5G 将会给物联网带来哪些技术助力？产生哪些变化？
5G 将会给物联网带来哪些技术助力？产生哪些变化？
近日，腾讯无线网络与物联网技术负责人李秋香与高校科研教授、产业链、运营商等各行业的嘉宾一起参与了知乎「 科技共振之 5G+ 」活动，除了专业的5G探讨，也聊了不少和开发者们息息相关的问题。基于此，腾讯云开发者社区联手知乎科技，从知乎超过 10000 条 5G 相关问答中精选内容落地社区专题「 共探 5G 」。
本文为相关“5G 将会给物联网带来哪些技术助力？产生哪些变化？”的精华问答分享。
一、什么是物联网？其发展前景如何？
徐方鑫：”物联网“如果按英文而言是Internet of Things，所以本身的定义上还是集中于Internet，是一种物与物之间的连接方式。不过就目前物联网的发展趋势而言，其已经不是一个单纯的Internet，而进一步成为一种抽象意义的系统，或者说生态，我们目前更多的不是在关注其网络的连接，而是利用物联网构成了一种什么样的系统。我们借用一些《图解物联网》里面的概念：
往小的说，传统的internet是关于人的连接网络，主要是人与人时间传递信息，而发展到物联网之后，就不仅仅是人与人之间的连接了，更多的是人与物，物与物之间的连接关系，形形色色的“物”都可以通过internet相连。
物联网本身是从连接的方式来定义的，但是目前随着物联网的发展，物联网更多的是与智能结合在一起。物联网目前应该是包含了传感器，网络连接，终端设备三个角色的具有智能的反馈型网络。
还是借用《图解物联网》给的例子来说，目前我非常认同的观点是，物联网必须和智能化连接在一起的，那么下图是描述了一个场景：
那么大致是4个步骤
- 连接：家用电器和可穿戴设备要连接到网络。
- 传感：所有的设备要采集信息，反馈到云服务器，反馈的内容包含人的身体情况，传感器数据等等
- 分析：云服务器采用数据分析技术（也就是AI技术了），分析人的身体情况之类，接着向空调或者灯泡发出控制信号，调温度之类
- 控制：最后是根据这些控制信息，对电器进行具体的控制。
以上实际上就是一种具有智能控制的物联网场景。那么在现实中，也已经有一些方案在具体实施过，比如说cisco的Cisco Digital Ceiling，这个曾经被翻译为“数字化天花板”。（参考：Cisco Digital Ceiling & Asset/Energy Mgmt，Cisco Digital Ceiling）。不过最后这个设计也没起来，或者说应用的很少。
Digital Ceiling为我们描述的场景主要是一个智能化办公的场景，比如说办公室的灯光会根据室外的光照进行动态调节，空调温度会根据室内外环境调节之类。而且进一步是根据每一个user来做一些custom设置，让用户可以直接享受到智能化的感觉。。。
其在网络连接上主要具有两个特点，1）所有的设备，包含电器以及传感器，都是通过网络汇总到一个公共接入点，然后依赖云端进行控制，2）所有的设备用PoE的方式代替传统的供电方式，直接通过PoE进行供电。实际上这也是物联网的一个趋势，供电和网络应该是整合到一起的，要不是网线供电PoE，要不然是电力线供网（PLC）。
为了安全性，所有的设备都还是要通过VLAN进行隔离的，当时看到该方案的时候，主要是一个灯光部分的控制，所以标注一下。
那么最后整个网络的连接架构如下，其给出了一种中心式的物联网架构，一般中心式也都是企业网，或者商业普片采用的一种模式。
那么所有的设备，包含了Intellignet driver，sensors等等，实际上都是汇总到网关上。然后网关和云端的Energy Management进行实时互动，同时Energy Management也可以通过多种接口收集用户的信息或者需求，综合这些为用户提供智能化服务。
上图是IoT应用到现实中的一个大致步骤，那么一开始是连网，设备能够连接到网络上。（其实目前大部分IoT，尤其是家用这一块应该都处于整个阶段）。然后当设备都联网之后，通过一个智能化平台，要控制不同的设备，简单而言，就是一个小区域的智能化。最后当多个小区域智能化以后，那么就是一个面向用户的个性化配置的阶段了，完全智能化的场景下，用户在任意一个场景都可以获得根据自己的习惯，喜好所定义的物联网环境。这可能就是最后物联网要达到的一种智能化的效果。
