>产业趋势 浅谈物联网以及未来展望
家伟老师今天节目提到物联网，那就来跟大家聊一下这个产业。
Disclaimer, 作者只是学生，仅用最简单的方式让大家了解物联网的概念。
如果前辈看到有误还请不吝指教。
>浅谈物联网
物联网 (IoT) 贵为近年来科技的一大主题，实际了解的人其实不多。物联网的定义，从
字面来看，Internet of Things, 就是由物体连接成的网络。电脑最早是计算机，而后有
人把电脑互相连接做传输，演化成互联网。而物联网简单的定义就是将物体串联起来，
而这物体未必是连上互联网的电脑，或手机等计算设备。
我们用平易近人的方式来了解。讲述IoT最经典的例子就是天气土司机的例子。这个吐司
机会通过互联网读取当天天气预报的数据，再把数据打印到吐司上(把部分烤焦)。或是
下图，是敝实验室的某个计划的架构简化，把它想像成小米手环会比较好懂些。手环
(End Device) 会发送你心跳睡眠等数据透过基地台发送给服务器，服务器会把数据存到
数据库，如果我想要知道我的数据，就透过手机APP或是WebApp去查看。
https://i.imgur.com/VMJZxMA.jpg
但这个如果把这个手环想成电脑，那不就和一般的互联网一样了？如果有小米(或其他)
手环的可以想想他的运作方式。手环会将原始数据 (raw data) 透过蓝芽这个通讯协定传
输给手机，再由手机将数据转透过基地台转给服务器储存。在终端装置 (手环) 未必需要
运算工能，只需要将Sensor (传感器?) 读到的数据储存，等到接通手机时再丢给手机，
就没他的事了。通常一个IC就可以搞定储存、传输的动作，不需要动用到CPU这种比较高
阶的运算单元。简单来说，就是接上通讯模组的Sensor。而终端装置与手机通讯，使用的
是蓝芽而不是互联网。因此如果要解释IoT，小米手环算最好的例子。
上图的例子，就是敝实验室与某电信合作的专案之一，使用物联网的技术来监测人们的健
康，因此目前许多的应用研发都跨足生医领域。这个可以被运用在长照上：疗养院为了有
效照顾，就给所有长者戴上监测生物数据的手环，透过数据及时发现有无异状，或在健康
检查时交给医学专业者分析数据。另外一个例子就是 COVID-19自主健康管理的例子。据
我所知，我母鸡斗的哪个政府就使用这个来检测集中检疫者的健康数据。以上这两个例子
，完全不用碰到互联网，因为这些终端设备会待在一个特定的范围。它们是发送器，只
要有办法把数据传出去就好。经过若干个 gateway 来到疗养院或是检疫所的电脑，让监
测人员可以读取。
到这边是不是也开始有疑问。这样看来，物联网的定义似乎满广泛的。这样我用我的蓝芽
耳机连手机，或是用 Amazon Alexa 来控制灯的颜色，都算是应用。或许物联网没有你想
的那么遥远。
>物联分三国
讲了这么多，那为什么不直接用互联网呢？最简单的解释就是耗能。而这些比较不耗能
的、跟Wi-Fi和数据网络相比耗能较小的通讯协定是什么呢？目前有三大家，分别是 LoRa
、NB-IoT、以及Sigfox。
LoRa: 需要建置自己的 Gateway (可以想成基地台)、耗能低、常被用在固定范围，像是
一个建筑物里面。在三维空间我们需要四个对照点才能做定位，因此理论上有四个
Gateway，就能对有效范围内的终端装置做定位。假设我是Amazon，我在物流园区需要定
位我所有的货架机器人，就可以用LoRa来做低耗能的操作、定位以及资讯传输。LoRa的一
大特点就是具有可移动性。
左：终端机 ：LoRa Gateway
NB-IoT: 范围可以很广，因为他使用的是 4G 网络涵盖频宽，所以只要4G有到的地方都可
以使用，且只要付钱给电信业者 (传输通过的就是一般网络基地台) 不用自己买设备，延
迟也比LoRa短。但缺点就是不如LoRa可以做客制化，以及装置可移动性较低。因此，如果
我有一个半山腰的茶园，我就可以透过NB-IoT 的数据来监测各个区域的湿度温度等。
Sigfox: 要说IoT是三强鼎立或二强一弱都可以。Sigfox的设计提供极小的传输量以及极
慢的传输速度，而他的优势是耗能很低、模组价钱也最便宜。但由于设计上 Capacity 的
限制，让他在并没有受到太多人的青睐，整体的使用率最低，而且正在持续衰退。
使用协定会影响到设备的选择，而协定的选择往往取决于应用的层面。综合以上讨论，
LoRa 大多使用在工业等较封闭场合、而NB-IoT 则是多用于大范围、低移动性的场合。
>过去、现在、未来
讲了这么多，到底能干嘛？IoT到底是不是趋势？怎么搞到现在讲IoT？Cisco认为IoT技术
的开端是08, 09年，发展到现在也快15年了。目前IoT的限制包含三大面向，分别是连接
性、安全性、整合性。产业的突破关键在于：通讯协定之间的整合、审计的完善、法规的
制定、以及去中心。
在整合这块，也有若干标准正在制定阶段，如同敝人实验室着手的某标准，就是着重在
LoRa以及NB-IoT两大系统的打通，增加应用的灵活性。如果不能互通，只能使用一种协定
，要监测放牧羊群的生物数据该用具移动性的LoRa，还是适合大范围的NB-IoT？
至于审计以及去中心化，大家一定会马上想到区块炼。它既能作帐(审计)、有去中心化本
质，也能解决不少安全性的限制，因此这也是学界在努力的方向之一。另外因为少了中心
服务器，运算的责任就必须回到peer之间，因此边际运算的发展也会加速物联网往去中心
化的方向走。
另外有些分析师喜欢讲的名词，AIoT，其实就是人工智能(AI)与物联网(IoT)的结合应用
。举例来说，如果你的智能冰箱不仅能纪录且让你控制湿度温度，还能借由人工智能来分
析某种内容物最适合的温度湿度并自动调整，或自动记录内含物，那就是AIoT的应用。
展望
>结语
所以回到重点，要买哪些股票？先讲结论：万物皆IoT概念股。回到疗养院的例子。疗养
院用的服务器，直接对应到的当然就是品牌 (戴尔、惠普等) 以及代工厂 (英业达、仁宝
等)，还有板卡、芯片…。要用LoRa就会用到自己的Gateway，影响的就是通讯设备制造业
者；用NB-IoT对应到的就是电信商。至于终端机除了一般硬件设备想的到的上下游以外，
还有被动元件(Sensor)产业。就算是传产，如果成功导入IoT增加产能，那对其也会有正
面影响。
(大家在意的车网需要即时性，所以不太能在车与车之间的连接上。)
IoT包山包海。去年底去看台电的智能电网展区，发现智慧电表的普及度真的很低。加上
台湾使用Alexa等智能家居的族群其实不多，其实也反映出物联网在技术上、应用上、以
及普及度上，还有很长的路要走。至于我看不看好物联网的发展呢？答案我想从字里行间
应该就看的出来了。
https://bit.ly/3synazD
https://www.foodiggity.com/a-toaster-that-will-print-the-weather-report-on-your-toast/
https://www.link-labs.com/blog/nb-iot-vs-lora-vs-sigfox
https://www.synopsys.com/designware-ip/technical-bulletin/ai-edge-computing-5g-iot.html
https://ieeexplore.ieee.org/document/4374241
https://standards.ieee.org/project/2668.html