18. 18
(圖二)
NED 把電氣訊號(ESI),轉成非 IP 的數位數據格式,與上層的物聯網控
制器聯接。這個介面,在此系統的架構中,通稱為NED Link,狹義的NED Link,
指物理層的連接方式,廣義的 NED Link 包括了通訊的格式與內容。
( 由於 Link 一詞,在一些應用領域中,另有其他正式標準定義;在此我們用
NED Link 一詞)。
物聯網的「物」, 聯網物件:
NED + PED 的特定組合,被優網通稱為 NED Kit,在優網通的定義中,
NED Kit 就是物聯網所稱的「物」: “ The Thing”。
網路末端設備加上實體末端元件組合的中文,優網通通稱為「聯網物件」(The
Thing)。
網路末端設備功能示意圖
2017/5/28
Written by DY Yang, All Rights Reserved by
UniSVR
10
NED
Electrical Signal
Interface (ESI)
NED Link
電阻: 歐姆
電流: 安培
電壓: 伏特
有線
無線
藍芽
通用ISM RF
其他
RS232
Serial Ports,
其他
訊號放大與處理
數位轉換化
處理與運算
通訊格式與介面
PED= Physical End Device
19. 19
聯網物件可以是一組套件: 由一個實體的 NED 產品與一個以上的實體 PED
所組成。
物聯網產品公司, 可以選擇開發一體的聯網物件,直接把 NED 與 PED,整
合成一個單件的實體產品,不揭露與 PED 整合的軔體細節,只揭露 NED Link
的介面信息,以便與上層的物聯網控制器進行整合。
因此,聯網物件經過數位、雙向的 NED Link, 接上了物聯網控制器, 也就
接上了 TCP/CP 網路, 就把實際世界與互聯網世界聯接起來。
從相反的方向來看,已經是一個龐大的互聯網世界, 也經過物聯網控制器與
聯網物件整合,與實際世界聯接,就「落地」了。
可以說:物聯網是局網應用與互聯網應用的延伸與整合,最上一方在雲端, 最
下一方在地端(實體世界)。
(幽默的說:古人說「天羅地網」早已預見物聯網的出現)
聯網物件與物聯網控制器之間-- NED Link--的通訊協定的定義,牽涉兩方(公
司)的智財權,在聯網物件開發方的廠商是以 8 位元的微處理器軔體設計為主
要專長(逐步轉成 32 位元微處理器), 在物聯網控制器開發方的應用整合開
發廠商以高階軟體為主, 兩方有一定的差距, 需要雙方的互信的基礎與磨
合的努力。
物聯網的趨勢: 聯網設備:
除了 NED 加 PED 的特定整合之外, 另一種產品組合的選擇,就是提供
22. 22
( 圖五)
以上,用這樣層級分明,與定義的六層架構,可以看出每一個系統層級, 都
有其專業的技術與商務能力, 因此在物聯網產業中的產業分工與產品發展的
藍圖已經浮現。
四、 一些相關的名詞定義與說明:
1. 實際世界(The Real World):
在系統學內,有兩個絕對的物理量是
(1) 時間。
(2) 空間。
就物聯網應用所關切的實際世界,與空間的範圍關係密切;
除了前文已經提到的不變的事實: 實際世界是每秒每分在運行的, 所以物
Complete IOT Application System
2017/5/28
Written by DY Yang, All Rights
Reserved by UniSVR
9
(IOT
Computer)
(IOT
Controller)
(IOT
Controller)
(IOT
Controller)
網路末端
設備
網路末端
設備
網路末端
設備
Multiple Client Sides (Clients,
Client Devices and App)
網路末端
設備IP NED NED NED NED
System Platform
IOT Computer Layer
IOT Controller Layer
NED Layer
Client Side Layer
PED
PED PEDPED Layer
Internet
Cloud Service Layer
Local Area Network
30. 30
AIOTT Smart Computer Platform 包括三大功能部份:
UE:主機的核心以及影音處理模組。
AFSS:檔案分享控制。
MIOSS:輸入輸出控制。
(圖七)
UE 原名是 UniArgus Express,是優網通 AIOTT Smart Computer
Platform Software 的核心,這是一個小的 Real time 應用系統,對 Video
streaming 處理,做了極佳的優化, 可以處理大量的 Video streaming,包
括視訊擷取、分發、錄影、回放、轉播、視訊串流直播等。
UE 本身的結構,經過 10 多年來,在許多大型專案使用的歷練,已經非常
穩定,有高度的可靠性,而且容易擴容(Scalable)。擴容的意思,指增加
AIOTT Smart Computer Platform
2017/5/27
Written by DY Yang, All Rights Reserved by
UniSVR
15
UE or
Equivalent
MIOSS AFSS
IOT Computer
IP Network
31. 31
處理 Video Channel 的數目(有如實際 IP Camera 的數目)。
UE 能處理 Video Channels 的數目,在軟體的設計的理論, 是沒有限制。
主要的限制,都在硬體的環境:包括網路頻寬,能儲存錄影的磁碟機容量,
以及 CPU 與主機板的性能。
UE 也包括 Client Side Interface,提供 Client Service, 用在回應來自用戶
端的操作所要求的服務。
Client Side Interface 會衍生出設計 Client APP 所需要的 SDK;
