物联网（IoT）正在逐步跨越各个行业。然而，尽管它的应用迅速增长，我们也听到了各种乐观的预测，但这场革命还有另一个令人难以置信的方面。BeechamResearch最近的一份报告估计，大约四分之三的物联网项目将被视为不成功。同样，根据微软2019年IoT信号报告，近三分之一的项目在概念验证阶段就已经失败。
那么，出了什么问题，为什么？在微软的同一份报告中，技术挑战和复杂性位居物联网挑战之首，BeechamResearch的这项研究进一步放大了连接限制，特别是在覆盖、可扩展性、可靠性和带宽方面。从一个典型的小型部署开始，当一个网络扩展到数千个设备时，企业往往会错过对所涉及技术要求的准确评估。
物联网面临的五大挑战以及如何克服它们
在通信行业工作多年，以下是我在物联网方面遇到的五大网络挑战，以及技术领导者在考虑多种连接选项时应该知道的事项。
1.有限的可扩展性可用于持续网络扩展
可扩展性问题是多方面的，包括通信网络的成本、复杂性和带宽效率。许多公司实施连接解决方案后才意识到，随着网络的增长，他们无法跟上维护和管理开销。
大量连接终端的流线型操作需要极为省电的连接，以实现简单快速的设备安装，同时尽可能减少电池更换和充电。最重要的是，与带有树和侧臂的网格拓扑相比，远程星形拓扑更易于构建和管理。使用短程技术的Mesh网络通常需要额外的中继路由器来确保足够的设备密度和覆盖范围，这增加了网络配置和管理的复杂性。
对于经得起未来考验的物联网体系结构来说，同样重要的是一种带宽效率高、容量大的通信解决方案，该解决方案可以处理数百万次的日常传输，而不会影响消息的传递能力。这样，新设备就可以无缝地集成到网络中，而不会中断现有设备的操作。
2.网络占用不稳定和不一致
与消费类应用不同，大多数工业部署发生在地形不对称或金属结构密集环境的偏远地区，许多无线解决方案无法满足这些环境。
为了避免蜂窝服务和其他第三方管理的连接的“盲点”陷阱，值得考虑的是私有部署，在这种情况下，您可以获得充分的灵活性和对网络覆盖的控制。此外，在亚千兆赫兹频段运行的无线技术，如低功耗广域网（LPWAN），为高层建筑和结构密集、地理位置分散的工业园区提供了广泛的范围和出色的穿透能力，可实现可靠的数据连接。
3.共存无线网络间的干扰
由于其免费接入，无许可证频谱已成为许多无线无线电系统的流行选择。然而，随着越来越多的连接设备使用同一个无许可证的频段，系统间和系统内的干扰是一个日益严峻的挑战。
减轻干扰问题的一个简单方法是避免使用已经饱和的信道。例如，在工业环境中，2.4GHz频段通常会因使用Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、Thread、Z-Wave和许多其他技术的系统过度拥挤。因此，为物联网设备操作选择另一个信道可以减轻该频带的压力，并降低数据丢失的风险。除此之外，从长远来看，具有经验证的内置机制的无线技术对于保障QoS和网络可靠性至关重要。
4.克服OT和IT差距
基于工厂总线的超可靠协议是工厂自动化的重要组成部分。然而，这些协议从来没有打算用于企业IT系统或基于云的应用程序的车间之外的数据连接。这不可避免地在OT和IT系统之间造成了一个缺口，因为它们彼此之间保持着断开。
如今，越来越多的工业传感器都配备了额外的无线接口，以实现远程监控和诊断的数据采集。因此，迫切需要一个通用的中间件，它充当现有OT和IT系统之间的桥梁，并且可以根据用户的需要灵活地部署在内部或外部。中间件在车间整理来自物联网网络的数据，并通过MQTT等开放接口有效地将数据重新路由到正确的it后端。同时作为网络监控点的中央设备进行故障诊断和故障排除。
5.长期设备互操作性
物联网生态系统的巨大复杂性意味着需要使用异构设备来解决广泛的连接应用。同时，在技术进步的不断和危险的步伐中，物联网网络必须保持灵活性，无缝地集成和利用创新的、优化的硬件设计，这些硬件设计正在沿着这条路线发展。
对于物联网基础设施的长期设备互操作性，企业应避开供应商锁定和向后兼容性问题，这些问题通常与硬件驱动的专有无线解决方案相关。或者，基于可靠标准开发组织（如ETSI、IEEE、3GPP）批准的可靠标准构建的技术提供了一个透明、通用的框架，在未来几年内促进全球采用和跨供应商支持。
最后的想法
为了确保物联网的成功，最重要的是要超越联网基础设施的即时需求，了解和规划未来可能出现的重要技术要求。物联网计划可能从小处着手，但关键是要大胆思考并在需要时迅速扩展。
