物聯(lián)網(wǎng)智能終端技術(shù)研究

魏穎琪，林瑋平，李 穎

（中國電信股份有限公司廣州研究院 廣州510630）

1 引言

在2015年的美國消費電子展（CES）中，美國電子消費品制造商協(xié)會首席經(jīng)濟學家Shawn G Dubravac博士在演講中提出：數(shù)字世界未來有四大趨勢，一是物理空間的數(shù)字化，二是邏輯的滲透，三是“我的互聯(lián)網(wǎng)”，四是碎片化的創(chuàng)新。物理空間形成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理又影響物理空間，分析行為—形成數(shù)據(jù)—帶來改變—分析行為，形成循環(huán)，所以本屆CES會讓大家看到更智能化的技術(shù)，如智能化的空氣通風系統(tǒng)、管理寵物的App、智能手表等。身處數(shù)字化的物理空間，便會形成“我的互聯(lián)網(wǎng)”，智能聯(lián)網(wǎng)汽車、智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備將使個人數(shù)據(jù)比PC和智能手機時代大大增加；智能化與生活的方方面面結(jié)合，也帶來許多“碎片化創(chuàng)新”的機會[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能終端的特點

目前在業(yè)界得到廣泛認可的物聯(lián)網(wǎng)3層架構(gòu)，從下到上依次是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)智能終端位于物聯(lián)網(wǎng)的感知層。物聯(lián)網(wǎng)中的感知層包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關(guān)之前的傳感器網(wǎng)絡(luò)，如RFID標簽和用來識別RFID信息的掃描儀、視頻采集的攝像頭、各種傳感器以及由短距離傳輸技術(shù)組成的無線傳感網(wǎng)。環(huán)境監(jiān)控是典型的物聯(lián)網(wǎng)，在不同的地理位置部署相應(yīng)的傳感器設(shè)備，這些設(shè)備采集原始數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳遞到處理中心，這些傳感器設(shè)備并不能稱為智能終端。因此，雖然物聯(lián)網(wǎng)智能終端位于感知層，但并非所有的位于感知層的終端都是智能終端。

如何界定物聯(lián)網(wǎng)終端是否屬于物聯(lián)網(wǎng)智能終端，可以參照功能手機和智能手機的區(qū)分。功能手機只具備基帶處理器（base-band processor，BP），而智能手機則同時具有基帶處理器和應(yīng)用處理器 （application processor，AP），并在AP的基礎(chǔ)上逐步演化為系統(tǒng)級芯片 （system on chip，SoC），SoC通常集成圖形芯片、BP、AP和存儲器，為智能手機提供單芯片的解決方案。隨著手機中加入應(yīng)用處理器，功能手機演變?yōu)橹悄苁謾C，移動通信演變?yōu)橐苿佑嬎悖瑥臐M足用戶的通信需求演變?yōu)闉橛脩魟?chuàng)造各類價值和滿足用戶各種類型的需求。

同樣地，物聯(lián)網(wǎng)智能終端不僅具備感知能力，還需要具備強大的計算能力，能夠?qū)π畔⑦M行收集、處理、分析和控制。物聯(lián)網(wǎng)智能終端具備以下特點。

·具有感知現(xiàn)實世界的傳感器。

·硬件上具有應(yīng)用處理器或者系統(tǒng)級芯片，提供強大計算能力，這是“智能”的基礎(chǔ)。

·軟件上具有先進的操作系統(tǒng)，提供SDK（軟件工具開發(fā)包），開發(fā)者利用API進行創(chuàng)新，實現(xiàn)特定的使用場景，這是“智能”的具體實現(xiàn)。

·具有聯(lián)網(wǎng)功能，進一步利用云計算能力，突破單設(shè)備處理能力的局限，同時將多個物聯(lián)網(wǎng)智能終端聯(lián)網(wǎng)進行大數(shù)據(jù)分析，這是“智能”的進一步擴展。

物聯(lián)網(wǎng)智能終端炒作熱度正在不斷提升，各大科技公司都積極在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域圈地，為的是在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品大爆發(fā)之前確立自己的優(yōu)勢。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能終端現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是繼移動智能手機后的新一波創(chuàng)新浪潮，現(xiàn)階段具備以下條件，使物聯(lián)網(wǎng)智能終端從炒作階段邁入產(chǎn)品階段：