SDK 又可分為視窗版、安卓版、以及 iOS 版,由於 APP 的可能性太廣泛,
優網通只能提供有限的 APP以及參考的源碼以及訓練讓客戶或第三方開發
者。
UE 的一個重要的工作,是維持與在網路上設備的“聯接”,偵測可能之短 暫
斷線,加以重新聯接,這個非常重要的系統功能,也是高度可靠性的原因
之一。
UE 的設計,另有一個特點,就是 UE 本身,可以把另一個 UE 當成網路設
備,完成整合與納管。這是所謂「多階」(Multi-tier)系統架構的基礎。舉例
來說,UE 本身,可以是一個智能居家系統核心。在一個社區中,每一住戶
內都有一個相同的系統。但是可以建構較大規模的智能社區系統,把每一
住戶的智能居家系統納管為子系統。所以社區系統為高階系統,稱為地點
階(Location Tier)。每一個住戶為現場階(Site Tier)。
34. 34
(圖八)
在這個層次,優網通的軟體名稱為 UniGate IOT Controller Software, 只
有 Linux、Android 兩種軟體產品的版本: UniGate on Linux,UniGate on
Android。
在 Linux 版本, 與硬體的整合,成為 UniGate Box。
Android 版本, 可以整合出六種可能的整機產品。
UniSVR’s Product Road Map on IOT Controller
IOT
Controller
Layer
UniGate
IOT
Controller
UniGate
On
Windows
UniGate
On Linux
UniGate
On
Android
UniGate Box
On
Dongle
Generic Naming UniSVR Product Category Software Product Box-leve Implementation
UniGate
Station
On
STB
On
Tablet/Phone
UniGate
Smart Display
UniGate Internet
Camera
35. 35
(圖九)
UniGate IOT Controller 與 AIOTT Smart Computer Platform Software 的
功能模組是一樣的,因為高階 UE 有納管低階 UE 的設計, 所以可以使用
相同的功能模組。
AIOTT 與 UniGate 之間的主要的差異:
UniGate 內的 UE,沒有錄影的功能。
UniGate 內的 UE,標準設定在支持 6 個 Video Channel。
因此 UniGate 可以容易安裝在比較低性能的硬体平台上。
UniGate 的設計功能,是把不同的網路化設備與裝置,經過 UniGate 的整合,
加以「一致化」,也因此,UniGate 產品可以視為 AIOTT 產品的網路週邊控
制器(Peripheral Controller)。
UniGate IOT Controller Software
2017/5/27
Written by DY Yang, All Rights Reserved by
UniSVR
16
UE or
Equivalent
MIOSS AFSS
IOT Controller
IP Network
46. 46
(Target System)。
iv. 系統工程的第一個風險,也是常態,就是系統的範圍經常在變動。
v. 不在範圍的部份,稱為其他系統。系統工程師先給予一個互通的介
面,讓其他系統可以開始設計或維持某一程度的運作。
vi. 所以對系統工程,所關注的課題就是「不同角色的使用者 + 目標
系統 + 一些其他系統」三大部份。這樣簡化的敍述,也是下面要
談到的:從抽象化設計開始。
3. 複雜系統工程的一些手法:
i. 從抽象化的設計開始,抽象化是先忽略實現過程的細節,一步一步
加上細節與限制條件(Constraint),不能立即進入細節的研擬。
在每一種專案工程,都有嚴謹地從高度抽象化的設計到最後能夠施
工、實現的方法與文件。抽象化工程大概可分為邏輯設計與實際物
理層設計兩大部份,如軟體設計到最後要選擇安裝在 X86 CPU 上,
或者 ARM CPU 上,就算實際物理層之設計過程。
在 SoC 設計工程,有系統設計語言,有功能邏輯設計語言, 就是
從高度抽象化的設計語言, 逐步增加設計的細節, 經過 Design
Compiler 開始轉化成與製造有關的物理層設計—如光罩等。這種嚴
謹自動化轉換過程,可產生“Design Correctness by automation”。
同樣的概念,在積體電路設計完成邏輯設計後,要轉化成 A 公司的
47. 47
60 奈米製程,還是 B 公司的 45 奈米製程,也是所謂物理層的設計
轉換過程。在每一轉換過程中,更多細節全加入設計檔案,細節的
加入也代表限制條件的增加。例如為 A 公司 60 奈米製程所設計的
光罩,就不可能用在 B 公司的 45 奈米製程。用在 X86 CPU 的 Binary
code,就必須回到 Source Code 層,重新 Compile 到 ARM CPU
的 Binary Code。
ii. 層次化的設計手法:
層次化的設計,是把系統進行垂直式的區隔,每一個層次有不同工
程技術,如電腦系統可粗出為硬體層與軟體層;硬體與軟體層的開
發製造所需要的工程訓練及技術是非常不同的。層次之間, 要有
明確的介面與定義, 在英特爾 X86 為平台的個人電路主機板,
BIOS 就是重要與上層軟體的介面。
其實,資訊電子工業為何如此發展快速,與資訊電子工業的產品可
以說是平面二維結構, 都有明確的層次:
從半導體元件之製程,稱為平面化製成, 是在晶圓上, 一層
一層堆疊起來的, 因此設計的結果就是一層一層的光罩。
從印刷電路板的製程與設計也是如此, 才有“印刷”一詞。
軟體本身大致分為系統軟體層以及應用層兩個主要層次, 雖然
都是軟體, 但需要不同的技術與經驗。