物聯網推動萬物互聯這個說法實在是太廣了，我們不妨管中窺豹，從最常見的數字標牌，也就是廣告機，來了解物聯網究竟是如何推動萬物互聯的。

廣告機相信大家都不會陌生了，從政企服務、銀行金融、醫療衛生、酒店賓館、機場車況、商業連鎖、通訊、教育培訓，再到智慧樓宇等眾多行業和場所，廣告機已經成為最常見的戶外資訊釋出渠道。

2002年第一臺車載廣告機出現在深圳公交車，可以傳播多種媒體資訊，如文字、聲音、影象等資訊，但仍然不能成為物聯網裝置，因為此時它還只是單機版。直到物聯網技術的不斷進步，廣告機的核心主機板迎來質的飛躍，從安卓1.0玩到安卓9.0，四核和八核的中高階商顯主機板解決方案不斷湧現，效能強勁的主機板，將廣告機帶入到物聯網的世界，賦予了廣告機更豐富、更強大的功能，廣告機開始真正進入智慧化時代。

搭載人臉識別技術的數字標牌，更成為了物聯網世界裡重要的資料節點，每臺裝置所獲取的目標人群屬性（年齡、性別、情緒等）可以透過網路進行彙總，經過資料的梳理分析，可以支援商家真正實現精準推廣、客流統計等，讓裝置的運營更智慧更高效。

1、物聯網課程培養方向

本專業是培養擁護黨的基本路線，適應生產、建設、管理、服務第一線需要的德、智、體、美各方面全面發展，熟悉國家資訊產業的政策和法規，具有良好的職業道德、敬業與創新精神的應用型移動網際網路應用開發技術專業人才。

本專業方向的畢業生掌握必要的計算機基礎理論和軟硬體開發過程，具備具體的移動應用軟體設計能力，掌握必須的Android開發系統理論、Android系統架構以及程式設計的技術、方法和工具，能從事Android系統應用、設計、開發與測試的技能型、實用型高階人才。

本專業為物聯網企業培育進行具體程式設計和基於Android的應用程式開發人員，畢業生應能適應團隊開發環境，熟練使用相關主流開發平臺，按照詳細設計要求完成相關功能模組設計、編碼、除錯和單元測試工作。

2、物聯網課程體系建設

學校完善物聯網專業發展規劃及課程體系建設，根據院校的具體情況，相應提供其他已開課學校的成熟課程體系資料，作為參考、借鑑。學校講授物聯網系統課程和開辦物聯網培訓的資源優勢，可提供完整的物聯網 LINUX培訓講稿、WINCE 培訓講稿及課程、實驗體系，以及大量的畢設課題和實訓專案資料，方便教師和學生的教與學。

3、物聯網就業培訓

實行“課證深度融合、技能遞進提升”人才培養模式，必須實行開放辦學，把學生放到生產、服務第一線中去，促進教與學雙向互動，學生在真實環境下進行崗位實踐，從而幫助學生形成在某一職業領域的能力與素養，並使其逐漸形成個人的職業生涯發展觀。因此，重點開展以下方面的深層次合作：

一是透過“工學交替”和“頂崗實習”型的教學模式，開展人才培養合作；

二是進入產業公司，在真實產業環境下作為專案交付一員參與正在交付的商業專案，承受真實工作壓力，與專案一起成長；

4、物聯網教學配套資源

課程體系：學校擁有多年物聯網高階培訓經歷，透過長期物聯網職業崗位調研分析，結合專案需求和崗位要求，為不同技術背景的學員量身定製完善的培訓課程體系。

專案實戰：擁有豐富的公司自身專案案例，加大實戰環節的訓練強度，幫助學員積累技術經驗並提高解決實際問題的能力。

實驗裝備：學校擁有高階、實用的全系列物聯網實驗平臺及配套實訓資源，併為培訓學員配備成熟的教學實驗平臺。

5、物聯網實訓室建設

實訓室建設的總體發展思路是以“任務引領、專案驅動、創新設計、服務科教”為宗旨，著眼物聯網產業鏈的需求和人才培養的需求，緊密圍繞物聯網的關鍵技術和最新技術，從基礎理論與方法、實訓平臺驗證與開發、典型示範應用等三個層次著手，根據“鞏固教學、學做同行、學科競賽、科研創新、畢業設計”的建設目標，按照物聯網的三層體系結構，將實訓中心規劃為：