·無處不在的高速無線接入（Wi-Fi、3G/4G、藍牙、紅外、NFC 等）；

·運營商的移動網(wǎng)絡(luò)接入資費允許移動終端長期在線；

·移動操作系統(tǒng)（平臺）的競爭使得平臺成為創(chuàng)新的源泉；

·移動手機的巨大銷量和激烈競爭帶來了器件的快速發(fā)展和創(chuàng)新，促使硬件規(guī)格提升而成本下降；

·云技術(shù)提供了容量更大并可持續(xù)擴容的服務(wù)處理能力；

·應(yīng)用生態(tài)的形成帶來更多優(yōu)秀的開發(fā)者工具，開發(fā)工作模塊化、創(chuàng)業(yè)成本下降；

·人們對新的社交關(guān)系網(wǎng)絡(luò)和信息透明化的接納；

·新互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟中針對消費者的新營銷手段促進創(chuàng)新產(chǎn)品的推廣。

物聯(lián)網(wǎng)、智慧家庭和可穿戴設(shè)備正是2015年CES的熱點。思科CEO錢伯斯在CES上預(yù)計物聯(lián)網(wǎng)在2020年的規(guī)模將達到19萬億美元。埃森哲咨詢公司通信、媒體與技術(shù)部總經(jīng)理約翰·卡蘭認為“通過全球網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)使得智能產(chǎn)品之間，甚至產(chǎn)品與人之間進行交流。物聯(lián)網(wǎng)的市場已經(jīng)打開了”。

以健康物聯(lián)網(wǎng)為例，涌現(xiàn)了大量的健康跟蹤器、傳感器跑鞋、計步器、智能手環(huán)。2014年是智能穿戴產(chǎn)品大爆發(fā)的一年，雖然其商業(yè)化的普及并沒有如它的概念般火爆，但可穿戴產(chǎn)品在通信、運動娛樂、眼鏡到醫(yī)療健康等領(lǐng)域資本云集。在市場上，可以看到大量的健康跟蹤器、傳感器跑鞋、計步器、智能手環(huán)等產(chǎn)品。根據(jù)CCS Insight的預(yù)測，2015年的智能手表和健身手環(huán)出貨量將超過5 500萬件。有些產(chǎn)品已經(jīng)開始了激烈競爭，眾多廠商的出現(xiàn)，使市場開始變得擁擠，例如智能手環(huán)，在淘寶網(wǎng)站上，可以搜到很多不同的智能手環(huán)商品。根據(jù)對物聯(lián)網(wǎng)智能終端的基礎(chǔ)四大要素分析，百元之內(nèi)的手環(huán)通常作為智能手機的配件，單獨本身不能作為物聯(lián)網(wǎng)智能終端；而千元級的手環(huán)，通常具有藍牙通話、運動跟蹤和管理、睡眠檢測、連接微信等功能，其操作系統(tǒng)目前常采用Android 4.0+。

物聯(lián)網(wǎng)移動終端涵蓋范圍很廣，覆蓋多個領(lǐng)域，例如車載設(shè)備、智能家居、可穿戴設(shè)備、移動醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域。模塊化的硬件和軟件開發(fā)工具的引入降低了開發(fā)者的創(chuàng)新門檻，軟硬件結(jié)合方式以及智能手機與配件相結(jié)合方式的創(chuàng)新正在展開。在產(chǎn)品方面，可以看到競爭正在不斷升溫，表明新技術(shù)在新領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)接近或者到達一個臨界點。

4 感知現(xiàn)實世界的傳感器

位于物聯(lián)網(wǎng)感知層的物聯(lián)網(wǎng)智能終端，通過無所不在的傳感器感知顯示世界。物聯(lián)網(wǎng)智能終端的發(fā)展得益于移動智能手機的發(fā)展，智能手機的快速發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)智能終端帶來了更強大的處理器、各類傳感器和無所不在的連接。傳感器豐富了智能終端對環(huán)境的感知，將物理世界進行數(shù)字編碼，允許隨著連接和計算加載在物理世界的各類物品之上，提供信息輸入，開創(chuàng)了新的應(yīng)用和設(shè)備創(chuàng)新范疇，開啟了新一波創(chuàng)新浪潮。

