我認(rèn)為現(xiàn)實世界面向物聯(lián)網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)并不根植于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)(inter-networking)，而在于如何推動事物影響網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和軟件編程，特別是在無線的情況下。

電池與物聯(lián)網(wǎng)

顯而易見，可充電電池推動了面向消費者的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

iPhone一天要沖幾個小時的電，使其能夠連入蜂窩網(wǎng)絡(luò)或WiFi，通過TCP/IP協(xié)議上網(wǎng)，這似乎并沒有大幅改變網(wǎng)絡(luò)或編程方法。Fitbit通過藍(lán)牙與其它設(shè)備通信，每天只需充電幾分鐘，這就對網(wǎng)絡(luò)和軟件編程模型產(chǎn)生了劇烈的影響。

但如果我告訴你電池必須在沒法充電或更換的情況下堅持1個月呢?6個月，2年，5年?這是瘋了嗎?誰會要求可穿戴設(shè)備要持續(xù)那么久不充電?

考慮一下這些非?，F(xiàn)實的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：在扁桃樹果園里監(jiān)測土壤和病害狀況，監(jiān)測奶牛的疾病情況，工廠里空氣壓縮機改造的預(yù)測性維護，包括起重機監(jiān)控、發(fā)動機性能監(jiān)測或者滅火器監(jiān)測在內(nèi)的過頂業(yè)務(wù)(over-the-topservices，指互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)利用傳統(tǒng)電信運營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，直接面向用戶提供的服務(wù))。在這些場景下，設(shè)備所處的環(huán)境是要求超過6個月(某個情況下是5年)沒有連接電源的。

說句題外話，過頂服務(wù)作為一個商業(yè)模式很有趣。那些銷售起重機、滅火器和汽車的傳統(tǒng)公司，期望他們的產(chǎn)品能夠更智能，并且聯(lián)網(wǎng)以獲得更多的服務(wù)收益，或者與客戶建立更密切的關(guān)系。但是他們希望能在不干擾現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的前提下安裝他們的產(chǎn)品，這意味著工業(yè)領(lǐng)域整個類別的物都需要較長的電池壽命。

如何使你的電池壽命變長

買一個大號的電池當(dāng)然是一種方法，但是通常既不實用也不劃算，更多的設(shè)計方法可以歸結(jié)為以下三個方面：

使用擁有先進的睡眠控制裝置的低功耗處理器

使用可以精確控制TX/RX(傳送/接收)時間的低功耗射頻技術(shù)

控制傳感器和制動器外圍設(shè)備的用電

換句話說，盡可能在低功耗的模式下有足夠長的時間讀取傳感器數(shù)據(jù)，發(fā)送信息，然后關(guān)閉所有設(shè)備。這關(guān)乎管理電池的占空比(一個脈沖循環(huán)內(nèi)通電時間所占的比例)。

怎樣權(quán)衡?

當(dāng)然，工程學(xué)的第一原則就是，你想得到一些就意味著你必須放棄另外一些東西，總有權(quán)衡——在這種情況下，必須用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接和軟件編程手段來交換長的電池壽命。

WiFi和TCP/IP真的不能幫助你很好的控制電池占空比。WiFi需要花費射頻時間來鎖定接入點，TCP發(fā)送數(shù)據(jù)之前需要使用握手協(xié)議建立連接，還要協(xié)議開銷來保證可靠性。這些過程都要花費珍貴的RF和處理器時間，而且時間不是花在傳輸數(shù)據(jù)上，而是在建立連接和可靠性上面。

你可以考慮使用UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)作為替代方案，但它仍然會浪費時間，并且無法保證可靠性。

一些可以縮短“ON”占空比的替代性網(wǎng)絡(luò)方案有：

即發(fā)即棄(Fireandforget)：如果可靠性不是大問題，那么這是使功率最小化的選擇

時間同步性傳輸(Timesynchronizedtransmit)：避免沖突

以電力中繼器作支持來傳遞信息(Abackboneofpoweredrepeaterstorelaymessages)：電池供電節(jié)點和電力節(jié)點之間的可靠性花費更少的時間

這些方案和其它非傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案的實施，意味著必須有其它方案來保證可靠性。好消息是，有新興標(biāo)準(zhǔn)在物理層、連接層和網(wǎng)絡(luò)層來管理這些物，但是別期待他們會像我們之前慣用的方式工作，將來必須有額外的工具和算法來可靠地收集數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)既不支持快速的睡眠/喚醒周期，也不會處理這些有限的RAM&閃存。物的決策邏輯將由嵌入式軟件和主要事件驅(qū)動：一個傳統(tǒng)IT開發(fā)人員不熟悉的編程范式。

問題不是如何驅(qū)動一個物聯(lián)網(wǎng)平臺，而是一個物聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)該能夠通過一些手段很容易的延長電池壽命，不是嗎?

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