容器之所以成為物聯網的未來

容器是敏捷式軟體開發領域中的絕妙工具。再加上許多企業組織將 IT 與營運技術 (OT) 融合,容器已經從企業系統一躍成為物聯網 (IoT) 設備。

雖然過去兩者沒有多少共通點,IT 與 OT 如今相互依存且緊密連結,因為它們經常使用相同的方式,包括硬體和軟體乃至設計方法。這也促使嵌入式設計的領域開始採納如微型服務和 DevOps 這些 IT 概念。

同樣的,既有的 IT 平台也從嵌入式設計的領域多有借鑒,例如即時功能和分散式運算。企業與嵌入式設計融合之後帶來最重要的發展之一,就是 IoT 容器的出現。

容器就像是省卻額外負擔的虛擬機器

容器讓建置、部署和維護嵌入式設計變得更簡單,這是競爭激烈的企業領域與敏捷式軟體開發的重要條件。

容器與虛擬機器 (VM) 的概念相似。每個容器都是本身具備虛擬資源和檔案系統(記憶體、CPU、磁碟等)的程序,與其他應用程式和容器隔離(圖 1)。

圖 1. 容器就像是輕量虛擬機器。(資料來源:Wind River)

主要差異是容器在使用者空間的主機 Linux 作業系統上執行,而不是一個截然不同的環境,如 VM。因此,它們密集耗用資源的程度較輕(重量較輕),所以比虛擬機器相對小很多。容器可與使用者空間中的其他應用程式平行執行、在系統上獨立執行、與虛擬環境共存,甚至在一個或多個 VM 內執行。

圖 2 所示,透過常駐程式管理容器及將之包裝成套件。Docker 是最早引進商業化常駐程式和其他軟體的廠商之一,用意是簡化在 Linux 中建置和管理容器的方法。

圖 2. 利用指令行常駐程式管理容器。(資料來源:Red Hat)

自此,Open Container Initiative 確立了容器映像檔 (Open Container Format) 和執行時間的標準,方便在各個主機之間輕鬆攜帶。其他最近的容器專案包括儲存庫,可以在其中下載容器映像檔並在容器化的主機上執行。因為有了這些增強功能,容器現今成為軟體開發領域中廣受歡迎的工具。

智慧功能移至邊緣

容器是將智慧功能推送到邊緣的關鍵。許多邊緣裝置內建運算功能,能完成的任務並不僅止於傳統的資料擷取或移動。它們可以利用受過訓練的機器學習模型分析內送的資料串流。

以人工智慧應用程式為例。藉由把推論從雲端移送到邊緣裝置,IoT 系統可以提供即時分析。醫療掃描器可以偵測異常狀況,從而協助臨床醫生。攝影機與視覺閘道器可以迅速識別各種情況並對操作人員提出警告,而不是把資料傳送到中央位置。

同樣的,基礎架構功能如防火牆和封包檢查都可以移到邊緣。現在可以在資料最初出現的地方而不必在網路核心內進行處理。

藉由使用容器,便可以在邊緣裝置上隔離的實例中同時開發、部署和執行這些與許多其他程序。

IT、OT 和 IoT 的容器化服務

要讓 IoT 容器更加實用,數家雲端服務提供者 (CSP) 已創造出多種解決方案來支援容器的邊緣裝置之開發、監控和管理。例如,使用者可利用 Amazon Web Services 提供的 AWS Greengrass 在執行 AWS Greengrass Core 容器映像檔的 IoT 終端裝置上,部署受過訓練的推論演算法。AWS Greengrass 是 Amazon Web Services 雲端平台供 IoT 使用的一個部分,包括在雲端中訓練和監控邊緣裝置。

同樣的,Microsoft 提供用來建置和部署 Azure IoT Edge 模組的雲端型服務,該模組是與 Docker 相容且執行 Azure IoT 邊緣應用程式的容器。另一個例子是 IBM Watson IoT Platform Edge,這是用來開發邊緣應用程式,納入受過訓練的機器學習模型,並把它們部署到邊緣裝置的平台。所有服務均是端對端,提供開發、部署和管理裝置的工具

變更設計週期

 廣泛採用容器化功能反映出軟體開發為了符合開發人員的期待、生命週期要求和客戶需求而不斷演進的方式。開發週期長且要小心翼翼將效能最佳化已是過時的做法。現在的企業環境和客戶要求強調快速迭代以利快速部署,而隨著客戶要求更豐富的功能或是法規要求迅速變更時,則要持續升級。

所有的這些趨勢促使硬體型功能轉變成軟體型功能,IT 和 IoT 均如此。有異於傳統嵌入式系統把功能內建在硬體中,現在的 IoT 解決方案是採用軟體開發。它們通常部署在市售的擷取和/或運算裝置上,也有更多是安裝成容器。

事實上,IoT 系統正朝著裝置即服務的模式發展。初始部署也許僅提供基本功能(也就是最低可行產品,或稱 MVP),隨時間過去再增加新功能。這個方法也讓裝置可以適應不斷變動的情況,從分析架構改變乃至新的資安威脅。困難的地方在於這個新方法在運算平台上密集耗用資源的程度更高。

容器需要核心

容器雖然帶來了敏捷性和隔離性,卻也比傳統嵌入式應用程式佔用更多記憶體。而且它們經常被用來並行執行隔離的應用程式。硬體系統一般需要多個核心和更多的資源,尤其是它們支援多個容器之間的硬分割區時。

最新的 Intel® Core™ 處理器和 Intel® Xeon® 處理器 E-2100M 產品,代號為 Coffee Lake-H,是滿足這些需求的理想選擇。新處理器的核心數量比前一代裝置更多,有六核心而不只四核心,但是成本卻未有顯著增加。

有了多出百分之 50 的運算資源,它們可立即支援為數眾多的容器和虛擬機器,還預留空間以利日後終端裝置擴大和延伸。因為建置處理器的架構和技術與資料中心中已經存在的架構和技術相同,它們可以在邊緣立即支援高需求的類伺服器功能。

COM Express + 容器創造強大的 IoT 解決方案

採用 COM Express 標準而建置的單板電腦 (SBC) 是善用容器化功能的好方法。它們佔用的資源少,符合許多遠端裝置的需求。它們亦具備強大的運算功能,支援在邊緣執行各種各樣的應用程式和推論。

例子之一是 Express-CF/CFE,一款由 ADLINK 推出的 COM Express Basic Size Type 6 模組。這個 PCIMG COM.0 R3.0 模組提供:

  • 最多 6 核心處理器,渦輪加速最高可達 4.4GHz,系統效能與回應速度均不減分毫。
  • 支援 Windows 10 和 Linux,所以它支援最常見的容器。
  • 最高 48GB 的 DDR4 記憶體及支援 Intel® Optane™ 儲存,適合高效能、密集使用記憶體的工作負載。
  • 整合式 Intel® 第 9 代繪圖晶片以及支援最多三個獨立顯示器。

該模組的高效能繪圖晶片是工業自動化、醫療與使用 OpenGL 4.5、DirectX 12/11 和 OpenCL 2.1/2.0/1.2,或需要視訊加速來執行現今新式編碼解碼器的其他視覺應用程式的理想選擇。

迎向未來的敏捷途徑

IoT 裝置使用容器的情況越來越普遍。容器支援 IT 和 OT 融合,並利用應用程式開發人員在創造革新型 IoT 裝置時享有的優勢以及在邊緣越來越多的智慧功能。

但是在邊緣的容器和容器化應用程式比舊式單板電腦需要更多運算資源。建置在最新 Intel Xeon 處理器上的 COM Express 模組是建置彈性化 IoT 解決方案的強大基礎,它擁有現代化邊緣應用程式所需的資源。

智慧電網需要祕密身份,讓我們告訴您原因

許多年來,專家們不斷指出智慧電網很容易受到網路攻擊與其他弱點的影響。但改正這種情形的進展十分緩慢,傳統的 IT 解決方案也難以保護這些系統。

我們來看看能源供應商層面。在部署智慧電網技術時,他們必須為四處分散,並混合了現代與舊式 SCADA 的系統進行連結與分段。通常來說,每個廠區都有不同的管理介面與硬體,並各自具有特定的網路組態限制。因此,供應商很難為他們的關鍵基礎架構保持安全,並提供支援和維持作用。

他們面對的問題還包括不同廠區使用的不同設備,以及重疊的 IP 位址空間,這使設置、監控,以及支援都更加困難。此外,某些特定區域僅能透過無線電波連結,受到干擾便可能導致可靠性問題。

