物联网给NB-IoT等新技术带来哪些机遇和挑战

NB-IOT是基于蜂窝的窄带无赖网成为万物互联网的一个重要分支。NB-IOT构建与蜂窝网络，消耗大约180KHZ的宽带，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或者LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IOT是IOT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫做低功耗广域网，支持待机时间长、对网络连接要求较高的设备的高效连接。

NB-IOT的优势

强链接：

在同一基站的情况下，NB-IOT可以比现有无线技术提供50—100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络结构。

高覆盖：

NB-IOT室内覆盖能力强，比LTE提升20DB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。

低功耗：

低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感器监测设备，它们不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池寿命是最本质的需求。NB-IOT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IOT设备 功耗可以做到非常小。

低成本：

NB-IOT无需重新建网，射频和天线基本上都是服用的。举个例子：就拿中国移动来说，900MHZ里面有一个比较宽的频带，只需要请出来一部分2G的频段，就可以直接进行LTE和NB-IOT的同时部署。低速率、低功耗、低宽带同样给NB-IOT芯片以及模块带来低成本的优势。

窄带物联网的出现，改变了物联网的应用。

近两年，全球智能手机出货量开始下滑，智能手机市场已经由增量竞争变为了存量竞争，在狭窄的胡同口贴身肉搏的手机厂商们，均寄望于寻找新的增长点，一方面在智能手机擂台上各出奇招，另一方面集体磨刀霍霍杀向了IoT领域。

IoT即物联网，简要讲就是互联网从人向物的延伸。手机市场强调人与人之间的沟通，物联网则是物与物之间、手机与物之间的沟通，在根本的原理和使用的零部件上，物联网和手机行业比较接近。因此，有着硬件优势的手机厂商们纷纷把物联网作为下一个战场，积极入局跑马圈地，以此抢夺时代制高点。
目前来看，全球主流手机厂商都推出了自己的IoT战略。其中，苹果在智能穿戴和智能 汽车 等IoT设备上寻找新的增长点；华为和一加宣布进军电视行业，投身互联网智能家居领域；小米则通过打造智能家居各类硬件产品布局物联网生态链。与这些手机厂商不同的是，vivo并没有推出IoT设备，而是独辟蹊径的推出Jovi物联，通过Jovi进军智能家居物联网。

2018年9月6日，在北京的X23新品发布会上，vivo人工智能全球研究院院长周围首次对外发布了vivo物联网战略，推出了vivo的IoT产品：Jovi物联，vivo希望能通过统一的技术标准无缝联结智能设备。
据了解，以vivo为代表的手机、家电企业之所以要成立IoT生态开放联盟，是因为他们发现，IoT技术的发展使家庭智能设备的智慧互联成为必然趋势，但在发展的过程中，还存在着很多技术与商业的挑战。

具体来看，IoT设备的开发者，在每一个设备上都需要为不同的品牌、不同的阵营，不同的行业标准去做多份的适配。而消费者需要为每一个买回来的设备，安装不同的控制程序，严重的是，不同品牌的智能设备能够互联互通。

正是由于IoT市场上的这种碎片化现象，让vivo认识到建立IoT开放生态联盟迫在眉睫。IoT开放生态联盟的建立能将消费者和开发者的需求化繁为简，消费者可以使用一个APP控制多款设备，开发者也只需要开发一次便可适配多个控制端。
虽然当前市场上有很多生态联盟，比如小米的物联网生态链，但是这些生态联盟并没有做到真正的完全开放，在vivo看来，只有做到真正完全开放的IoT生态开放联盟，才能实现大规模的增长。
据悉，搭载于vivo手机上的IoT应用Jovi，是IoT生态开放联盟中的“控制中枢”，这是其手机产品在IoT生态中扮演的最重要的、也是唯一的角色。目前，Jovi物联现已支持4个品牌，23个品类，430+款设备，未来的IoT将是一个种类极大丰富的市场，接入的IoT厂商和设备将会越来越多，消费者的使用体验也会越来越好。

