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传感器连接世界,他要扫清这条路上的一切障碍

Patrick Mannion?? 2016年03月29日 ?? 收藏0
最近Electric Imp公司宣布完成了与美国必能宝 (Pitney Bowes)公司的一笔交易。通过这次交易,这家实力强劲的公司将在其邮资机中嵌入能连接到互联网的传感器,当设备中的墨水量变低时或者出现故障时可以提醒用户,以便这些问题能够快速得到解决。

传感器连接世界,他要扫清这条路上的一切障碍

这笔交易对Electric Imp公司的方案和安全能力来说既是一次巨大的收获,也是一次很好的验证,是工业物联网(IIoT)的实际试验场。

Electric Imp公司创始人兼首席执行官Hugo Fienes接受了EDN的采访,就他的职业生涯和行业状况双方进行了探讨。

Fiennes从十几岁就开始以电子方式连接世界了,从BBS、到通信设备、终端模拟软件、然后到硬件,“回到Acorn时代,需要购买多串卡的SCSI扩展。”。快进几年,经历了苹果和Nest的超前开发,Fiennes的Electric Imp公司致力于将设备快速灵活安全地连接到互联网,因此用户丝毫不必感到担心。

Electric Imp公司存在的关键:适合数百或数千个设备的互联网连接很难实现并长久维持,如果它不是你生活中的核心任务,那么你最好把它留给专家来完成。也就是说,存在许多问题,包括诸如Electric Imp、Ayla Networks、Zentri ThingWorx和其他公司能够支持你多长时间,或者它们被收购而你被抛弃的问题,因此这是一种折衷,很大程度上取决于你选择合伙的公司,以及“推出你自己的”物联网连接解决方案的自我舒适程度。

以下是我们这次会话的一些摘录,你可以从中了解到他和他的公司来自何处,他们又会把你带往何处。你还可以理解为何Pitney Bowes如此看好他们。

到目前为止您经历过哪些职业生涯?

好的,回到上世纪98年,我的团队和我一直在为Rio做事,因此2002-2003年前大多数的Rio产品是我的团队和我努力的成果。在那时我从事的软硬件工作基本上是五五分。

从2006年开始苹果公司雇用我领导iPhone硬件部门。在苹果的4年中我只做硬件,并完成了前4部iPhone的设计。随后我边在苹果公司工作,边设计Nest的自动调温器硬件以及基本的软件架构,但我没有加入Nest公司,而是创建了Electric Imp公司。

您在苹果公司学到了什么?

在苹果公司,我把硬件团队和嵌入式软件团队更加紧密地联系在一起。在人们对硬件失去信任的多年之后,我试着找回被信任的感觉。在苹果公司我们与核心操作系统建立了很好的关系。我们做出了事实上非常好的硬件,软件那边不必做太多有难度的支持工作,因此我在硬件和软件方面都获得了不少宝贵的经验。

传感器连接世界,他要扫清这条路上的一切障碍

图文:也许是因为Fiennes在苹果公司呆了不少时间,但Electric Imp设备与网络的连接的安全性和简单性令人印象深刻。Blinkup以脉冲方式驱动智能手机的屏幕,而不是依靠射频信号。这些脉冲再由Imp的光学接收器进行检测。

您为何要成立Electric Imp公司?

我感觉Nest公司没有切中物联网的要害。他们开发的都是精品,只适用于世界上某些特定的领域,而且他们在软件方面确实没有正确的方法。许多公司真的不能很好的解决做一款优秀的联网产品所要求的软件复杂性问题。我组建Electric Imp的想法其实就是要解决这些问题——而且是用一种业务模型很好地解决这些问题。

他们是如何失去要点的?

实际上,我的意思是他们完全走的苹果路线。他们专注于硬件,通过修改所有软件来使得硬件工作。因此他们并没有把软件作为独立的平台加以考虑。

事实上你可以将软件作为一个平台,然后通过非常快速地开发若干产品来构建大的平台。另外一种方法是针对一种设备开发软件,然后在推出第二种设备时,你可以删除其大部分的内容,来使其适用于第二种设备。然后类似方法做出适合第三种设备的软件。这也是几十年前在计算机领域通过使用操作系统解决问题的做法。

那么为什么不走全软件的路线呢?

有些人还是坚持直接跟硬件打交道,即使对他们的业务有害。部分原因是因为许多供应商试图将人人都锁定到一个硬件平台上。给开发人员提供一些免费的软件,然后随着时间的推移,开发者的软件和他们的软件连接在一起,最终你会很难离开这个平台——特别是当他们都交付基本相同的CPU内核时。

不过如果你了解许多不同的Cortex-M3内核之间的价值主张,就会发现其中基本上没有什么差异,内部通常很简单。人们受困于一种或另一种内核。因此你没有理由不拥有一个标准的平台。

我们试图将它们分开来,因为现在工程师的时间要比器件的成本差异更昂贵更稀少。不要总是习惯于那种明显的方式,如今最便宜CPU的功能也令人难以置信的强大,它们具有大量的RAM、大量的闪存,并且有足够优秀的外设。事实上你可以用任何供应商的器件实现所有应用。

因此,如果你想加速开发流程,你就尽管放手去干吧,“好呀,没有更多的选择,这是我们正在使用的方法。”然后在上面输入应用程序,开始将嵌入式应用当作嵌入式产品加以考虑。你可以对比应用模型与“完整的OS+支持所有”的应用模型。

那么您如何区分传感器到物联网的其它连接方式呢?