物聯網教學實驗平臺

【平臺特點】

採用強大的智慧閘道器：硬體最新、最強、最完善，軟體不斷升級，介面功能歷史空前強大。

模組化設計，應用形式多樣：智慧閘道器、感測器節點透過插針或外掛方式與底板連線。節點採用供電與固定一體的巧妙安裝方式，使用靈活，既可固定在實驗箱底板上使用，也可單獨取出，作為移動節點用於各種實訓專案。

感測器型別豐富：支援溫溼度、光敏、三軸加速度、霍爾、LED蜂鳴器、可燃氣體、人體感應及車輛模擬單元等多種感測器，更換感測器調理板即可改變節點感測器型別。

ZigBee/WiFi/BT三種短距離無線通訊方式隨意選：預設選擇ZigBee無線感測網通訊協議，採用Z-Stack2007協議棧，支援TinyOS開源協議棧，也可選用WiFi、BlueTooth無線感測網通訊方式。

多種接入網際網路的方式：乙太網、4G、WiFi，任意選擇傳輸方式。

基於4G的移動網際網路開發：可以開展4G通訊原理、4G模組原理設計、4G移動網際網路接入、4G物聯網應用開發等。

基於WiFi/BT的網路通訊開發：可以開展WiFi/BT通訊原理、WiFi/BT模組驅動開發、WiFi/BT網際網路接入、WiFi/BT行動通訊與物聯網應用開發等。

多層次閘道器應用程式：提供多感測層採集資料的分析、處理、顯示、融合、決策的管理程式；提供智慧溫室、智慧家居、智慧交通、智慧物流等各種實訓專案的應用層實施方案；

【硬體結構】

平臺主要包括ZigBee無線感測器節點、Cortex-A9智慧閘道器、以及閘道器擴充套件模組等硬體資源，如圖所示。

智慧閘道器具有豐富的資源。

LINUX 3.4.39和Android 4.4.2版本同時釋出，使用者更快、更準體驗。

四核A9，主頻可調，最大1.6GHz；支援流暢的2D/3D圖形加速；支援H.264、MP4、JPEG硬體編解碼，FULL-HD影片編解碼；

記憶體：1GB DDR3，EMMC：8GB；

標配1024*600 IPS顯示屏，具有HDMI和LVDS介面；5點觸控電容屏支援；1路CMOS CAMERA介面，支援500萬畫素OV5642；

1路模擬攝像頭AVIN介面，支援PAL和NTSC制式；

1個1.5W喇叭，1個MIC和1路耳機介面；

2路USB2.0 USB-A座，1個MicroUSB OTG2.0介面；

6路UART：RS232 *2、TTL電平*4；

音量增減鍵各1個，1個復位按鍵，1個休眠喚醒按鍵；

支援10M/100M/1000M乙太網，1個RJ45網路介面；

具有充電指示燈，MODEM工作狀態燈，電源燈，系統指示燈；

1個標準TF卡座；1路CAN2.0現場匯流排；1路RS485現場匯流排；

整合WiFi/BT二合一通訊模組；1個Mini PCIe 4G通訊模組介面；

板載典型的I2C、SPI、A/D、PWM等基本介面，排線引出；

支援安裝4G通訊通訊、GPS定位模組、ZigBee通訊模組。

【軟體資源】

無線感測器網路採集傳輸軟體：使用ZigBee無線通訊技術，將感測器與控制裝置組成一個無線感測器網路，實現資訊的無線傳輸。

智慧閘道器感測器節點管理軟體：閘道器預設執行Android系統，可點選啟動無線感測器節點管理軟體，實時顯示接收到的ZigBee、Bluetooth、WiFi、IPv6等感測器節點資訊，向相應的控制裝置傳送控制命令。Android系統閘道器應用程式採用Eclipse或Android Studio，結合JAVA語言開發；Linux系統閘道器應用程式採用Qtcreator，QT4.7.3函式庫與QT C++開發。

