無線感知網路是物聯網系統取得大數據的第一線，感知節點的布建密度更是全面掌握環境狀態的關鍵。為了加速物聯網產業發展，須將資料收集、無線傳輸與雲端服務收斂為簡單即用的無線感知節點，為系統整合業者與企業自動化部門解決物聯網系統建構時的難題，縮短系統上線時間。
物聯網浪潮席捲全球產業，透過綿密的感知網路，各類設備的狀態資訊將可全面掌握，進而儲存、分析出專業的應用策略。因此從架構面來看，身處第一線的感知網路，無疑是大數據分析的基礎，更是決定物聯網系統成敗的關鍵要素之一。
儘管物聯網發展已久，目前市面上的感知設備，在硬體設計與軟體功能面仍多有不足，使用者在導入感知系統時，常須另外耗費資源與時間尋找多項符合需求且可互相兼容的產品。對此狀況，物聯網的應用環境與資料收集需求各不相同，需要全新的感知網路設計思維，方能滿足各行業使用需求。
作為物聯網系統的第一線，感知網路的建置環境相當多元，尤其近年來智慧城市蔚為風潮，物聯網成為其運作骨幹，感知節點必須布建在城市的各個角落，肩負起資料的收集、處理、傳輸等工作，讓資料累積成大數據，物聯網系統的效益也才能有效發揮。
然而，現在有意導入物聯網系統的企業，往往在第一步的感知節點就遭遇困難，原因包括監測設備訊號種類多元、設置地點難以布建傳輸網路與電源線、安裝環境惡劣狹小、通訊標準複雜難以整合等因素，因此未來符合需求的物聯網感知節點必須具備高彈性、無線傳輸、支援主流標準的通訊協定等特點。
針對不同環境 打造專屬架構
例如業者便為了因應不同環境的需求，分別打造各應用專屬的規格架構(圖1)。在無線通訊方面，該系列除了採用已被廣泛使用的無線乙太網路與行動通訊傳輸方案，也針對物聯網需求提供低功耗廣域網路(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)傳輸介面供使用者針對不同環境條件選擇合適機型。例如，機房環境監測應用不需遠距離傳輸，可選擇延伸既有乙太網路，以Wi-Fi通訊取得數據；工廠廠務監測覆蓋廣且廠內訊號紛雜，則可布建不易受干擾的LPWAN網路。
 |
| 圖1 WISE-4000系列有助各類應用環境布建感知網路，蒐集大數據資料。 |
除了通訊模式，電源供應也是布建感知節點常會遇到的困擾，對此，則須提供外部電源、鋰電池與太陽能充電等供電方式。例如，其戶外型機種為充電式電池和寬電壓外部電源設計，透過外接太陽能板收集電能後，便可於戶外持續供電，提高安裝彈性。採用LPWAN的款式，三個鋰電池可供電長達5年，降低後續維護成本。
預先整合採集、通訊與雲服務
由於物聯網屬於新型態系統，市場上尚未有專用規格的設備，在感知節點就是如此。因此不管是企業自動化部門或系統整合業者，目前普遍作法是以一般資料收集模組為基礎加裝連網伺服器、閘道器等，或以無線通訊電路板，搭配資料收集處理單板及電源，加上機構後再開始撰寫應用軟體整合而成。
例如應用於廠務與機房的模組，主要以環境監測為主，因此整合了溫溼度感測器，也提供不同配置的資料收集I/O與RS-485通訊埠，讓使用者可用單一節點採集所需資料。鎖定CNC加工機與食品與飲料加工產線的機種，因所設置的地點為高油汙、多粉塵、需清洗的環境，因此機構的防護等級高達IP65，用以阻絕粉塵與液體滲入，內置式天線設計也進一步降低安裝時的機構限制。以戶外應用為主的型號，除了採用廣域、長距離傳輸的LoRa通訊，也具備抗紫外線與IP65防護等級外殼，更整合GPS衛星定位以利管理者掌握遠端各節點位置。
在資料傳輸部分，此類無線感知節點支援為物聯網設計的輕量級通訊協定MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)與REST (Representational State Transfer)通訊架構，此作法可簡化終端設備的數據傳輸量，讓物聯網系統能夠在耗費最少資源的情況下取得所需資料，非常適合大量資料收集、遠程環境監測使用。
此外，該系列目前已透過RESTful Web API方式預先與市場上主要雲服務整合，例如微軟的Azure IoT Hub、Dropbox、阿里雲等，對於企業自行建構的私有雲網路伺服器，也可透過MQTT與REST傳輸資料。軟體面的高整合特色降低了整體系統的導入難度，同時減少一般需另外加裝電腦作為閘道器的硬體成本。
(本文作者為研華工業物聯網事業群產品企劃專案副理)