物聯網的髮展爲什麽如此緩慢

2018-05-07 09:43:00
橘子醬
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如今在我們身邊已經可以看到許多物聯網的設備瞭,大到智慧城市、無人商店,小到智能手環、智能溫度控製儀等,我們已經享受到瞭物聯網所帶來的便利,但與此衕時,科幻電影中萬物互聯的場景依然還比較遙遠,我們總是習慣性的把未來預估的足夠近,但是技術的髮現顯然拉遠瞭我們與未來的距離。簡單來説,物聯網如今的髮展依然非常緩慢。


物聯網風口爲何還沒來

當然若説緩慢也隻是相對的,物聯網的概念是在1999年被正式提齣,如今經過將近20年的髮展,若隻從物聯網本身齣髮,其技術已經進步相當大瞭,可謂從無到有的突破。但是如今物聯網的髮展已經滿足不瞭人們日益提高的消費觀念,加上其他諸多原因,導緻瞭目前物聯網依舊處在一箇低速髮展的狀態。

緩慢髮展的物聯網

若是要探尋物聯網髮展爲何依舊緩慢,目前可以歸納齣以下幾箇原因,其一便是基礎研究無法跟上,衆所週知,物聯網依賴於衆多傳感器通過網絡連接,進行數據交互,最後形成整箇物聯網體繫,因此準確的來説物聯網本質上是一種傳感器網絡、自組織及多跳網絡(wireless sensor network, ad-hoc network, wireless multi-hop network)。


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但是想要實現一箇分佈式傳感器採集網絡,併不是想象中那麽容易的事情。傳統的無線網絡如蜂窩、WLAN等,在高速移動的情況下通過優化路由和帶寬分配策略可以達到較好的通信智聯。但是這種方案在傳感器網絡上是有缺陷的,首先受限於能源的供給,目前隻能採取電池或者太陽能進行供電,無法直接提供能量,所以當前傳感器設計的重點在於保證功能完整情況下最大化地節能和增加網絡的生存週期。

其次無線模塊的髮射距離和髮射功率正相關,但是當通信節點之間距離大於最大髮射距離時該如何解決?最後當無線節點沒電時又要怎麽解決?

可以説上述三箇問題,便是目前無線傳感網絡研究中最核心的三箇基本問題,幾乎所有的研究都是在攻剋這三項難關。如果這三箇問題不解決,那麽無線傳感網絡就無從談起,更彆提物聯網的商業化瞭。

如何解決拖慢物聯網髮展的關鍵問題

目前對於這三箇基本問題市麵上也有一些相應的解決方案。第一箇路由策略問題學術界已經有很多研究瞭,平麵路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定曏擴散等等。那麽如何解決通信距離問題,由此産生瞭多跳網絡以及組織網絡。


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多跳網絡很好理解,爲瞭降低節點的無線髮射距離所帶來的能量損耗,節點會將數據髮送到最近的另一箇節點,通過接力棒的方式把數據以減損最少的方式傳遞下去,這就是多跳網絡(multi-hop);而組織網絡(ad-hoc)則複雜一些,在組織網絡中的每一箇節點卽使網絡節點又是路由器,而每一箇節點都可以當做網關和外網通信,衕時也可以轉髮數據包,這使得在傳輸數據上可以有多種方式,而如何選擇最優的方式進行數據傳遞則是下一箇挑戰。

至於最後一箇問題,該如何對節點進行供能,由於目前太陽能轉化的效率依然不高,因此採用太陽能進行供電則會力有不逮。目前最簡單直接的辦法是更換電池,但是這樣會浪費大量的時間。因此現在正在研究通過反射散射鏈路調製空間中的電磁信號進行供能和通信,也就是無線充電技術,這樣可以徹底解決供電問題,但從實驗到商用依然還有一段路要走。

以上便是從傳感器技術製約的角度來看物聯網髮展的瓶頸,物聯網的髮展除瞭技術因素之外,還有許多其他方麵的緣故。

需求疲軟 標準混亂

首當其衝的自然是需求上的疲軟,目前物聯網的應用端除瞭在商用或工業用途之外,在箇人消費商的應用還未顯現,這也導緻瞭物聯網的髮展進程得不到爆髮式的推進。


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其次,由於現在物聯網依然還處在一箇混亂的狀態,但就一箇物聯網無線連接技術標準就有NB-IoT、LoRa、ECGSM、eMTC等,無法統一的標準,使得物聯網硬件成本始終高居不下。

除瞭硬件之外,軟件生態更是建設艱難,現在的物聯網企業甚至要把軟件與硬件通過打包進行一條龍服務。

而隨著技術的髮展,也帶動物聯網數據的産生,而這些數據的安全性該如何保障,以及隨之而來的關於採集用戶隱私數據的法律問題,都限製瞭物聯網的髮展。

當然隨著5G以及人工智能的髮展,物聯網也將在這些技術的帶動之下進行大步跨越,這將會幫助解決物聯網技術以及標準上的問題,而這些問題的解決也將帶動物聯網生態的建立,屆時物聯網也將慢慢完善建設。

物聯網髮展還鬚技術推動

目前來説,最重要的問題依然在物聯網的需求方麵,而需求是一箇技術進步的動力,如何激活市場對於物聯網的需求,也是目前最需要解決的關鍵所在,因此可以看到許多對於物聯網的宣傳,正是爲瞭引導市場接納物聯網,爲今後的物聯網髮展打下地基。


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物聯網的未來是擁有無限可能的,不過就目前而言,物聯網髮展的風口依然遲遲未現,但不用就此感到焦慮,隻不過是我們對於物聯網的期望太高所導緻的,而物聯網本身也一直在穩步的推進當中。

比爾蓋茨的《未來之路》中有這麽一句話,我們總是高估瞭未來兩年裡將髮生的變化,過於低估瞭未來十年將髮生的變化。物聯網的未來無疑是光明的,而我們隻需靜待牠到來的那一天。


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