身分定義網路 (Identity-Defined Network, IDN) 就是一種可能有所作用的解決方案類型。在我們瞭解特定解決方案內容前,先讓我們瞭解為何傳統 IT 技術無法滿足智慧電網或其他關鍵部署的擴充性與安全性需求。

比較 OT 與 IT 技術,獲得可擴充的安全智慧電網

一直以來,大部分的工業系統都缺乏驗證和加密等基礎安全性控制。營運技術 (OT) 與資訊技術 (IT) 系統各自獨立,各自使用不同的網路協定。此外,OT 系統無法像 IT 端點一般執行端點安全軟體。

隨著智慧電網部署與其他基礎架構環境的趨勢轉向於結合 OT 與 IT,主要的挑戰是如何安全地連接與分段這些系統。防火牆、虛擬私有網路 (VPN)、存取控制清單 (ACL)、虛擬區域網路 (VLAN),以及行動數據機等常見的 IT 技術無法勝任這樣的工作。這些技術不是為了 OT 系統所設計,且在部署與管理方面都過於複雜和昂貴。因為無法有效保持安全與分段,會使電網出現弱點。

此外,許多組織都有分散各地的偏遠廠區,處於極度嚴苛的環境,所能使用的連線選項有限。在許多情況下,為這些偏遠廠區購買並部署結合防火牆、VPN、行動數據機,或是微波無線電的技術是不可行的,不但取得成本過高,跨所有廠區設定分段連接性所需的時間也太長。

進入身分定義網路

這些挑戰阻礙了智慧電網的擴充性與安全性。為了解決這些障礙,IDN 提供即時覆蓋網路,可在傳輸過程的所有階段為任何端點連接、遮蔽,以及保持安全,無需修改底層基礎架構。

不需要使用複雜的工具組合與技術,IDN 讓能源企業透過運用端對端加密能力,實現遮蔽 LAN 和 WAN 的微分段(圖 1。 這提供可快速連接和撤銷如行動數據、乙太網路,或 Wi-Fi 等特定系統的遠端存取。

圖 1. 身分定義網路 (IDN) 可在邊緣到雲端間運作,並可隔離與加密網路中的各個元件。(資料來源︰Tempered Networks

IDN 可透過使用標準的網際網路,以免除老舊的無線電傳輸、昂貴的 MPLS 線路,以及私有 APN,同時解決 IP 位置的問題與衝突。最後,還可以運用集中化的單擊網路管理,簡化傳統的複雜網路。

IDN 技術原本是為了 Boeing 所開發,用於保護其製造工廠內的行動工具網路連線。工具系統原本是由 ICS/SCADA 系統控制,並透過 Wi-Fi 通訊,這是很容易受到攻擊的面向。此公司開發了以主機身份通訊協定 (Host Identity Protocol, HIP) 為基礎的解決方案,這是一種由 IETF 核准的開放網路安全性通訊協定。

HIP 會分隔 IP 位置的端點識別碼以及定位碼角色,並提供更具彈性的網路,以及更安全的主機身份命名空間。這為網路帶來了原生的安全性與機動性,不需變更現有的基礎架構。除了透過端對端加密自然獲得安全保障以外,這也對所有以 IP 為基礎的網路、應用程式,或資源具有回溯相容性和未來相容性。

遮蔽能力對關鍵基礎架構安全性的優點

IDN 的遮蔽特色十分值得討論。在建立 TCP 工作階段之前,組織可以透過要求基於受信任機器身分的驗證與授權,遮蔽關鍵系統與端點。因此,不具有可驗證機器身分的未受信任裝置,將無法探索網路上的遮蔽裝置,也無法與其通訊。

因為授權與驗證的程序發生在建立傳輸和交換任何檔案之前,受到 HIP 服務保護的主機與機器可有效地遮蔽,不受未經授權的機器探查。如 Nmap 等掃描工具無法探索到任何監聽連接埠,代表攻擊者將無從開始網路攻擊狙殺鍊的第一步(圖 2

圖 2. 無法由身份定義網路開始網路攻擊狙殺鍊的第一步,因為對下層網路來說,端點為不可見的。(資料來源︰Tempered Networks

因此,IDN 使用者可以遮蔽關鍵基礎架構,不受威脅行動的偵查,可防範分散式阻斷服務 (DDoS)、中間人攻擊 (MiTM)、命令與控制、IP 位址欺騙,以及其他類型的網路與傳輸層攻擊。

這種分段類型與透過私有區域網路所能達成的不同,可包括實體/虛擬/雲端環境中的南北向或東西向資料流量。IDN 基於可驗證的機器識別碼進行分段,而不是可能具有欺騙性的 IP 位置。可透過線路輸入或直接將 HIP 安裝在主機上,將其部署於盡可能接近資源的位置,並提供跨南/北和東/西方向的分段功能。

不同於這種方法,防火牆和軟體定義網路 (SDN) 會根據 IP 位置、VLAN,及/或連接埠定義存取限制,避免南/北和東/西方向的橫向移動。這些解決方案根據暫時性的 IP 位置範圍定義原則執行與分段,導致組織暴露於 IP 欺騙與 VLAN 遍歷的風險之中。此外,隨著數以千計的 IP 資源不停地在新增、移動,以及變更,連接埠經常會發生設定錯誤,或遭到遺忘並保持啟用。這導致維持強固的防火牆與 SDN 分段十分困難,尤其在大規模的情況下。

廠商與顧問的回應方法是在網路的更深處加入更多防火牆,無論是作為獨立單元或是 SDN 解決方案的一部分。這種方法在購買、人員,以及複雜度方面的成本都十分可觀。

將 IDN 與 HIP 整合至關鍵基礎架構的網路安全性之中

Tempered Networks 擁有更好的方法。他們的解決方案將平台上的 IDN 商業化,強調簡單易用,以克服 IT 複雜度。舉例來說,HIPswitch* 系列網路交換平台可在敏感的網路資源週邊提供身分定義防護。透過線路輸入部署,避免未經授權的探索與通訊,並保護系統的南/北和東/西通道。

HIPswitch 產品系列包括適合智慧電網等邊緣應用的工業級 HIPswitch 100 系列工業物聯網邊緣閘道,提供乙太網路與乙太網路加行動數據的連線能力。100 系列為無法保護自身的機器支援一對一或一對多組態,並可作為預先佈建系統,以供非技術員工部署(圖 3)。

圖 3.  HIPswitch 100 系列工業物聯網邊緣閘道支援乙太網路或乙太網路加行動數據連線,為寶貴的智慧電網系統提供線路輸入的加密與分段。(資料來源︰Tempered Networks

針對智慧電網系統的資料中心分段,亦有 HIPswitch 500 系列產品可供選擇,可作為具有 IDN 功能的聚合點(圖 3)。500 系列支援高可用性 (HA) 與 SFP/SFP+ 擴充模組,提供關鍵應用程式的擴充性與故障備援(圖 4)。

圖 4. HIPswitch 500 為實體與虛擬伺服器提供加密與分段功能,同時具有加倍功能,可作為身分識別網路 (IDN) 聚合器。(資料來源︰Tempered Networks

這些平台受 Tempered Networks Conductor 支援,這是一種協調引擎,可為所有分散式 HIP 服務管理政策,並透過網路提供簡單的控制。

在 OT 和 SCADA 之上更進一步

總而言之,IDN 不會受到使用 IP 位置進行身分認證及定義哪些系統可以彼此通訊的限制。HIP 解決了兩種會影響所有其他競爭網路與安全性產品的基礎缺陷︰無法在交換資料之前為兩個或更多端點驗證與授權網路連線,以及使用可能具有欺騙性的 IP 位置作為裝置識別碼,以定義 LAN/WAN 連線、分段,以及存取權限。

但 IDN 解決方案確實能提供比 OT 和 SCADA 網路更多的支援。這種解決方案提供了一致的方法,可從物聯網邊緣到雲端平台,為機械和裝置進行微分段及保證安全性。同時,安全性可透過以單一網狀架構為基礎的網路架構延伸到所有環境,從現場資料中心、雲端、幾乎所有的用戶端裝置,到機器人、IP 攝影機,或是感應器等物聯網元素。

智慧視訊顯示器讓協同合作簡單不複雜

自從貝爾實驗室 (Bell Lab) 在 1964 年的世界博覽會中展示了他們的 Picturephone 後,視訊會議經歷了許多改變。人們迫不及待地想要有機會能見到世界另一端的人,並與他們對話。

在五十年後,視訊會議系統日益普及,遍佈全球的會議室、行政套房,以及共用工作區域。但通常來說,這些系統並未受到妥善的運用。有許多視訊解決方案的部署與使用都過於困難,有時候甚至弊大於利。