不过，物联网的实现还需要技术做支撑。物联网时代，5G和AI将是未来IoT世界中两个主要的驱动引擎。因此，只有在AI和5G核心的技术上进行踏实的准备和布局，才能在未来万物互联时代走得更远。
此前，vivo人工智能全球研究院院长周围曾表示，在推进人工智能战略的过程中，他发现其实IoT场景占据了人工智能三分之一的数据和场景，vivo要想做好人工智能，必须做好IoT。同样，将数据、服务、与手机的IoT等硬件进行智慧场景化连接的关键是AI。

在AI领域，vivo算是入局较早的手机厂商，早在2017年6月，vivo便成立AI研发中心，启动人工智能研究，并于次年3月发布人工智能子品牌Jovi。紧接着vivo又在深圳、北京、杭州、南京以及美国的圣地亚哥5个城市，投资设立AI全球研究院。

据悉，这5个城市是目前中美AI人才较为集中的城市，vivo希望聚集业界优秀研发人才，以打造人工智能软硬件平台。另外，在具体的研究领域和方向上，5个AI研究院分部会各有侧重，其中包括知识图谱、自然语言以及机器视觉等领域，也包括其他具有前瞻性的技术发展方向和领域。

作为手机厂商，vivo的天生优势就是更了解用户的智能终端使用习惯和场景化需求，这也让智能手机厂商在向上连接服务于数据，向下连接IoT设备中，更容易发挥AI优势，进行硬件+软件的完整生态整合。

此外，IoT的实现除了依靠人工智能技术的进步，也有赖于5G技术的突破。

众所周知，物联网时代，IoT将会产生大量的数据需要上传至云端储存，当设备以千万级的速度增长时，4G网络便难以负荷。而5G网络低时延的特性，将可以很好地支撑智能设备和传感器的数据传输，使之更为顺畅地工作。就IoT领域而言，5G带来的价值是多元而综合的。
而5G研发，也是vivo近几年发力的重点。早在2016年vivo便在北京成立了5G研发中心，据悉，成立三年的vivo 5G研究团队一共向5G标准化组织提交了5200篇文稿，这是一个在全球手机市场都名列前茅的数字。

进入2019年，vivo已经公开展示了部分5G手机预商用场景应用，并在全国17个5G试点城市开启“5G先锋计划”，建设5G体验专区，供消费者提前体验vivo手机带来的5G网络服务。此外，vivo计划在5G元年，也就是今年第三和第四季度向市场推送近百万量级的5G手机。

据IDC统计数据，2018年vivo在手机市场销量占比已经达到18%，拥有24亿在网用户。可以预见，当拥有过亿规模的智能手机用户，通过AI完成众多IoT设备连接之后，一旦进入5G时代，将会给行业和 社会 带来的巨大变革和影响。
总体而言，vivo入局IoT的首要动作是构建一个开放的IoT联盟，实现了不同厂商的产品只需要一次适配，消费者也只需要下载一个控制App。 *** 作便捷让更多消费者对IoT产生兴趣、愿意尝试，起到了教育市场的效果。

同时，vivo通过在AI、5G、IoT三大领域的布局，打造了以5G智慧手机、Jovi服务平台为核心的IoT生态，不仅让未来手机变得越来越聪明，也让消费者离万物互联的智能世界更近了一步！

现今世界网络和数据普及，不单止智能手机能连接网络，就连手表，闹钟，家电等日常用品，也能即时在网络中提取资讯，并配合环据数据作出分析，将最好的体验反馈给 用家。而透过网络来连接人，流程，资讯和装置这个概念，亦是我们平常所说的物联网（物联网，又名物联网）。

承接上文介绍了雾计算的简单的应用和由来，下文将会介绍物联网的一个重要技术 - 边缘计算（Edge computing）。下文将会阐述边缘计算的由来，并介绍它与物联网的关系，而且会利用无人驾驶作为用例，介绍云计算的短处和边缘计算的应用。

先定义一下边缘计算（wikepedia，2019）：

这里提到很多艰涩的专业名词，例如是“分散式运算”，“节点”等，其实只是描述：边缘技术是一种技术将大型应用程式的一部分转移到（即分散式运算）日常设备中处理（即边缘节点中）。