最后借用一张图解物连网里的图，物联网最后发展估计就是各种各样的设备，场景都被统一连接起来，在连接完成后，我们可以做的智能化操作也越来越多，不过我们目前看到的还仅仅是愿景，当下的物联网确实还没有出现过一个杀手级应用，所以究竟哪一天会真正引爆还是一个变数哈。
作者：徐方鑫 链接：https://www.zhihu.com/question/19751763/answer/909079170 来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
二、5G＋物联网有哪些可能？会对生活有哪些影响？
东京IT神经男：首先要知道物联网是什么意思。物联网概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及物联网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起世人的重视。
后来MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时也提出来这个概念。在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中，最终明确了物联网的定义：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
简而言之，物联网是通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网可实现人与物之间的信息沟通。
跟大家生活最贴近的物联网应用就是快递，当在淘宝下单卖家发货后，我们就可以全程追踪快递直至交到你手中。
还有智能家居，一台能上网的手机或者电脑终端就可以通过网络远程控制智能系统的空调冰箱等等。
物联网无疑需要通信的支持。而且物联网与通信的概念并不是第一次提出，当年4G刚兴起的时候就绑定在一起提出来过。
所以事实上，物联网早已经走进了融入了我们的生活。但5G的出现又会大大提升物联网的融入程度。
不要仅仅将目光放在“5G有多快”上，那样很可能陷入了对5G的一种狭隘理解。
5G不进提升的是通信速度，而且是整个无线通信协议的迭代升级。其中大量的通信能力都被重新定义。例如相对于4G，5G在低时延、超低功耗、多终端兼容性等层面上进行了跨越级提升。而这些功能，可能恰好解决的是物联网对“快”以外的升级要求。据分析未来5G应用的80%将是物联网。5G的到来极大地促进了物联网技术的发展。以5G为原点，随着其进一步商用，物联世界将极大丰富。依托5G网络大带宽、低时延、高可靠的特性以及每平方公里上百万的连接数量，可有效支撑车联网、智能制造、远程医疗等智能设备的即时海量连接，这也是物联网下一步发展的重要节点。
列举几个目前5G＋物联网最热门的话题：
5G＋医疗
这个很容易理解。比如远程医疗手术，在远程手术中，每一帧视频画面卡住，都会影响医生指令的实时传递，而手术中每一秒发生的变化都可能严重地影响到患者的治疗，这使4G网络下，医生不敢轻易尝试远程手术。
5G网络的时延只有几十毫秒，短于人的反应速度。高清4K直播视频画面，实时传送，清晰度高到可见出血点。目前国内已经有数例通过5G网络进行医疗手术的新闻。
远程超声：一般的底层医院都缺乏优秀的超声医生。远程超声可以由远端专家操控机械臂对在基层医院的患者开展超声检查。
还有远程急救，远程健康监测等，5G将有助于更快地传输大型患者文件，进行远程手术、远程医疗、远程患者监控。
5G+车联网
自动驾驶是汽车的下一步发展方向。为了实现实时感知和安全，自动驾驶汽车需要足够的网络速度和容量，以及近乎瞬间的延迟。虽然通往5级自动驾驶的道路仍在进行中，但车辆连网仍然达到了历史最高水平。据估计，2017年全球销售的汽车中，有60%到80%安装了远程信息处理系统，到2020年，90%的新车将实现网络连接。此外，智能高速公路、电网、房地产和其他基础设施投资将需要传感器技术来支持自动驾驶汽车生态系统的发展，同时也将支持智慧城市的发展。
