技能呈现了巨大改变：一切一切都衔接到互联网。功用强大并且运用方便的互联网使得这些产品的价值更高，因而，企业蜂拥而至，将其物联网 (IoT) (图1) 产品推向商场。
图1. 物联网
传感器
传感器无处不在;您的轿车和电话里处处都是。之所以呈现这种增加，有三个要害原因—传感器的尺度越来越小，价格低廉，功耗也越来越低。一个很好的比方是MEMS加快度计，它最早被广泛运用在车辆的气囊中。这些器材的本钱很快从数百美元降到几十美元。本钱下降之后，它们简直可以用在一切其他类型的物体上。现在，这些器材得以运用于数十亿台智能电话中，价格也降到一美元。传感器越来越小，价格越来越低，随之进入了更多的商场范畴。在这一过程中，传感器在传统器材中增加了智能化，改变了国际。
一些常用的传感器丈量温度、压力、振荡、液流和加快度。此外，摄像机和麦克风也很常见。现在，新出的电话还有陀螺仪和磁场计。现在的单芯片处理方案含有三个加快度计、三个陀螺仪和三个磁场计。咱们会看到现在的传感器在精度和灵敏度上会不断改进，并且还可以勘探其他方法的能量和物质。
无线通讯
跟着传感器的快速开展，规划人员越来越多地挑选经过无线网络将其链接起来。可是不同的传感器有不同的需求，不同的无线规范也有不同的特性。您的运用合适选用哪种无线规范?
无线有许多种规范，例如，GPRS、GSM、CDMA、Zigbee、Bluetooth、WiFi、全球定位体系 (GPS)、近期通讯 (NFC)，以及射频辨认 (RFID) 等。每一种无线规范都有其优缺点，因而，根据您的详细运用，主张运用不同的技能以满意您的需求。您的运用合适选用哪种无线规范?请参见表1 。
表1. 无线技能规范攻略
当您经过无线网络集成一组传感器并使其和谐作业时，就需求树立数据收集子体系。数据收集是对接连实在的信息进行采样，产生软件可以处理的数据。可以把收集到的数据在设备上显现、剖析并存储。PC、电话或许其他可穿戴式设备都可以用于对来自传感器的实在信息进行数据收集。数据收集体系的组件包含相应的传感器、滤波器、信号调度、数据收集器材，以及运用软件。终究的数据剖析应与输入数据共同，因而，由收集功用担任供给高质量数据。需求进行细心的规划才干取得有意义的数据。
现在的难点
让咱们了解一下现在的难点和约束。传感器的运用受限于哪里?关于许多的IoT设备，电池或许是首要的约束。电池的开展比较慢，当咱们测验使其作业时刻更长，或许体积更小时，一向会面对比较大的约束。之所以呈现发展缓慢这一问题，原因是电池供电和容量是无线传输间隔最要害的约束。例如，蓝牙和WiFi的传输间隔不远。蓝牙相对功耗较低。蜂窝技能可以传输几英里，可是功耗很高。
一种作业方法是突发传输，只把功耗很高的长间隔发射器翻开几秒钟，发送数据，然后关掉它。可是，这关于接收器而言却带来了问题，它只要翻开时才监听信息：假如一个设备断断续续的发送，另一个也是断断续续的监听，那么，它们或许树立不了通讯。WiFi 和蜂窝等协议要求一向或许简直接连的衔接，因而，很难下降电池功耗。
这些约束导致一些风趣的规划归纳考虑。现在可以以很低的本钱并且也很简略运用 GPS 定位芯片，确认设备的方位。但即便是 GPS，它也仅仅一个接收器，功耗也比较大。比较而言，加快度计的功耗十分低。一般您可以运用加快度计来代替 GPS 模块，然后下降功耗。数据尽管不同，可是加快度计上更智能的软件一般可以取得很好的方位信息。
除了功耗约束，IoT规划人员还要留意传感器的其他特性。传感器自身在精度和线性度上就有约束。本钱极低的传感器尽管十分酷，可是在线性度、失谐和漂移等方面精度要比价格昂贵的传感器差一些。可以经过校准来大幅度下降这类差错。工厂校正的本钱很高，可是也不简略战胜漂移带来的问题。要在运用过程中校准，应知道什么时候应该进行校准。
例如，当加快度计停止时，可以经过存储其读数，消除低本钱加快度计的失调差错。可是，加快度计自身无法辨认是停止仍是在一向缓慢的加快。这就会导致不正确的校准。软件可以消除许多这类约束，可是需求很好的电子硬件来收集数据。
安全
衔接IoT器材的安全问题或许会很难处理，原因在于人们一般不愿意有方案的应对这些不常呈现的事情，也不会对此而额定支付，即便他们知道这些事情的影响会很大。但实际上，咱们会不得不针对这些极点可是很少呈现的事情开发新的危险办理战略，例如，大风暴 (Sandy 飓风)，太阳耀斑导致的电子干扰，以及网站被黑等。
再比方，咱们的电子和电气基础设施从未在极点太阳耀斑活动时进行测验，这类活动也只在100年前产生过。要是产生在今日，咱们现已十分依靠电力，其损坏程度会十分大。有了IoT后，这种依靠程度就更大了。咱们应该考虑电网停电后对衔接了IoT的体系的影响。
当然，咱们也不一定非要应对一百年才产生一次的事情。人们一般只要在遭到黑客进犯时才吃惊的发现自己对此缺少预备。因为这类进犯，导致了每年有上千万的个人数据被盗。越来越多的数据被电子化后—不仅仅是您的身份，并且还有您的家庭安全体系以及您个人的行迹等，都有或许遭到要挟。窃贼会长途监督您家庭的信息，知道您在哪里，然后知道什么时候破门而入。安全问题在IoT上尤为重要。可是，传感器也应对此担任吗?
数据格式难题
传感器的另一约束是每个传感器都有自己的数据速率、精度和信号处理需求。在IoT上有没有一种一致的方法来处理这些问题?例如，一般是一秒乃至更长的时刻收集一次温度值。取决于详细运用，加快度计或许需求每秒钟采样数千次。假如一个设备要一起对此进行监测，那么数据包内容会跟着时刻而产生很大的改变。这并不难处理，可是并没有一致的规范，因而，取得来自许多源的数据后，很难了解源的意义。
应该以原始二进制的方法来发送数据，削减在传感器上的处理需求，或许应将其转换成工程单位?除非您知道怎样将数据转换成工程单位，使其成为简略的一致规范，不然，二进制毫无意义。假如数据被转换成工程单位，哪种单位是规范?温度可所以摄氏度或许华氏度。压力有许多单位，会让人发疯：帕斯卡、大气压、psi、水的深度，水银汞柱，等等。因而，应该对单位进行规范化，或许在音讯中进行设定。
此外，某些传感器的信号处理也十分复杂。把热偶读数转换成摄氏度需求进行冷接点补偿、放大和线性化处理。在软件中进行线性化，以取得最佳精度。这就需求大规模表格或许高阶多项式核算，关于存储器有限的微型低功耗器材便是很大的担负。往后几年数字处理的不断开展会减轻这种担负。
我期望全国际有一种数据交换规范，可以灵敏的处理家庭、工业、医疗以及其他运用，传感器节点不会劳累于此。您会看到为什么这并不是小事。
咱们应该战胜这些难题，让IoT未来更光辉?IoT之所以可行是因为传感器在不断改进，进一步推动了传感器立异。咱们往后还会遇到很大的难题。我期望咱们可以处理大部分难题。
