2018年5月14日 星期一

Business Models and the Internet of Things


來源: OFweek物联网



如今在我們身邊,已經可以看到許多物聯網的設備了,大到智慧城市、無人商店,小到智慧手環、智慧溫度控制儀等,我們已經享受到了物聯網所帶來的便利。

但與此同時,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,但是技術的發展,顯然拉遠了我們與未來的距離。簡單來說,物聯網如今的發展依然非常緩慢。


物联网风口为何还没来



當然若說緩慢也只是相對的,物聯網的概念是在1999年被正式提出,如今經過將近20年的發展,若只從物聯網本身出發,其技術已經進步相當大了,可謂從無到有的突破。

但是如今物聯網的發展,已經滿足不了人們日益提高的消費觀念,加上其他諸多原因,導致了目前物聯網,依舊處在一個低速發展的狀態。

緩慢發展的物聯網

若是要探尋物聯網發展為何依舊緩慢,目前可以歸納出以下幾個原因,其一便是基礎研究無法跟上。物聯網依賴於眾多傳感器,透過網路連接,進行數據交互,最後形成整個物聯網體系,因此準確的來說,物聯網本質上是一種傳感器網路、自組織及多跳網路(wireless sensor network, ad-hoc network, wireless multi-hop network)。


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但是想要實現一個,分布式傳感器採集網路,並不是想像中那麼容易的事情。

傳統的無線網路如蜂窩、WLAN等,在高速移動的情況下,透過優化路由和頻寬分配策略,可以達到較好的通信智聯。但是這種方案在傳感器網路上是有缺陷的,首先受限於能源的供給,目前只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,和增加網路的生存週期。

其次無線模組的發射距離,和發射功率正相關,但是當通信節點之間,距離大於最大發射距離時該如何解決?最後當無線節點沒電時,又要怎麼解決?

可以說上述三個問題,便是目前無線傳感網路研究中,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。如果這三個問題不解決,那麼無線傳感網路就無從談起,更別提物聯網的商業化了。

如何解決拖慢物聯網發展的關鍵問題

目前對於這三個基本問題,市面上也有一些相應的解決方案。第一個路由策略問題,學術界已經有很多研究了,平面路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定向擴散等等。那麼如何解決通信距離問題,由此產生了多跳網路,以及組織網路。


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多跳網路很好理解,為了降低節點的無線發射距離,所帶來的能量損耗,節點會將數據發送到最近的另一個節點,透過接力棒的方式,把數據以減損最少的方式傳遞下去,這就是多跳網絡(multi-hop)。

而組織網路(ad-hoc)則複雜一些,在組織網路中的每一個節點,即網路節點又是路由器,而每一個節點都可以當做閘道器和外網通信,同時也可以轉發數據包,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個挑戰。

至於最後一個問題,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。

因此現在正在研究透過反射散射鏈路,調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,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限制的角度,來看物聯網發展的瓶頸,物聯網的發展除了技術因素之外,還有許多其他方面的緣故。

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,除了在商用或工業用途之外,在個人消費商的應用還未顯現,這也導致了物聯網的發展進程,得不到爆發式的推進。


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其次,由於現在物聯網依然還處在一個混亂的狀態,但就一個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,使得物聯網硬體成本,始終高居不下。

除了硬體之外,軟體生態更是建設艱難,現在的物聯網企業,甚至要把軟體與硬體,透過打包進行一條龍服務。

而隨著技術的發展,也帶動物聯網數據的產生,而這些數據的安全性該如何保障,以及隨之而來的關於,採集使用者隱私數據的法律問題,都限制了物聯網的發展。

當然隨著5G,以及人工智慧的發展,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。

物聯網發展還須技術推動

目前來說,最重要的問題,依然在物聯網的需求方面,而需求是一個技術進步的動力,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,正是為了引導市場接納物聯網,為今後的物聯網發展打下地基。


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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,物聯網發展的風口,依然遲遲未現,但不用就此感到焦慮,只不過是我們對於物聯網的期望太高所導致的,而物聯網本身也一直在穩步的推進當中。

比爾蓋茲的《未來之路》中,有這麼一句話,我們總是高估了未來兩年裡將發生的變化,過於低估了未來十年將發生的變化。物聯網的未來無疑是光明的,而我們只需靜待它到來的那一天。


                                                                                                                                                                   

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