正文：
　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是一個(gè)宏大的愿景，這將由融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并且增添數(shù)十億個(gè)無(wú)線連接“物品”的第三層來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些物品將包括我們?nèi)粘Ｊ褂玫南匆聶C(jī)、冰箱、咖啡滲濾壺，甚至鋼筆和眼鏡等更不起眼的東西；不過(guò)這些物品將被連接起來(lái)并且具有“智能”，替代今天各自為政的“笨”產(chǎn)品。
　　這將如何使得生活更便利?想象一下，一把智能雨傘連接至云服務(wù)器，并且不斷饋入有關(guān)當(dāng)?shù)靥鞖獾男畔ⅰＶ魅丝吹酵膺吺撬{(lán)天白云，但是雨傘知道過(guò)一會(huì)兒便會(huì)滂沱大雨，雨傘的無(wú)線芯片檢測(cè)到主人的智能手機(jī)接近了，于是它發(fā)送一個(gè)信息“帶上我，否則你會(huì)淋雨。”
　　這是一個(gè)很好的示例，但更重要的是，IoT的真正能力將在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。Kevin Ashton在1999年創(chuàng)造了物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things)這個(gè)詞語(yǔ)，準(zhǔn)確地預(yù)言了如果計(jì)算機(jī)能夠使用自動(dòng)收集的數(shù)據(jù)來(lái)了解所有的事情，它將會(huì)極大地減少浪費(fèi)、損失和成本。
　　一個(gè)全面實(shí)施的IoT可以訪問(wèn)連接至云服務(wù)器的嵌入式無(wú)線傳感器以獲取大量數(shù)據(jù)，并且使用復(fù)雜的算法來(lái)確定各種事物，例如如何調(diào)整機(jī)器運(yùn)作以提升性能，或者根據(jù)機(jī)器處于何種狀態(tài)磨損，采用智能方式?jīng)Q定何時(shí)實(shí)施維護(hù)并且替換部件，而不是依靠時(shí)間表。
　　為了確保快速增長(zhǎng)，IoT基礎(chǔ)設(shè)施必需基于開放式標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，比如TCP/IP，才可以使得各競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)分別推出的技術(shù)能夠很好地共同運(yùn)作。通信領(lǐng)域已經(jīng)展示了開放式標(biāo)準(zhǔn)如何在全球范圍奠定了成功技術(shù)的基礎(chǔ)，例如GSM曾是占主導(dǎo)地位的2G蜂窩通信技術(shù)，并且加快了手機(jī)的普及，而Wi-Fi和藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)分別主導(dǎo)了高帶寬短距無(wú)線通信和低功耗短距無(wú)線連接領(lǐng)域。
　　采用藍(lán)牙智能技術(shù)
　　未來(lái)IoT收集和處理的許多原始數(shù)據(jù)將會(huì)來(lái)自廉價(jià)的緊湊型傳感器，理想情況是這些傳感器通過(guò)直接環(huán)境的能量收集來(lái)供電，或者最差的情形是由使用可維持?jǐn)?shù)年的小型電池供電(為了限制尺寸、成本和維護(hù))。這些傳感器可能作為監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的單獨(dú)設(shè)備使用，或者嵌入在產(chǎn)品、電器和機(jī)器中，以期匯報(bào)主機(jī)的性能。
　　僅有數(shù)項(xiàng)低功耗無(wú)線技術(shù)能夠滿足這些要求，例如，某些基于IEEE 802.15.4的產(chǎn)品或許是可行選擇，或者可以部署低功耗版本的Wi-Fi。然而，藍(lán)牙智能(Bluetooth Smart)這項(xiàng)技術(shù)已脫穎而出。藍(lán)牙智能前稱為藍(lán)牙低功耗，從一開始便設(shè)計(jì)為盡可能消耗較少的功率，現(xiàn)在已經(jīng)是獲得驗(yàn)證的基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的“超低功耗”無(wú)線技術(shù)，并且由數(shù)家主要的硅產(chǎn)品供應(yīng)商提供產(chǎn)品。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)作是通過(guò)周期性快速發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)，而后返回低功耗睡眠模式。這樣的運(yùn)作十分適合連接至IoT的無(wú)線傳感器。
