智慧應用與物聯網發展趨勢 (A Development Trend of Smart Applications and IoT)

1. Note: The Copyrights of the referenced materials and photos go to its original authors. As a result, this slide is for internal reference only. For the contents created in this document, the Copyright belongs to William W.-Y. Liang. © 2005-2015 All Rights Reserved. Note: The Copyrights of the referenced materials and photos go to its original authors. As a result, this slide is for internal reference only. For the contents created in this document, the Copyright belongs to William W.-Y. Liang. © 2005-2014 All Rights Reserved. 智慧應用與物聯網發展趨勢 A Development Trend of Smart Applications and IoT William W.-Y. Liang (梁文耀), Ph. D. http://www.ntut.edu.tw/~wyliang 本投影片由以下演講彙整：  “智慧應用整合設計發展趨勢,” in Digitimes DTF 2014 嵌入式技術與應用論壇, Jan. 2014  “智慧連網與 Web 及雲端運算整合趨勢,” in HTML5 趨勢發展與技術應用論壇, Dec. 2014  “智慧應用與物聯網發展趨勢,” in 國立成功大學資工系, Mar. 2015

5. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧應用涵蓋的三大組成領域物聯網與感測裝置生理感測、智慧家庭、安全監控、車用電子、交通運輸、智慧電網、大氣偵測智慧終端資訊查詢、生活輔助、居家照護、智慧助理、互動操控、決策管理、汽車儀表雲端運算巨量資料、智慧分析智慧應用的骨幹：物聯網、互聯網、高速無線網路 4G LTE / 5G 將是智慧應用進一步發揚光大的關鍵元素 5 http://chinese.engadget.com/tag/jennet-ip/ The IoT Trend

7. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧裝置的分類 (續) 智慧終端裝置: 資訊擷取與控制平台手持裝置：手機、平板傳統電腦：筆電、桌電大屏裝置：TV 、數位看板其他資訊平台 7 https://www.kickstarter.com/projects/47457 0093/sentri-welcome-to-a-smarter-home The IoT Trend

8. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧應用裝置市場趨勢 8 http://www.businessinsider.com/decoding-smartphone-industry-jargon-2013-11 http://electronics360.globalspec.com/article/4364/companies-pin-hopes-on-the-internet-of-things The IoT Trend

15. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧應用運算複雜度分類低複雜度運算感測前端：資料收集、資料前處理、裝置間通訊中複雜度運算使用者終端：語音辨識、人臉偵測、多媒體與UI處理高複雜度運算雲端智能分析：語意分析、影像辨識、感測資料分析預測、使用者行為預測、商業需求分析、科學計算、進階人工智慧應用 15 http://jerrydrussell.com/business-2/ibms-cloud- supercomputer-powers-artificially-intelligent-consumer-apps/ http://www.scientificamerican.com/article.cfm? id=yahoo-supercomputer-google-open-source Shallow Water Equations  is equal to 0.05, as a representation of light brush surface over floodplain u x y NVIDIA_CES14_FINAL_published The IoT Trend

16. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧應用前後台分工整合運算資料處理負載分配前端：感測裝置與智慧終端資料預處理與過濾低功耗：感測裝置高效能：終端裝置後端：雲端巨量資料處理高性能平行運算資料分析 16 智慧終端軟硬體高度整合優化  重點：UI 順暢度  透過GPU與硬體加速方式優化繪圖與UI 效能  CPU 與 GPGPU 異質HSA運算架構 The IoT Trend

18. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 物聯網裝置開放平台 Intel Edison ARM mbed Raspberry Pi Arduino Actions/Linaro 96Boards 18 The IoT Trend http://en.wikipedia.org/wi ki/Mbed_microcontroller http://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi http://en.wikipedia.org/wiki/Arduino https://www.96boards.org/ http://www.intel.com.tw/content/ww w/tw/zh/do-it-yourself/edison.html

19. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧裝置的硬體平台 -- 微處理器低階(如感測節點) Cortex-M, 8051, other MCUs 中階(如穿戴式裝置) Cortex-R , Quark, MIPS, etc. 高階：終端 – Cortex-A, x86/64, MIPS, etc. 雲端 – IA64, PowerPC, ARMv8, GP/GPU, etc. 19 The IoT Trend

20. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧裝置的軟體平台 -- 作業系統感測端: TinyOS, mbed OS, Brillo, other RTOS, Linux 終端: Android, iOS, Linux, Web-based OS, Windows 雲端: Linux, Unix 20 The IoT Trend & Brillo

21. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. IoT 平台範例: ARM mbed 開發平台 All mbed hardware appears as USB mass storage device. Build the binary and download to your mbed device’s drive. Once downloaded, reset the device and your program should run. 21 The IoT Trend

23. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. mbed 開發環境 (續) 23 Save it to the location of the mbed Microcontroller drive, and then hit reset on the microcontroller to start it running! The IoT Trend

25. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. mbed OS 主要特色 Supports a wide range of ARM Cortex-M based hardware platforms from major MCU vendors Provide a C++ Application Framework and component architecture Automation of power management Connectivity protocol stack support for BLE® , Cellular, Ethernet, Thread, Wi-fi® , Zigbee IP, Zigbee NAN, 6LoWPAN, TLS & DTLS end-to-end IP secure communication channels, OMA LWM2M protocol for device management Software asset protection and secure firmware updates for device security & management 25 The IoT Trend

27. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. Web 與 HTML5 的發展現況 HTML5 App是唯一被所有OS支持的跨平台程式超過 480億個網頁即是潛在的 Web App (Google’s index) 網頁與內容開發者遠大於原生程式開發者數目雲端整合為 HTML5 與生俱來的能力 HTML5 標準已於 2014 年 10 月完成！ 27 HTML5 對智慧裝置的支援 The IoT Trend

30. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. Google Physical Web 將真實世界的物件透過 Web URL 連結起來智慧物件(Smart Objects)，即是 IoT 允許智慧裝置透過探詢方式發現智慧物件URL 物件透過 Bluetooth, WiFi, 或 NFC 以廣播或近場通訊提供連結資訊給智慧終端裝置智慧裝置不需事先安裝 App 即可透過 Web/HTML5 方式操作智慧物件 Examples: 自動販賣機、停車場、交通工具資訊、商店 30 The IoT Trend

31. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. mbed Device Server 31 Analogous to a Web Server that accepts connections from mobile phones or web browsers, a Device Server handles the connections from Internet of Things (IoT) devices. The IoT Trend

32. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 智慧終端 vs. HTML5 智慧終端透過豐富的軟體元件使其快速發展 HTML5 的定位：Web App! 方便地串接雲端大數據服務 Android 與 Chrome OS 的融合趨勢隨著 W3C 標準的確立(2014 Oct.)，HTML5將成為下一世代作業系統與應用開發的選擇 32 HTML5: 1. 解決真正跨平台(HW/SW)的問題 2. 與雲端較緊密結合 The IoT Trend

33. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. HTML5 與 Android 的融合 Android 與 Chrome OS 的融合趨勢 Google SVP Sunder Pichai 同時掌管 Android 與 Chrome OS 部門、而由Android Engineering VP Hiroshi Lockheimer 掌管這兩個 OS 的工程團隊 Android 5.0以 Chromium 為內建 WebView Android 與 Chrome OS 互通與 UI 的整合 Chrome OS 開始允許 Android App 運行於其上 33 我們將看到 Web 與 HTML5 的技術越來越重要! The IoT Trend

35. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. 結論智慧應用三大組成：感測裝置與物聯網、終端裝置、雲端大數據收集與雲端資料分析將顛覆傳統統計方式，提供更精確的預測與判斷感知運算與人工智慧應用將更為普遍與實際終端雲端前後台整合與異質架構將成為高效能智慧應用系統設計主流 Web/HTML5 將在智慧應用與雲端整合占一席之地結合物聯網與感測裝置、智慧終端、及雲端的智慧應用生態體系將引發一連串的破壞式創新應用，大幅改變我們的生活方式 35 The IoT Trend

36. © 2015 William W.-Y. Liang, All Rights Reserved. Q&A 其他分享: http://goo.gl/6qxlSv Email: william.wyliang@gmail.com Home: http://www.ntut.edu.tw/~wyliang FB: http://www.facebook.com/william.wyliang 關於講者：梁文耀 (William W.-Y. Liang) • Free Lancer / 顧問 (2014.10~) • 鴻海科技集團創新數位系統事業群資深處長 (2013.01~2014.09) • 安佐立科技顧問公司技術總監 (2012.08~2013.07) • 國立台北科技大學資訊工程系專任助理教授 (2005.02~2012.07) • 先前經歷: 聚興科技研發處協理、晶慧資訊研發副總經理、晶慧資訊研發部經理、晶慧資訊資深工程師、美商 Avant! 軟體工程師 • 專長領域：作業系統、嵌入式系統、計算機結構、平行與分散式系統  Linux 系統軟體 (1993~Now)  Android 與 Linux 嵌入式系統核心及軟硬整合開發 (2001~Now) • 國立台灣大學資訊工程博士、國立清華大學資訊科學碩士

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William Liang

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