記得在2015年，我們重點關注和研究了幾個我們認為有非常大前景的行業(yè)和技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)讓我們感覺到非常振奮。

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)把人們連接起來， 讓人們可以通過它進行分享和溝通；自然而然地，人們試圖把物也聯(lián)結(jié)起來，這樣就可以通過網(wǎng)絡來更好地掌控“物”，更好地為人類服務，因此，這是符合人類本性的，也因為此， “物聯(lián)網(wǎng)”概念一經(jīng)提出，便迅速風靡全球，成為人們最津津樂道的概念之一。

讓我們興奮的不僅僅因為物聯(lián)網(wǎng)有個巨大的市場，而是它被大家寄予厚望， 但其普及的程度和其聲名卻反差太大， 用雷聲大雨點小來形容毫不為過。我們走訪了一些業(yè)內(nèi)人士， 發(fā)現(xiàn)原因其實并不復雜：就是在多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)也用場景下，人們所能獲得的解決方案并不能提供比現(xiàn)狀更好的投資收益比，因此，在很多場景里， 人們并沒有動力來大規(guī)模使用物聯(lián)網(wǎng)。而這在行業(yè)早期看來，基本是因為技術(shù)不足的原因。

技術(shù)應用普及就必須要過“投資收益”大關！

投資收益，英文為Return On Investment（ROI）， 是商業(yè)社會里用來衡量某個事物對人類的價值常用的指標。 物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)的一種應用，在我們判斷其何時能夠被人們廣泛使用時，ROI也成了其價值大小的分析主要依據(jù)。

把“物”連接在一起并不是難事， 現(xiàn)有的技術(shù)就可以勝任，無非是有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡兩種。 有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡都有很多種技術(shù)來實現(xiàn)， 當然從部署的經(jīng)濟性和難易度來看， 無線網(wǎng)絡顯然是人們的首選，因此，無線技術(shù)將會是物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)的主流。 常見的無線網(wǎng)絡也有多種協(xié)議，例如WiFi、藍牙（特別是低功耗藍牙BLE）、蜂窩網(wǎng)絡（2/3/4/5G、NB-IoT、eMTC等）、sigfox、LoRa、zigbee/zwave、802.15.4g等。

上述的所有協(xié)議都能夠滿足某些方面的需求， WiFi非常普及， 速度快，成本低廉，但用戶容量低、覆蓋范圍小、功耗很大； 藍牙和WiFi一樣也是一種主流的無線技術(shù)，相比于WiFi功耗更低，速度較低但對于音頻等中速需求能夠很好地滿足， 毛病同樣是用戶容量低、覆蓋范圍?。环涓C網(wǎng)絡中的2/3/4/5G也是我們常用的無線技術(shù)，覆蓋范圍較大， 速率較高， 但遺憾的是由于蜂窩協(xié)議自身的因素，功耗居高不下，因此，基于蜂窩技術(shù)的 NB-IoT、eMTC等針對低數(shù)據(jù)量低頻次單向通訊和提高覆蓋范圍下了功夫，提高了糾錯能力和靈敏度，但卻降低了傳輸速率，但在雙向?qū)崟r或準實時的通信場景中功耗卻沒有什么改善； sigfox和LoRa技術(shù)來看差不多， 其針對的場景是超低功耗單向低頻通信， 由于sigfox的模式是做網(wǎng)絡運營商， 在歐洲等地區(qū)有相當多的抄表類的應用客戶，這種模式面臨著與電信運營商的NB-IoT網(wǎng)絡的激烈競爭， 而LoRa技術(shù)脫胎于sigfox， 采用aloha網(wǎng)絡模型和線性擴頻技術(shù)， 且主要使用subG頻段， 因此，覆蓋范圍相對比較大， 其功耗表現(xiàn)比NB-IoT好多了，因此對于有大量需要低數(shù)據(jù)量單向低頻通信終端（endpoint）的用戶來說，LoRa是現(xiàn)在的第一選擇；zigbee、zwave等技術(shù)屬于短距低速率無線通信標準， 后者是前者的簡化版，在智能家居等領域有一定的應用，可以進行自組網(wǎng)，但由于覆蓋距離小，支持的連接數(shù)量少， 因此應用場景也比較有限。

上述這些無線通信協(xié)議都已經(jīng)有相當多的應用了，主要解決的是較大數(shù)據(jù)量的傳輸，例如音視頻、特別是像WiFi、藍牙、2/3/4/5G等基本幾乎成了我們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵罚?zigbee等協(xié)議也在室內(nèi)定位、短距離物聯(lián)網(wǎng)通訊等方面應用得非常廣泛。 而最近比較受關注的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）協(xié)議也越來越受到行業(yè)的關注和追捧，sigfox在全球多個國家運營抄表等業(yè)務， LoRa聯(lián)盟已經(jīng)獲得了數(shù)百個有影響力公司的加盟，NB-IoT更是被中國的運營商們大力推廣。

