【转载】物联网测试正面临四大难关

lsekfe · 发表于 2015-12-14 13:36:15

物联网在度过了前两年的酝酿期与发展期之后，从去年多半都还只是概念性的想法，到今年已有许多真实产品与实际应用问世。而面对未来几年的发展性，市场专家均认为，物联网在未来几年至2020年前，肯定会出现高度成长，这从今年许多相关应用产品陆续问世，就可以看出端倪。
　　只不过，观察目前物联网的主要应用，范围广泛，分散在各种不同的领域之中，然而主要的杀手应用，则尚不明显。以目前许多物联网所号称的功能，都是厂商刻意加诸于人们的，而非人们真正的需求所在。也因此，才会有现在这种物联网话题热，却看不到重要应用的现象产生。
　　物联网三大元素
　　爱德万市场开发经理江衍绪指出，要组成物联网，很重要的三大部分，分别是感测、运算与联网。物联网从感测端开始，为了让物联网能发挥更大的整体综效，感测器必须要能拥有更多智能化的设计。而要赋予智能化，不外乎来自于更强大的运算效能，这些运算核心不只运算能力必须更为强大、功耗更低，也将因应物联网应用而有不同的发展脚步，例如MCU朝向SoC整合、而CPU则逐步迈向嵌入式发展。
　　有了感测元件与运算效能之后，接下来，所有设备都要具备联网能力。对于物联网来说，所有装置都必须要联网，设备联网是必要的，因此联网能力也成为构成物联网条件里的重要一环。而从感测、运算到联网，这三个条件环环相扣，缺一不可。
　　物联网未来的发展性，范围将扩及到智慧城市、智慧车辆等范畴，所有这些应用领域，都强调设备的功能性必须越来越强大，这也导致元件的设计将会越来越复杂，也就是其整合度将越来越高，而测试的条件也会越来越多。

　　　　图1 : 物联网未来的发展性，范围将扩及到智慧城市等范畴。

　　物联网应用中的许多系统，都必须要有内建的处理器，系统本身要能自动因应周边环境的变化，采取进一步的相对应动作，这才是物联网最终所希望呈现出来的一个结果。也就是所有的应用，都必需要透过感测器所抓取到的环境数据，来进一步转换成有用的资讯，并输出成为正确的动作。
　　也因此，若从物联网周边的基础元件来观察的话，除了会发现MCU变得越来越复杂之外，CPU逐渐走向嵌入式发展，就连周边的感测器，也必须要能拥有智能化能力。不光只是进行一般动作的感测，甚至连温度、环境光源、心跳、血压等感测都将一并进行功能上的整合。
　　物联网未来发展范围将扩及到智慧城市、智慧车辆等，导致元件设计渐趋多元，测试条件也更为复杂。
　　现在已经可以看到许多穿戴式的装置，在市场上慢慢出现，而各种功能也都不尽相同，透过物联网的串联，使得穿戴式装置也将成为未来一个蓬勃发展的市场机会。
　　观察目前物联网的联网部分，由于主要的联网标准尚未出现，包括Zigbee、WiFi、BT等，都已经应用于不同的领域中，这主要是由于各种不同物联网的应用，联网距离、联网效率、联网频宽各不相同，造成所需搭配的无线连结技术也不尽相同。因此，针对物联网的联网该怎么设计与进行，并没有一个既定的规范。
　　许多企业都正积极合作，共同制订平台。然而，也正因为目前各家有各家不同方案组合的状况，对于整个基础元件与测试都将成为复杂的挑战。主要原因，正是因为在元件功能性必须足够的前提下，不同解决方案过于多元化所导致。
　　大数据已成标准配备
　　物联网除了基础元件、M2M的连结之外，还有一个很重要的环节，就是除了收取环境中各种不同的数据之外，还必须要能把这些数据资讯作有效的应用，才是物联网真正能成功的关键。
　　也因此，后端的伺服器、资料中心、云端运算与大数据等，也成为这几年大家一提到物联网，就会跟着提起的热门话题，因为这都是有关连的。例如在一栋大楼里，要如何做到灯光的自动调节，达到最节能的效果，就必须要依据每个房间的人数多寡、使用状况来自动调节。
　　而主要的作法，则是把房间中的所有变数，收集到的所有资讯上传到大楼里的伺服器，让伺服器来依据各房间所收集到的数据资料，来做出判断与分析，看何处光源需要减弱与关闭，如此才能达到节能的效果。而如果没有后端的大数据来作分析的话，这样的应用是没办法成型的。这也使得近年来，各大数据与资料中心相继成立，而所需的相关设备，也确实带来了庞大的新商机。

　　
　　图2 : 数据中心将是物联网背后的重要设备。

物联网测试四大挑战
　　也正因为物联网的应用领域太过广泛、解决方案太过多元，使得测试层面将会遇到四大主要挑战。第一，由于物联网的元件整合度提高，因此测试设备也必须拥有多元的测试能力。若按传统ATE的机台功能来看，要做数位测试，就必须使用数位机台;要测类比，就必须使用类比机台;要测RF，就得用RF机台。而从物联网的市场来观察，目前许多物联网的公司，都是新兴的小公司，并没有太大的能力投资在如此种类繁复的测试设备上。
　　从这点来看，传统解决方案不但缓不济急，投资成本也过于高昂。以功能性来看，物联网的设备并不需要使用到过于高阶的测试机台，其元件功能性并没有如此复杂，但却必须确定机组的基本功能都能够正常运作。
　　第二，物联网有一个很重要的成功关键，也就是物联网应用要能顺利，低功耗的特性是不可或缺的。因为待机时间一定要长，才能够随时侦测周边的环境、将数据撷取下来，处理成有用的资料，并进行进一步的连结与运作。所以物联网的所有元件，都必须要能够确定拥有如此低功耗的能力才行。也因此，在机台方面，也必须要能够提供十分精确的量测条件，来确定这些设备能够正常地运作。
　　第三，为了要让物联网相关产品能够普及，产品本身的价格一定要够低。因为如果价格过高，一般的消费者采用的意愿就会降低。然而当相关厂商把产品价格往下压的时候，测试成本也就随之往下压，而在测试成本压低的情况下，要同时兼顾到高整合度，并维持一定的品质，很多的测试机台并没办法同时对这些条件进行妥协。也因此，唯一能做到的，就是提高单位时间的产出。在这样的情况下，测试机台本身的扩充性、同测数能力等，都将会受到考验。
　　第四，不可避免的是，物联网由于是新兴的应用市场，许多状况都是不可预知的。因此，如何选择一个正确的测试机台，能够有更为长远的使用条件，以及保有其扩充性，这是未来在物联网的测试机台选择上，一个很大的重点。

　　
　　图3 : 物联网元件在测试层面，将遭遇许多新挑战。

　　结语
　　江衍绪认为，物联网未来的成长性依然强劲，特别是在2020年之前，会出现一波巨大的成长动能。只是因为很多技术细节都还不确定，投入相关应用的厂商也很多，使得谁才会是最后的真正赢家，目前都还未见分晓。因为，物联网市场是均分的，不同市场的属性都不同。
　　目前比较热门与比较多产品出现的，应该是车用电子与车联网这一块领域，主要原因在于，这个市场从过去到现在，已经很多厂商在耕耘了，相对其能够整合的程度也比较高。另外，诸如智慧城市也逐渐有相关的应用产品问世，例如已经开始有厂商开始进行smart life的建构，至于smart home的部分，要走入消费端应该还没那么快。

　　
图4 : 物联网相关应用将陆续出现，开发厂商的研发重点，在于如何选用一个正确的平台。