部分軟體介面如圖所示：

教學典型實驗：

物聯網課程開設遇到問題

物聯網是一門多學科專業知識高度融合的學科，所涉及的知識點多，綜合程度高，對授課教師的要求比較全面。目前，雖然很多高等院校已經開設了物聯網專業，但仍然存在授課難度大，無法全面鋪開的問題。

資訊科技已進入物聯網時代，以NB-IoT和LoRa等LPWAN低功耗廣域網以及如火如荼的5G網路部署，並推動物聯網規模應用落地。截至2018年末，Strategy Analytics資料顯示全球聯網裝置數量達220億臺，並預測2025年將有386億臺聯網裝置，並指出智慧家居將成為未來幾年增長最快的細分市場。

萬物互聯機遇，無線通訊協議助力智慧家居落地

各種智慧裝置層出不窮，在AI與IoT融合下，智慧家居正在加速普及，家庭自動化逐漸向智慧家庭轉變。智慧化大背景下，與房地產結合讓科技生活滲透至家家戶戶，在房地產智慧轉型大趨勢下，也吸引了孫正義大肆押注。

多年前籌集的具有千億美元規模的願景基金，面向AI、IoT、無人駕駛與智慧家居等未來科技投資。在智慧家居方向，孫正義聯合其他投資機構向僅成立三年的Katerra（卡特拉）初創公司投資了8.65億美元。卡特拉是一家智慧家居建築公司，主要利用智慧化技術改變住宅和商業建築，目標是將智慧家居設計納入所有建築專案，以改善客戶體驗。這一輪融資後，估值高達30億美元。

在國內，主要地產商紛紛向智慧化轉型升級，從智慧家居廠商到系統整合商再到房地產商，整個產業鏈推動智慧生活進入千家萬戶。但受制於生態平臺及裝置間通訊協議限制等諸多因素，當前智慧家居生活更多還處在智慧控制階段，不同玩家生態獨立性，障礙了行業普及發展。但對於廠商來說，只是希望藉助新概念與新方向，在日益競爭白熱化當中，尋找銷售機會。但要真正實現智慧人居生活，互聯互通的通訊協議顯得尤為重要。

作為消費科技巨頭的蘋果，在2014年就開始向智慧家居延伸，推出HomeKit智慧家居平臺，透過接入第三方智慧裝置，利用iPhone等智慧終端可以實現對家庭場景下各裝置操控。然而蘋果智慧家居程序緩慢，並沒有收割這一波紅利，反而亞馬遜產品和服務進入美國千萬家庭。

競爭落後對手的蘋果，在去年加入行業標準組織Thread Group，Thread目標為了家用物聯網裝置建立安全、可靠的協議，蘋果加入後讓更多裝置廠商更容易加入HomeKit生態，有利於推動蘋果智慧家居戰略向前邁進。

藍芽Mesh以及zigbee3.0也在積極推動行業標準的建立，國內行業巨頭，如阿里、華為等公司，也在積極向標準靠攏，但結合近期發生的行業大事件，一個需要思考的問題是，如果物聯網通訊協議領域發生了一些不可抗力，我們是否可以有“備胎”？一個擁有自主智慧財產權的、穩定的、有了大規模實施驗證的物聯網無線通訊協議。

幻騰智慧的Phantom mesh已經做了6年，這家致力於透過技術手段推動科技地產發展和地產行業數字化轉型的公司，目前累計覆蓋的空間面積達百萬平米，控制的物聯網裝置節點超過兩百萬。通訊協議成為技術是否與能空間有效聯結的重要因素，正在受到越來越多的關注。

自己做無線通訊協議的想法來自專案落地中，幻騰的技術人員發現，提及無線通訊技術在樓宇自控和人居空間領域的應用，很多地產行業實施一線人員的第一反應都是使用有線網路，因為在他們的經驗中，與有線網路的通訊技術相比，主流的無線通訊技術似乎不夠穩定。