傳感器的種類正在不斷豐富。在Android APIlevel 19（Android 4.4.2 SDK）中就列出大量的傳感器類型，共有21種只讀傳感器和可讀可寫傳感器NFC（nearfield communication，近場通信）。它們當中有些是邏輯傳感器，并非物理傳感器，例如重力傳感器是在加速度傳感器的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他硬件（如陀螺儀）的數(shù)據(jù)，獲取更為精確的信息。此外有些傳感器，例如加速傳感器和陀螺儀通常集成在同一個物理傳感器中。

努比亞Z5S mini和努比亞Z7 mini是中興通訊分別在2013年11月和2014年7月發(fā)布的同一系列的兩款智能手機。筆者通過自編寫的小應(yīng)用獲取了這兩款手機的傳感器列表。通過比較這兩款發(fā)布時間只相差約3個季度的手機所攜帶的傳感器，很容易發(fā)現(xiàn)傳感器不斷豐富的趨勢。Z5S mini有9個傳感器，而Z7mini所攜帶的傳感器共有24個，遠遠高于Z5S mini，其中部分傳感器不在Android SDK已定義的傳感器類型范圍。筆者特別注意到，在Z7mini的24個傳感器中，有17個傳感器的廠商為高通公司，占了傳感器數(shù)量約70%。Z7 mini采用高通公司的驍龍801作為系統(tǒng)級芯片，該芯片已集成了部分傳感器，提供基于一個或多個物理傳感器的數(shù)據(jù)而獲取更精準數(shù)據(jù)的邏輯傳感器，例如重力傳感器和人臉識別傳感器。根據(jù)高通公司官網(wǎng)資料，高通800系列芯片架構(gòu)如圖2所示。

圖2 高通800系列芯片架構(gòu)

當前智能終端傳感器的技術(shù)發(fā)展有以下趨勢。

·微型化：新材料和新工藝的發(fā)展為傳感器制造微型化帶來可行性，微型化將有效地降低功耗，節(jié)省空間占有率。

·集成化：多個功能集成在同一器件中，如加速度計、陀螺儀、磁力計傳感器復(fù)合成一個器件內(nèi)，具有更高空間面積使用效率以及更好的成本效益。

·智能化：將傳感器同后期信號處理融合，通過增加CPU處理單元，兼有檢測、處理、存儲、通信、控制等特點，信息由處理器完成處理后再送出，相較于獨立芯片可以進行更為復(fù)雜的邏輯計算，并可以同時將多個物理傳感器組合為邏輯傳感器，提供更全面的信息分析，如人面識別功能，能夠有效地、全面地提升傳感器綜合性能。

·多樣化：物聯(lián)網(wǎng)的范圍遠遠超過了智能手機所涵蓋的范圍，包括家電家具、醫(yī)療健康、城市交通、小區(qū)安防、環(huán)境監(jiān)控等，覆蓋了社會的各個領(lǐng)域，其種類之豐富難以想象，并在不斷發(fā)展中。

隨著傳感器的發(fā)展，設(shè)備可以感知更多更詳細的物理世界，通過能力越來越強大的云計算和大數(shù)據(jù)分析，將分布在不同設(shè)備的傳感器組成探知世界的傳感器網(wǎng)絡(luò)，量化真實世界并轉(zhuǎn)換為虛擬世界，實現(xiàn)物理世界的數(shù)字化，通過Wi-Fi、4G網(wǎng)絡(luò)、藍牙將數(shù)字信息進行聯(lián)網(wǎng)，重新定義現(xiàn)實世界。

5 物聯(lián)網(wǎng)智能終端的生態(tài)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)智能終端在傳感器的基礎(chǔ)上，通過硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)共同實現(xiàn)“智能”，而后者，也正是智能手機區(qū)別于功能手機的關(guān)鍵，是智能手機形成生態(tài)系統(tǒng)的必要條件。各大科技公司都積極搶占物聯(lián)網(wǎng)地盤，希望最終建立起活躍的生態(tài)系統(tǒng)。

