【技术】物联网：降低物联网投资成本的关键因素是什么？

时间： 2023-05-25 来源：diobook百家号

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物联网的目标是“万物互联”，这意味着物联网需要连接的终端数量会非常庞大，也意味着物联网需要覆盖的范围会非常广大。对于一个庞大的实体网络而言，物联网的成本主要包括四大块：硬件成本、部署成本、使用成本和维护成本。每块成本也包含了多个不同的构成，我们来对他们进行具体的分析。

硬件成本

对有线物联网来说主要就是终端、线缆和网络设备的成本，我们很难想象有线方式会成为物联网的主流，因为终端数量实在太多了，一个布满线缆的世界不会让人愉悦，因此，物联网的主流通信介质肯定是无线电，所以下面也主要是讨论无线物联网的硬件成本。

对于无线物联网来说，主要的硬件成本包括网关和终端的成本，网关的覆盖范围大，数量就少，成本一般也少些；终端的数量就比较庞大，因此，降低终端的成本是个重要降低成本的方向，在这方面，通常的做法是简化通讯协议从而降低了终端的复杂度，进而降低了终端的硬件成本。

综合看来，硬件成本的降低需要覆盖范围较大的通讯协议，这可以有效降低网关的硬件成本，需要想办法降低终端的硬件成本。

部署成本

有线物联网如果需要广泛覆盖的话，需要大量布线，而无线物联网却可省却这个麻烦，因此，无线物联网的部署成本一般比有线物联网要低，这也从另一个角度证明无线物联网会是物联网的主要接入形式。

需要电源供电的终端一般也要比用电池或者无源终端的部署成本要高，因此，我们可以认为使用电池或者无源的无线终端的部署成本是比较低的，因此，我们来看看无线物联网的部署成本。

无线物联网主要需要部署两个部件：无线网关和终端，因此，它的部署成本就是部署这两者的成本总和。对网关来说，覆盖区域内网关数量越少，网络复杂度越低，部署成本也就越低，因此，网关的覆盖距离越大，用户容量越大，就意味着部署成本越低；但网关的部署成本在物联网的总部署成本占比一般非常小，因为网关的数量和终端比较起来，基本可以忽略不计，可以说终端的部署成本占了最大的部分。对终端来说，使用电池供电甚至无源终端的部署成本是最低的。

但需要指出的是无源终端的通讯距离一般不会长，覆盖范围非常有限，局限性非常明显，不会成为无线物联网的主流，而用电池供电的无线物联网终端才是主流终端。

使用成本

物联网的使用成本主要就是电力成本或/和电池成本。

网关一般是接电源或者使用大容量电池，但由于数量少，在使用成本中的占比并不大；终端就不一样了，由于数量多，电力或者电池成本对使用成本的影响就非常大。

我们甚至经常碰到在物联网终端的生命周期内，电池成本远比硬件成本要高的现象，可见电池成本对于物联网总体成本的影响是多大！电池的成本跟容量是正相关的，因此，就使用成本而言，理想的物联网终端是采用低容量电池供电并能够长时间工作的。

维护成本

这块成本主要包括硬件维修、电池更换或者充电等的各项成本。由于网关和终端的数量众多，维护成本非常重要，根据我们的观察，目前很多物联网场景无法落地，并非功能性的问题，一个很重要的原因是维护成本过高。

实现物体的联网并不难，现有的技术完全可以做到；但由于种种原因，很多技术虽然实现了功能，但后期的维护工作量却非常大，这样的物联网可能解决了一些问题，却带来了新的问题，降低了这个物联网部署的意义。

设计合理的物联网硬件出故障的概率一般比较小，电池更换或者充电的相关成本就成了维护成本的主要构成。物联网终端的数量太多，少维护甚至免维护是降低维护成本最有效的途径，对于使用电池的无线终端来说，在生命周期内少更换或者不更换就是降低维护成本的关键。这就对物联网终端的功耗提出了非常苛刻的要求。

我们可以发现，物联网终端的低功耗对于物联网的成本来说非常重要，是低成本的主要决定因素。如何才能降低物联网的成本呢？按照上面的分析，实际上可以得出如下的结论：采用能够覆盖较大范围的无线方式通讯，使用低容量电池能够支持终端使用5-10年不更换或者少更换电池。

对照这个标准，我们可以理解为何现在最热的物联网技术是LPWAN（Low Power Wide Area Network），因为在一定的场景里实现低容量电池长时间供电的目标，从而使其他成本降低到了可接受的范围。

应用比较广泛的LPWAN技术主要是NB-IoT、LoRa和SigFox，他们通过简化通讯协议来降低终端和网络的复杂性，使硬件的成本大大降低，并且在单向低频次低数据量通讯的模式下能够做到使用低容量电池长期供电，所以能够在一些合适的场景中——例如抄表等——被广泛应用。

如果单向低频次无线通讯时物联网的主要需求的话，物联网的发展早就如火如荼了，因为投资成本不高；但遗憾的是，这种通讯方式只适应少量的物联网的场景，因为物联网不光是能够搜集数据，关键还是要能够及时响应平台或者人们的指令，这才更加智慧，所以双向实时/准实时通讯才是物联网通讯的主流，但在这样的一种通讯模式下，现有的技术很难满足低功耗的要求，迫切需要新的无线通讯技术。

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