在云计算的典型结构中（如上图），通常可分为“云（云层） - 网（雾层） - 端（边缘）”三层。“端”这一层覆盖所有终端的应用程式，亦通常是被管理的角色。当云计算一计算出结果，就会到透过“网”层，将指令发送到“端”层的应用程式执行，而应用程式收到数据后，则会发送到“云”层作计算。

而边缘计算则可以想像为给予“端”层一定程度的“自治”。在边缘计算的架构中，终点被赋予简单的存储和计算能力（与雾计算不同，这里重点是“简单”的功能） ，令它能偶尔脱离云的管理，并根据环境数据作出回应。

增加终端系统简单的计算和存取能力看似一小步，但其实这个布局有着莫大的好处，当中包括：

  - 低延迟：数据由近场产生，能快速回应

  - 独立性：在没有网络连接下，系统亦能运作

  - 合规性：无需传送用户资料，保护个人数据

  - 简化数据：终端先处理部份数据，数据简化后才向云服务器传输

  - 安全性：数据传输减少，减少网络安全风险

无人驾驶是边缘计算其中一个经典用例，亦是一个很好例子说明云计算的短处和为什么需要边缘计算。

下图展示的是常用的云计算架构，当中包括1）一架智能汽车（客户端），并且正在使用无人驾驶功能，2）互联网（Internet），用作传输数据，以及3）云服务（云计算）服务器），用作提供无人驾驶服务。

假设汽车正在以60ms-1的速度行驶，并在起始位置感测到前方3m有阻碍物。由于汽车正在使用云计算的架构，汽车本身并没有分析的功能，汽车会将感测到的影像 传送到云服务器中作分析（步骤1）。

很不幸地，由于汽车现在在北区甚远，信息在005s后才能到云服务 无上停驶，但也要经过005s才能将指令发送到汽车上执行（步骤2）。

在这段发送信息到回收指令的过程中（~01s），汽车会继续以均速行驶（60ms-1），并到6m后（= 60ms-1×01s）才会收到指令停下来 。而且会撞到在3m前的路人，酿成车祸。

汽车在起始位置感测到前方3m有阻碍物，会立刻执行停车指令（步骤1）。然后再发送影像和决策内容到云服务器中作进阶分析（步骤2），以改善无人驾驶性能。 （注：这里看似与雾计算方式相似，但在过程中，应用程式没有作任何的数据分析，只根据感应器内容作出回应。若然是雾计算的话，感应器信息会发送到雾服务中，再作分析，然后通知终端设备作出回应。）

由此可见，云服务器距离数据产生的位置较远，因此会造成较大的延迟。而无人驾驶这些需要实时作出决策的活动，则很大机会需要使用边缘计算，使计算的服务靠近产生数据的源头，做到计算更接近实际行动。

随着科技的进步，数据传输速度的快速提升，不少日常物品，例如是家用电器，车辆等，都已经嵌入感测器，并透过网络接结与互联网交换资讯，形成了庞大的物件网络（即物联网）。

物件会在运行时会收集到大量的环境数据。有些人会问，为什么不把数据都在本地（local drive）处理，其他数据再传到云服务做储存。这可能是其中一个可以实行的方法，但如果所有数据都在本地处理，物件本身要设有很多的存储装置和处理服务器。这会大大增加电力消秏和物件重量，增加成本。

因此，最好的方法是结合云计算和边缘计算的优势做出最佳的配置。在一些决定物件重大安全性的事件（例如如上文无人驾驶例子的刹车）可将决定的主导权放到边缘上，其他没有急切性的事情，则放到云服务器低成本集中处理。透过云与边缘的良好分工，大大减少成本，亦能提高运算效率。

随着 科技 的发展，物联网已经成为了大多数人所不能离开的一项高新技术，它通过各式各样的传感器实实在在地改变了我们日常生活，在生活中的几乎所有场景都可以见到它的身影。无论是家居、交通还是物流、工业领域，都因为物联网技术而变得更加智能化。