2014年 2月，Google（谷歌）公司以32億美元收購了以生產(chǎn)智能家居設(shè)備為主的Nest公司。Nest公司有兩款著名的智能家居產(chǎn)品，分別是具有漂亮外觀設(shè)計和有自我學習功能的Nest智能溫控裝置以及名為Protect的煙霧探測報警器。Apple（蘋果）公司在2014年6月發(fā)布智能家居平臺HomeKit，提供語音控制功能，使Apple終端可以在未來成為智能家庭的控制中心。2014年8月，Samsung（三星）公司出價2億美元收購創(chuàng)業(yè)公司SmartThings。SmartThings智能家居平臺可以讓用戶通過智能手機、平板電腦或個人電腦控制家中所有的聯(lián)網(wǎng)家電。圍繞設(shè)備系統(tǒng)平臺的生態(tài)系統(tǒng)如圖3所示。

正如知名研究機構(gòu)VisionMobile所講[2]：和智能手機由應(yīng)用驅(qū)動相似，物聯(lián)網(wǎng)的需求是由開發(fā)者所驅(qū)動，他們利用硬件、軟件和數(shù)據(jù)，從大量的硬件科技中發(fā)掘新應(yīng)用。這些開發(fā)者將創(chuàng)造數(shù)不清的應(yīng)用、服務(wù)和設(shè)備。沒有單個公司可以有與之相等的創(chuàng)造力。由開發(fā)者驅(qū)動需求創(chuàng)造的物聯(lián)網(wǎng)市場將幾倍于基于現(xiàn)有市場所能預(yù)測的。移動開發(fā)者將在物聯(lián)網(wǎng)演進中扮演關(guān)鍵角色，在移動應(yīng)用后延伸其創(chuàng)新。

大公司紛紛推出系統(tǒng)平臺，希望能夠像智能手機平臺一樣，以平臺為核心，建立活躍的生態(tài)系統(tǒng)，吸引廣大的開發(fā)者和開發(fā)商，激活他們創(chuàng)造力。智能手機繁榮的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)證明：當允許開發(fā)者去嘗試時，他們將會發(fā)現(xiàn)價值創(chuàng)造之路，他們勇于在新領(lǐng)域去探索，嘗試各種可能性，啟動平臺在新領(lǐng)域的應(yīng)用場景，提供新的行業(yè)解決方案，甚至顛覆傳統(tǒng)的方式。

5.1 芯片平臺

芯片和操作系統(tǒng)都是創(chuàng)新的源泉，提供創(chuàng)新的平臺。芯片公司發(fā)力物聯(lián)網(wǎng)，推出相關(guān)的解決方案。

高通公司在2013年將AllJoyn協(xié)議源代碼移交給Linux基金會，有望成為物聯(lián)網(wǎng)的新行業(yè)標準，圍繞該標準成立的物聯(lián)網(wǎng)互操作標準聯(lián)盟——AllSee Alliance將解決不同品牌設(shè)備存在的兼容性問題，實現(xiàn)整體化的智能家居。高通公司總裁德雷克·阿伯勒在2015年CES上表示，高通公司向全球超過30個國家推出了15款物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，涉及數(shù)字眼鏡、兒童跟蹤器、智能手表等多個產(chǎn)品。未來高通公司將通過智能手機作為支點，拓展車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。

2014年4月，臺灣聯(lián)發(fā)科技股份有限公司（以下簡稱聯(lián)發(fā)科技）對外展示了其首款可穿戴芯片Aster，該芯片為5 mm×5 mm大小，集成了微處理器、藍牙等功能。同年6月，聯(lián)發(fā)科技針對可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)布了LinkIt平臺，以其Aster芯片（MT2502）為核心，提供完整的參考設(shè)計，簡化開發(fā)流程，幫助開發(fā)者聚焦在產(chǎn)品創(chuàng)新上。根據(jù)聯(lián)發(fā)科技官網(wǎng)資料，在軟件開發(fā)方面，LinkIt為Arduino和VisualStudio提供軟件開發(fā)插件，并在2014年第4季度開始支持Eclipse；在硬件開發(fā)方面，LinkIt向第三方合作伙伴提供基于LinkIt的硬件開發(fā)套件。2015年1月，聯(lián)發(fā)科技正式發(fā)布第二款可穿戴的SoC芯片MT2601，支持Android Wear，是一套為可穿戴設(shè)備提供的完整解決方案。

