2025年人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连白皮书

第1页 人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连 版权所有 ©2024 Moor Insights & Strategy 2024年5月 人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连 互联设备提升人工智能的实用性 分析师将人工智能物联网（AIoT）大致定义为人工智能（AI）与物联网（IoT）的融合1，利用AI让物联网设备变得更智能、更具自主性。但这是一个以设备为中心的“小数据”的定义。从战略层面的“大数据”视角来看，AIoT是机器智能与现实世界之间的连接。用于AI训练和推理的大数据最初是由网络边缘与事物和人交互的设备所采集的小数据。这些IoT传感器和人类输入设备是真实数据的来源，它们让AI变得实用且有价值。换言之，互联设备构成了神经系统，并将AI与我们的世界相连。AIoT让AI变得真实且有意义。 AIoT与设备连接的价值 AI对可靠的、现实世界的数据有着无尽的需求，以此来推动训练和推理。因此，AI的快速发展需要大量关于我们所处世界的准确数据，而这种依赖从根本上改变了设备连接的经济价值。过去，评估一个联网设备的价值往往基于其功能的内在价值，比如恒温器能够测量温度并控制HVAC系统。但如今，AI拓展了设备的价值主张，使其价值还包括对能源管理等更高级别系统的贡献。 设备总价值 = 功能价值 + AI贡献价值 - 设备成本 基于AI的生态系统能从互联的传感器和控制器中提取更多信息，有可能使每个参与设备的价值大幅超越其基本功能。然而，每个设备的AI贡献价值会因使用案例和解决方案规模而异，所以AI并不能成为随意提高设备价格的理由。功能价值仍然设定了客户对成本的基本预期，因此，开发盈利的AIoT设备的关键在于尽可能高效地添加AI功能和生态系统连接——而具有成本效益的连接正是本文的重点。 1最纯粹的AIoT形式是指在设备上（即在边缘）执行AI，无需外部连接。维基百科，人工智能物联网， 2024年1月7日 第2页 人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连 版权所有 ©2024 Moor Insights & Strategy 2024年5月 如需了解IoT设备特定AI使用案例的更多信息，请阅读Moor Insights & Strategy（MI&S）恩智浦Matter系列第三篇论文《Matter for CE Product Manufacturers》（面向CE产品制造商的Matter）。智能家居AI的例子包括能源管理、HVAC优化、家庭安全、安防、健康与保健以及居家养老支持。这些先进的、由AI驱动的应用需要情境感知能力，即实时感知、理解和应对复杂情况的能力。因此，AI应用必须与家庭的多个系统相连接，如灯光、门窗、摄像头、安全传感器、HVAC、家电、AV设备、管道、灌溉系统、泳池、汽车和能源等。通用连接需要在两个方面进行标准化——设备网络和应用层。让我们以消费电子行业为例来看看这是如何运作的。 AIoT重新定义设备连接性 AI的爆发式增长促使联网设备制造商来满足IoT产品快速增长的需求，这些产品能为基于AI的生态系统提供现实世界的输入。从连接的角度来看，这需要：（1）标准的、广泛可用的基于IP的网络；（2）一个软件应用层，能在设备和应用之间实现直接、安全的多厂商通信。 这种对设备连接的新定义在垂直领域内将消息分发与消息内容相结合。连接的标准化可加速产品开发、简化设备安装并降低产品总成本。消息内容的标准化则通过实现与多个应用和生态系统的有效连接，进一步提升了设备的价值。 接下来两个部分将探讨利用极少的IP网络以及特定领域应用层来打造面向大众市场的AIoT产品的可行性。 标准设备网络 全球有数百种各具特色的设备网络——有线、无线、基于IP、非IP、全栈式、LAN、PAN、LP-WAN、蜂窝网络、卫星网络等等，连接着数十亿台设备。这些网络在过去30年中不断发展演变，每一种都有其令人信服的应用场景和商业模式。起初，网络的快速创新让嵌入式设备制造商能够基于能效、覆盖范围、mesh网络技术、安全性、易用性、设备功能、成本和产品兼容性等方面来打造差异化产品，而无需等待繁琐复杂的全行业标准化流程。然而等待是值得的。如今，少数几个行业标准网络涵盖了所有相关的设备联网特性和功能。设备连接 第3页 人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连 版权所有 ©2024 Moor Insights & Strategy 2024年5月 的快速创新阶段已经结束。我们现在处于融合阶段，而且已经到了这样一个阶段：大多数专用网络技术已无明显差异，只会增加市场阻力和成本，却无法带来竞争优势。 产品公司现在可以从极少的关键设备网络中进行选择。四种局域网加上蜂窝网络、卫星网络和LP-WAN就能满足大多数应用场景。其他专用网络则用于填补空白。 • 标准局域设备网络 o 以太网——有线 o Wi-Fi——无线 o Thread——无线低功耗mesh网络 o 低功耗蓝牙——点对点，易于配对 • 标准广域设备网络 o 蜂窝网络——移动性 o 卫星——全球覆盖 o LP-WAN——长距离、低带宽、低成本 • 专用设备网络 o 需要网关、协议转换、网桥 o 一些示例：Zigbee、Z-Wave、pre-IP KNX和BACnet 七种基于标准的设备网络（LP-WAN是特例，下文会提及）利用互联网协议可支持大多数主流AIoT应用场景，而且除蜂窝网络和卫星网络外，所有无线网络都使用免授权无线电频谱。让我们来一探究竟。 局域设备网络 以太网、Wi-Fi和低功耗蓝牙已融入我们的日常生活，无需过多介绍。Thread同样无处不在，但大多数消费者可能已经习以为常。过去几年里，智能音箱等面向大众市场的设备已具备Thread连接能力，许多新款智能手机也支持Thread，因此很多家庭其实已经在使用这项技术了。以太网和Wi-Fi可满足有线和无线的高带宽应用场景需求，Thread能为受电力限制的设备提供mesh网络连接，而低功耗蓝牙则适用于设备设置和直接控制等点对点任务的连接。 第4页 人工智能物联网（AIoT）：将人工智能与现实世界相连 版权所有 ©2024 Moor Insights & Strategy 2024年5月 这三种无线网络的组合几乎能满足所有家用IoT产品的技术连接需求，许多商用和工业IoT产品也会使用Wi-Fi。尽管Thread在商业应用场景中的效果还有待验证，但Thread Group的路线图中包含了可实现更大规模部署的增强功能。在对高效的基于IP的mesh网络连接的强劲需求推动下，Thread已经开始进入商业环境，而且这一趋势在未来几年可能会加速发展。 Zigbee等低功耗mesh网络已经存在了数十年，并且有大量的存量设备，那为什么还要选择Thread呢？Thread从一开始就是为IP网络设计的，它能像Wi-Fi一样传输相同的信息，但基于低功耗mesh网络。简单的、基于标准的Thread边界路由器可以将任何Thread设备连接到任何IP骨干网络，无需进行协议转换，也不需要网关或集线器。此外，Thread与Zigbee一样，使用相同的行业标准802