5G+区块链
区块链是去中心化分布式存储，即每个节点都是中心，需要存储大量数据，5G可以让链下数据在无线环境下传输更快，即促进链下数据上链。
而受益于5G的几个主要行业（与物联网相关）
连网备制造商：构成最终用于物联网终端产品的传感器设备和设备的创造者，如可穿戴设备和智能设备制造商。
网络或服务提供商和通信设备制造商：物联网依靠快速、安全和可靠的网络将信息从传感器传输到数据处理器和控制系统。
半导体制造商：物联网预计将显著增加对微控制器、传感器、WiFi和蜂窝芯片、闪存和高性能处理单元的需求。
5G的发展才刚开始起步，前途是美好的，道路是曲折的。
作者：东京IT神经男
链接：https://www.zhihu.com/question/356031459/answer/903187892
来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
三、5G 对物联网到底有哪些推动和影响？
某火山：以我目前短浅的见识来说，现在还没有超出现有技术的对物联网的“高级”需求，所以推动有限，只是为未来的爆发埋下一颗种子。
在90年代，互联网蓬勃发展，业内每个人都知道21世纪是互联网的世纪。那个时候，上网的主力是PC，很少有人预料到移动互联网，更没有人预见到移动互联网APP发展的逻辑。现在对于物联网情况类似，也许稍好一些，大家都认可面向机器的物联网连接数量未来将远超过面向人的互联网连接数量，但依然不清楚物联网怎样发展逻辑。技术发展和市场需求究竟谁先谁后，这是永远都理不清的鸡和蛋的问题。
5G三大场景，两个是面向物联网的。
mMTC预想的是比4G eMTC支持更大的连接密度，可是，对于当前的需求，NB-IoT和eMTC就足够了，没有见到超越它们俩能力的需求。
对于uRLLC，情况要好一些，因为面向的是现有技术无法解决的需求，我相信技术和市场能够同步发展，而且这个场景对运营商比较友好，不容易面临NB-IoT那种腹背受敌的局面。
我坚信物联网的未来是属于运营商的，物联网的发展，取决于运营商能发掘和理解多少客户需求，而不是有多少技术。
作者：某火山 链接：https://www.zhihu.com/question/315276918/answer/626360497 来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
四、MQTT 和 CoAP 哪个最可能成为未来物联网通信标准协议？
MQTT是IBM开发的一个即时通讯协议，基于TCP的，号称是可以支持所有的平台。 CoAP是运行于UDP之上的，并且非常的小巧，最小只有4个字节。 可以说两者都是营运物联网大趋势和为了适应M2M而生的，相比于其他的通信协议也有较大的优势。
以上是最近两者的Google trends。 话说国外貌似这两个协议非常的火啊，hivemq等等一堆啥啥mq，还有pubnub、xively，CoAP也有一大群真粉，但国内貌似不太感冒，唯一知道的是 云巴用的mqtt，呃。。。貌似跑题了。 如上，在如今物联网如火如荼各种造势的时代，真正实现智能，M2M是必不可少的，而MQTT和CoAP哪个最可能成为未来物联网的标准协议呢？或者有其他更有潜力的通信协议？
刘凯：我现在认为CoAP和MQTT的协议除了考虑设备的TCP/UDP堆栈实现能力和对设备的压力之外，更加重点的考虑点是：
- 服务器架构和开发成本？
- 应用本身数据流向，流量，频率，持久的需求？
- 长连接还是短连接？
- 数据分享API的需求？
MQTT，其实就是IBM把服务器间异步通讯用的消息队列Message Queue（MQ）中间件前置到IOT接入而已。天生适合多对多（服务器对服务器，设备对服务器，设备对APP），异步，后台应用，以及即时通讯（多客户端对等）场景。不过就是约定了报文头而已。自己用Redis PubSub/MQ也可以构建。最简单的IOT架构：Device+MQTT+APP，如果不存储数据的话。需要数据持久可以是：Device+MQTT+Web/APP+DB（NoSQL/NewSQL/BigData/Lambda）+APP。