但是，具體在房地產應用中，呈幾何倍數上升的物聯網裝置數量，頻繁的裝置功能迭代所帶來的對裝置升級能力和成本要求的提升，以及越來越多的管理者開始主動要求由雲端接入和管理，讓有線系統無論是從技術能力還是成本上都開始無法適應這些變化。

基於這些原因，幻騰決定自主研發一款適應室內高密度短距離物聯網無線通訊協議，由此，Phantom mesh得以誕生，在專案落地的過程中不斷豐富完善，使其成為了一個在穩定性和可靠性上能夠媲美有線的無線通訊協議。

降低維護複雜程度，適配住宅和商業地產

在對裝置低延時和低功耗的權衡上，Phantom mesh和大部分物聯網無線通訊協議一樣，明確區分了全功能裝置和低功耗裝置。對於全功能裝置，其接收機保持開機，因此控制延時極低。對於低功耗裝置，Phantom mesh可以保持可定製或者自適應的喚醒間隔，從而保持雙向通訊。

典型情況下，使用Phantom mesh的無線開關，使用一節紐扣電池可以正常工作5年。即使是需要低延時喚醒的應用，Phantom mesh同樣出色。例如，完全由紐扣電池供電、瓶蓋大小的紅外遙控轉發模組，可以連續工作6個月以上，紅外轉發平均延時小於1秒。

在對高密度裝置和高可靠通訊的權衡上，Phantom mesh使用了精心最佳化的可控泛洪式路由演算法，可在裝置密集、資料量接近極限的情況下避免擁塞。與泛洪式路由演算法相比，單播的路由演算法，看似高效，但需要付出維護路由表的通訊開銷和儲存資源開銷，硬體、軟體複雜度高，單個網路節點數少。這使其無法適配住宅與商業地產的應用。另一些採用樹形或星形的路由演算法，以經典Zigbee和WIFI為例，更是依賴唯一路徑上所有節點都正常工作，這恐怕只有精心佈置的實驗室能達到。

高密度+高穩定的雙向加持，支撐大區級智慧化實施

Phantom mesh採用類似藍芽mesh的預分配的地址，使用32bit的地址空間，能夠在實踐中達到幾乎無上限的大規模網路。這讓幻騰智慧在對旭輝北京26街區實施智慧化升級的過程中，讓整個專案智慧裝置的密度達到了每2平米一個的程度。在面積不大的Loft小戶型中，會有多達40個智慧裝置。而一個小規模的四層辦公樓中，可能有多達1500個物聯網裝置。

與Phantom mesh所能支援的網路相比，Zigbee的動態地址分配方式，雖然有16bit地址空間，但由於對晶片儲存資源的高需求，實際的裝置量通常不超過數百個。此外，WIFI等星型網路，也無法承載大規模的網路。而家用的WIFI路由器，通常受限於硬體資源，只支援十幾個同時連線的裝置。

不僅如此，Phantom mesh還支援自適應的心跳演算法，保證不論裝置密度的高低，都能穩定地保持節點之間的鄰居關係，進而釋放協議超強的定址能力。這讓Phantom mesh在高裝置密度情況下，能夠保障每個裝置周圍既不會被全功能裝置佔滿資源，導致低功耗裝置無法接入；也不會被低功耗裝置佔滿資源，導致全功能裝置無法形成骨幹網路。

無中心設計，打造媲美有線的穩定性

Phantom mesh採用無中心的設計，任意兩個節點之間可以直接通訊。在實際專案中，通常需要閘道器裝置來橋接Phantom mesh和網際網路。而透過部署冗餘的閘道器裝置，Phantom mesh可以自適應選擇合適的閘道器連線網際網路，並實現負載均衡。這樣的設計，讓Phantom mesh在後裝專案中，即使遭遇個別閘道器由於打掃衛生或急需插座等情況而意外下線時，也能自適應切換到仍然線上的閘道器上，進而讓上下行雙向資料均不受影響。

