未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)有怎樣的威力

連接無(wú)處不在、無(wú)所不包物聯(lián)網(wǎng)作為信息系統(tǒng)向物理世界的延伸，拓展了人類認(rèn)知和控制物理世界的能力，已經(jīng)被稱為繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，正在深刻地改變著人類的生存環(huán)境和生活方式。近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)通信、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線射頻識(shí)別等信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，應(yīng)用日新月異。國(guó)際著名研究咨詢機(jī)構(gòu)高德納（Gartner）的報(bào)告顯示，全球通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備總數(shù)在2020年前將達(dá)260億臺(tái)，年均復(fù)合增速達(dá)到35%，其中無(wú)線傳感器及其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)約占總數(shù)的60%。物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)一旦大面積部署，將是很具顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展令人鼓舞，其未來(lái)前景廣闊。但是，物聯(lián)網(wǎng)距離其萬(wàn)物相連、無(wú)處不在的初衷還相去甚遠(yuǎn)。雖然發(fā)展了近二十年，至今尚未出現(xiàn)大規(guī)模的普適應(yīng)用，進(jìn)入了舉步維艱的階段。

不可否認(rèn)的是，我們即將或者已經(jīng)進(jìn)入了萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，連接，成為我們不可或缺的媒介。有人說(shuō)，連接像氧氣一樣無(wú)處不在，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的以TCP/IP為基礎(chǔ)的連接具有“同構(gòu)性”，即使考慮到軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）等新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其差異性也遠(yuǎn)不如物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)中形形色色的連接具有異構(gòu)性和泛在性的特點(diǎn)。而在這一切形形色色的連接背后，卻有著一個(gè)看不見(jiàn)的敵人”，那就是時(shí)間。

說(shuō)到這個(gè)“敵人”，一部愛(ài)情電影《喜歡你》里面，由金城武扮演的男主人公在煮泡面時(shí)說(shuō)“時(shí)間是面的敵人”，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而言，時(shí)間也是能量的敵人。長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的能量供應(yīng)是維系物聯(lián)網(wǎng)生存和擴(kuò)張的一個(gè)重要因素。物聯(lián)網(wǎng)的核心任務(wù)是提供連接和感知能力，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和智能化的信息處理。感知、連接、傳輸和計(jì)算這幾個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，都依賴于穩(wěn)定的能量供給。

在大多數(shù)應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知、無(wú)線傳輸和分布式計(jì)算均由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作則依賴于自身攜帶的電池提供能量。這種工作方式需要頻繁地更換電池，以保持能量的持續(xù)供應(yīng)，維持物聯(lián)網(wǎng)的工作壽命。在這種工作方式下隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷地向廣度和深度發(fā)展，能量供應(yīng)障礙問(wèn)題日益突出，原因如下：

1. 隨著物聯(lián)網(wǎng)迅速地向廣度發(fā)展，即網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速增大，必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量激增。按照高德現(xiàn)納的預(yù)測(cè)，2020年全球通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接的各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)將達(dá)到260億，并以35%的速度增加。如此大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使得電池更換或能量維護(hù)（無(wú)論是人工更換電池還是移動(dòng)充電）都成為非常昂貴和困難的工作，能量供應(yīng)障礙問(wèn)題隨之而來(lái)。

2. 隨著物聯(lián)網(wǎng)迅速地向深度發(fā)展，即全方位地向物理世界延伸，必將導(dǎo)致大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入人類和充電裝置不能接近的位置（如戰(zhàn)場(chǎng)、含毒害物質(zhì)的空間）。這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電池更換或能量維護(hù)成為不可能，能量供應(yīng)障礙問(wèn)題不可避免。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展舉步維艱的重要原因之一是能量供應(yīng)障礙。如何解決能量問(wèn)題，保證網(wǎng)絡(luò)能夠持久、穩(wěn)定地運(yùn)行，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)普適應(yīng)用面臨的一個(gè)非常重要的挑戰(zhàn)。