物联网转向灰尘

当前的思考物联网是单个或双向接口将被附加到几乎一切。它将是一个融合的硬件和软件,并将任何我们想要的感觉,无论如何我们要评估它,把它在任何地方我们想要或别人想要的。

“或许,从未有一个更令人兴奋的时间从事半导体和他们的安全,”观察本杰明,首席技术官和密码学研究部门的副总裁Rambus。

使一切聪明,安全是一项艰巨的任务,需要一个比当前更多的普遍性,和更多的时间来把事情做好。6月指出,今后,这适用于很多平台,“只是有很多平台多作家,软件开发者和系统开发人员从硅要求。”

纳米技术,需要一个全新的维度上,特别是在大量的连接对象预期的背景下的物联网。尽管相当多的设备,只需要检测数据,而不用接收数据或采取行动,这些仍需要新的硬件可伸缩从纳米到宏观,并可获得的。

考虑,例如,大量传感器在一个地下室里。今天,它仍然是,一般来说,连接到一个中央报警系统将采取行动如果传感器激活。这里没有双向通信,因为没有必要。传感器的工作,只是一个状态报告。

同样,相同的状态报告条件将继续存在于物联网。网络肯定会有所不同。可能是连接到一个报警电路的蓝牙无线接口与你的网络,例如,而不是函数相同的概念,不同的接口。

关键是传感器本身并报告。它可以像人想让它复杂,报告的任何组合参数(温度、压力、湿度、风、光、暗,等等)到接收控制器(通过有线、无线、光纤等)采取适当的行动,有或没有人工干预。然而,它仍然是报告。现在是连接到一个全球网络,电子产品和他们的安全承担一个全新的维度。

所以,当一个人认为,传感器可能大部分的物联网设备,特别是最新concept-IoT灰尘。

首席执行官欢乐维斯尘埃网络和线性技术,说:“没有什么新的传感器网络。传感器已经出现。改变是一种超低能耗的想法去做,没有电线。我的意思是,没有电线通信和力量。这是进化步骤,导致现在所谓的物联网的发展尘埃。”

除尘的传感器
正如本文介绍所暗示的,物联网粉尘传感器是基于纳米技术。在这种情况下,microeletromechanical系统(MEMS)。

这些传感器被称为“微粒”,为了研究设计,可以完成多种功能。这种微粒的一个例子是图1所示。

图1:物联网尘埃。礼貌:哈佛短寿的实验室。

这些微小的传感器是实现高水平的复杂性。Micro-scalar架构集成了一个完整的系统,包括一个操作系统(TinyOS -本文后面会详细解释)到一个足迹目前刚刚超过1厘米——不远的一半大小。这都是挤在尽可能小的足迹,和持续的时间尽可能长一些。包包含内存、电源(电池、太阳能电池、能源收集)和一个无线发射器(协议可能是蓝牙,无线平台)或者一些事项还有待开发。

“有很多在这个低功耗,无处不在的传感器部分,”伊恩·莫里斯说,主要应用工程师射频连接解决方案NXP半导体。“设计这些有三个关键因素——通信、安全、和权力。莫里斯说,“通信可能是无线,可IP、低功耗无线网络,无线个域网,RFID和NFC。“它是安全的,像一个安全的元素,特别是如果他们是洒得到处都是。和所有这些重要的关键就是力量。”

莫里斯说:“有一些真正有趣的事情与能量收获。这些设备不仅需要最低的平均能量消耗,但另一个重要参数,是非常低的峰值电流,。”

为大众市场的产品线总经理罗斯Bannatyne NXP的微控制器,说低功耗单片机发现物联网的广泛应用,特别是在这套市场。“看着这些设备,你有一个无线接口的描述,一个连接到单片机各种传感器输入,和传感器。这里是至关重要的是传感器的能力保持在一个低功率模式下,然后瞬间醒来只有当数据从传感器接收。处理这个问题的一个方法是做一个多核单片机低功耗的传感器数据采集核心,聚合,和外部通信和高计算高功率浮点核心算法。”Bannatyne补充说,“通过分区软件,可以唤醒设备,收集在低功率传感器数据,并将其存储为操纵。关键是你没有打开FPU核心,直到你需要做数据处理或广播使用。和很有区别的力量被你使用不同的核心和少FPU核心总功率越低预算。”

如何处理这微小的尘埃
物联网的应用程序尘埃是无限的,但也有一些相当特殊的应用程序,裙子信封的边缘。一会儿关注设备如图1所示。这样的设备将会适合部署在通信基础设施破坏了自然灾害。或者在战斗情况下,尘埃的眼睛和耳朵可以传递敌人的部队和支持数据条例。规模较小,这些微粒可以部署在一个房子里,或者在牧场或农场,甚至在森林的一份报告中几乎任何类型的事件。

