物聯(lián)網(wǎng)的未來依靠什么網(wǎng)絡(luò)

在未來物聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是無源的（battery free），即節(jié)點(diǎn)自身不配備或不主要依賴電池等電源設(shè)備，而是從環(huán)境中獲取能量，支撐數(shù)據(jù)的感知、傳輸和分布式計算。這一未來新型網(wǎng)絡(luò)又稱為無源傳輸網(wǎng)絡(luò)。

在無源傳輸網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)能量不一定是其自身所固有的。節(jié)點(diǎn)之間能夠通過無線方式進(jìn)行能量交換。由于目前技術(shù)的局限，無源節(jié)點(diǎn)能量獲取時間長，能量積蓄小，導(dǎo)致無源傳輸網(wǎng)的核心任務(wù)（數(shù)據(jù)的感知、無線傳輸和分布式計算）皆為能量所限，唯能量是從。節(jié)點(diǎn)在傳輸與計算過程中如何節(jié)省能量、提高效率不再是第一核心任務(wù)，如何利用節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的能量完成盡可能多的傳輸與計算任務(wù)成為首要目標(biāo)。因此，無源傳輸網(wǎng)是以能量為中心、以數(shù)據(jù)為核心的無線網(wǎng)絡(luò)，具有如下特性：

1. 能量震蕩性

由于節(jié)點(diǎn)能夠從周圍環(huán)境獲取能量，因此節(jié)點(diǎn)的能量不再是單一的由高至低的靜態(tài)變化趨勢，而是呈時高時低的動態(tài)變化狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行傳輸或計算任務(wù)時，其能量積蓄會降低;當(dāng)節(jié)點(diǎn)開始從環(huán)境中獲取能量時，其能量積蓄會上升。于是，無源傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量積蓄高低震蕩。

2. 能量失恒性

無源傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量的獲取存在隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)能量分布不均衡，差異很大，無源節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作能力低。

3. 能量受限性

利用微型芯片所采集的環(huán)境能量的功率非常微弱，一般在納瓦（nW）到微瓦（μW）的數(shù)量級，而且微傳感器受限于外形尺寸，節(jié)點(diǎn)蓄電的能力有限。

4. 連通脆弱性

網(wǎng)絡(luò)的連通性直接受各節(jié)點(diǎn)能量的影響。當(dāng)某些節(jié)點(diǎn)的能量低于一定程度時，這些節(jié)點(diǎn)則成為孤立節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不連通。由于能量的震蕩性，網(wǎng)絡(luò)的連通性是脆弱的，時斷時續(xù)，難以保持恒定連通。

5. 占空比超低

驅(qū)動微型感知節(jié)點(diǎn)所需的平均工作功率要比采集功率高3~6個數(shù)量級，節(jié)點(diǎn)需要較長時間蓄能才能滿足其工作所需要的能量，而且蓄能時節(jié)點(diǎn)無法工作。所以，節(jié)點(diǎn)呈間斷性工作方式，且網(wǎng)絡(luò)大部分時間處于非工作狀態(tài)，占空比超低。