硬件IP、平台软件、机器学习 (ML) 模型、工具等，简化开发并加速产品设计。近日，Arm宣布扩展其物联网全面解决方案 (Total Solutions for IoT) 产品路线图，并发布两款全新基于Arm® Cortex®-M和Cortex-A处理器的解决方案。同时，在此次扩展的产品路线图中，Arm还推出了迄今性能最强且安全性最高的Cortex-M处理器Arm Cortex-M85，并将Arm虚拟硬件扩展至包括第三方设备的更多平台，进而使开发流程更简单流畅。“最新、最快、最安全的Cortex-M处理器”其中，Arm的云原生边缘设备全面解决方案是首款为Cortex-A设计、且基于Corstone-1000的产品。它使物联网开发者首次能使用Linux等操作系统，实现在智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。Arm语音识别全面解决方案是基于Corstone-310子系统。它预先集成了新的Cortex-M85和Arm Ethos™-U55，成为Arm目前最高性能的MCU级处理器。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合，开发各式各样的高性能产品。值得一提的是，Cortex-M85被Mohamed Awad称为“Arm最新、最快、最安全的Cortex-M处理器”，其具有Arm Helium技术，可支持终端机器学习和DSP工作负载，同时还是首个从Arm-v8.1M架构中集成指针认证和分支目标识别（Pointer Authentication and Branch Target Identification, PACBTI）的Cortex产品，该技术能有效增强安全性。Mohamed Awad表示，随着物联网深化发展，微控制器软件开发者希望在产品中添加更多的功能与“智能性”，所以在产品设计时也面临着巨大挑战，需要从当前的微控制器中在每个时钟周期挤出更多的处理能力，或者选择放弃功能，显然二者都绝非良策。同时，日益严峻的物联网安全问题也成为了捆绑开发者的一道“枷锁”，而Cortex-M微控制器系列可提供低中断延迟、先进的低功耗管理模式，以及基于TrustZone实现的安全功能，而Cortex-M85最为进阶款产品，对于具有额外性能和安全要求的应用程序而言，无疑是理想之选。与上一代Cortex-M7相比，Cortex-M85在传统工作负载性能上提升了30%。Cortex-M85还在机器学习性能上较Cortex-M55提升了20%。相比M7和M55，Cortex-M85能够同时提供较高的传统性能和机器学习性能，可通过灵活的搭配应用于各类应用中。据Mohamed Awad预计，Arm合作伙伴将会在2022年陆续发布基于Cortex-M85的芯片产品。Arm虚拟硬件落地中国去年10月，Arm推出了基于云的Arm虚拟硬件（Arm Virtual Hardware），可提供Corstone子系统的虚拟模型，使得软件开发无需基于实体芯片进行，为物联网及嵌入式平台带来现代化敏捷的软件开发方法，包括持续集成/持续开发（CI/CD）、DevOps与MLOps，免去投资复杂的硬件农场。通过基于Arm架构SoC的准确模型提供了模拟内存与外设等机制，软件的开发与测试现可在芯片完备之前就着手进行，如此一来，典型的产品设计周期可以从平均的五年，最多缩短为三年。如今，近半年的时间过去了，Arm虚拟硬件也经历了产业落地的淬炼，并得到了开发者的诸多需求反馈。首先，开发者喜欢在硬件可用之前就能为其编写软件，同时也希望能够在该领域的数十亿物联网设备中访问和扩展其软件。其次，开发者希望可以将Arm虚拟硬件集成到他们认为合适的开发流程中，同时保证其流程不被改变，并且倾向于将Arm虚拟硬件直接集成到他们每天使用的现有工具和服务中。最后，在中国，生态系统需要本地支持，所以开发者希望既要确保Arm虚拟硬件目标易于获取，又要确保本地人工智能合作伙伴能够轻松访问并利用该技术。针对于此，Arm也新增了数款新的虚拟设备，以扩大Arm虚拟硬件的吸引力，包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件，以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。