但通訊與協同合作是極為重要的商業實務。根據一份 Gallup 的報告,因為缺少協同合作與互動,在全球導致了約 7 兆美元的損失。由於現代的行動工作團隊分散於世界各地,使團隊合作更加具有挑戰性。加上行動工作者的數量在 2022 時可望達到 18.7 億,這將會成為一種新型的常態。企業需要創新的方式,讓所有員工主動參與,並保持生產力。

最後,企業組織決定尋找能確保提供優異協同合作與通訊效果的視訊會議解決方案。內部會議、外部簡報、網路研討會,以及訓練等活動,需要具備彈性、簡單易用、且開放整合式的通訊系統。各種規模的企業都需要這樣的解決方案,能真正提供如圖 1 所描述的實質優勢。

圖 1. 視訊會議與共同合作解決方案必須提供實質的優勢。(資料來源:Intel®

全新的視訊會議技術可讓企業達到這些目標。這代表系統可簡易部署、提供優異的視訊和音效品質,並保持實惠價格。互動式平面顯示器 (Interactive Flat Panel Displays, IFPD) 以開放的業界標準運算打造,無論團隊在什麼位置或使用什麼運算裝置,都能提供讓團隊完善協同合作所需的效能與彈性。

滿足分散式工作場所的需求

 現代的 IFPD 解決方案可讓企業將排定的會議與臨時會議轉變為有效率的協同合作過程。採用 HD 視訊、筆記型電腦,平板電腦,以及智慧型手機等,其外觀、感受,以及行為模式都與人們日常使用的系統類似。

其中一個例子為 Newline Interactive Inc.TRUTOUCH X 系列整合型協同合作系統解決方案。TRUTOUCH 系列是開放、彈性的全功能系統,搭載強大的 Intel® 技術。

此解決方案讓每個人都能輕鬆地展示自己的想法與資訊,無論他們位於相同房間、在大廳裡,或是在世界的另一端。 TRUTOUCH X 系列的特點是其內建運算能力,運行於標準的作業系統上。這讓使用者和 IT 員工都能簡單直覺地使用。

TRUTOUCH 具有開放架構,解決許多整合型通訊系統的難處。支援多種會議軟體,企業可在會議中使用任何合適的用戶端。

「使用 TRUTOUCH,我們可以將 X 系列安裝在會議室的牆面上,並在桌面上載入兩個、三個,甚至六個 UC 軟體用戶端,」Newline 的總裁兼共同創辦人 Chris Bradford 表示。  「我們並非試著將客戶彼此推進或拉遠,我認為我們的工作是支援所有軟體用戶端,讓客戶在任何特定的時候使用他們想使用的用戶端。」

TRUTOUCH 運行標準軟體應用程式,並可將螢幕共用延伸至筆記型電腦、平板電腦,以及其他行動裝置上,如圖 2 所示。

圖 2. Newline TRUTOUCH X 系列支援現成軟體,能妥善符合組織的需求。(資料來源︰Newline)

系統包括可手寫的觸控螢幕,可用於新增文字與插圖。與會者可透過他們自己的裝置,直接在畫面上檢視會議素材或新增註解。想像一下,在進行腦力激盪活動或設計審查時,每個人都在提出想法,他們輸入的內容會出現在 IFPD 和其他所有連線的裝置上。

搭載強大的內建電腦,使用者只要按一下,就能存取檔案、資料夾,以及會議資訊。「這些功能不僅是實用而已,」Bradford 表示。「以視覺傳遞想法的能力可促成更好的腦力激盪效果,並激發全新的方法,來解決困難挑戰。」而因為反覆修改是創新的關鍵要素,IFPD 的協同合作過程更可方便地透過電子郵件或上傳至雲端儲存與分享,以供工作進展紀錄或作業完成簡報使用。

簡單直覺

透過 TRUTOUCH,會議可輕易開始進行,從一開始就擁有更高的生產力。所有與會者都能直覺地開始與參加會議,過程簡單不複雜,無需事前訓練。並可與企業網路整合。

「假設您身處於大規模企業,有 32 位銷售人員在大廳中的課堂內,今日要開始工作。您為他們提供了 32 台筆記型電腦以開始工作,TRUTOUCH X 系列看起來就像是第 33 台筆記型電腦,」Bradford 說。「這上面會有放入其中的相同圖片、擁有相同的 IT 原則,並配置至相同的磁碟機。」

TRUTOUCH 無需自訂,開箱即可使用。就像在客廳牆上安裝電視一樣輕易簡單,一個小時內即可開始運作。TRUTOUCH 系統亦可設定整合其他室內系統,例如照明與溫度控制、額外麥克風,或是安裝於屋頂的喇叭等。

因為視覺與音效的品質不佳,人們經常無法妥善運用視訊會議系統。TRUTOUCH 解決了這些問題。搭載兩個內建的 1080p 廣角攝影機,無論他們是否位於會議室內,與會者都能清晰地看到畫面上的內容。同樣的,也能讓其他位置的與會者看到他們。回音消除與降噪功能為所有人提供了清晰的音質。

內建安心保障

Newline 選擇 Intel 技術,讓該企業所開發的解決方案具有硬體增強式安全性與彈性的管理功能,可提供優異的運算與通訊體驗。事實上,在 Newline 與轉售合作夥伴和客戶會面時,運算能力就是他們的關鍵論點。「當客戶知道 TRUTOUCH X 系列搭載 Intel 技術時,」Bradford 表示「他們就知道自己能獲得什麼樣的體驗。Intel 能提供這樣的安心保障。」

區塊鏈技術解決銷售點隱私問題

歐盟 (EU) 一般資料保護規範 (GDPR) 和加州消費者隱私法案 (CCPA) 等資料隱私法規讓零售商的業務更加複雜。這些法規在強化消費者隱私的同時,也為處理越來越多個人資料的零售商帶來顯著的風險。

這些新規定的影響超出了電子商務的範圍。法規對於面對面交易也產生了重大的影響,要求在所有公司銷售點 (POS) 系統中整合有效的資料保護與管理系統。

為了解決這些問題,零售商轉向區塊鏈技術尋找答案。消費性商品和服務的廠商現在正在實體與線上的 POS 系統上安裝區塊鏈技術,確保從初始交易一直到整個資訊生命週期都能妥善處理資料。

區塊鏈拯救零售交易資料

對於想要保留寶貴的客戶資訊,同時保護資料不受竄改或濫用的零售商來說,區塊鏈是極其有用的技術。這種技術以分散式帳務為基礎,提供分散式的系統,可在網路內的多個節點分享與同步資料。

顧名思義,區塊鏈是一系列加密的資料元素(區塊),內含關於特定互動的資訊。因為在整個鏈結上套用密碼編譯雜湊,每個區塊都與上一個項目互相「鏈結」(圖 1)。因此,修改一個區塊,將會在所有前面的區塊中觸發相同的改變。

圖 1. 區塊鏈使用分散式帳務技術,運用多個獨立節點認可交易。認可後,交易便無法變更。(資料來源:G2 Crowd

若嘗試竄改特定區塊,所有連接的區塊都會對這樣的變更進行調解。因此,較大規模的區塊鏈也更不容易遭到更改,想要在其他利益相關者不知情的情況下成功改變更多加密區塊,需要的不只是運氣,還要有更嚴苛的運算效能。很快的,對想要進行竄改的人來說,成本效益分析會變成賠本生意。

透過這樣的方法,分散式帳務可提供不變的交易記錄。此外,當進行更新時,特定帳務中的所有節點必須透過「投票」程序共同認可交易,以驗證互動的真實性。

投票認可程序能更進一步最小化資料遭到竄改以及管理不當的可能性,因為沒有一個節點有權自行更新帳務。當然,為了讓所有的這些節點參與交易認可程序,這也會使區塊鏈擁有者提高延遲時間與運算資源方面的成本。

在零售使用情境下,區塊鏈可以合併合約 ID、簽章及成本等交易資料。這為零售商提供了兩種主要的技術應用:

  • 追蹤:可在整個供應鏈判斷擁有權。舉例來說,這可用於驗證食品從農場到商店的來源及處理過程。
  • 智慧合約:根據已經儲存在區塊鏈中的合約,自動重新訂購或購買。以區塊鏈為基礎的智慧合約可使訂購、成本,以及運送時間等資訊不容置疑。