圖3 圍繞設(shè)備系統(tǒng)平臺的生態(tài)系統(tǒng)

Intel公司在2014年12月推出了提供硬件、軟件和云計算支持的物聯(lián)網(wǎng)平臺以及一系列基于這一新平臺的產(chǎn)品，以推動物聯(lián)網(wǎng)的采用和創(chuàng)新，讓互聯(lián)的設(shè)備更方便、更安全地進行數(shù)據(jù)交換。

5.2 應(yīng)用開發(fā)平臺

智能手機平臺的現(xiàn)在很可能就是物聯(lián)網(wǎng)各領(lǐng)域平臺的未來。移動智能手機生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)驗說明，開發(fā)者是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新的源泉。物聯(lián)網(wǎng)正處于發(fā)展初期，還沒有形成領(lǐng)軍平臺和企業(yè)，而其所涉及的范圍非常廣泛，有智慧家庭、智慧城市、智慧汽車等。國外的企業(yè)對此非常重視，通過提供SDK或開發(fā)平臺，希望盡早布局，例如健康領(lǐng)域有Apple公司的HealthKit、Google公司的Fit；汽車領(lǐng)域有Dash Chassis API；智能家居領(lǐng)域有Apple公司的HomeKit、Samsung公司的 SmartThing平臺。大公司在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備平臺上投資，盡可能吸引更多的開發(fā)者和開發(fā)商，使其熟悉平臺，進而構(gòu)建龐大的開發(fā)者群體，開啟生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。

要讓開發(fā)者熟悉新平臺需要投入巨大，可以在現(xiàn)有平臺上進行發(fā)展。事實上不少嵌入式設(shè)備就是直接采用Android系統(tǒng)。除了手機和平板電腦外，移動智能手機操作系統(tǒng)還可加載在其他移動設(shè)備上，例如電子書、互聯(lián)網(wǎng)電視、可穿戴產(chǎn)品、智能家居等其他產(chǎn)品類型。例如樂視TV和樂視盒子的操作系統(tǒng)是LetvUI，它是基于Android系統(tǒng)的深度優(yōu)化系統(tǒng)，小米盒子也是基于Android系統(tǒng)的深度優(yōu)化。一方面，目前還沒有成熟的平臺可以壟斷或引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)的某方面領(lǐng)域；另一方面，隨著Android操作系統(tǒng)市場占有率的不斷提升，越來越多的器件廠商同時提供基于Linux和Android的驅(qū)動，而Android提供Native Android C++的底層開發(fā)環(huán)境，幫助開發(fā)者調(diào)用硬件接口。由于Android系統(tǒng)具有廣泛的開發(fā)者基礎(chǔ)，越來越多的物理終端選擇Android作為其操作系統(tǒng)。因此研究Android系統(tǒng)的發(fā)展，也可窺視物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備平臺的發(fā)展趨勢。

與此同時，Google公司也在拓展Android系統(tǒng)的適用領(lǐng)域。在2014年3月，Google宣布推出針對可穿戴移動設(shè)備的Android Wear操作系統(tǒng)，屬于Android的分支操作系統(tǒng)。隨后，LG、摩托羅拉、索尼、華碩、三星推出了搭載Android Ware的智能手表。Google公司在發(fā)布Android 5.0 Lollipop不久后的2015年1月推出了Lollipop版的Android Wear。而蘋果公司在2014年9月發(fā)布Apple Watch，操作系統(tǒng)為Watch OS，并在同年11月向開發(fā)者開放WatchKit。

