AI、5G 到來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展卻變得緩慢了

■鐘濤

如今在我們身邊已經(jīng)可以看到許多物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備了，大到智慧城市、無人商店，小到智能手環(huán)、智能溫度控制儀等，我們已經(jīng)享受到了物聯(lián)網(wǎng)所帶來的便利，但與此同時，科幻電影中萬物互聯(lián)的場景依然還比較遙遠，我們總是習(xí)慣性地把未來預(yù)估得足夠近，而技術(shù)的發(fā)現(xiàn)顯然拉遠了我們與未來的距離。簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)如今的發(fā)展依然非常緩慢。

當然若說緩慢也只是相對的，物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年被正式提出，如今經(jīng)過將近20年的發(fā)展，若只從物聯(lián)網(wǎng)本身出發(fā)，其技術(shù)進步已經(jīng)相當大了，可謂從無到有的突破。但是如今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)滿足不了人們?nèi)找嫣岣叩南M觀念，加上其他諸多原因，導(dǎo)致了目前物聯(lián)網(wǎng)依舊處在一個低速發(fā)展的狀態(tài)。

緩慢發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)

若是要探尋物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展為何依舊緩慢，目前可以歸納出以下幾個原因，其一便是基礎(chǔ)研究無法跟上。物聯(lián)網(wǎng)依賴于眾多傳感器通過網(wǎng)絡(luò)連接，進行數(shù)據(jù)交互，最后形成整個物聯(lián)網(wǎng)體系，因此準確來說物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一種傳感器網(wǎng)絡(luò)、自組織及多跳網(wǎng)絡(luò)。

但是想要實現(xiàn)一個分布式傳感器采集網(wǎng)絡(luò)，并不是想象中那么容易的事情。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)如蜂窩、WLAN等，在高速移動的情況下通過優(yōu)化路由和帶寬分配策略可以達到較好的通信智聯(lián)。但是這種方案在傳感器網(wǎng)絡(luò)上是有缺陷的，首先受限于能源的供給，目前只能采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(shè)計的重點在于保證功能完整情況下最大化地節(jié)能和增加網(wǎng)絡(luò)的生存周期。

其次無線模塊的發(fā)射距離和發(fā)射功率相關(guān)，但是當通信節(jié)點之間距離大于最大發(fā)射距離時該如何解決？最后當無線節(jié)點沒電時又要怎么解決？

可以說上述三個問題，便是目前無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究中最核心的三個基本問題，幾乎所有的研究都是在攻克這三項難關(guān)。如果這三個問題不解決，那么無線傳感網(wǎng)絡(luò)就無從談起，更別提物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)化了。

如何解決拖慢物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵問題

目前對于這三個基本問題市面上也有一些相應(yīng)的解決方案。第一個路由策略問題學(xué)術(shù)界已經(jīng)有很多研究了，平面路由策略比如泛洪（Flooding）、SPIN、定向擴散等等。那么如何解決通信距離問題，由此產(chǎn)生了多跳網(wǎng)絡(luò)以及組織網(wǎng)絡(luò)。

多跳網(wǎng)絡(luò)很好理解，為了降低節(jié)點的無線發(fā)射距離所帶來的能量損耗，節(jié)點會將數(shù)據(jù)發(fā)送到最近的另一個節(jié)點，通過接力棒的方式把數(shù)據(jù)以減損最少的方式傳遞下去，這就是多跳網(wǎng)絡(luò)（multi-hop）；而組織網(wǎng)絡(luò)（ad-hoc）則復(fù)雜一些，在組織網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點既是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點又是路由器，而每一個節(jié)點都可以當作網(wǎng)關(guān)和外網(wǎng)通信，同時也可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，這使得在傳輸數(shù)據(jù)上可以有多種方式，而如何選擇最優(yōu)的方式進行數(shù)據(jù)傳遞則是下一個挑戰(zhàn)。

至于最后一個問題，該如何對節(jié)點進行供能，由于目前太陽能轉(zhuǎn)化的效率依然不高，因此采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(xiàn)在正在研究通過反射散射鏈路調(diào)制空間中的電磁信號進行供能和通信，也就是無線充電技術(shù)，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(shù)制約的角度來看物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，可以看到物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展除了技術(shù)因素之外，還有許多其他方面的緣故。

需求疲軟標準混亂

首先自然是需求上的疲軟，目前物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用端除了在商用或工業(yè)用途之外，在個人消費上的應(yīng)用還未顯現(xiàn)，這也導(dǎo)致了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進程得不到爆發(fā)式的推進。

其次，由于現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)依然還處在一個相對混亂的狀態(tài)，例如：就一個物聯(lián)網(wǎng)無線連接技術(shù)標準就有NB-IoT、LoRa、ECGSM、eMTC等，無法統(tǒng)一的標準，使得物聯(lián)網(wǎng)硬件成本始終高居不下。

除了硬件之外，軟件生態(tài)更是建設(shè)艱難，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)甚至要把軟件與硬件通過打包進行一條龍服務(wù)。

隨著技術(shù)的發(fā)展，也帶動物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，而這些數(shù)據(jù)的安全性該如何保障，以及隨之而來的關(guān)于采集用戶隱私數(shù)據(jù)的法律問題，都限制了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

當然隨著5G以及人工智能的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也將在這些技術(shù)的帶動之下進行大步跨越，這將會幫助解決物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及標準上的問題，而這些問題的解決也將帶動物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的建立，屆時物聯(lián)網(wǎng)也將慢慢完善建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還須技術(shù)推動

目前來說，最重要的問題依然在物聯(lián)網(wǎng)的需求方面，而需求是一個技術(shù)進步的動力，如何激活市場對于物聯(lián)網(wǎng)的需求，也是目前最需要解決的關(guān)鍵所在，因此可以看到許多對于物聯(lián)網(wǎng)的宣傳，正是為了引導(dǎo)市場接納物聯(lián)網(wǎng)，為今后的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下地基。

物聯(lián)網(wǎng)的未來是擁有無限可能的，不過就目前而言，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風(fēng)口依然遲遲未現(xiàn)，但不用就此感到焦慮，這只不過是我們對于物聯(lián)網(wǎng)的期望太高所導(dǎo)致的，而物聯(lián)網(wǎng)本身也一直在穩(wěn)步地推進當中。

比爾·蓋茨的《未來之路》中有這么一句話，我們總是高估了未來兩年里將發(fā)生的變化，過于低估了未來十年將發(fā)生的變化。物聯(lián)網(wǎng)的未來無疑是光明的，而我們只需靜待它到來的那一天。