因為區塊鏈具有強固的安全性與資料管理功能,可以在 GDPR 或 CCPA 等法規的訴訟或合規稽查中,有能力承受第三方的仔細審查。

適合零售 POS 的區塊鏈

現代的零售環境會隨著時間推移以多種方法與客戶互動。常見的接觸點包括社群媒體打卡、線上與實體廣告、POS 交易,以及忠誠度支付等。

為了讓所有的這些互動符合法規,Truyo 提供一種稱為 GDPR Edge 的區塊鏈解決方案。與 Intel® 攜手合作打造的 GDPR Edge 專為協助零售商在企業系統內整合資料管理、保護,以及法規遵循所設計。這能處理 POS、電子商務平台、客服中心、行動應用程式、多媒體資訊站,以及任何以網際網路為基礎的互動機制。

在導入解決方案後,零售商可以制定資料使用方向、追蹤同意協議、維持版本控制,並以精細到個別使用者的規模檢視服務。此外,GDPR Edge 會儲存選擇退出清單與「不要記住我」要求,以避免零售商將行銷訊息寄送給錯誤的對象。

GDPR Edge 技術的元件包括一個區塊鏈帳務、集中化的資料湖、API 工作流程引擎,以及自訂的使用者入口網站,每一個項目皆可量身打造,以滿足各種規模的部署(圖 2)。

GDPR Edge解決方案

圖 2. Truyo 的 GDPR Edge 解決方案包括一個區塊鏈帳務、資料湖,以及 API 工作流程引擎,可整合至各種規模零售商的多系統部署。(資料來源:Truyo

GDPR Edge 可就地部署於私有伺服器上,亦相容 Microsoft Azure 或 Amazon Web Services (AWS) 雲端平台。同時也透過 API 工作流程引擎提供連接器,可將 Salesforce、ServiceNow,以及 Dynamics 等企業應用程式順暢整合至 GDPR Edge 中。

運用 Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) 安全保留零售資料

GDPR Edge 由 Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) Sawtooth Lake Blockchain 實作驅動,這是一種模組化的開放原始碼分散式帳務技術,可提供下列功能:

  • 相同區塊鏈內的不同認可與投票類型
  • 支援 Proof of Elapsed Time (PoET) 共識
  • 可平行執行交易,提供更高效能
  • 高可擴充性

Intel SGX 可保護如程式碼、資料,以及端點 IP 位址等資訊不受揭露或修改。因此,整合 Intel SGX 技術的 POS 系統便不需要讓區塊鏈中的所有節點透過投票程序來驗證更新。

因為 Intel SGX 可用於驗證交易來源節點是否可受信任且安全無虞,零售商可以大幅減少與區塊鏈資料管理和安全解決方案中的投票相關的運算資源與執行時間(圖 3)。

圖 3.  使用 Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX),如 GDPR Edge 等的 Sawtooth Lake 區塊鏈實作可減少與節點投票和認可相關的時間與運算需求。(資料來源:Medium

適合零售商、稽核業者,以及消費者的資料隱私合規性

隨著資料隱私問題在我們的數位時代中變得越來越重要,可能會有多個利益相關者要求資訊可見度,以瞭解在資訊生命週期中管理系統與保護資料的方法。這些利益相關者包括零售商、稽核業者,以及使用者等,GDPR Edge 為這些角色提供能透過不同入口網站存取與管理資料的能力。

GDPR Edge 等平台可讓消費者感到安心,讓他們瞭解自己的個人資料受到妥善保護,不會遺失、遭竊,或受到不當管理。針對稽核業者,存取權限讓他們能輕鬆監控與管理合規性。而當然,零售商可保護自己的資料不會遭到竄改,讓他們在市場上保持良好地位,並避免受到資料外洩影響,以保護自身的商譽。

如何將機器視覺整合至工業系統

人工智慧與工業 4.0 的融合正在轉變影像處理程序。隨著機器視覺日益廣泛,將成像程序由獨立程序轉變為緊密整合的工業自動驅動器的需求也越來越高。同樣,對視覺系統的要求也更高,期待它們能將深入見解傳回監控整體工廠效能的企業系統。

這些新興的需求伴隨著艱難的挑戰。機器視覺需要極高的效能。工業物聯網需要安全的連線能力,以及能在邊緣執行商務應用程式的能力。此外,所有自動化系統皆必須符合長壽、安全,以及可靠等準則。

現在營運商想要能最小化佔用空間的整合解決方案,以節省空間、成本,以及耗電量。過去,這讓工程師們不斷想辦法利用單一平台滿足多種需求。

開發人員必須找出新方法,整合可靠、即時的控制功能,同時具有人工智慧與工業物聯網能力。最好的解決方案,通常是可容納多種工作負載類型,並盡可能將佔用空間、耗電量,以及成本降到最低的多功能工業控制器。

讓我們來看看工業機器視覺控制器滿足即時控制、工業 4.0,以及電腦視覺人工智慧功能的方法。

工業級的新一代成像能力

要將多種工作負載統合至相同的控制器,需要先進的多核心處理器與高階繪圖效能、彈性的連線能力,以及工業級的特性。第 7 代 Intel® Core™ 處理器是非常值得考慮的選項,能提供長效的生命週期支援,並在最高達 4.20 GHz 的二顆到四顆核心上提供多執行緒運算效能。針對空間有限和有電源考量的系統,此裝置亦有最低 35 W 的可設定散熱設計功耗 (TDP)。

對機器視覺應用來說,更為重要的是處理器的整合式繪圖單元,例如 Intel® HD Graphics 630。Intel HD Graphics GPU 包含一系列通用功能,可為 CPU 核心卸載深度學習推斷與電腦視覺運作,如圖 1 所示。整合式 GPU 亦可加速工業機器視覺等高畫格率應用,搭配 Intel® OpenVINO™ 工具組等框架,加快執行 OpenCV 和 OpenVX 視覺功能的速度。

圖 1. Intel® Core™ 處理器內建 Intel® HD Graphics 技術,可加速 DL 與 CV 工作負載,同時由主 CPU 核心卸載這些工作負載。(資料來源:Intel® 公司)

相較於前一代,Intel Core 裝置的繪圖效能也能更有效率地處理 4K 影片內容。這是因為這一代搭載了 Intel® 高速影像同步轉檔技術等技術。高速影像同步轉檔有助於增加所處理的影格量,同時支援 10 位元 HEVC、VP8、VP9,以及 VDENC 編碼解碼器的快速編碼、解碼,以及轉碼。

整合式圖形處理器亦原生支援三個獨立顯示器。此功能由 Intel Core 處理器的 Intel® Q170 輔助晶片組支援,提供高達 20 條 PCI Express 3.0 線道、多達 10 個 USB 3.0 連接埠、最多 14 個 USB 2.0 連接埠,以及整合式的 Ethernet MAC。

除了跨多個 HMI 推斷自動化資料之外,這樣的企業級連線能力可將在雲端中進行調整的 CV 演算法帶到邊緣的機器視覺系統。如此不僅能改善這些系統的完整部署生命週期,也能在 CV 技術不停進化的情況下協助避免系統過時。

為工業工作負載整合提供更多選項

整合式 Intel HD Graphics 技術的加速與卸載功能,加上 Intel Q170 晶片組的網路功能,可確保在 Intel Core 處理器 CPU 核心上保存寶貴的時脈週期。搭配合適的機器視覺系統架構,這些週期可用於對安全性極為重要的感應與控制工作,讓工程師最大化單一控制器的功能。

其中一個例子,就是 Premio, Inc. 的 VCO-6000 系列,這是高度整合的工業機器視覺控制器,支援 Intel Core i3、i5 和 i7 處理器(圖 2)。這可自訂的無葉片系統具有最多五個 PCIe 擴充插槽可供設置,使系統能接受各種不同的資料取得方法與 I/O 模組,用於動作控制、影片擷取,或是運用 CANBUS 或 PROFINET 等通訊協定。更具有三個額外的 Mini PCIe 插槽,可支援高速無線或數據通訊。

圖 2. Premio, Inc. VCO-6000 系列工業機器視覺控制器提供最多五個 PCIe 擴充插槽與三個 Mini PCIe 插槽,可擴充系統功能。(資料來源︰Premio, Inc.