　　然而，遙控玩具、心率監(jiān)測(cè)儀和智能手表等無(wú)線外設(shè)的用戶所熟悉的藍(lán)牙智能，若作為直接連接至互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，其實(shí)存在著明顯的缺點(diǎn)。為了進(jìn)行這樣的連接，現(xiàn)代藍(lán)牙智能設(shè)備需要復(fù)雜的網(wǎng)關(guān)資源，比如智能手機(jī)、平板電腦或Wi-Fi橋接(參見圖1)。這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)并不是真正的問(wèn)題，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)人也都擁有這樣的設(shè)備；但是對(duì)于商業(yè)IoT實(shí)施方案，它實(shí)在不是一個(gè)實(shí)用的解決方案，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)十分昂貴(特別是智能手機(jī))，并且有可能移動(dòng)到有效范圍之外。
　　IoT需要的是經(jīng)由廉價(jià)的“無(wú)頭”路由器的云連接性，直接將數(shù)據(jù)從藍(lán)牙智能傳感器傳送至互聯(lián)網(wǎng)，而無(wú)需協(xié)議翻譯(見圖2)。
　　互聯(lián)網(wǎng) (協(xié)議)的力量
　　如果沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)，我們所熟悉的互聯(lián)網(wǎng)便不會(huì)存在。IP是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議組中的主要通信協(xié)議，定義了連接至互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備如何彼此定位和相互交換信息。
　　互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議組由四層構(gòu)成：應(yīng)用、傳輸、互聯(lián)網(wǎng)和鏈接。互聯(lián)網(wǎng)層是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議組的一部分，用于從初始主機(jī)向由IP(或網(wǎng)絡(luò))地址定位的目的地主機(jī)傳送IP數(shù)據(jù)包(以技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，即是“促進(jìn)數(shù)據(jù)包交換互連網(wǎng)絡(luò)”)。IP版本4?(IPv4)目前是互聯(lián)網(wǎng)層使用的主導(dǎo)性協(xié)議(參見圖3)。
　　可惜的是， IPv4的32位十進(jìn)制尋址方案提供的地址數(shù)目局限于2 的32次方 (稍稍超過(guò)42億個(gè))。隨著連接至互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)目快速增多，這個(gè)地址庫(kù)正在迅速耗盡。結(jié)果是，IPv4逐漸被基于128位十六進(jìn)制的IP版本 6 (IPv6)所替代，從而促使達(dá)到2 的128次方地址 (或遠(yuǎn)超過(guò)3.4 x 10 的38次方) ，這將足以在未來(lái)幾年中為可能連接至IoT的物品提供IP地址(參見表1)。
　　雖然工程師仍然能夠使用IPv4，但是現(xiàn)在大多數(shù)工程師正在(緩慢地)將IPv6加入連接至互聯(lián)網(wǎng)的新設(shè)備中。IPv4和 IPv6的數(shù)據(jù)包報(bào)頭是不同的，因而不可互操作，這延緩了后者的推出。但是，有數(shù)種“過(guò)渡機(jī)制”允許他們相互進(jìn)行通信。
　　除了增加可使用的地址的數(shù)目，IPv6還具有數(shù)個(gè)超越IPv4的其它優(yōu)勢(shì)，包括較大的數(shù)據(jù)包負(fù)載、多重廣播(通過(guò)單一發(fā)送操作將數(shù)據(jù)包傳送至多個(gè)目的地，這在IPv4中是選項(xiàng))，簡(jiǎn)化的處理和改善的流動(dòng)性。
　　當(dāng)設(shè)備采用了IPv6并且連接至互聯(lián)網(wǎng)，不管是直接，還是經(jīng)由有線連接或無(wú)線連接，它便能夠由無(wú)頭路由器進(jìn)行傳送，它能夠與所有其它IPv6設(shè)備無(wú)縫通信并且交換信息。在IoT中，這些設(shè)備包括PC、平板電腦和智能手機(jī)，以至可以處理來(lái)自數(shù)百萬(wàn)個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，并且基于這些信息做出明智的決策，例如優(yōu)化大城市交通控制的強(qiáng)大云服務(wù)器。它還意味著IPv6設(shè)備可以與其它的IPv6物品交談，而無(wú)需計(jì)算機(jī)的服務(wù)。結(jié)果，傳感器可以與其它傳感器交談，即使它們使用不同的無(wú)線或有線協(xié)議(例如，藍(lán)牙智能、ZigBee、傳統(tǒng)藍(lán)牙、以太網(wǎng)或Wi-Fi)，以及考慮對(duì)等設(shè)備的性能而優(yōu)化其運(yùn)作。
