行业资讯

物联网开发者是否有捷径可走?

发布时间 2019 - 05 - 01BY 金鸽科技 阅读 780次
        不知这两天,你有没有被这部极具情怀的漫威 11 年第 22 部老英雄集结的《复仇者联盟4:终局之战》刷屏或剧透。


        伴随着“I'm Ironman”的话语声,钢铁侠的一个响指,使得灭霸与其大军最终灰飞烟灭,而复仇者领军人物钢铁侠也因此完美地谢幕。英雄落幕虽不问归处,但是其留在我们心中的永远是那个无可比拟的战神。


        在此过程中,你是否曾幻想过,在现实世界的某一天,也能拥有如托尼·斯塔克一样的可穿戴式 Mark 50 钢铁侠战衣?其中撇开能源、飞行、防护等系统不谈,就通讯和定位系统而言,既可远端和服务器端的虚拟助手贾维斯连接,将传感器设备捕获的信息传递给贾维斯进行处理、分析后由其回执,也可以在钢铁侠身体参数不正常时进行检测提醒,此外,还能对其他目标物体进行扫描以及定位。


        其实,在万物互联时代的今天,可穿戴设备作为构成物联网众多设备中的一种,已经可以通过部分便携的设备实现读取和记录人体参数,并将数据通过物联网卡传输到平台层进行处理,与此同时,也可以采集人体外部的环境温度和空气质量等等。不过,从技术角度上来讲,如何才能更进一步地将未来拉近?作为物联网开发者,如何能实现更好的解决方案?其在上手的路途中,是否又有更快的捷道可走?在此,我们邀请到了两位一线的物联网技术专家,同时也是 Qualcomm IoT 荣誉技术大使——中科创达科技有限公司物联网事业部软件负责人陈丽娜和物联网 BU 软件架构师罗晓巍,请他们为我们分享当前物联网的困局与上手解决方案。


  • 陈丽娜,2012 年硕士毕业于北京邮电大学,随后加入到 Availink,作为高级软件工程师在该公司工作了 4 年多。2016 年,加入 ThunderSoft,负责基于 Qualcomm® APQ8053 和 Qualcomm® APQ8016 的应用及 Mediaware 开发。目前作为物联网部门的软件负责人,带领团队设计并实现了基于 STM32L476 的水情检测系统的窄带物联网采集设备,以及基于 STM32L4R9 的笔记本辅助屏幕的设计实现。

  • 罗晓巍,西电计算机通信毕业,曾经在华为北京、 摩托罗拉北京、索爱北京、法电北京等供职,一直从事通信,手机研发,和云计算等相关行业,目前在中科创达任职软件架构师。

百花齐放的物联网领域,国内的真实现状


        提及物联网领域,在过去几年间,我们见证了诸多物联网平台的诞生、终端设备和产品的普及、以及资本和媒体的热烈追捧,不过,在繁华的表面背后,国内物联网的真实现状究竟什么样?


        对此,罗晓巍和陈丽娜皆表示,当前国内的物联网产业还在发展的初级阶段。


        其中,从全局来看,罗晓巍认为,国内的物联网处于:


        1.起步阶段,碎片化问题不容忽视。物联网本身就是碎片化、多场景的应用,各个细分行业都有自己的物联网规划和发展思路。这可以类似早期互联网一样,百家发展,但各有所长。


        2.基础网络建设阶段,如 NB-IoT 和 Lora 技术。在国内,因为 NB-IoT 有运营商的加持,所以会更有希望成为标准和主流。


        3.物联网云建设阶段。目前阿里、亚马逊、微软、Google 等科技巨头都开始发力该平台的构建,2B 市场前景较为明朗。同时,国内大型企业的需求已经在电网、石油石化、物流行业、传统制造等行业中有所体现。


        然而技术发展从初步往成熟过渡的期间,必然需要面临无数的问题和挑战,物联网领域也不例外。陈丽娜表示,当前物联网在发展初期,有很多因素制约了其快速发展,譬如行业间的分割情况明显、资源共享不足、缺乏统筹规划、缺乏核心技术、信息安全方面没有保障、产业链不够完善等等。


        不过幸运的是,目前,随着各部门的不懈努力,国内物联网已初步形成了完整的产业体系,具备了一定的技术、产业和应用基础,市场环境与场景化日趋成熟。



新技术对物联网带来的影响


        在此趋势之下,随着云计算、人工智能、大数据等技术的崛起与发展,物联网也开始进入加速演变阶段。其中,以云计算为例,从最早的 IaaS 架构演变到 PaaS、SaaS 和当下非常火爆的 Serverless、Devops,云计算的统一管理、虚拟化技术使得整个互联网架构和开发效率得到了极大提升。且从组网、云资源和云安全到管控、数据存储和数据分析、数据展示等方面,云计算也做到相当完美的统一。


        罗晓巍解释道,整体来讲,云计算加速了物联网的发展,提供物联网更为便捷和高效的管理、部署和运维模式,并充分发挥数据共享、数据融合的特点,提供更为详尽的物联监控、数据分析和决策实施手段。同时物联网自身的发展也能带动云计算二次革命,使得多云融合、数据融合、数据共享等成为可能。下一代云计算和物联网必定是融合为一个整体,融合设备接入、Web 服务、数据共享和数据治理等维度。通过云平台粘合人与设备,设备与设备的互联。



4G 无法满足物联网的网络需求,5G 是否可以?