VCO-6000 系列與機器視覺等其他工業自動化應用不同的特點,就是實體化並經過電氣隔離的 16 個數位 I/O 針腳(八個數位輸入,八個數位輸出)。因為此系列的控制器支援從 9 VDC 到 50 VDC 的電壓,經過隔離的 I/O 能使兩個部份的線圈分別設定為不同的電壓等級。這能協助保護系統電路不受暫態電壓尖波影響,並可在其他機器與電感負載的環境中改善共模電壓與雜訊消除效果。

6000 系列亦提供過量電壓 (OVP)、過量電流 (OCP),以及逆向保護等安全防護功能,確保工業感應器、動作控制系統,以及 HMI 裝置能運作可靠無比。系統支援 -25 ºC 至 +70 ºC 的操作溫度範圍,並相容 Microsoft* Windows 7、Windows 10,以及 Linux 作業系統。

可靠又實惠地整合進階工業功能

雖然現代的工業系統為了增添機器視覺與工業 4.0 連線等功能而提高效能,但還是必須符合長壽、安全,以及可靠度等準則。同時,製造商與自動化企業想要找出能最小化系統佔用空間的方法,以節省空間、成本,以及耗電量。過去,這讓工程師們不斷想辦法利用單一平台滿足多種需求。

Intel Core 處理器與其他相應的 Intel 技術提供可擴充的基礎,滿足所有需求。部署如 VCO-6000 系列等高度整合的可擴充系統,問題就從「該怎麼做?」變成了「我們需要什麼?」

Javascript API 如何帶動零售 AI

隨著部署電腦視覺、機器學習和大數據分析,零售商務環境正在改變。綜合起來,這些技術能為實體市場帶來真正的商業利益,可降低營運成本、減少耗損、改善生產力,並提供更好的購物體驗。

零售商們正在尋找創新的方法,希望能讓顧客再回到他們的店面。例如,運用臉孔辨識及其他生物特徵辨識技術,讓購物者進行無現金交易,或是申請參加商店的獎勵計畫。可藉由即時看見顧客到底購買了什麼產品及購買了多少數量,以減少遭竊的可能性。

開發人員與系統整合商運用最先進的平台提供這些應用程式,不像第一代的視覺、AI 和機器學習解決方案一樣需要編寫大量的程式與資源。

交易工具

機器學習工具非常適合零售商應用程式。畢竟,以買賣為中心的活動具有相當的一致性。這代表開發人員與系統整合商可選擇包含 Javascript API 程式庫的彈性機器學習解決方案。這能讓解決方案提供多種動作,而不需要持續根據需求自訂。

運用這樣廣泛的程式庫,可協助開發人員快速建置具有完整功能性的解決方案,在邊緣識別產品並套用商業規則,同時在雲端進行深度分析。

這能加速機器學習程序。開發人員可以在完全無需編寫程式碼的情況下利用解決方案的功能,並且只有在必須滿足零售商的特定需求時,才需要進行自訂。

其餘的開發技術也能以對零售商和其他市場區段有益的方法,簡化與強化機器學習程序。

舉例來說,相較於 GPU,Intel® Movidius™ 具有更優異的功率消耗表現。而 OpenVINO™ 工具組(之前稱為 Intel® Computer Vision SDK) 能促進開發模擬人眼視覺的應用程式與解決方案,提高多達 19.9 倍的深度學習效能。

一個實際的範例

若企業想要運用簡化物聯網程序的優勢,可以考慮裝置製造商 AOPEN 和網路 API 工具開發商 meldCX 共同開發的零售解決方案。

meldCX 軟體使用 meld-intelligence (m-intelligence) 技術,這是一套 AI 系統,可透過電腦視覺與資料分析提供機器學習能力。它能在網路邊緣和 Microsoft 的 Azure Cloud 中識別零售產品、學習行為模式,並套用商業規則。在雲端中,m-intelligence 會訓練解決方案識別產品和套用商業規則。一旦機器學習上線,規則便會向下推至邊緣裝置。

AOPEN 提供的開放平台具有強固的特定用途硬體,專為零售業使用所設計。由於部署容易,系統整合商只需要數小時就能安裝系統,不用花上數天。

AOPEN-meldCX 解決方案原先是為 Prolife Foods 所開發,這間公司是澳洲與紐西蘭許多領導廠牌背後的企業。meldCX 產品識別技術可讓零售商建置並教導他們的自己的機器學習訓練模型。

「透過在連接至磅秤的攝影機上運用進階電腦視覺演算法,系統便能看到並瞭解交易地點所發生的情況,並追蹤所有物品」,Prolife Foods 的總經理 Ian Jackson 這麼說。「我們可以在整個企業中運用這個機器學習模型,並整合我們的供應鏈,將運用端對端資訊的方式最佳化。」

系統概覽

meldCX 工具集和 AOPEN 硬體解決方案讓整合商可以非常直接地完成系統設置並開始運行。在安裝解決方案後,只要訓練具有基礎技術技能的商店員工,便可執行機器學習程序。

「我們簡化了開發解決方案過程中的機器學習。剛開始時,每個產品需要約 4,000 張影像才能訓練系統。我們現在大幅降低了這個數量,在大部分情況下,只需要不到 300 張影像」,MeldCX 共同創辦人兼執行長 Stephen Borg 表示。

我們來看看 AOPEN 和 meldCX 平台如何運作。我們將會使用購買一袋開心果的流程做為範例,如圖 1 所示。收銀台已經部署 meldCX 軟體和 AOPEN 硬體,連同條碼掃描器等標準的 PoS 設備。

  • 一旦掃描到堅果袋、捕捉到影像並加上標籤,系統便會識別此袋子中裝滿了開心果。
  • 收銀員等商店員工可確認是否套用了正確的標籤,其影像會自動傳送至 Azure 雲端並儲存。
  • 雲端中全新或現有的模型會運用所獲得的擷取資料集進行訓練。
  • 雲端伺服器會用來識別所擷取影像的關鍵辨識特徵。此模型僅需數個小時,即可完全訓練並準備好識別新的產品。
  • 訓練成果會傳回雲端儀表板以供檢閱與介入,然後傳送至模型,進行部署核准程序。
  • 最後,可透過 meldCX API 套用包括自助結帳、協助結帳、自助服務和產品選擇等多個商務應用程式。

圖 1. meldCX 解決方案為物聯網開發人員與系統整合商提供簡單的方法,在零售環境中使用機器學習。(資料來源:meldCX) 

深入認識解決方案元件                                                                           

meldCX 和 AOPEN 解決方案為開發人員提供單一的視窗介面來控制操作和建立應用程式。解決方案的 Javascript API 程式庫可簡化機器學習,以完成周邊管理、使用方法、付款處理和資料儲存等傳統的複雜工作。

無需額外編寫程式碼即可使用此解決方案,其簡單的 API 整合與 m-intelligence 能建置供邊緣裝置使用的新模型。meldCX 工具集和 API 程式庫可讓開發人員更進一步微調應用程式。但不需要開發擷取用的配置、驅動程式,或是與機器學習元件有關的任何項目。

此解決方案迅速又精準,使交易快速又簡單。系統只需一秒就能偵測六款產品,很大一部分歸功於 Intel Movidius 與 OpenVINO 工具組的整合。

meldCX 和 AOPEN 解決方案具有彈性與可擴充性,無需為不同的作業系統平台獨立編寫程式碼,可簡單部署在多種平台與裝置上。(請見圖 2。)MeldCX 的 Borg 表示「在安全性部分,解決方案可部署於 Chrome、Windows、Linux 或 Android 加密之後,無需變更任何程式碼。」

圖 2. meldCX 解決方案經過專門設計,讓使用機器學習完成複雜工作的過程更加簡單。(資料來源:meldCX)

不只是結帳

將解決方案連接至他們的 ERP 系統,零售商可以最佳化從配銷到獨立店面的存貨水準。Borg 提供了另一種解釋以供參考︰「零售商經常會銷售水果與蔬菜等季節性產品。根據一年中的不同時間,這樣的產品可能需要從不同地方進口。不需要重新訓練模型,meldCX 解決方案可將產品的產地因素加入系統中,因此能自動正確定價與標價。」

此外,零售商可以維持商品協議的合規性,並讓每個供應商能在走道與商店內配置正確的貨架數量與位置。

另一個使用案例為包裹郵資處理。此解決方案可經過訓練以識別包裹的大小和形狀,並運用 AI 查核重量、貨運商的身分,以及國際運輸規定等。

運用簡化的機器學習,在更少時間內處理更多事情

機器學習讓開發人員與系統整合商擁有全新方法,能達到其最終客戶的目標。AOPEN 和 meldCX 系統等解決方案可簡化並加速機器學習過程,為零售商解決許多挑戰。

自動化櫃員與銀行業務的未來

編輯備註:雖然行動銀行和無接觸支付功能迅速發展,但是客戶仍然更喜歡去地方分行。但是在全新的零售環境中,我們必須將健康和安全因素,納入員工與客戶互動的考量中。

這就是為什麼機器人出納員(考慮到銀行業的未來),或許沒有我們想像得那麼遙遠。

Centerm 結合了最好的非接觸式交易與簡化的客戶服務。例如,銀行的智慧銀行多媒體資訊站可以透過臉部辨識或智慧型手機上的 QR 代碼,識別客戶並與客戶互動。曾經需要出納員的個人化銀行,現在已經可以遠距完成了。欲深入瞭解,請繼續閱讀。