　　藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)的援手
　　但是，向藍(lán)牙智能設(shè)備增添IPv6功能是否容易?答案是并不簡(jiǎn)單。然而，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)通過(guò)推出互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持規(guī)范(Internet Protocol Support Profile, IPSP)來(lái)簡(jiǎn)化事情。IPSP兼容藍(lán)牙版本4.1 (v4.1)及其后的版本。
　　SIG表示，“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持規(guī)范(IPSP)允許設(shè)備查找其它支持IPSP的設(shè)備并與其進(jìn)行通信。支持IPSP的設(shè)備之間的通信是以藍(lán)牙低功耗傳輸IPv6數(shù)據(jù)包來(lái)實(shí)現(xiàn)的。”
　　大家要注意IPSP沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定IPv6數(shù)據(jù)包如何在藍(lán)牙智能上傳輸。這項(xiàng)規(guī)范只是幫助了IPSP藍(lán)牙智能設(shè)備之間的通信?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組(IETF)發(fā)表了一份名稱為“在藍(lán)牙低功耗上傳輸IPv6數(shù)據(jù)包 (Transmission of IPv6 packets over Bluetooth Low Energy)”的要求注釋文件(Request for Comment, RFC)，精確說(shuō)明了IPv6數(shù)據(jù)包如何在藍(lán)牙智能上傳輸，但是，這仍然是一個(gè)棘手的過(guò)程。
　　Nordic工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)藍(lán)牙智能IPv6(IPv6 over Bluetooth Smart)技術(shù)克服了這個(gè)問(wèn)題，Nordic很榮幸地成為了首家提供這項(xiàng)技術(shù)作為商業(yè)解決方案的企業(yè)。該公司將這款解決方案建基于經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的nRF51系列硬件，并且在其藍(lán)牙智能軟件頂部構(gòu)建了完整的IP堆棧，并于2014年12月向開發(fā)人員發(fā)布。完整的堆棧包括nRF51 系列SoC、該公司的S110或S130 ‘SoftDevice’(藍(lán)牙智能堆棧)、IPSP、6LoWPAN適用層、IPv6互聯(lián)網(wǎng)路由層、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)和傳輸控制協(xié)議(TCP)傳輸層，外加約束應(yīng)用協(xié)議(CoAP)和消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸 (MQTT)應(yīng)用層(參見圖4)。
　　由于Nordic的nRF51 IoT軟件開發(fā)套件(SDK)兼容Arduino 和 Raspberry Pi計(jì)算機(jī)(允許這些并不昂貴的設(shè)備用作無(wú)頭路由器)，開發(fā)人員能夠使用nRF51系列藍(lán)牙智能設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直接與云端服務(wù)器和其它藍(lán)牙智能傳感器交談(參見圖5)，成為異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)一部分。我們今年初在消費(fèi)電子展(CES)上演示了一個(gè)能夠運(yùn)行的系統(tǒng)。