此外，Arm也正借助恩智浦半导体、意法半导体和树莓派等合作伙伴的第三方硬件进一步扩展技术库。通过Arm虚拟硬件扩展至生态系统设备和绝大多数的Cortex-M产品，独立软件供应商和云服务提供商现可利用已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备。同时，Arm虚拟硬件现已正式落地中国，中国开发者可通过亚马逊云科技Marketplace（中国区）使用该服务。目前，百度、声加科技、未艾智能等国内厂商已成为Arm虚拟硬件的人工智能合作伙伴。据百度公司PaddlePaddle产品团队负责人赵乔介绍，“在物联网时代，深度学习开源开放平台与芯片设计平台的高效融合，将极大提升产业开发者研发智能设备的效率。通过将飞桨产业级模型库及推理能力与Arm虚拟硬件平台深度整合，开发者无需完成芯片，即可在云上将Github上最热门的PP系列产业级特色模型快速、高效部署在Cortex-M系列硬件上，快速完成AI小型系统的原型验证。”结语随着物联网产业深化落地，多点开花，其所服务的市场也在不断扩大，面向行业的多元化需求，Arm作为全球半导体IP龙头以及最先布局物联网的半导体公司之一，基于其在物联网芯片领域的先天优势，率先来到了物联网新时代的起点——一个软件与硬件在系统层面真正共同设计的时代。在Arm虚拟硬件以及高性能处理器的加持下，Arm或将引领新一轮颠覆性革新。

物联网和嵌入式是一个极为多样化的领域，数百种芯片服务于数千个独特的市场，千行百业的终端产品智能化、个性化表现不一，再结合降低开发成本、缩短开发周期、加速产品上市时间的需求，毫无疑问广大物联网和嵌入式开发者面临着巨大的挑战，针对开发者的痛点解决问题成为关键。6个月前，Arm首次发布物联网全面解决方案，核心主要由三部分组成：面向硬件设计的Arm Corstone，赋能软件开发的Arm虚拟硬件设计库，以及可实现更简单的软件复用的Project Centauri生态系统计划。1：Arm Corstone是一套预先集成且经过验证的子系统，专为特定用例而设计。对于芯片伙伴而言，Arm Corstone极大地加快了芯片流片和量产进程。2：Arm虚拟硬件创建了Corstone芯片参考设计的虚拟拷贝，并通过云服务的方式普及给开发者们。它支持基于云的现代开发，无需设置和维护硬件集群，Arm 虚拟硬件可以轻松扩展到数千个设备，并且由于Arm虚拟硬件与底层IP和Corstone设计同时可用，开发者和OEM厂商可以远在芯片可用前就开始工作，这将大幅节省设计时间和成本。3：Project Centauri扩展了物联网软件的创新，通过已定义的标准、安全框架以及RTOS复杂度的抽象化，重点实现软件重复使用，支持开发者在更多设备上分摊投入，降低成本。总而言之，Arm物联网全面解决方案的出现，可将典型物联网产品开发时程从5年缩短至3年，自2021年10月方案发布以来短期内迅速获得了数百个客户项目的应用。但物联网技术扩展是无止境的，随着开发者在性能、简化开发和软件复用等方面持续提出需求，Arm于2022年4月27日正式宣布扩展物联网全面解决方案产品组合，包括推出迄今性能最强且安全性最高的Cortex-M处理器Arm Cortex-M85、开发基于Corstone-310和Corstone-1000等新子系统的全面解决方案，并将Arm虚拟硬件扩展至包括第三方设备的更多平台，整体极大加速各种设备的开发进程。Arm物联网全面解决方案加速产业创新2021年，Arm首款物联网全面解决方案是针对包括关键字辨识在内的机器学习用例，基于 Corstone-300，采用了 Cortex-M55 和 Ethos-U55。彼时亚马逊公司率先使用 Arm 虚拟硬件扩展 Alexa 唤醒词的测试，通过解除对实体硬件的依赖，进而加速更新或者加强利用基于云的持续集成/持续交付的能力。根据反馈效果，该方案既赋能服务商在云端实现规模化，又大幅降低了设计商在实体设备设置和维护上的开支。而此次Arm物联网全面解决方案的扩展，体现在满足另外4类需求上：1、Arm Cortex-M85为安全、高性能微控制器奠定新标准。