所有这些场景的共同点是,微粒将空降的,这将是本文的其余部分的重点。寻找其他灰尘的文章中出现,将解决其他类型的灰尘,大道的进展。

空气微粒有不同的挑战,硬连接(IP)或固定的微粒,从而界面的物联网标准的时尚(IP)。首先,部署是流体和他们在哪里部署可能有也可能没有一个现有的无线基础设施。一旦部署,他们需要一个网络界面。这可能是特别的。另一个挑战就是力量。没有回程一个电力系统,与固定微粒不能处理庞大的电源组。

但更重要的是,这些微粒必须能够安全钥匙或关键信息等敏感数据。“有很多谈论保护连接,“小君说,这是一个主要关心的无线传感器。“但总的来说,这个问题并不一定获得连接。真正的问题是确保当事人在连接建立了钥匙,资历和身份。”

简而言之,一个安全的身份可以赔偿,发送者和接受者都是他们应该是谁。

保护微粒
与所有的物联网设备,确保微粒将是一个首要任务。,因为这是一个新兴平台,行业的机会从一开始就这么做,尤其是在空气中的微粒。

“智能尘埃,通常情况下,一个是不会去一个人安装,“笔记Rambus 6月”可能会从直升机上喷洒,将没有报名步骤作为这个过程的一部分。因此,我们要把身份[安全]智能尘埃非常早。”

NXP的莫里斯说:“获得这类设备的挑战之一是,黑客的物理访问。有很多讨论安全通信。但如果两端可以攻击,安全更重要的设备物理部署和方便地访问他们——特别是如果键和这样的。”

这意味着这些微粒会达到空气功能齐全,并完全安全的。他们必须能够立即使用某种形式的接口和网络安全协议和保留期间安全级别的报告。

比固定的移动微粒有不同的模型。界面将几乎肯定是射频,他们将不得不包含某种形式的“自毁”模式。后者有更多的相关性在军事等领域。如果一桶微粒部署在一个充满敌意的区域,如一个粗略的阿富汗山区,它可能很难保证不会落入敌人手中。如果他们这样做,他们不能揭示键或允许敌人侵入网络。

典型的方法来保护无线微粒包括扩频技术,标准128位AES加密算法,通过消息完整性代码数据完整性,重播计数器,拒绝服务(DoS)技术和算法。

控制
关于微粒的一个更有趣的问题是操作系统。微粒使用是所谓的“TinyOS”。

TinyOS,像许多开源项目,DARPA巢计划的一部分,并开始生活作为加利福尼亚大学之间的合作,伯克利,英特尔研究,弩的技术。今天,它是一个成熟的国际财团称为TinyOS联盟。

是发达的无线传感器网络(网络),尤其是智能除尘设备和网络。有其他人在这个舞台上,Nano-RK LiteOS, Contiki, Arduino,等等类似的功能,但TinyOS被选中,是因为它的健壮的代码,功能网络、低功耗操作和抽象支持(无线网络)。

TinyOS是一个C语言分支,叫做nestC。它是专门写给空间受限的应用程序像除尘设备。它有一个独特的编程接口,包括非阻塞api,占用很少资源(RAM)。简单地说,这是如何工作的,因为有限的资源意味着它不能等待消息。只是假设,因为不应该有任何长时间运行的代码。因此,几乎立刻发送函数返回。

TinyOS程序必须编写简明地因为长代码将挂起操作系统和其他不允许它运行调用。为了解决这个问题的方法是把长的代码分解成小的部分,或片段,没有嵌套循环。我们的目标是把计算和分解成N计算/ N细胞,而不是一个NxN数组。TinyOS设计。

对于这个操作系统,如果代码约束是坚持,这是一个理想的操作系统物联网微粒,移动和固定的。

结论
物联网仍主要是一个移动的目标。消息人士估计,目前有大约90亿在2014年物联网设备,其中大部分不自主。然而,到2020年,将会完全相反。大多数设备都将自治,传感器将多产。

“添加越来越多的传感器设备生产他们的产品在所有产业;汽车、建筑、办公、医疗、工业的各种衣物,甚至“隐形”——你不知道有传感器,“Bannatyne说。“传感器接近成本的水平,最后,你可以把他们一切,并监视任何东西。”

有很多领域的传感器,尤其是在通讯和电力领域。本文主要是一个入门钻研这些片段。寻找未来的文章,详细说明这些设备和方法。