物联网的发展现状
作者 | 物联网智库2022-09-28

物联网本着万物皆可入网的思想,以实现万物互联作为最终目标,已帮助数以亿计的设备实现互联互通。然而,随着市场规模的蓬勃增长,设备的供能、续航等问题正在成为物联网发展的新挑战。可以说,如何实现低功耗、低成本、长生命周期的网络已成为物联网下一阶段亟待突破的关键。

在此背景下,低功耗物联双从2010年左右开始萌芽,经过十多年的发展,形成工以BLE、LoRa、NB-IoT、RedCap等为代表的一系列成熟的低功耗物联网技术。其中,BLE是低功耗蓝牙技术,与经典蓝牙保持连接的工作模式不同,BLE 采用“睡眠-唤醒”模式节能,具有易用性、集成性等特点,广泛应用于各类智能终端中。LoRa是远距离无线电技术,定义了三种不同的终端工作模式以降低功耗,具有多节点,广域连接等特点,适用于物联网报警,燃气无线抄表等场景。NB-IoT是低功耗窄带物联网技术,相比 LoRa,其使用授权频段,干扰相对较少,具有高可靠性、高安全性特点。RedCap是轻量级的5G物联网技术,能够满足可穿戴设备、工业无线传感器等对网络能力的需求介于eMBB、uRLLC和mMTC之间的场景需求。

上述低功耗物联网技术虽然以实现物联网终端低功耗、大连接为愿景,但随着技术的不断迭代,一方面,低功耗终端在成本、尺寸等方面逐渐出现瓶颈,在面对食品溯源、商品流通等对单品跟踪管理需求高的应用场景时不具备明显优势。另一方面,受制于常规电源的工作环境,此类低功耗终端无法在高温、超低温、高湿、高辐射等严苛的通信环境中正常工作,应用场景受限。

为解决上述问题,无源物联网开始走上产业舞台,并于近两年逐渐成为关注热点。无源物联网是利用环境能量采集技术,将周围可利用的信号与能量转化为可驱动自身电路的电能,同时利用以反向散射为核心的通偏模式,实现向目标节点传递信息的技术。其最显著的特征是完全不依赖传统电池供电,能够很好地解决低功耗物联网发展过程中的瓶颈问题,是下一代物联网发展的关键技术。

物联网连接规模分布金字塔

图1 物联网连接规模分布金字塔

物联网连接规模分布金字塔如图 1 所示。其中,金字塔顶端是以 5G NR、LTE 为代表的高速物联网,目前主要应用于高清视频传输、AGV 集群控制等对时延及带宽要求高的场景;第二部分是以 RedCap 为代表的中速物联网,可支持工业传感器、可穿戴设备、监控摄像头等用例,实现十亿级连接;第三部分是以 BLE、LoRa、NB-IoT 为代表的低速物联网,面向视频监控、工业无线传感器网络等场景,可以实现更低终端复杂度的信息采集,支持百亿级连接规模;金字塔基石是以 RFID、蜂窝反向散射通信等为代表的无源物联网,因其在终端功耗、尺寸以及成本等方面具有显著优势,可广泛应用于资产管理领域,创造物联网千亿级市场的突破。


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