從圖4中可以看到，Android系統(tǒng)進入成熟穩(wěn)定期，版本發(fā)布的時間間隔正在拉大。最初，Google公司的Android操作系統(tǒng)演進速度很快，在2009年發(fā)布了3個版本（跨兩個大版本）；接著從2010-2013年的4年時間內(nèi)，一共發(fā)布了8個版本（跨3個大版本），平均每半年發(fā)布一個版本。參考文獻[3]指出：移動互聯(lián)網(wǎng)把整個ICT產(chǎn)業(yè)拖入快速發(fā)展通道，產(chǎn)業(yè)迭代周期由PC時代的18個月（摩爾定律）縮減至6個月。在2014年，Google公司只在10月15日發(fā)布了新版本5.0，距離上一個版本發(fā)布的時間間隔為407天（超過1年的時間）。然而，Google公司并沒有放慢研發(fā)的步伐，除了系統(tǒng)成熟，無需頻繁進行架構(gòu)性的更新外，主要在于Google公司采用了新平臺管控方式，對生態(tài)系統(tǒng)實施更嚴格的控制，尤其針對那些利用Android生態(tài)系統(tǒng)的新平臺，包括Android的分支平臺以及通過兼容Dalvik虛擬機而兼容Android應(yīng)用的平臺。

圖4 Android各版本發(fā)布的時間軸

首先，Google公司停止部分開源應(yīng)用的更新，新版本轉(zhuǎn)到閉源中發(fā)布。Android由開源的AOSP（Android Open Source Project）和封閉的Google應(yīng)用組成。AOSP包括Android內(nèi)核和基礎(chǔ)應(yīng)用。Google應(yīng)用依賴于Google云服務(wù)，包括 Gmail、Google地圖等。然而，跡象顯示，Google公司正將一些基礎(chǔ)應(yīng)用從開源AOSP轉(zhuǎn)入閉源。一旦轉(zhuǎn)入，原有的AOSP版本就會被凍結(jié)，不再進行更新。以搜索應(yīng)用為例，Google公司在2010年8月推出了Voice Actions，并將之加入Google Search中，但新的搜索應(yīng)用沒有放在AOSP，而是放在當時的應(yīng)用商店Android Market。自此以后，AOSP中的搜索應(yīng)用就再也沒有更新，功能一直停留在當初的Web和本地搜索，而Google Search如今已提供語音搜索、音頻搜索、文本到語音、回答服務(wù)以及Google Now。一旦Google公司有了閉源應(yīng)用，馬上會停止開源版本的更新。Google公司正在降低開源代碼庫的價值，大大小小的制造商要在他們的手機上加上這些具備更強大功能和更好用戶體驗的新應(yīng)用，需要得到Google公司的許可。

此外，Google公司將Android的系統(tǒng)更新轉(zhuǎn)向服務(wù)更新，通過非開源的API綁定開發(fā)者。Google Play Services也稱為 GMS（其 Java包名為 com.google.android.gms），GMS是Google公司在Android操作系統(tǒng)上提供的基礎(chǔ)服務(wù)，可從Google Play應(yīng)用商店中下載。由于GMS不在AOSP中，手機制造商在手機中預(yù)裝GSM需要獲得Google公司的許可。GMS和一般應(yīng)用不同，它提供Google私有的軟件開發(fā)包（SDK）和應(yīng)用程序編程接口（API）。GMS最早在2012年引入，為開發(fā)者提供Google業(yè)務(wù)的API，包括賬號同步、Google+、Google 地圖、位置 API、Google Play 游戲、云消息、Android設(shè)備管理等。GMS是系統(tǒng)級進程，它與其他Google應(yīng)用是相互獨立的，可以通過Google Play應(yīng)用商店進行更新。GMS的引入有效地解決Android系統(tǒng)詬病已久的碎片化問題。開發(fā)者使用GMS的API進行應(yīng)用開發(fā)，即使Android系統(tǒng)不是最新版本，只要更新GMS也能夠享用到新功能，而無需擔心用戶所持終端是否能夠支持，即無需考慮版本兼容的問題，有效地解決了系統(tǒng)碎片化。但是，開發(fā)者使用GMS的API，意味著依賴于Google私有的API，而非Android的API。Google公司正將一些重要的API轉(zhuǎn)移到GMS中，例如在2013年，Google公司改造了Android的位置API，并將它們作為GMS的一部分，也就是轉(zhuǎn)入閉源，增加的功能包括新的位置算法、地理圍欄、活動識別。Google公司通過將新的優(yōu)秀功能放入私有的非開源的GMS中，而不是放入Android系統(tǒng)中，讓開發(fā)者更多依賴Google專用API進行開發(fā)，從而將Android的應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向由Google公司牢牢控制的Google Play應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中。基于Android系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)平臺如圖5所示。