　　以往，業(yè)界觀察人員質(zhì)疑“IP至端節(jié)點(diǎn)” 是否可行，因?yàn)檫@可能使得節(jié)點(diǎn)過(guò)于復(fù)雜和使得功耗增加至不可接受的水平。然而，這些人認(rèn)為端節(jié)點(diǎn)使用經(jīng)由網(wǎng)關(guān)連接至互聯(lián)網(wǎng)的專有解決方案。但是，自從Nordic三年前推出nRF51系列器件以來(lái)，已提供了能夠勝任這項(xiàng)工作的低成本、超低功耗系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)產(chǎn)品。Nordi的 IP 堆棧具有緊湊的存儲(chǔ)器占位面積，這還意味著完整的協(xié)議堆棧可以在nRF51系列SoC的嵌入式ARM處理器(它具有充足的儲(chǔ)備來(lái)運(yùn)行相關(guān)的應(yīng)用程序)上運(yùn)行，推動(dòng)開發(fā)人員最大限度地減小最終產(chǎn)品的功率、尺寸和成本。只有采用兼容的功能強(qiáng)大的SoC和經(jīng)優(yōu)化的軟件，用戶才能夠在節(jié)點(diǎn)運(yùn)行IP以省去昂貴的網(wǎng)關(guān)。
　　從“我的物品聯(lián)網(wǎng)”到物聯(lián)網(wǎng)
　　今天，比如活動(dòng)傳感器等藍(lán)牙智能外設(shè)僅可以經(jīng)由智能手機(jī)等網(wǎng)關(guān)連接至互聯(lián)網(wǎng)。智能手機(jī)提供了向互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)的軟件和計(jì)算能力。于“我的物品聯(lián)網(wǎng)”(始終持有手持式設(shè)備的用戶擁有的無(wú)線外設(shè))，這是可行解決方案，但是，這對(duì)于IoT應(yīng)用幾乎是不可行的。
　　然而，感謝Nordic工程師在藍(lán)牙規(guī)范和某些創(chuàng)新工作中加入了IPSP，藍(lán)牙智能設(shè)備在未來(lái)將能夠使用無(wú)頭路由器連接至互聯(lián)網(wǎng)，從而與任何其它IPv6設(shè)備通信。由于路由器僅用作在互聯(lián)網(wǎng)上將IPv6數(shù)據(jù)包中繼傳送給其它設(shè)備的中性設(shè)備，而無(wú)需執(zhí)行任何分析或操作，因此先前并不兼容藍(lán)牙智能傳感器的數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，比如機(jī)頂盒(STB)或Wi-Fi路由器，將能夠用作路由器。附加路由器將無(wú)需復(fù)雜的操作系統(tǒng)，因而能夠廉價(jià)地生產(chǎn)和部署。這樣，藍(lán)牙智能技術(shù)將推動(dòng)使用開放式標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)物品至物品及物品至互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫無(wú)線連接，從而構(gòu)成實(shí)際的高成本效益的IoT基礎(chǔ)技術(shù)。
　　分析人士稱，未來(lái)十年將會(huì)付運(yùn)多達(dá)300億個(gè)IoT節(jié)點(diǎn)，其中超過(guò)半數(shù)將用于來(lái)自尚未成立企業(yè)的應(yīng)用。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿景，Nordic這樣的企業(yè)必需通過(guò)提供開箱直接連接至互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品，比如nRF51系列IoT SDK，讓開發(fā)人員極其輕易地專注于創(chuàng)新，毋須為了試圖連接配備無(wú)線技術(shù)的物品至互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)艱巨技術(shù)挑戰(zhàn)而花費(fèi)時(shí)間。
　　圖題

　　圖1：現(xiàn)代的藍(lán)牙智能設(shè)備需要智能手機(jī)等網(wǎng)關(guān)來(lái)連接至互聯(lián)網(wǎng)

　　圖 2：通過(guò)增添 IPv6，藍(lán)牙智能設(shè)備能夠經(jīng)由無(wú)頭路由器連接至互聯(lián)網(wǎng)(除網(wǎng)關(guān)之外)

　　圖 3：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議組層

       Table 1：IPv4 對(duì)比 IPv6 (由美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)號(hào)碼注冊(cè)處提供)

       圖4：Nordic Semiconductor的藍(lán)牙智能IPv6解決方案

　　圖 5：nRF51系列IoT SDK可讓開發(fā)人員試驗(yàn)將藍(lán)牙智能設(shè)備與云基服務(wù)器和其它藍(lán)牙智能傳感器直接交談，作為異構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)一部分