本文探讨了当今最前沿的无线和物联网(IoT)技术，并预测了这些技术在未来50年的发展方向。
设计工程师是物联网和无线通信技术飞速发展背后的推动力量。在整个供应链上，合作和创新正在促使连接和效率实现显著提升，这对于改善我们身边基础设施的性能至关重要。
近年来，一些根本性的技术发展使无线物联网成为现实。芯片组不仅变得更快速，而且更节能，这为更广泛的物联网应用打开了大门。与此同时，半导体制造商及其他供应商也在积极投资开发套件和开发板，使得最终用户能够快速轻松地将这些新技术集成到他们的项目中。
在无线通信协议方面也取得了一些令人兴奋的进展。以Matter为例，这种基于IP的开源智能家居协议采用了现有的技术，包括低功耗蓝牙(用于设备设置)，以及Wi-Fi、Thread和以太网(用于无缝连接不同公司的设备)。通过统一的规范，Matter可以为物联网提供全新水平的互操作性、兼容性和可扩展性，从而为所有人提供更优质的用户体验。
Matter之所以令人兴奋，是因为它促进了业界的合作。例如，最近芯科科技与开源硬件和软件提供商Arduino展开了合作，旨在更好地支持拥有3300万开发者的Arduino社区进行Matter over Thread应用的开发。通过将芯科科技的无线连接能力与Arduino的微控制器(MCU)开发板相结合，我们可以为设计爱好者和专业人士提供一个增强的物联网生态系统，促进创新，并进一步扩展物联网的应用范围。这一合作伙伴关系的目标是使物联网开发变得更加简便易行。
但未来的发展趋势将会如何呢？尽管无线物联网已经取得长足的进步，从一个未来概念转变为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分，但我们迄今为止所见证的发展仅仅是漫长演进过程中的第一步。随着联网设备数量的增长，物联网和无线通信领域将在短期内迎来重大进展。
接下来，我们将探讨这些进展可能带来的变化，特别是云功能和边缘计算整合所带来的变革潜力。当然，以下观点仅代表个人看法，但它们围绕着一些值得注意的技术和趋势展开。下面我们逐一分析。
云下沉
一个重要的期望是云功能下沉到嵌入式应用。想象一下，如今笔记本电脑是如何通过高度辅助的方式连接到互联网的；未来，嵌入式产品可能会以类似的方式配置。随着云功能逐渐下沉，我们会看到计算分层的现象。人们会希望保留并最大化远端设备的计算能力，同时限制通过网络传输的数据量，因为带宽既宝贵又成本高昂。因此，尽可能多的计算将被放置在最边缘的位置。云功能将会下沉到更多设备，包括存储处理、传感、机器学习和安全等功能。通过最大化边缘设备的计算能力，可以在本地处理数据，并仅将必要的信息发送到云端，以此优化性能和成本。这种去中心化的智能不仅可以提高单个设备的性能，还可以增强物联网网络的弹性和响应速度。
核心技术的演进与集成
随着上述转变的发生，嵌入式产品的核心技术也将发生变化。目前，MCU和无线芯片通常是独立器件。然而，我们越来越多地看到它们合并成单一的无线MCU。这种集成将推动嵌入式系统的效率、性能和功能达到新的高度。简化的代码管理、增强的安全性和更小的PCB占用面积等经济效益，都是推动这一趋势的因素之一。因此，对于芯片买家而言，建议开始关注芯片供应商是否具有这样的发展路线图。
重新思考无线标准
此外，业界还需重新思考无线标准，以适应不断发展的物联网需求。像Wi-Fi这样的技术最初是为了内容传输而设计的，但现在它们正在进化，优先考虑关键数据而非娱乐内容。例如，新的Wi-Fi 7标准将提供可更好支持物联网应用的功能，如优先处理来自烟雾探测器等智能家居设备的数据，而不是流媒体服务。随着互联网从人转向物，人们将重新思考无线标准， 包括ISM频段的使用方式，以及其他相关因素。
物联网作为人工智能经济的神经系统
展望未来——可能是接下来的50年内——有观点认为，对于人工智能驱动的经济而言，物联网将成为其“神经系统”。当前，我们的大部分基础设施都围绕人类活动构建，为Facebook、TikTok或其他社交媒体平台提供数据。但这一情况正在发生变化。数据中心和互联网基础设施将逐渐从服务于人类活动转向支持数以万亿计的联网电子设备。这些“物”的数量将远远超过人类的数量。最终，这种转变将促使我们重新思考互联网基础设施的设计，更加聚焦于非人类的电子设备，而非传统的以人类为中心的社交媒体等应用。
总结：令人兴奋的未来正在前方
总而言之，在工程师们技能和知识的推动下，云功能和边缘计算的整合将开启物联网和无线通信的新纪元。通过将更多智能带到边缘并优化网络资源的使用，电子行业有望帮助实现前所未有的创新和效率。同时，不断完善无线标准和协议将进一步促进合作，提高产品性能。
随着芯科科技在这一领域保持领先地位，我们相信联网设备将变得越来越智能化、高效化，成为我们日常生活更加不可或缺的一部分。
本文为《电子工程专辑》2025年1月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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