物聯網產品設計研發面臨四重挑戰

洪蕾

物聯網技術開始普遍應用于各行各業，其滲透的廣泛性激發著更多企業投入該領域研發、生產，無論是傳統軟硬件IT企業，還是專注于提供互聯網連接設備的新型公司，都開始嘗試進入物聯網領域。

而在此之前，需要慎重考慮未來可能面臨的四大挑戰。

連接性設計考慮

物聯網具有整體性，因此如何將產品或設備連接到互聯網或云計算平臺上是需首要考慮的問題。這取決于設備應用環境及通信基礎設施類型。

以智能家居環境為例，如要創建一個智能家居設備（如聯網的烤面包機），可能需要訪問Wi-Fi家庭路由器或ZigBee/Z-Wave物聯網路由器，所以需要設備必須能支持一到多種傳輸介質。而在某些特定環境中，如農業物聯網或智能汽車無法訪問Wi-Fi網絡，移動網絡可能是唯一可能的連接選擇。

因此，企業必須權衡并根據不同選擇的可能性和投資做出設計決策。因為通過蜂窩網絡傳輸數據到云的服務可能是昂貴的，企業可以選擇區塊鏈模式，搭建較少依賴云計算的物聯網生態系統。

另一方面，相比計算機和智能手機較高的更換頻率，IoT設備需要更長的使用壽命，一般而言家用智能冰箱至少需要工作5～10年。因此，企業在設計產品時應確保未來物聯網應用初具規模時的連接性，并能適應新的技術。

安全和隱私問題考慮

物聯網安全性頗具爭議，也是企業必須面臨的一個重要挑戰。以下四個安全設計要點需重點考慮。

物理安全：物聯網設備通常無人值守且無物理保護，應確保其不能被黑客輕易攻破，此外還必須確保設備中的數據安全。雖然在每一臺物聯網設備中嵌入安全保護組件需要很高代價，但在設備上進行數據加密還是很重要的。

數據交換安全：因為數據要從IoT傳感器和設備傳輸到網關，再從網關傳至云端，因此需要使用加密的傳輸協議，此外還應考慮認證和授權等問題。

云存儲安全：存儲在云端的數據與物聯網生態系統的其他部分一樣脆弱。物聯網平臺應該能夠保護存儲在云端的數據，可以通過適當的加密和訪問控制實現。

更新：終極安全并不存在，漏洞總會浮出水面。這種情況下，首先企業需要制定快速修復漏洞或錯誤的計劃；其次企業也需要向客戶提供一種直觀且安全的方式來進行錯誤修復。

在隱私方面，應考慮到物聯網設備所收集的數據受法律法規保護。例如，健身追蹤器能夠收集大量的用戶信息，在美國，這些數據是受HIPAA（健康保險流通與責任法案）所保護的。這意味著，如果在云服務器上存儲此類信息，必須確保其符合法律規定。一個值得參考的經驗做法是匿名化客戶數據，避免在云端存儲個人身份信息。

靈活性和兼容性問題考慮

要確保產品的應用性、前瞻性，在進行產品設計時需要在軟硬件方面適當平衡。

有時候，硬件能夠帶來極佳的使用性能但也可能會限制產品未來不斷的更新；有時候，選擇適量的存儲和計算資源以及專門針對物聯網定制的操作系統，如Linux、Brillo或Windows IoT，可能導致性能下降，但能更靈活地擴展設備，以應用新功能和進行補丁修復。有些企業會傾向于開放API和SDK，允許開發人員為他們的物聯網設備增加功能。

兼容性也是設計IoT產品時需關注的問題，需要從軟件和硬件兩個方面考慮。最理想的情況是，當在家庭環境中添置一臺新型智能設備時消費者無需安裝新的應用程序。以蘋果HomeKit和三星SmartThings為例，它們都支持開發人員能在用戶熟悉的環境中為用戶提供新的物聯網功能。

數據采集與處理問題考慮

除安全和隱私問題外，企業還必須對數據的采集與處理進行合理規劃。首先，必須評估所收集到的數據量，控制云存儲規模，從而滿足平臺需求；其次，必須有效處理、利用收集到的數據，通過聘用數據科學家、采用恰當的分析和機器學習工具等方式對數據進一步分析，提煉出可操作的洞察性信息。

一般而言，物聯網數據可以實現以下三種實用功能。

補充現有數據：大多數企業在他們遷移至物聯網業務前已具備了海量數據。如果將這些數據與物聯網設備收集的內容結合到一起，可以帶來新的業務洞察力，也能給企業帶來收入提升的機會。

分析和細分用戶：從物聯網設備收集到的數據能夠展現用戶喜好和特點。分析物聯網數據可以幫助企業更好地了解客戶的需求和喜好。

找到提升產品的機會：對物聯網數據的正確分析有助于企業更好地理解產品功能，例如可以了解需要糾正哪些功能來提高產品利用率和易用性，同時也能夠幫助企業了解現有產品所缺乏的功能，從而在未來產品中加入此功能并進行軟件更新。

總之，如果企業進入物聯網領域進行相關產品的研發、生產會面臨多重挑戰，而這一系列挑戰有可能更加復雜并具有綜合性。