CoAP，基于UDP接口，参考HTTP上的REST API，适合数据采集这种多（设备）对一（服务器） 场景，系统架构类似于传统Web。但是CoAP UDP不是面对连接的，所以方向控制需要高层构建协议。CoAP支持多播，也可以实现一对多场景，但是好像和MQTT不一样。应该是局域网内的多播？了解的兄弟请提点一下。但总的网站架构迎来类似于传统Web：CoAP+Web+DB+APP。弱势是，数据必须流经DB转给第三方。当然，如果Web内部有MQ，可以通过REST API暴露给第三方。变成： CoAP + Web + DB + APP + Redis/MQ + REST + APP
请观察最近的BAT动向，都把MQTT作为物联网前置接入套件单列出来作为标准云服务提供。阿里云物联网套件，百度开放云物联网服务IOT，腾讯QQ物联平台，中移动OneNet开放云，Amazon IOT服务......更别提环信，野狗之类原来做IM云服务的，都将MQTT作为IM/IOT共享的接入服务了。
MQTT还有一点：长连接。采用长连接MQTT还是无连接CoAP，和应用数据属性有关。是维持大量非活动长连接消耗大，还是大量UDP包对于服务器消耗大，我一直没有得到结论。反正我从Windows发起大量UDP压测，总是报给我操作系统端口不够的一个错误。
我之前的架构是：Socket + Web + DB（Redis/SQL）+ APP，现在不得不将Redis作为沟通Socket/Web的通道，和第三方APP/Sever的通道。但用Redis PubSub构建实现起来很麻烦。而且也不是标准实现，客户实施的周期反而不如MQTT。所以准备改造成为上述MQTT协议方式。
【更新】
CoAP大体上是采用数据报方式，可以基于UDP，短消息，以及6LowPAN等传输层。而且大体上在WSN内部可以使用。不过由于CoAP也可以用于网关与云之间通讯，所以现在出现了CoAP over TCP的草案。不过，我觉得该草案受到CoAP RFC7252的约束太多，所以我和客户约定了一个版本，私底下命名为CoTCP（CoAP over TCP）。呵呵，私有的协议。但是保留了面向资源的REST风格。
作者：刘凯 链接：https://www.zhihu.com/question/34767514/answer/87340564 来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
五、无线路由器会成为智能家居的重要一环或中心吗？发挥什么作用？
徐方鑫：我们首先说明下智能家居的大致场景，有兴趣可以读下《图解物联网》这本书，虽然这本书挺浅的，是普及类型的读物，但是基础的观点很好。
为了讨论该问题，我们要理解"智能家居"的流程，重点要区分智能家居和远程控制的区别，以《图解物联网》给的例子来说：
- 首先家用电器和可穿戴设备要连接到网络，这个网络实际上指的是家用路由器，或者更一般的说是家用的物联网网关。
- 然后所有的设备要采集信息，反馈到云服务器，反馈的内容包含人的身体情况，传感器数据等等
- 云服务器采用数据分析技术（也就是AI技术了），分析人的身体情况之类，接着向空调或者灯泡发出控制信号，调温度之类
- 最后是根据这些控制信息，对电器进行具体的控制。
上述整个过程中，每一个环节都曾经作为物联网/智能家居的中心过。1）最初发展的是“智能电器”，对应是上述中第四的环节，实际上是嵌入式技术的发展。2）然后是网络连接技术，那个时代物联网还等价于无线传感器网络，各种各样物联网网关横空出世。3）然后是云连接了，包含典型的MQTT，CoAP之类的协议，物联网的连接都不仅仅是本地的网络，而是要和云网络连接，用户端受到移动互联网发展的影响，可以各种各样观测数据，进行远程控制，还可以人工设定情景。4）然后就是当下了，智能音箱是一个典型中心了，基于AI技术，人们可以利用更直接的交互方式来使用智能家居的设备。5）往下发展，笔者个人观点是，还是AI技术是主流，但是核心应该会慢慢转移到“算力”上，大部分的AI算法都是需要算力支持的，智能家居的核心必然会以“算力”作为一个核心。但是这个算力有可能是在本地路由，或者本地嵌入式开发板，NVIDIA出的一块小型开发板JETSON NANO DEVELOPER KIT，已经是一块非常小的算力神器了。笔者目前也开始学习这样的新技术ing。