 

消費者發現行動銀行的方便到不可思議。只要在行動裝置上輕輕滑動幾下,即可查看帳戶餘額、匯款甚至是購買保險。這種情況在亞洲地區尤為興盛,實際上當地人幾乎都把銀行帶著身上。

中國大陸就是其中一個例子,不到十年,中國大陸就已經從現金轉為非接觸式行動支付。在 2017 年,中國大陸進行了總價值高達 17 兆美元的行動交易,使中國大陸成為全球最大的行動支付市場。

但是,即使行動交易流行普及,零售銀行業務也不會馬上消失。一項研究指出,消費者在處理複雜業務時,更偏好前往銀行分行,例如貸款申請、開設新帳戶和諮詢服務等等。

舉例來說,中國農業銀行為 3.2 億零售客戶和 270 萬企業客戶提供服務。在 2017 年初,該銀行在中國大陸共有23,682 家分行。

現在,銀行的未來就在眼前。

去年夏天,中國建設銀行上海分行開設了第一間全自動銀行。「櫃員機器人」會使用臉部和語音辨識招呼客戶。一般銀行服務由智能櫃員機 (ITM) 提供,另外也能提供線上購物和公用事業帳單付款服務。最重要的是,這間高科技銀行擁有一間虛擬實境的展示廳,訪客可以在裡頭探索可能的公寓租金。

打造未來銀行

為了保持競爭力,銀行必須利用新技術來提供客戶期望的多平台和多地點服務。精簡型用戶端等裝置中的物聯網,在提供新服務與實現未來銀行等方面,發揮了十分重要的影響力。

許多銀行已經從執行各種當地應用程式的電腦平台,過渡到中央雲端平台。這種全新的系統基礎架構,源自於對提高安全性、簡化系統管理和降低營運成本的需求。這一點在現今特別重要,在專門人員稀缺的地方,必須以更少的員工提供更好的服務。

精簡型用戶端基礎架構的遷移已成為部署新技術的基礎。對於客戶和銀行人員來說,銀行終端可用於特定使用情況,例如填寫電子表格或追蹤櫃員交易。此外,結合 AI、生物識別、簽名識別和即時邊緣分析,銀行就能進一步擴展服務。

從精簡型用戶端到智慧銀行

這正是全世界首屈一指的精簡型用戶端供應商 Centerm​​​ 一展長才的地方。這間公司已經在金融服務和其他產業中,部署了數十萬個系統。現在,智慧銀行解決方案 能讓金融機構為客戶提供流暢且量身打造的體驗。

當客戶走進銀行的分行時,可以利用智慧銀行多媒體資訊站招呼他們。透過語音或指紋等生物識別技術就能自動識別客戶,客戶也能使用智慧型手機掃描 QR 碼登入。登入後,他們就能執行許多從前需要櫃員代為執行的各種交易。

舉例來說,客戶可以填寫電子表格,進行開設新帳戶、申請貸款、付款、確認預約等等。這代表在客戶與貸款幹事會面前,所有書面資料都已經完善、經過數位簽章,甚至已獲得批准。多媒體資訊站甚至會顯示針對性廣告、推薦令客戶感興趣的新產品或優惠。

無紙化的優點

從書面工作流程改為電子表格後,銀行的生產力也會提高。對於缺乏專門人員或人員短缺等問題的銀行來說,這非常重要。而且,這種無紙化文件不僅可以簡化客戶投入與業務營運 ,也可以讓銀行實現綠化舉措。

許多客戶(尤其是千禧世界)更願意(即便並非全部都願意)透過智慧型手機進行金融交易。Centerm 解決方案能讓銀行為行動客戶提供相同水準的服務。現在,帳戶持有人可以在世界各地進行交易、線上填寫表格,並且數位簽署文件。

無論是行動銀行或本地銀行,所有資訊都會在邊緣被擷取並加密,然後轉發到銀行的中央雲端伺服器。這讓銀行能夠即時分析,獲得客戶交易歷史與服務偏好的深入解析。櫃員和其他員工可以利用此資訊,提供高度個人化的服務,進而打造更佳的客戶體驗。

此外,在櫃員與客戶互動期間,可以在櫃檯獲得雙向影像和音訊記錄,進而提供所有金融交易的記錄。如果將來發生糾紛,儲存資料對銀行和客戶都非常有價值。

具有集中管理功能的專用終端

智慧銀行解決方案包括專用精簡型用戶端、智能終端、雲端型資料中心和集中管理系統。端對端系統以 Intel® 技術為基礎,讓銀行得以超越傳統銀行業務,發展數位無紙化系統,在客戶、銀行職員和資料中心間實現無縫資料流動,並且具有靈活的資訊輸入選項,如 1 所示。

圖 1。Centerm 智慧銀行解決方案能實現應用程式特定終端和無縫資料流動。
圖 1。Centerm 智慧銀行解決方案能實現應用程式特定終端和無縫資料流動。

Centerm 精簡型用戶端結構的另一個主要優勢是集中系統管理與控制。Centerm 雲端客戶管理系統  (CCCM) 能提供終端設定、部署和資產管理,以及安全性控制。這是一個高擴充性系統,一位客戶會使用集中控制的160,000 個 Centerm 終端。CCCM 功能包括:

  • 具有自動探索、設置和控制的組態管理
  • 批量處理、應用程式升級和發布通知的部署管理
  • 用於審計監測和維護軟體白名單的安全控制
  • 附有視覺報告的資產管理,並且附有軟體和硬體資產統計

行動銀行個人化

行動銀行是全新常態,但客戶仍然偏好造訪地方分行。透過與銀行人員直接互動,許多交易都能更容易完成。為了提高競爭力,銀行發現必須發展個人化並簡化服務,同時最佳化日常業務。

像 Centerm 這樣的公司,他們今天提供的解決方案,將為銀行帶來明天的成功。人工智慧、機器學習和邊緣分析能提供一系列安全便利的服務。客戶受益於便利服務,而銀行受益於更低的成本與全新的收入機會。

3 種數位電子看板標準:何者最佳?

數位看板是一種商業技術,會隨著消費者的步調演進。單單在過去幾年,我們就已經看到數位電子看板系統結合許多新功能,包括觸控螢幕、虛擬助理、影像分析和 8K 顯示器等等。

因此,在上市時程緊迫的情況下,製造商也愈來愈難開發出完全自訂的電子看板平台。相反地,許多製造商已將開發方向轉移至標準化的模組化硬體,讓他們得以運用新一代的功能,而不需要密集的設計週期。

目前有百分之 70 的數位電子看板已部署 Intel® 技術,而這多要歸功於 Intel® Next Unit of Computing (Intel® NUC) 等熱門硬體,以及 Open Pluggable Specification (OPS)、Mini OPS 和 OPS+ 標準。這些平台為數位看板系統提供高度可擴充性的基礎,以及因應 Intel® Smart Display Module (Intel® SDM) 這類更為纖薄節能的平台之移轉途徑。

Intel® Next Unit of Computing (Intel® NUC) 涵蓋基本功能

雖然 Intel NUC 平台並非專為數位電子看板應用打造,但該平台提供快速、簡易且可設定的迷你電腦,讓 OEM 能夠打造入門級的數位電子看板系統。由於希望媒體播放器盡可能不造成干擾,可商用部署的 NUC 數位電子看板套件因此用 4 吋 x 4 吋的小巧無風扇封裝,提供第 8 代 Intel® 酷睿 處理器的效能。

NUC 目前搭載的 Intel Core 處理器提供整合式圖形技術,最高達 Iris® Plus 顯示晶片 655,其可提供高達 4K 的解析度(更新頻率 60 Hz),並支援多個獨立顯示器。精選的第 8 代 Core 處理器也搭載 Intel® 博銳 技術,提供多核心、多執行緒效能,適合影像分析等多種使用案例,以及適合遠端平台管理與安全性的 Intel® 主動管理技術(圖 1)。

圖 1. Intel® NUC 套件 NUC8i7BEH 搭載第 8 代 Intel® 酷睿 i7 處理器,支援三台獨立顯示器。(資料來源:Intel® 公司

但 NUC 平台最大的優勢在於它的擴充性和模組化功能,這兩點充分展現在豐富多樣的圖形輸出、有線及無線連接能力,以及其他 I/O 當中。這些功能可由內部設計團隊重新設定,以協助加速部署 NUC 裝置並搭配各式各樣的 VESA 可安裝式顯示器,在未來也能協助無縫升級至進階 NUC 技術。