但即使如此，人們對物聯(lián)網(wǎng)的需求看起來仍然沒有得到很好地滿足， 實際上更確切地說，人們對物聯(lián)網(wǎng)這么多年的表現(xiàn)失望透頂！主要原因很簡單， 人們希望物聯(lián)網(wǎng)讓生活環(huán)境變得更加智能， 讓物聯(lián)網(wǎng)無處不在， 可是現(xiàn)實卻很殘酷：很多功能都可以找到辦法在功能上實現(xiàn)， 可是卻成本高昂。 具體表現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的demo很多， 但真正落地大規(guī)模使用的卻只有很少的領域， 技術(shù)能否被廣泛應用還是要取決于“投資收益”是否足夠高。

投資收益提升的主要方式很簡單， 就是盡可能地提高收益， 盡可能地降低成本。 物聯(lián)網(wǎng)中抄表類的業(yè)務發(fā)展較好， 主要原因就是用于該項業(yè)務的低功耗廣域網(wǎng)可以實現(xiàn)足夠低成本的覆蓋， 終端成本足夠低， 使用成本也很低， 因此，綜合成本低到比傳統(tǒng)的人工服務的成本還要低的地步， 而低功耗廣域網(wǎng)也在一定程度實現(xiàn)了無人化和自動化， 也就是實現(xiàn)了更高的收益， 這顯然讓這項業(yè)務發(fā)展得比較好。 但這類低功耗廣域網(wǎng)卻存在一個很大的問題， 其犧牲通訊的靈活度和速率來換取更遠的覆蓋距離和更低的功耗。 但問題是， 我們需要更加智慧的萬物，需要它們及時響應我們的指令，抄表類的單向通訊模式并不能滿足這類規(guī)模大得多物聯(lián)網(wǎng)需求，他們需要的是實時或者準實時的雙向通訊。

對于現(xiàn)有的低功耗廣域網(wǎng)標準來說，雙向通訊意味著NB-IoT就不能使用eDRX或者PSM模式， LoRa也只能采用Class C模式， 用某公司的實踐來說明一下他們的表現(xiàn)： NB-IoT在雙向通訊時跟2G的表現(xiàn)差不多， 非常耗電（想想手機），導致維護工作量非常大（想想要每天去給電池充電），無法大規(guī)模使用；LoRa情況好一點，他們部署了2000個終端（endpoint），采用兩萬毫安時的可充電鋰電池供電， 但也只能使用三個月左右， 比NB好些，但同樣要命的是這兩千個終端光盤點一下，就需要耗時37分鐘！所以LoRa也無法在他們希望的智慧物流、智慧倉儲、資產(chǎn)或人員管理中使用。 而LoRa還面臨著其工作主要頻譜無法在中國使用的尷尬。但除了這兩個， 他們沒有其他選擇！ 這樣的結(jié)果讓他們的物聯(lián)網(wǎng)需求很難大規(guī)模應用落地， 雖然他們有著非常迫切的需求。

這些現(xiàn)實都折射出物聯(lián)網(wǎng)領域的大量需求面臨著“投資收益”不佳的境況，而這也是目前物聯(lián)網(wǎng)領域雷聲大雨點小的根本原因。 因此， 我們迫切需要提高大量物聯(lián)網(wǎng)應用的投資收益。 如何提升呢？ 一般來說， 某個場景的收益是相對固定的（例如抄表， 其最高收益就是以前花費在抄表上的人工等成本）， 所以最簡單和可靠的辦法就是降低投資成本。

如何降低物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模部署的投資成本？

我們可以預見， 有線物聯(lián)網(wǎng)不是發(fā)展的主流，因此，我們只討論無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

無線物聯(lián)網(wǎng)的投資成本主要包含了以下幾個方面：硬件成本、部署成本、使用成本、服務成本和維護成本。

硬件成本一般包含終端硬件和網(wǎng)關硬件，NB-IoT等蜂窩通訊、SigFox等一般由運營商建設網(wǎng)關（也就是基站）， 所以不需要網(wǎng)關成本， 但要增加服務成本；部署成本則是部署終端的人工、建安等成本；使用成本主要是使用過程中的成本，主要是電池或者電力成本等； 服務成本是對于運營商運營的網(wǎng)絡而言， 對于網(wǎng)關由運營商部署的物聯(lián)網(wǎng)而言，一般都有月租費或年費； 維護成本則包含了維持物聯(lián)網(wǎng)正常運行的人工成本、物料成本等。