與之相反，包括Zigbee、藍芽mesh、WIFI、LoRA在內的幾乎所有的其它無線協議，因為帶有很強的“一帶多”邏輯（即一個閘道器或AP下帶若干個裝置），所以當遇到閘道器意外下線等情況時，其下所有的裝置就會隨之下線，無法自動恢復。

跨越邊緣閘道器，讓控制策略下沉至末端，實現極速響應

基於Phantom mesh的數字人居系統，具有越過邊緣閘道器，將策略下沉到末端裝置的能力。這樣的設計，不僅能夠完全發揮出mesh網路在任意兩個裝置之間的通訊能力，將策略延時縮短到極限，更能將可靠性提高到讓使用者可以放棄傳統控制方式的程度。

此外，經過測試我們還發現，利用Phantom mesh，複雜邏輯的控制延時平均為69ms，最低可低於30ms。而使用傳統邊緣閘道器執行策略方式的競品，即使閘道器處於單跳通訊距離內，平均延時高達179ms，最佳情況也需120ms。

基於普通微控制器的巧妙設計，讓無線更“低耗”

Phantom mesh不要求精確的無線時序，通常微控制器的定時器即可滿足要求。Phantom mesh包含鏈路層和網路層協議，可以基於任何單幀資料長度超過38位元組的無線收發器晶片。

此外，通訊協議棧的實現，通常對於系統的記憶體（RAM）要求很高，而Phantom mesh精巧的設計，則使得使用普通低端微控制器作為主控晶片成為了可能。透過採用大量零複製實現，Phantom mesh不僅能讓實際記憶體的消耗低於15kB，更能讓在Cortex-M3核心上編譯後的程式碼量在25kB左右。而藍芽mesh的實現，在類似處理器架構核心上編譯後的程式碼量則在200kB左右。

支撐“無立管”設計，有效降低人力成本

在自主研發的無線通訊協議的支撐下，幻騰完成了在上海中心大廈的辦公空間智慧化升級解決方案的落地。在實施過程中，Phantom mesh所支援的“無立管”設計，不僅能保障門禁控制器、智慧門磁、門禁鍵盤等硬體裝置在內的智慧門禁系統在完全不破壞建築本身的前提下完成接入，更能透過縮短施工工期來幫助開發商有效降低人力成本。

本月，幻騰正式與故宮博物院合作，將運用這套成熟的無線通訊協議幫助故宮建築室內空間進行電路智慧化升級。改變了原來有線控制有可能產生的火災風險，去除了牆面與立柱上外露的線，也使空間得到了極大的美化，得到了故宮博物院管理團隊的極大認可。

從現在到未來， Phantom mesh作為更適合應用於科技地產和智慧家居的物聯網無線通訊技術，一直努力將自有協議往通用協議上遷移，但同時也充滿信心，在技術和應用能力上，能夠成為替代權威的主流無線通訊協議，用開放的心態，把更加成熟、穩定的技術注入業界生態，為推動中國物聯網無線通訊協議的核心技術研發和科技地產的加速發展持續貢獻力量。

最後

智慧家居作為物聯網最具潛力細分領域，市場規模高達萬億，且呈現出高速增長態勢，有資料顯示，到2023年，全球智慧家居市場規模將高達1550億美元（人民幣1.07萬億元），另依據IDC報告指出今年全球智慧家居市場出貨量將超過8億臺，到2023年，出貨量將會增長至16億臺。各種報告可以看出智慧家居行業高速發展。全球地產商積極擁抱，Katerra卡特拉將智慧家居服務整合到建築住宅中，在建築專案中增加附加值，有資料現在，未來兩年已積壓高達13億美元專案。

幻騰智慧方案也成功落地50個商業地產，包括萬科、華潤置業、中海地產、龍湖地產等地產商，透過與智慧裝置無聯動，實現人居空間智慧升級，從健康、節能、安全等維度出發，有效促進人居環境的可持續發展。伴隨智慧家居技術與產品不斷髮展，房地產企業智慧化升級轉型已經成為必然。

人們的智慧生活值得期待，這主要得益於產業鏈共同努力，也預示著行業黃金髮展時代到來，但互聯互通的無線通訊標準則是支撐使用者智慧生活核心一環。