Arm Cortex-M85是迄今为止性能最强的Cortex-M处理器，对于需要显著提高性能的应用程序来说，它是升级到Armv8-M架构的自然途径。Cortex-M85的特点包括：1）与Cortex-M7相比，其标量性能提升了30%；2）具有Arm Helium?技术，可支持终端ML和DSP工作负载；3）搭载Arm TrustZone?技术增强安全性。2、Arm云原生边缘设备全面解决方案是首款为Cortex-A设计、且基于Corstone-1000的产品。它使物联网开发者首次能轻松利用Linux等操作系统的平台功能和潜力，同时也实现在智能可穿戴设备、网关和高端智能摄像头等设备上进行应用级工作负载的开发。由于Corstone-1000符合Arm SystemReady?-IR规范标准，并为了实现更高的安全级别，具备支持PSA Certified的硬件安全隔区，因此OEM厂商可即刻从Project Cassini中受益。3、全新Arm语音识别全面解决方案基于Corstone-310子系统设计，它预先集成了新的Cortex-M85和Arm Ethos?-U55，成为Arm目前最高性能的MCU级处理器。该解决方案面向智能音箱、恒温器、无人机、工厂机器人等用例。开发者还可通过将Corstone-310与不同的参考软件相结合，开发各式各样的高性能产品。4、Arm为绝大部分的Cortex-M产品提供Arm虚拟硬件，包括针对新款Corstone设计的Arm虚拟硬件，以及涵盖从Cortex-M0至Cortex-M33七款Cortex-M处理器的Arm虚拟硬件。基于此次扩展，Arm虚拟硬件即刻支持已部署的数十亿个基于Arm架构的物联网和嵌入式设备，软件开发者即刻可以在这些设备上开发、测试和验证他们的软件，而无需理会硬件问题。在此前已经数百名开发者使用了Arm虚拟硬件，相信随着此次的扩展将有更多开发者加入进来。为标准化物联网开发奠定基础众所周知，在万物智联实现以前，物联网产业中缓慢的产品设计、低效的软件开发、缺乏规模化的应用场景等长期痛点常常阻碍智联化愿景的实现。以往为了实现规模化，Cortex-M软件生态系统需要联合出一套一致的标准，以实现软件在多个设备上的可移植性和重复使用，而Project Centauri的落地正是为了实现这一目标，使开发者能够专注于真正重要的创新和差异化。该项目包含Open-CMSIS-Pack，并已经获得9500个微控制器和450块开发板的支持，能让软件供应商在这些设备上轻松扩展其产品。Arm持续对Project Centauri进行投资，此次同时发布开放物联网SDK框架 (Open IoT SDK Framework) 的首个版本，其中包含全新Open-CMSIS-CDI软件标准，这是一个由社区驱动并托管在Linaro的项目，为Cortex-M生态系统定义了一个通用设备接口。目前已有八家来自芯片合作伙伴、云服务提供商、ODM和OEM厂商等主要行业参与者加入。满足中国生态系统的需求在发布会上Arm物联网兼嵌入式事业部副总裁Mohamed Awad表示，Arm架构是物联网的基石，生态系统能力将是Arm体现竞争优势的关键因素。关于在中国市场，开发者提出生态系统需要本地支持，既要确保Arm虚拟硬件目标易于获取，又要确保本地人工智能合作伙伴能够轻松访问并利用该技术。基于此类需求，Arm正在生态系统中积极工作，将Arm虚拟硬件直接集成到一系列广泛的服务和工具中，包括与面向全球市场的GitHub和中国国内市场的极狐GitLab等许多热门服务进行集成。除此以外，Arm此次宣布通过亚马逊AWS在全球其他地区所提供的所有Corstone和M系列的虚拟硬件，现在已经可以通过AWS中国获取，这意味着中国生态系统合作伙伴可以通过AWS中国轻松访问相关解决方案。事实上在过去的几个月， 百度、深圳未艾智能(VoxAI)、上海麦士 (mSlink) 、声加科技 (Sound+)等中国人工智能公司都大力采用了Arm虚拟硬件，享受到全新的物联网开发流程体验。相信在未来，Arm物联网全面解决方案将为行业带来持续性改变，助力物联网经济茁壮发展。

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