物聯網發展態勢愈趨明顯。為加速物聯網應用成形，半導體大廠分別為物聯網架構的四大要件包括聯網裝置、閘道器、網路與雲端，以及服務創建提出解決方案，協助現今多數無法連接網路的裝置和雲端連結。
從各自獨立的系統轉邁向萬物皆可互連的物聯網(IoT)時代，全球正在經歷劇烈的轉變。不僅如此，聯網裝置與設備產生的資料經過分析之後可從中擷取出有用資訊，將使日常生活更加精彩、提高企業的生產力，甚至能加快組織運作效率。
為實現物聯網願景，半導體大廠如英特爾(Intel)正著手研發相關產品與技術，並提供基礎架構，以促成健全的產業體系，協助業界開發各種端對端(End-to-End)物聯網解決方案，同時也和許多解決方案供應商合作，針對工業、零售、汽車、能源、以及醫療等不同產業開發物聯網解決方案。這些解決方案透過分析軟體與資料服務，以隨時安全、可控管、且操作簡易的方式，在裝置與雲端之間傳遞資料。
物聯網願景是建構基礎帶動萬物連至網路的創新，讓全球數十億的系統透過網路和雲端分享與分析資料，創造機會帶動企業轉型、改變人們的生活，並改變世界。其解決方案能應用在不同領域，如改進醫療成效、加速製造出更好的產品、降低研發成本、讓購物過程更愉快，或是讓能源生產與消耗更有效率。
搭建裝置/雲端橋梁 資料傳輸無縫接軌
展望未來，幾乎每種裝置都需要內建安全的互連智慧(Interconnected Intelligence)，同樣的，相關的支援網路與雲端基礎架構也必須提升，並更嚴密地保護資料、管理裝置、和執行資料分析。
物聯網架構可簡單地分為四大組成要件，如圖1所示，分別為聯網裝置(Things)、閘道器(Gateway)、網路與雲端(Network and Cloud)，以及服務創建與解決方案層(Services-creation and Solutions Layer)，以下分別針對此四大組成要件作進一步說明 。
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| 圖1 物聯網架構的四大組成要件：連網裝置、閘道器、網路與雲端、以及服務創建與解決方案層 |
聯網裝置
在今日的商業與工業環境、住宅，以及行動使用者的手上，存在著數以十億計的物品，未來這些物品都可連上網路，成為物聯網的一環。目前在不同的應用上有些裝置已經可以連上網路，比如行動裝置：智慧型手機、平板、全球衛星定位系統(GPS)導航、穿戴裝置；住宅應用：保全警報、能源消耗監視器、照明開關；工業設備：智慧建築、工廠自動化、車隊閘道器等。
閘道器
要實現物聯網的願景，其中一項重大阻礙就是目前所有的裝置中約有85%並非設計用來連上網路，而且無法與雲端分享資料。為解決這項問題，專為行動裝置、住宅設備，以及工業系統設計的閘道器，可作為舊系統與雲端之間的橋梁，提供必要的連結、安全，以及管理功能。
網路與雲端
網路基礎架構--網際網路是全球各地彼此互連的IP網路所組成的系統，這些網路串連所有電腦系統。這個網路基礎架構包含了路由器、匯聚器(Aggregator)、閘道器、中繼器，以及其他控制資料流的設備，並連結到由服務供應商營運的電信與纜線網路(如3G、4G、LTE)資料中心。
雲端基礎架構--資料中心與雲端基礎架構內含眾多的虛擬化伺服器與儲存設備，設備之間透過網路相連。為支援物聯網，這種基礎架構會執行應用程式，負責分析從裝置與感測器傳來的資料，藉以產生可供參考的資訊，用來提供服務與研擬決策。
服務創建與解決方案層
要更快切入市場以及徹底發揮物聯網的價值，有賴於統整舊系統所收集的資料以及企業既有的資料並加以分析。因此，半導體廠商會與應用程式介面(Application Programming Interface, API)廠商一起合作。
ODM/OEM協力建構端對端基礎
由於物聯網觸及到為數龐大的系統，因此物聯網產業體系必須提供多樣化的功能。如圖2的價值鏈所示，圓圈中包含各種基礎元件，像是處理器、模組、作業系統，以及安全軟體。原始設計製造商(ODM)採用這些元件做出各種機板，最後由原始設備製造商(OEM)生產內含這些元件的產品。
