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物联网的发展为什么如此缓慢

来源:未知 时间:2018-05-28 11:31

如今在我们身边已经可以看到许多物联网的设备了,大到智慧城市、无人商店,小到智能手环、智能温度控制仪等,我们已经享受到了物联网所带来的便利,但与此同时,科幻电影中万物互联的场景依然还比较遥远,我们总是习惯性的把未来预估的足够近,但是技术的发现显然拉远了我们与未来的距离。简单来说,物联网如今的发展依然非常缓慢。

物联网风口为何还没来

当然若说缓慢也只是相对的,物联网的概念是在1999年被正式提出,如今经过将近20年的发展,若只从物联网本身出发,其技术已经进步相当大了,可谓从无到有的突破。但是如今物联网的发展已经满足不了人们日益提高的消费观念,加上其他诸多原因,导致了目前物联网依旧处在一个低速发展的状态。

缓慢发展的物联网

若是要探寻物联网发展为何依旧缓慢,目前可以归纳出以下几个原因,其一便是基础研究无法跟上,众所周知,物联网依赖于众多传感器通过网络连接,进行数据交互,最后形成整个物联网体系,因此准确的来说物联网本质上是一种传感器网络、自组织及多跳网络(wireless sensornetwork, ad-hocnetwork, wireless multi-hopnetwork)。

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但是想要实现一个分布式传感器采集网络,并不是想象中那么容易的事情。传统的无线网络如蜂窝、WLAN等,在高速移动的情况下通过优化路由和带宽分配策略可以达到较好的通信智联。但是这种方案在传感器网络上是有缺陷的,首先受限于能源的供给,目前只能采取电池或者太阳能进行供电,无法直接提供能量,所以当前传感器设计的重点在于保证功能完整情况下最大化地节能和增加网络的生存周期。

其次无线模块的发射距离和发射功率正相关,但是当通信节点之间距离大于最大发射距离时该如何解决?最后当无线节点没电时又要怎么解决?

可以说上述三个问题,便是目前无线传感网络研究中最核心的三个基本问题,几乎所有的研究都是在攻克这三项难关。如果这三个问题不解决,那么无线传感网络就无从谈起,更别提物联网的商业化了。

如何解决拖慢物联网发展的关键问题

目前对于这三个基本问题市面上也有一些相应的解决方案。第一个路由策略问题学术界已经有很多研究了,平面路由策略比如泛洪(Flooding)、SPIN、定向扩散等等。那么如何解决通信距离问题,由此产生了多跳网络以及组织网络。

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多跳网络很好理解,为了降低节点的无线发射距离所带来的能量损耗,节点会将数据发送到最近的另一个节点,通过接力棒的方式把数据以减损最少的方式传递下去,这就是多跳网络(multi-hop);而组织网络(ad-hoc)则复杂一些,在组织网络中的每一个节点即使网络节点又是路由器,而每一个节点都可以当做网关和外网通信,同时也可以转发数据包,这使得在传输数据上可以有多种方式,而如何选择最优的方式进行数据传递则是下一个挑战。

至于最后一个问题,该如何对节点进行供能,由于目前太阳能转化的效率依然不高,因此采用太阳能进行供电则会力有不逮。目前最简单直接的办法是更换电池,但是这样会浪费大量的时间。因此现在正在研究通过反射散射链路调制空间中的电磁信号进行供能和通信,也就是无线充电技术,这样可以彻底解决供电问题,但从实验到商用依然还有一段路要走。

以上便是从传感器技术制约的角度来看物联网发展的瓶颈,物联网的发展除了技术因素之外,还有许多其他方面的缘故。