除此之外,數位電子看板設計師在搜尋完全隨即可用的 NUC 解決方案或獨立的 NUC 主機板時,可以從廣泛的第三方 NUC 價值鏈體系中找到數十種選項。

Open Pluggable Specification (OPS):專為電子看板設計

OPS 首見於 2010 年,做為將整合式顯示器和媒體播放器的系統架構進行標準化的方式。原始的 OPS 規格定義為運算模組,且置於 180 公釐 x 119 公釐 x 30 公釐的插入式機殼中。可插拔式機殼使用 80 針腳 JAE TX24A/TX25A 接頭,連接主機顯示器的視訊、音訊、電源、控制和其他訊號(圖 2)。

圖 2. Intel® Open Pluggable Specification (Intel OPS) 定義為 180 公釐 x 119 公釐 x 30 公釐插入式架構,這種架構將顯示器和媒體播放器的設計標準化。(資料來源:Intel® 公司

自問世以來,OPS 為了滿足更小體積和更高效能的市場需求,而有所進化。舉例來說,Mini OPS 規格運用類似的針腳輸出和散熱設計需求,但移除外殼來將尺寸縮小至 103 公釐 x 119 公釐 x 30 公釐(圖 3)。Mini OPS 也使用支援 4K 解析度的全新連接器,使標準非常適合用於較薄而且節能的顯示器。

圖 3.  Mini Open Pluggable Specification (Mini OPS) 的體積幾乎只有原始 OPS 規格的一半。(資料來源:Sharp Electronics

另一方面,OPS+ 規格的設計重點在於提供尖端功能,例如支援一台 8K 解析度顯示器或同時支援最多三台 4K 顯示器。OPS+ 之所以能提供這些功能,是因為它維護原始的 OPS 連接器以維持向下相容性,同時也新增第二個支援 USB 3.0、USB 2.0、PCIe 和前述顯示介面的高速連接器(圖 4)。這種高速連接器可以使用較高效能的處理器,例如 Intel® Xeon® 處理器 E3 搭配整合式 FPGA。

圖 4. Axiomtek 的 OPS700-520 與 Open Pluggable Specification+ (OPS+) 相容,並支援第 8 代 Intel® 酷睿 處理器。(資料來源:Axiomtek

有了相同的外型規格、向下相容的連接器以及大幅提升的運算效能,OPS+ 能夠提供因應更先進裝置管理、安全性和零售/影像分析功能的移轉途徑。

縮小 Intel® Smart Display Module (Intel® SDM) 以因應薄型顯示器

隨著數位看板朝著更薄、更輕、更高度整合的系統發展,全新的標準化解決方案將變得更加強勢。為此,Intel® SDM 提供了兩種外型規格的可換式卡片且其厚度僅有 20 公釐,以直接套入顯示器設計。

SDM Small (SDM-S) 和 SDM Large (SDM-L) 規格尺寸分別為 60 公釐 x 100 公釐 x 20 公釐 和 175 公釐 x 100 公釐 x 20 公釐,兩者皆可支援多個世代的 Intel 處理器,包含 Intel Atom® 和 Intel Core 產品系列。高速 PCIe 卡邊緣連接器讓模組能支援多種運算解決方案,同時也能驅動 8K 解析度顯示器和視訊擷取功能(影片 1)。

影片 1. Intel® Smart Display Module (SDM) 支援多種處理器選項與效能等級,適合各式各樣的數位電子看板使用案例。(資料來源:Intel® 公司

目前有超過 20 家顯示器廠商所開發的顯示器,以及超過 70 家製造商所設計的主機板,都與 Intel SDM 解決方案相容。這類主機板的範例之一是 Axiomtek 所推出的 SDM300S,這款 Intel SDM-S 模組支援四核心 Pentium® 處理器 N4200 與雙核心 Celeron® 處理器 N3350,以及最高 8 GB 的 LPDDR4 記憶體(圖 5)。

圖 5. Axiomtek 的 SDM300S 是一款搭載四核心處理器的 Intel® Smart Display Module Small (Intel® SDM-S) 主機板。(資料來源:Axiomtek

更小的電子看板,強大而簡單

數位電子看板產業競爭激烈,意味著 OEM 必須持續有新功能面市,才能掌握新商機。這可能會導致工程團隊面臨沉重的壓力,特別是市場上已經有了更薄、更高解析度而且具備更多功能的顯示器。

無論產品是入門級或高效能,是傳統或創新類型,本文所述的硬體標準都能讓數位電子看板製造商以經濟實惠的價格快速滿足設計需求。對於企業與一般使用者而言,這些標準確保能穩定提供即時、精彩的多媒體技術,帶來更多交流、互動與交易。

數位顯示器將城市街道變成智慧走廊

「一張圖片勝過千言萬語。」全球各地城市在人行道、地鐵站和體育場館設置的吸睛數位招牌,將這句名言的真諦發揮得淋漓盡致。藉由使用智慧型顯示器取代傳統的平面媒體,城市不斷探索新方式來為市民和企業創造價值,並強化城市服務。

舉例來說,OUTFRONT Media 是北美最大戶外媒體公司之一。這家公司將紐約市地鐵入口現有的 110 個靜態看板置換成 LG-MRIBoldVu 顯示器。此舉讓 OUTFRONT 每天能夠觸及 250 萬人,為城市帶來數百萬營收。

紐約市大都會運輸署資深主管 Paul Fleuranges 表示:「這些螢幕為廣告商提供平台,使其能以動態方式觸及來搭乘運輸工具的受眾,同時讓我們有能力在客戶進入地鐵站之前與其通訊。」

不止步於廣告

這在運用上並不囿限於廣告用途。智慧型顯示器可做為物聯網 (IoT) 應用程式主機的連結點。由於內建無線連線能力,顯示器可與天氣感應器整合,進行微氣候追蹤。城市維護人員可遠端連線至智慧水表和照明控制。私人公司和政府機構能夠直接向市民提供在地服務。

加裝麥克風和攝影機後,就能加強公共安全。如果系統偵測到具有潛在問題的事件,此技術會立即自動通知適當的服務機構。

發生緊急情況或災害危難時,也能與市民進行近乎即時的大範圍通訊。圖 1 的範例展示顯示器的部署方式與地點。

圖 1. 精心設置的 Smart Point 可強化安全並提供重要服務。(資料來源:LG-MRI)

但戶外顯示器必須承受嚴苛的環境挑戰,大部分產品在許多城市都無法經受天氣摧殘。強烈日照、寒凍天候、熱浪、傾盆暴雨,以及其他環境挑戰都可能損壞戶外設備。而且自然環境不是唯一的威脅,人為破壞也是問題之一。

此外,明亮的日光會讓螢幕難以觀看。大家都經歷過在大太陽下使用手機的挫折感吧。因此有些安裝商不得不將戶外招牌設置在遮蔭處,或提供遮蓋物讓陽光的干擾降到最小。

強悍顯示器,緊密整合

LG-MRI BoldVu Smart Point 以獨家方式解決戶外環境挑戰,同時提供能讓城市、市民和遊客獲益最多的便利設施。人行道服務的範圍包括傳輸資訊、互動式尋路指引、活動重點提示,以及指出名勝景點。

城市和媒體公司所使用的 BoldVu 顯示器能與公車候車亭等現有設施緊密整合。目標式廣告可為市政府產生收益並快速實現 ROI。

BoldVu Smart Point 不只能顯示資訊,還有更多功能。其環境密封式電子機殼內建多部高效能電腦,並配備專屬電源中心和溫度管理系統。

BoldVu Smart Point 提供在邊緣部署所需的解決方案,即一個乾淨、氣候受控以及備有電源的環境。舉例來說,Wi-Fi 路由器可將資訊站變成網際網路熱點,感應器則可啟動環境監控。Smart Point 也可安置蜂巢式無線電,增加無線網路的覆蓋範圍。

在這些使用案例中,BoldVu Smart Point 都提供端對端平台。針對環境意識、交通和行人分析,以及城市服務最佳化方面,邊緣資料和分析可提供大量深入洞見。雲端伺服器負責進行遠端集中管理,並可進一步分析測量數據。這一切都帶來顯著的商業優勢和商機。

從內到外均專門打造

LG-MRI 的設計以 Intel® 技術為中心,展現下列優點:

  • 即使在最具挑戰性的戶外環境,也能提供無與倫比的影像品質。
  • 配備溫度受控、環境密封與備有電源的機殼,可在邊緣部署連線技術。
  • 經過實證的系統架構,可進行邊緣運算、連線功能、資料收集和分析。

BoldVu Smart Point 持久耐用,代表其持有成本低廉。提供業界唯一的視覺效能保證,即在任何戶外環境都可全年無休使用長達 10 年,而且亮度絲毫不減。當能夠取得技術改良時,Smart Point 模組化設計意味著內部元件可以隨時更換或升級,以提供新的應用方式。