圖5 基于Android系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)平臺

Google公司的GMS方式給在Android系統(tǒng)上發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)平臺很大的啟示，可以系統(tǒng)服務(wù)的方式提供物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)包和API。物聯(lián)網(wǎng)Lib庫提供各類底層傳感器底層能力接口，提供Android原生C++API。物聯(lián)網(wǎng)SDK像GMS那樣作為系統(tǒng)進程加載在操作系統(tǒng)中，可以應(yīng)用升級的方式進行升級，該SDK對底層設(shè)備的功能進一步進行封裝，采用Java API的方式。開發(fā)者可以在開發(fā)環(huán)境IDE中加載響應(yīng)的jar包，就可以在熟悉的開發(fā)環(huán)境中使用這些新接口以及Android的原生API進行應(yīng)用開發(fā)。這種方式帶來以下好處。

首先，平臺開發(fā)商將專注在有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)SDK的開發(fā)，而無需關(guān)注整個操作系統(tǒng)，無需重新發(fā)明“輪子”，減輕了平臺開發(fā)工作量，實現(xiàn)快速市場化。

其次，如果采用新操作系統(tǒng)方式，在操作系統(tǒng)發(fā)布初期，因系統(tǒng)不成熟需要進行版本升級，然而頻繁地進行系統(tǒng)版本升級，會對設(shè)備制造商帶來壓力，并會帶來碎片化的問題。如果以系統(tǒng)服務(wù)方式提供API，加諸在成熟的操作系統(tǒng)上，舊功能升級和新功能發(fā)布可通過應(yīng)用更新的方式進行，不受操作系統(tǒng)版本發(fā)布周期的時間節(jié)點限制，將新功能快速推向市場，盡早提供給開發(fā)者。

最后，也是構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的，通過廣大移動開發(fā)者熟悉的Android系統(tǒng)和Android開發(fā)環(huán)境，降低開發(fā)者進入門檻，吸引并幫助廣大移動開發(fā)者平滑進入物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)領(lǐng)域。一方面可以提供傳感器相關(guān)的API來幫助硬件廠商進行開發(fā)，減少他們軟件開發(fā)的摩擦；另一方可以提供基于傳感器數(shù)據(jù)的云服務(wù)API，整合分散在不同廠商、不同產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，更全面地了解信息圖譜，作為大數(shù)據(jù)信息來源，幫助軟件開發(fā)者在數(shù)據(jù)上進行創(chuàng)新，創(chuàng)造新的使用場景。

龐大的物聯(lián)網(wǎng)市場就在眼前，如何能夠吸引開發(fā)者進行創(chuàng)新，如何快速搶占市場并構(gòu)建活躍的生態(tài)系統(tǒng)是平臺成功的關(guān)鍵。

6 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)市場范圍遠比智能手機市場要龐大，終將全面滲透到各個行業(yè)，改變世界。物聯(lián)網(wǎng)終端的市場前景無可估量，它和智能手機不同，將以多種形態(tài)方式出現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)智能終端進入了產(chǎn)品化的初期階段，新技術(shù)在新領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)接近或者到達一個臨界點。和激烈競爭的智能手機不同，物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品還處于藍海階段，顛覆性的技術(shù)和顛覆性的使用場景隨時可能會出現(xiàn)，并超出現(xiàn)有的識見。

1 Shawn D B.Digital Destiny:How the New Age of Data Will Transform the Way We Work,Live,and Communicate.Washington,DC:Regnery Publishing.2015

2 Michael Vakulenko.IoT developers:the baby boomers of the smartphone wars.http://www.visionmobile.com/blog/2015/02/iotdevelopers-baby-boomers-smartphone-wars/,2015

3 工業(yè)和信息化部電信研究院.移動互聯(lián)網(wǎng)白皮書,2013 China Academy of Telecommunication Research of the Ministry of Industry and Information Technology.Mobile Internet White Paper,2013