        除此之外,今年与往年相比,物联网领域或将迎来新的变革,即 5G 的建设与部署正在进行中。

        至于为何这么讲?


        在此,罗晓巍从技术角度剖析了 4G 在物联网时代存在的诸多缺陷:


        1.容量:4G 网络,一个小区 FDD 最多只支持 1200 个用户,TDD 约 400,同时接入业务只有二三百个。


        2.时延:4G 的时延约 30-50 毫秒,很多情景下太高了。


        3.速率:最高 300M 的传输速率,面对未来的音视频还是不够的。


        4.功耗:5G (4G 的 100 倍或更高)具有低时延(1ms)大连接(支持每平方公里百万连接)的特性。

        因此,4G 虽几乎满足了我们对于移动互联网的所有需求,但是在万物互联的场景下,机器类通信、大规模通信、关键性任务的通信对网络的速率、稳定性、时延等提出更高的要求,包括自动驾驶、AR、VR、触觉互联网等新应用对 5G 的需求十分迫切。对此,陈丽娜表示,面向未来,人们对移动互联网大流量应用的需求及万物互联的需求十分巨大,现有 4G 网络性能根本无法满足这些需求。


那么为什么 5G 就可以满足?


        对此,罗晓巍表示,首先 5G 新技术的提出就包含了对下一代移动网络的升级和改造,在接入设备数量、接入和传输速率、接入安全性等技术指标大大领先于目前的 3G/4G 移动网络。随着通信技术的发展,电波频率不断升高、波长不断缩短,因此在频率资源有限、不同的无线通信都需要使用频率的窘境之下,5G 带着更强的优势诞生了:


  • 毫米波:波长短,传输距离大幅缩短,覆盖能力大幅减弱。因此同一范围内,5G 需要的基站数量更多。

  • 微基站:基站数量变多,原有的大型基站成本巨大。因此,微基站诞生,优势明显,低功耗微基站使得未来城市中的电线杆、广告牌、路灯等接入设施,都将成为微基站挂靠的地方。

  • 大规模 MIMO 天线技术:意味着一个基站能够同时向更多用户发送和接收信号,从而增加移动网络的容量 22 倍或更多。

  • 波束成型:将信号传送给特定的用户,减少附近其他用户的干扰。在大规模 MIMO 基站上信号处理算法规划出最佳的路径到达用户,通过规划信号传播和抵达时间,波束成型允许多用户和天线在天线阵列上同时交换更多的信息。

  • D2D 设备到设备:同一基站下的用户,如果互相通信,他们的数据将不会基站转发,而是设备和设备直接互联,既节约了大量的空中资源,又减轻了基站的压力。


        相比于上一代 4G 网络,5G 组网便捷,可在工业、生活等领域降低建网成本。同时 5G 速度快、延时低,可为经济效益带来巨大改变。根据 Ericsson 主导的一项研究发现,网速每增加一倍,就能带来 0.3% 的经济增长。


        由此,单从物联网领域看,罗晓巍表示,以下的这些 5G 特性可以为更多的物联网应用赋能:


  • 数据速率高达 10Gbps,比 4G 和 4.5G 网络提高 10 至 100 倍;

  • 延迟低至 1 毫秒;

  • 每单位面积 1000x 带宽;

  • 与 4G LTE 相比,5G 每单位面积的联网设备数量高达 100x;

  • 可用性达 99.999%;

  • 覆盖率达 100%;

  • 网络能源消耗减少 90%;

  • 低功耗 IoT 设备电池寿命长达 10 年。


        基于此,陈丽娜总结道,5G 的优点就是高速、低延时、广连接。而物联网和上述的云计算一样,都是速率和容量的大户,5G 拥有更高的容量和更快的数据处理速度,那么 5G 标准对于物联网就提供了更充分的支持,必然会催进物联网的发展进程。有利于产业互联全面推进,进一步促进移动互联网和物联网的整合,这样大量的可穿戴设备可以走进人们的日常生活,同时会促进智能家居、车联网领域的发展。


本文转载自CSDN,感谢分享!