如臨其境的活動體驗

高清晰度顯示器技術為運動迷和其他活動參與者創造贏家體驗。透過這些色彩鮮明的大型顯示器,可在播放內容中加入令人興奮的元素,營造置身不同世界的氛圍。此外,還可針對每位訪客的體驗量身打造內容。視訊與分析以及社群媒體和行動通訊,皆可讓粉絲互動更具個人化特色。

ONE Daytona 購物中心即是其中一例,領導級數位產品與服務供應商 ISMConnect 近期在該處部署了 BoldVu Smart Point 網路。ONE Daytona 是在戴通納海灘購物、用餐和娛樂首選去處。

在此場所各處部署的設備網包括超過 20 台 BoldVu 75 英吋顯示器和觸控式資訊站(如圖 2 所示)。這些機器不只提供尋路指引和品牌訊息,也會使用攝影機處理視訊資料,提供目標式螢幕體驗。

圖 2. 戴通納海灘 ONE Daytona 的 LG-MRI 資訊站。

視訊分析能為該場所提供可據以行動的深入洞見,賦予承租人和贊助者更多能力,同時強化場地安全。

ISMConnect 行銷副總 Brian Becker 指出:「這些螢幕提供平台,以更現代化的方式讓訪客體驗活動,供品牌行銷產品,並使各場地打造值得回味的體驗。」 ONE Daytona 的發展已證實 BoldVu Smart Point 的實用性與 ROI。

最佳組合

MRI 銷售副總 Eric Hornsby 表示:「LG Electronics 以其多元化的消費性電子產品和家電產品聞名,而 LG-MRI 是該公司和 Manufacturing Resources International (MRI) 的合資企業。就 LCD 式街道設施的應用而言,BoldVu 是公認的卓越解決方案。 目前,LG-MRI 在公共與私人場所部署且持續運作的機台有 40,000 台。」

透過 BoldVu Smart Point 等智慧型顯示器,都市景觀中無所不在的固定設備均可釋放其潛力,協助政府將其轄下城市變成居住、工作與遊樂的好去處。

以現成技術連接舊式系統

幾乎所有產業的公司 – 包括運輸、製造、農業、公共事業及更多產業 – 紛紛尋求從舊式資產中擷取及利用資料的方法。但是許多公司並不確定如何以高成本效益的方式為之。

兩項關鍵挑戰使成本高漲。首先,是從現有設備中擷取資料所需付出的成本。在眾多案例中,舊式系統採用並不適合 IoT 應用程式的特殊通訊協定。

以運輸產業為例。卡車、巴士和其他車輛提供豐富的遙測數據,諸如機油壓力和電池充電程度。但是這些參數是透過特殊的 SAE J1939 匯流排來傳送,並非針對透過 IP 網路分享資料而設計。結果,工程師必須打造能將這些數據轉變為 IoT 可用型態的硬體與軟體 – 但是這種方案成本昂貴。

第二項挑戰是傳輸資料以供分析的種種困難。這項挑戰對於遠端或行動應用程式特別嚴苛,因為其網路連線可能緩慢或斷斷續續。但是即使有充裕的頻寬可用,傳輸資料的成本也可能高到令人卻步。

本人最近和 Jeff Knapp,Smart Connect Technologies, Inc. 的總裁暨執行長交換意見,談到關於組織如何減輕採用 IoT 時所面臨的這些障礙。依據 Knapp 的看法,關鍵在於採用現成可用的技術。

Knapp 說:「我們採用現成的硬體,不需要程式設計或專屬的驅動程式,結果大幅降低採用與實作的成本。」Knapp 表示這個方案不僅減少前置投資,還能降低總持有成本。

另一項關鍵策略是儘可能在邊緣處理資料。「此舉能緩解儲存問題。」Knapp 說道。「還能簡化頻寬和處理時間的難題。」

滿足特殊需求的現成解決方案

為說明這些方法,我們將討論運輸組織如何將其車隊、船隊或機隊 – 無論是鐵軌、道路或水面上的運輸工具 – 轉型為具備 IoT 功能的智慧型運輸工具。

請考量 SmartConnect Gateway 解決方案,此方案能在邊緣收集並分析即時的運輸工具資料以推動決策,並將特定資料集傳送到雲端,以獲得對於所屬運輸工具機隊及其智慧功能的深入洞見。

Smart Connect 的閘道是在搭載 Intel® 處理器的現成機器上執行;多家製造商均提供這種產品,要取得並不難,例如圖 1 顯示的 Dell 閘道,能讓解決方案提供低廉的總持有成本。這套系統採用和開放標準的安全軟體一併預載的 Security-Enhanced Linux (SELinux) 作業系統。

圖 1. SmartConnect Gateway 解決方案提供隨插即用的現成互通性。(資料來源:Smart Connect Technologies, Inc.)

SmartConnect 為製造、運輸和公共事業等眾多產業提供預先設計的驅動程式。在運輸業方面,閘道能存取診斷故障碼 (Diagnostic Trouble Codes, DTC),其中涵蓋:

  • 燃料油位
  • 引擎轉速
  • 進氣歧管壓力
  • 排氣壓力
  • 冷卻液液位
  • 冷卻液溫度
  • 電池電壓

閘道能在邊緣將這些資料正常化並進行分析,使系統能在途中,從邊緣即時變更操作。閘道也能經過程式設計,依據客戶的管理指令,即時以文字及/或電子郵件向指定的收件者發送警示。收件者審查並評估警示之後,可告知運輸工具內的駕駛如何因應。

在雲端中增加價值

閘道也能將資料安全地上傳給雲端平台供應商,例如 Amazon Web Services、SAP 或 IBM 以進行分析,大幅提高價值與功能性。

從眾多來源擷取和彙整遙測資料,並儲存到雲端以供進一步處理,運輸公司就能藉此建立資產管理計畫,涵蓋整個車隊、船隊或機隊來產生維修工單。這種計畫可透過下列功能產生正向的投資報酬率:

  • 縮減閒置時間
  • 減輕故障情形
  • 將資源最佳化
  • 提高效率
  • 減少燃料消耗
  • 降低污染
  • 增強安全性

在運輸業中,這樣的能力可大幅強化老舊的鐵路車輛、卡車、巴士、貨車、船隻和貨櫃。例如,貨運公司可使用這些資料來延長老舊設備的壽命,並監控貨物的狀況。運輸公司可使用這些資料來分析乘客在哪幾站上下車,並且增強交通工具的性能。

Golden Gate Transit 獲得更深入周全的洞見

以 Golden Gate Transit 來證明概念:這是由加州舊金山,金門大橋、高速公路暨運輸地區 (Golden Gate Bridge, Highway and Transportation District) 所經營的大眾運輸公司,他們的巴士配備感測器與攝影機,可擷取引擎數據和其他資料。這些資料透過 SmartConnect Gateway 傳送到 IBM 的 Watson IoT 平台,對巴士及其各種引擎元件進行預測式維護監控。

Golden Gate Transit 採用 IBM Maximo 作為資產管理軟體。Maximo 讓 Golden Gate 能夠管理資產的壽命週期和維護作業,並能追蹤故障狀況,執行預防式維護作業。Maximo 也為 Golden Gate 提供管理其會計、燃料、庫存、採購與其他資源的能力。

SmartConnect 解決方案還能幫助 Golden Gate 降低污染。藉由將車上安裝的攝影機所傳送回來的視訊結合 GPS、DTC、天氣與空氣品質資料,該公司能將巴士路線最佳化。此舉可減少引擎怠速,因此也降低了污染。

這些最佳化措施甚至能動態執行,例如萬一發生意外或事件 – 無論是棒球比賽提早結束,或自發的抗議活動阻塞街道 – 使交通非預期停止時能加以因應。Golden Gate 使用這些資料,能即時且隨時重新考慮交通狀況,為客戶提供更好的服務,並提升社區的健全狀況與居住舒適度。

賦予老舊設備新價值

減輕多少資料必須上傳到雲端的負擔,不僅能節省大量金錢,也能改善營運狀況。無論是提高生產力、實施預測式維護計畫、提高設備與營運效率、改進服務品質,或強化安全性,邊緣處理都提供嶄新方式,能從舊式設備中擷取並利用資料。

這就是為何選擇能在邊緣執行資料導向的決策,並能配合業務需求而擴充的全方位 IoT 解決方案是如此攸關緊要,以期充分發揮老舊資產的效益。在如此緊要的關頭,難怪所有產業類型的科技專家都希望瞭解,如何使邊緣資料和老舊設備解決方案獲得成功。