物联网究竟是什么

物联网，顾名思义就是万物相连的互联网，它是由互联网引申出来的含义，目前广泛运用在工业、农业、交通、家居、安保等领域内，有效推动了这些领域的智能化发展，也进一步拓展了发展潜力，将智能与数据化慢慢渗透于这些行业内。

同时物联网不仅可以提供信息传递功能，还具备对信息智能处理功能。它通过每一个传感器上的信息获取能力，通过互联网的方式进行有效传达，做到实时更新数据信息，并与智能分析、AI等技术进行结合，使其通过智能处理技术分析获取的海量信息，实现更有意义的传递。

不过物联网并不能脱离互联网而单独存在，它的核心仍然是互联网。它所收集的海量信息以及分析结果都需要互联网进行传递，这才能够实现万物互联的效果。

物联网当前所遇到的难题

根据GSMA（全球移动通信系统协会）预测，在2020年物联网的连接数将达到126亿，2025年物联网的连接数将达到252亿。虽然已经达到如此体量，但是从物联网推进到普及的过程中，仍遇到不少难题，这也为物联网之后的发展带来一定程度上的阻碍。

由于物联网的传感器身材都比较小，所以能耗问题一直都没有很好地解决。要么需要增加身材，要么需要降低性能，而且耗电量、成本等问题依然是物联网的痛点所在。此外，有很多物联网设备由于使用场景复杂，并无法使用外接电源，而且电池更换成本昂贵，所以低功耗就是物联网在这些场景下的一个最基础必备条件。

虽然目前4G已经大规模普及，而且市面上已经出现了很多5G手机，但是在物联网方向上，大多数物联网设备仍采用2G网络。这与网络覆盖率和成本息息相关，所以这是2G网络迟迟没有退网的一个原因。

此外，由于物联网每天会收集和传输大量信息，所以在安全方面也是物联网一直面对的一个难题。

NB-IoT芯片解决痛点，已经准备就绪

在过去，很多物联网产品每天传输的数据很低，而且不需要高速的传输效率，所以物联网芯片一直以低成本的2G为主。不过随着当前物联网的快速发展，物联网的连接数大幅度增长，过去的2G物联网不足以支撑目前的体量，需要一种新型的技术来引领物联网升级。

于是NB-IoT作为一种覆盖度广、低功耗、低成本的一种新型物联网技术，便进入众多开发者的视野中，这种技术在一些低功耗低成本的通信场景中，相比现在的2G物联网技术表现要更加出色、优秀。

目前NB-IoT芯片行业以华为、高通等一线大厂为主。

NB-IoT能否担负重任？

在提及到NB-IoT行业的前景和展望时，NB-IoT行业经历了四个阶段，分别是燥热、绝望、冷静和成熟，目前产业已经逐渐走向成熟，包括运营商的网络、芯片模组终端应用以及整个市场对于这项技术所持有的期望，这些都是非常理性和成熟的。

过去大家认为包括功耗、成本、性能在内的，这些阻碍NB-IoT发展的几个因素都已经被整个产业一一解决掉了，所以随着运营商网络的进一步的提高覆盖率增强，那么NB-IoT便会得到迅速的爆发。同时，NB-IoT的网络标准会在未来的5年内与5G网络完全融合，在未来的5~8年内，4G网也将开始步入退网通道，所以将与5G网络融为一体的NB-IoT的生命周期也会非常长的。

相比于智能手机这种3C市场来说，目前NB-IoT仍然是一个小市场，它具备非常清晰的细分，当前需求最刚性的就是抄表市场。而对于像共享单车、医疗 健康 设备、资产跟踪管理、宠物跟踪等在内的其他的新型市场来说，这些都是NB-IoT正在 探索 的领域。

总结

未来几年，物联网仍然将保持着急剧式增长，产业需要通过不断更替，吸收新鲜技术才可以保障长久发展。目前已经到了物联网需要更新换代的时刻，在以NB-IoT技术驱动为核心的公司支持下，相信会持续发力，承担起物联网中部分领域的重任。

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