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| 圖2 物聯網價值鏈中包含不同類型的解決方案供應商 |
接著，這些通用的產品將變為特定產業專屬的解決方案。系統整合廠商在產品中加入應用程式與資料分析軟體，以及其他特殊元件；而行動寬頻等的網路服務為裝置與雲端服務提供連結功能，這類服務運用分析與應用軟體將原始資料變成有用的資訊。
市面上的產品與相關技術為ODM、OEM、系統整合廠商、應用軟體開發業者，以及網路與雲端服務供應商提供基礎功能，協助建構端對端的物聯網解決方案，以上述的四大要件為例，廠商針對物聯網價值鏈的每個層面均提供不同的解決方案。
聯網裝置的解決方案含括處理器、晶片組、作業系統、安全解決方案，以及網路連結等項目。
處理器與晶片組
端對端的策略必須讓所有裝置更具智慧且安全，如此才能在本機端可靠地過濾與管理資料。然而，分析、加密及各種新型應用，帶動產品需要更高的效能，從而增加功耗。
作業系統
新處理器能執行多種作業系統，如Linux、Microsoft、Google，以及Wind River的方案。其中，Wind River VxWorks為商業即時作業系統(Real-Time Operating System, RTOS)，可滿足所有規格與大小嵌入式系統的各種需求；Wind River Linux是商業級嵌入式Linux平台，不僅為所有產業的企業提供開源平台的優勢，也降低採用時面臨的風險。
資料與裝置的安全
大規模的端對端物聯網解決方案，會提高企業暴露在安全威脅的風險。為協助排除風險，廠商提供眾多安全產品以布建在裝置、閘道器，以及網路與雲端基礎建架構上，提升整體安全防護。
網路連結
物聯網背後的基本概念是把全世界為數龐大的系統連結到一個共通網路與基礎架構。運算平台與網路介面卡支援種類繁多的網路介面與通訊協定，以提供必要的連結功能，其中，有廠商針對小型裝置提供低功耗、微型化的網路控制器，以及協助高速傳輸且支援2G/3G/LTE網路支援能力的數據機。
此外，市面上的晶片組更支援種類眾多的I/O介面，包括乙太網路、USB、RS-232、RS-485、控制區域網路(CAN)、line out輸出音源、PCI Express，以及串列周邊介面(SPI)，這些介面也可連結到各種模組，以支援手機、藍牙(Bluetooth)、ZigBee、無線區域網路(Wi-Fi)以及其他無線技術。
為加速上市時程，物聯網閘道器解決方案(Gateway Solutions for the IoT)協助設備製造商更快地開發、創建原型，以及布建應用服務，讓企業能專注於增加新的加值服務。這些解決方案為設備製造商提供各種平台，協助他們開發閘道器，讓這類設備能安全地匯整、分享及過濾資料，以利分析作業。此解決方案提供已經驗證的完整平台，其中包含各種硬體與軟體元件。
Wind River Intelligent Device Platform是專為開發機器對機器(Machine-to-Machine, M2M)產品所設計，能簡化開發、整合及建構物聯網閘道器的流程，並內含各種可立即使用的元件，如圖3所示，它提供各種網路堆疊，能支援大多數物聯網系統所使用的通訊協定。
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| 圖3 Wind River Intelligent Device Platform架構與元件，能加速物聯網解決方案的開發 |
建立雲端架構 高效能運算平台不可少
隨著電信產業轉移至全IP網路，設備製造商也著手融合最佳的通訊與運算技術，為加速推動此趨勢，軟體定義網路(Software-Defined Networking, SDN)與網路功能虛擬化(Network Functions Virtualization, NFV)將讓用戶更容易把網路、雲端及資料中心的功能匯整到標準化的量產型伺服器、交換器及儲存設備(圖4)。在網路與雲端基礎架構方面，廠商提供處理器、作業系統、開發平台、安全解決方案、資料中心管理工具及高吞吐量的網路連結功能。