事实上我认为差异化全部在云端这一侧——取决于应用的质量,而不是传感器。这真的很有趣。我将盛思锐传感器设计进最初的Nest,这是当时可以买到的唯一价格合理、带数字接口和预校准功能的温度/湿度传感器。现在很多家公司都有了,包括Silicon Labs、意法半导体等,盛思锐也仍然在生产,还有许多我以前从未听说的新公司也在生产该传感器,一些产品甚至是引脚兼容的,可以直接替换使用。这些产品并没有太多的差别。

当然,不管怎样Nest并不是第一个联网的自动调温器,但它是最成功的,因为他们真正体现了应用的用户体验价值。这大部分是软件的事,而不是硬件的事。

另外,传感器的实际功耗不是主要因素,你可以考虑这种器件的平均功耗。也许这种传感器每小时只有50毫秒的工作时间。事实上就算功耗再翻一倍,与电源的泄漏功率或发送一次传感器读数的平均射频功耗或其它功耗相比,也几乎可以忽略不计。

您认为与硬件和应用无关,那您在哪里增加价值呢?

我们把应用与操作系统分开的原因是,我们想帮助用户摆脱安全方面的困绕。我所说的摆脱是指完全摆脱。我们的用户甚至根本不必考虑修补TLS堆栈或网络堆栈或任何安全问题。因为操作系统和应用是分开的,即使在像XM3那样的小芯片上,我们也可以更新操作系统,在用户应用之下推送我们的更新。

这对嵌入式世界来说是很不寻常的做法。通常操作系统供应商给你提供一个完整的操作系统。你可以做集成,做QA,然后推送回用户那里。我们可以帮助用户将操作系统更新推送到所有联网的设备。

用户的工作是部署新的软件和器件,从而打造更多的设备。我们负责关注服务、负载平衡、安全、信息传送以及所有的密钥和密钥管理。我们处理不在应用中的所有事情。

但您与IC供应商一起研发硬件安全性?

其实在硬件端,您也不能保证所有东西都不可能被黑。如果你有一台扫描式电子显微镜,你甚至有可能读出公钥来。我曾经购买过采用某些竞争对手平台的消费类设备,并下载过它的数据手册。我可以设法提取那部分密钥。

我们实现非对称的加密引导。不管处于什么样的平台,所有存储内容都是经过加密了的,这只是实现了基本的安全性。接下来的主要任务是安全性的维护:如果在5年内有问题,我们可以修复,并把更新推送至现场的每台设备,这样每个人又安全了。

您看好哪种无线接口?

我倒不介意哪种,只要它们有正确的云端连接,不过蓝牙基本上可以排除在外。蓝牙上的IPv6还没有真正实现,因此性能非常低。我们也不专门做网络,因为我们是直接到云端的,所以现在采用的是Wi-Fi之上的互联网。不久的将来还会采用蜂窝。

LoRA怎么样?

我们跟一些曾经想用SigFox、最终却舍弃它(因为他们想要在设备上实现应用更新)的用户讨论过。他们没有足够的带宽。

目前通过Electric Imp连接的设备数量有多少?

我们的平台上已经有50万到60万台设备,在不久的将来这个数字还会快速增加。我们刚刚签了一些大订单(Pitney Bowes)。

但您不是专注于软件/操作系统吗?

我们不只是软件人员,事实上我们负责搭建的设备数量超过了1亿台。我们最初使用CSR的产品,现在用博通的,因为他们的芯片比较好,但他们没有好的软件支持,而我们有自己的操作系统、自己的网络堆栈、自己的安全堆栈。我们使用博通的Wicked驱动程序驱动硬件,不再需要其它程序用于Wicked堆栈。一般人们对Wicked有着或多或少的依赖。

相比其他市场玩家,您建议工程师或新创企业如何评价Electric Imp?

我们只讨论了一半的解决方案,仅在器件侧。另一侧是云端。其它每家云提供商在这种情况下都基本上毫无例外地提供一个端点,你的设备可以与该端点连接,并以某种格式交换数据。他们将提供某种设备管理,并提供API来访问这些数据。

我们提供的每台设备在云端都有自己的虚拟机(VM),它们是一对一的关系。如果我交付100万台设备,那么在我们的云端就会有100万个虚拟机。我们在服务器侧管理着大量的多租户虚拟机。这样做的意义在于,每个用户都可以用任何方式编写他们自己的集成方案。他们可以集成他们想要集成的任何东西,他们甚至不需要告诉我们他们在做什么。

生命周期的管理同样很重要。一旦你部署设备后,剩下的事情就是我们如何保证这些产品在现场安全地运行?你如何应用更新?这种方式安全吗?你如何制造,制造,安全吗?还有许许多多其它方面。

您可以提供一些当前部署的例子吗?

Fiennes:我们有所有的东西,从滚筒式碎石机、到商店里的说话玩具,到灌溉系统、到蜂巢监视器、到养猪的食槽等。我们甚至从未向人们宣传过,但他们就是做到了。

您能快速列举一下您认为工程师们应该从他们的芯片供应商处得到的东西吗?你已经提到了一些,比如不对称引导,还有其它吗?

安全引导非常重要,还有板上一定级别的密钥管理。现在你似乎必须信任生态链上的其他人,比如芯片供应商或模块供应商,你不应该事事躬亲。

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