笔者的观点：虽然说网络连接是作为过物联网的中心发展过（也就是无线路由器），不过中心会慢慢转移到“AI”。其首先会是一些具体的AI产品，聚焦算法（比如目前很多算法都属于学术转产业的过程）。但是慢慢，最后真正要走进各家各户的智能家居，中心应该会出现在“算力”上。
当下智能家居的最重要一环应该关注的是计算能力，而不是网络连接能力。目前最近的网络研究中，有一个新的概念，叫做“算力网络”（CFN）。
算力网络实际上是云计算的一个后续发展，我们可以考虑一个基本问题，网络和计算的关系，云计算往后发展，是“计算网络化”，还是“网络算力化”。早期云计算的回答其实一直是“计算网络化”，云计算的网络实际上是用来连接不同计算池的技术，所以在AI实现之类的时候，服务器端都是在云端上。而现在“算力网络”，所提出来的，是网络算力化，通过网络连接，将所有的池化，整个网络构成一个庞大的计算池。
参考华为《Compute-First Networking》的PPT
我们可以用上图理解下大致算力网络的概念：
按照目前笔者的理解，实际上是构建了一个framework。其将传统的RPC远程调用技术进一步抽象化，传统的RPC是通过远程调用server端的函数，来执行一些功能，然后反馈结果，其是需要制定调用哪一个server的。在算力网络中，其也是远程调用，但是这个调用的对象并不是由我终端自己指定的，而是由算力网络（CFN）指定的，在这里CFN实际上就构成了一个中间层，然后所有的计算资源都会被池化，我本地的计算资源（图上smart phone），后者我家用路由或者边缘计算端（如上Smart Hone Gateway / Edge），或者云端（Smart Center Office / Cloud DC），我最后的计算都由可能调用以上设备的算力，但是算力不在集中在某一个设备上，而是智能调用。最后反馈到用户端，而用户端实际上改变不大，还是当作一个普通的RPC调用即可，至于底层具体调用哪里的都是由CFN完成的。
联通公司最近出了一个算力网络的白皮书，有兴趣可以看下（SDNLAB - 中国联通发布《中国联通算力网络白皮书》），其中这张图总结了下云化网络和算力网络的差别。
为什么笔者要提“算力网络”呢？因为该题目讨论的是“智能家居的重要一环或者中心”，重要一环肯定是的，不过目前已经不再是一个明确的中心了。
我们上门讨论了一些关于算力，那么“算力”是不是中心呢？笔者觉得是的。
那么进一步，那么代表算力的硬件，比如说“边缘计算的服务节点会不会成为智能家居的中心呢？”，笔者觉得，不是，因为根本原因是，算力网络是一个去中心式的网络。
去中心化必然是网络发展的一个下一个大方向，我们目前所看到的网络技术，都是由中心式-分布式-中心式发展过来的，就目前发展而言，去中心化的算力网络必然是下面的趋势，那么总结一下，智能家居往后发展，虽说“算力”是其核心部分，但是“算力”将会是一个去中心式的结构，所以最后智能家居我们会看到一些逻辑上的中心，但是物理上将会被去中心式替代啦。
Remark：额。。。笔者个人观点目前的总结，偶尔也表述下直接的观点，如果不对的地方还请多包含，还请见谅。
作者：徐方鑫
链接：https://www.zhihu.com/question/22083401/answer/898141056 来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
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