運算平台與作業系統
相關技術與產品能提供高效能的網路與雲端運算平台，如Platform for Communications Infrastructure，可同時執行各種類型的作業負載(像是封包處理、控制面及應用軟體)；以及Carrier Grade Profile for Wind River Linux，為符合Linux協會電信商等級Linux 5.0規範的產品。
開發平台
開發平台提供簡單的存取管道，取得推薦的開放原始碼與元件，能協助開發者著手設計原型、執行效能評估、移植應用軟體，以及最終提供可量產的解決方案。
網路元件安全
目前廠商所提共的網路安全平台採用先進的威脅偵測技術，能偵測與阻擋網路上各種複雜的安全威脅，為新一代入侵防護的解決方案。
資料中心管理
業界所推出的Datacenter Manager(DCM)Portfolio為現今的資料中心提供關鍵的管理功能。透過該資料管理中心，資訊科技(IT)與設施管理員可以改進管理功能、提高可用度，以及降低各重要層面的成本，如能源使用、監控、安全、自動化，以及雲端。
端對端物聯網解決方案需要一個控制層，負責從萬物收集資料，以及協調關鍵的物聯網流程與核心軟體模組。該服務平台層是為垂直產業或獨特物聯網商業模式創造加值型物聯網服務的基礎。其必須具備能見度，且能和物聯網布建的其他分層互通，包括硬體、閘道器、網路、分析及安全防護，藉以控制所有資源。
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| 圖4 Intel開放網路平台伺服器參考設計 |
API協助產業投入物聯網建設
要建構一個互通控制的平台，API管理是一大關鍵。Web API、API管理及表述性狀態轉移(RESTful)架構的標準化設計模式能簡化各種異質性系統之間的互通性作業，並處理極為龐大的資料。
廠商運用API管理方式建構一個物聯網的基礎協助企業、整合業者及物聯網產業體系立即投入物聯網布建，這個基礎提供物聯網管理與控制功能，涵蓋服務創建與垂直解決方案層，如圖5所示。
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| 圖5 物聯網加值服務與解決方案涵蓋層面 |
針對物聯網打造的API管理解決方案和服務應該要能任意混合與搭配，以因應特定的物聯網部署與使用模式。
API管理
客戶透過軟體即服務(Software as a Service, SaaS)、本機端入口，以及套用設備資料流與分析API的各種指標，藉以管理API。此解決方案讓開發者能發掘、互動，以及測試API，進而加快物聯網應用的創建。
API Security and Brokerage
該服務簡化合作夥伴與開放API程式，運用Oauth、API密鑰管理、開發者吸收/納編，以及PCI認證SaaS環境等策略。若有需要，可運用企業級安全機制，像是API、威脅防禦、身分系統整合、跨安全領域的中介機制。
Tokenization Broker
該技術能確保物聯網資料負載的隱私與安全性，像是個人識別資訊，透過Broker作為所有裝置與後端資料中心應用程式之間的代理。
API創建與獲利
撰寫和向夥伴與顧客發布API，透過這些API深層整合感測器資料、商業流程、網路及舊系統。在費用支付方面，相關的工具API能支援各種計費、商業及付款的網路模式。
API Go-to-Market上市營運服務
客戶在發展商務專案、夥伴策略及上市營運計畫時，從物聯網與API專家取得協助，將API發布到最大的市集，而該市集擁有24.5萬個活躍開發者及8.6萬個應用程式。
新崛起的端對端物聯網解決方案將讓個人、企業及政府能收集資料、分析，然後歸納出有用訊息，藉以改善人們生活，並提高組織的獲利。為實現此一理想，眾多開放性與可擴充的解決方案，讓各界更容易連結、保護及管理各種裝置。
(本文作者為英特爾亞太區嵌入式產品事業群行銷暨業務總監)