物联网设备的成本讨论

在我与客户和整个市场就物联网 （IoT） 的发展进行的持续讨论中，我经常被问到需要什么来增加市场并在更多设备上扩展物联网。最近的文章和博客质疑围绕物联网的所有炒作，以及市场是否真的会发生，或者它是否只是对销售连接设备感兴趣的技术人员的白日梦。我可能对这个话题有点偏见，因为我处于许多这些发展的中间，并且与许多客户以及物联网的行业标准密切合作。

但这是一个有趣且相关的问题：真正发展物联网需要什么？答案是复杂且多方面的，我们必须考虑以下几个方面：

成本

使用方便

互操作性

面向未来

安全

虽然我一般会讨论互联家庭生态系统，但这五个物联网增长因素也适用于商业和工业设备。在本次讨论的大部分内容中，我将使用灯泡作为简单的物联网应用示例，因为它代表了消费者无处不在的设备，是当前常见的连接项目，并反映了需要解决的每个挑战领域。

我将深入探讨本博客系列中提到的五个物联网主题中的每一个，该主题由五个部分组成，探讨需要克服的问题以及如何应对挑战。我期待评论和反馈，因为物联网对我们所有人来说都是一项正在进行的工作。

首先：成本。

物联网成本

虽然成本始终是设备制造商关注的问题，但增加连接的成本与基本设备的成本相比，为物联网能够在多大程度上渗透市场提供了一个有趣的点。如果为设备增加连接性的价值不被认为大于成本，那么消费者将不会为连接他们的设备付费。

下表显示了使用 Amazon 和 Lowe‘s 对一些基本设备与相同设备的连接版本进行的简单成本比较。基于这些差异，我们注意到连接成本的倍数。我们还添加了一列我们对美国家庭中这些设备的典型数量的估计。请注意，地区差异将导致不同的典型数字。

【图1 | 亚马逊和 Lowe’s 的基本设备和联网设备的比较表明，增加连接性会增加数量级的成本，考虑到典型家庭中部署的此类设备的数量，成本会更加复杂。要使物联网 （IoT） 取得成功，这一成本必须产生相应的价值。注：“A”、“B”、“C”、“D”等表示不同制造商的连接产品。］

有趣的是注意到这些设备的成本溢价的可变性。对于技术的早期采用者来说，成本不太关心，因为他们根据其他标准做出决策。引人注目的用例和法规可以推动早期采用，例如：

联网恒温器为关注第二套住宅或现有住宅供暖、通风和空调 （HVAC） 的成本和便利性的消费者提供了独特的价值。此外，在某些地区，当地公用事业公司会因使用连接的恒温器而获得回扣，从而降低成本溢价。

连接的门锁提供了一定程度的便利，吸引了一些消费者。

推动烟雾探测器协调的法规要求增加与这些设备的连接性。

为恒温器和门锁等物品支付成本溢价并不那么痛苦，因为家中此类设备相对较少。家庭中的灯泡或门/窗传感器等物品会更多，而且这些设备的价格溢价很大是有问题的。消费者还直接将恒温器的使用与成本联系起来，因为它涉及家庭能源账单的更高部分，并且使用智能恒温器可以帮助减少能源使用。

对于已经包含微控制器和传感器等电子元件的设备，成本溢价较小，因为这里的溢价只是增加连接性。最简单的设备，例如电灯开关或插头，几乎没有电子设备，因此重新设计和成本影响更大。

由于我们仍处于物联网市场的早期阶段，希望在家中连接一切的消费者今天可以期望支付溢价。一个典型的美国家庭有 40 个灯泡，因此用连接的白色 LED 灯泡替换它们大约需要 600 美元。以当前价格计算，使用彩色 LED 灯泡的成本为 2000 美元。这是一个高昂的价格，不包括任何开关或其他控制装置，以今天的价格为整个房屋配备设备将花费数千美元，而且回报并未真正确定。

技术上的一些进步确实推动了对连接的需求。全彩 LED 灯泡就是一个很好的例子。即使是白色 LED 灯泡，仍然可以使用传统的开/关开关或调光器进行控制。一旦完整的红、绿、蓝 （RGB） 范围可用，消费者需要更高级的控制才能使用它们。然后，必须连接到智能手机应用程序和图形用户界面驱动（GUI 驱动）控件。

此类设备的早期采用者有助于开发技术和市场，但价格溢价。为了推动更广泛的使用，必须降低成本溢价。这可以通过捆绑产品和服务来实现，就像家庭安全系统一样：系统的初始成本得到补贴，以换取服务的月费。

随着时间的推移，成本不一定会成为物联网的障碍。如下图所示，在新技术采用的最初几年，LED 灯泡的成本曲线可能会急剧下降，从 2010 年到 2015 年出现大幅下降，预计将持续到 2020 年。为了物联网市场的增长，增加连接性需要适应这条成本曲线。由于 LED 灯泡的成本接近几美元，因此增加连接性也不会花费几美元。

【图2 | 此处描绘的是 2010 年至 2020 年 LED 灯泡的成本曲线。来源：US EIA Energy Outlook 2014。］

为这些设备添加连接时，成本可以通过多种方式降低：

对于小型设备，我们在功能上不遵循摩尔定律，而是在成本上降低。较小的几何形状仅用于添加最少的功能，但主要是降低成本。

将特性和功能集成到片上系统 （SoC） 设备中可降低物联网产品的成本和尺寸。我们已经看到 SoC 中集成了多种无线电技术、传感器和控制接口，以及电源管理以最大限度地减少外部组件。增加的集成将继续推动功能的增加，同时降低成本。

随着制造商扩大规模，增加产品数量也降低了成本。

随着灯泡等大批量产品降低成本，家庭中的许多其他产品将受益于为它们开发的更集成和更灵活的连接选项。虽然今天对于想要在家中连接许多设备的消费者来说成本是个问题，但随着市场和设备规模的扩大，我们可以预期成本会持续降低。

审核编辑：郭婷