除了硬件成本和服務成本外， 其他三種成本都跟功耗嚴重相關。 部署成本最低的是用紐扣電池供電的物聯(lián)網(wǎng)無線終端，這是目前最理想的供電方式，因為這意味著體積小，體積小意味著部署方便。 使用成本和電池成本顯然是密切相關的，一般的物聯(lián)網(wǎng)終端，最理想的狀況是生命周期內(nèi)不用更換電池， 這當然對終端的能耗要求非常高。 維護成本中的更換維修故障設備和更換電池（或充電）占據(jù)了該成本的主要份額，生命周期內(nèi)不換電池或者少換電池是降低維護成本的關鍵。

例如，有個做智慧停車的公司， 做的項目中分別采用了NB-IoT和LoRa來進行數(shù)據(jù)傳輸， 功耗的主要部分就是無線通訊，1萬毫安時的電池， NB-IoT兩三個月就要換一次， LoRa可以支持10多個月， 本身智慧停車的施工時非常麻煩的， 慣常的事需要在車位那邊挖洞，把地磁感應和數(shù)據(jù)傳輸設施埋進去， 為了美觀和防水需要在面鋪上一層水泥；而由于電池更換，需要把設施再挖出來，更換好電池后再埋進去， 然后鋪水泥， 基本就相當于重新施工一次，這種維護工作量相當大， 維護成本當然就非常高。 這還是對終端設備體積要求不高的場景， 還可以用大號的電池來支持比較長的一段時間。 但物聯(lián)網(wǎng)的很多場景對體積還是有要求的，有的甚至要求非常高。 例如用于畜牧業(yè)上的耳標，用于行李追蹤的有源RFID等。但總體來說，我們總希望物聯(lián)網(wǎng)終端的體積能小不要大。

因此，理想的物聯(lián)網(wǎng)終端體積是很小的，在現(xiàn)階段來看，就是用紐扣電池供電，并且要做到生命周期（5-10年）內(nèi)免維護（不用更換電池）或者少維護。如果能夠做到， 就意味著綜合成本比較低， 也意味著可以顯著地促進規(guī)模應用。 這是經(jīng)過實踐證明的。

抄表類物聯(lián)網(wǎng)應用的規(guī)模就很大，這種應用可以容忍高時延， 數(shù)據(jù)量很少，傳送頻次很低，也不需要雙向通信，而LoRa、SigFox、甚至NB-IoT在這種模式下是可以做到小號電池或者紐扣電池長時間使用的， 這使應用綜合成本足夠低，因此，這類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展非常迅速， 規(guī)已經(jīng)達到很大的規(guī)模。但這種場景并不多，物聯(lián)網(wǎng)多數(shù)場景中所需要的還是雙向?qū)崟r/準實時通訊。

現(xiàn)有的通訊技術(shù)——包括經(jīng)過優(yōu)化的NB-IoT和LoRa——在智慧項目所要求的雙向?qū)崟r/準實時通訊中，是無法用紐扣電池供電的。那么“如何降低物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模部署的投資成本？”這個問題在目前的情況下實際上可以轉(zhuǎn)換成：在雙向?qū)崟r/準實時通訊的模式下， 如何把功耗相比于現(xiàn)有最節(jié)能的LoRa大大降低？降低一點是沒有什么效果的，要“大大降低”，比如降低兩個甚至三個數(shù)量級以上！

對行業(yè)來說， 這看起來似乎是個不可能完成的任務。既要保持實時/準實時的網(wǎng)絡連接，又要保持極低的功耗，在現(xiàn)有的通訊協(xié)議里，這兩者實質(zhì)上是相互排斥的。 例如NB-IoT如果要做到實時/準實時雙向通訊，其功耗就和2G的功耗差不多，無法用紐扣電池或者小號電池； LoRa的Class C模式也可以實現(xiàn)雙向通訊， 但功耗很大，也無法使用紐扣電池供電。 那就更不要談其他的比較長距離通訊協(xié)議了。 所以，實現(xiàn)在雙向?qū)崟r/準實時通訊模式下的紐扣電池長期供電通過現(xiàn)有的技術(shù)是無法實現(xiàn)的， 只能另找他法。

可以說， 誰解決了這個問題，誰就會在物聯(lián)網(wǎng)領域里大放異彩，取得絕對的領先優(yōu)勢。

正是基于這個認識， 我們自15年開始就一直試圖找到解決之道， 而經(jīng)過三年多的殫精竭慮和潛心開發(fā)，我可以很自豪地說：我們已經(jīng)成功地解決了這個問題……具體就不展開了，有人要罵我在寫軟文了……