近年來，一直不乏宣傳物聯網的發言人。他們談到了這項技術的巨大潛力以及其可以為社會帶來的諸多好處——更高效的工業流程、解決交通擁堵、通過智能農業提高作物產量、通過數字健康改善患者的生活質量等等。雖然所有這些聽起來都是積極的，但不可否認的是，大規模物聯網網絡的部署所需的時間比許多人預期的要長。

這仍然存在一些障礙，一些與所采用的技術有關，另一些則更以后勤為基礎。因此，迄今為止主要的實現都是在一個相對較小的規模上。以下文章將探討如何克服這些障礙，從而創建精簡、成本效益和可持續的物聯網基礎設施。

目前阻礙物聯網應用的因素是什么?

物聯網實施進展慢于預期的原因有很多。其中最突出的是：

1. 需要降低相關的硬件成本。大多數物聯網節點需要包含許多不同的組件，這會產生成本影響。通過控制基礎設施的前期財務支出，采用物聯網技術的意愿肯定會增加。能夠推出物聯網網絡的企業/市政/組織的數量將會隨之擴大，從而導致更多的用例得到解決。
2. 物聯網節點大小。物聯網硬件需要大量的組件，這引發了另一個問題。除了可觀的材料清單(BoM)成本之外，這還意味著節點可能相當龐大。也排除了它們在必須考慮空間限制的潛在應用中使用的重要比例，如可穿戴在身上或需要安裝在緊密外殼中的應用。因此，需要找到壓縮節點尺寸的方法，但不能限制這些節點的功能能力或縮短其運行壽命，因為它們沒有足夠的能量存儲可用。
3. 減少運營費用。必須認識到，實現物聯網網絡只是一個開始。在此之后，需要持續努力來維護所有節點的運營。
4. 物聯網網絡將負責處理的電子垃圾水平。這是另一個不容忽視的重要點。正如將看到的，除非采取適當的措施防止這種情況發生，否則物聯網網絡會對環境產生巨大影響。

在開始實施物聯網網絡之前，組織了解網絡將代表的總擁有成本非常重要。應該將上面列出的第一點和第三點結合起來，以準確估計在該網絡的預計生命周期內的總成本。只有這樣才能評估投資是否合理。

電源問題

節點的供電方式對物聯網網絡的總擁有成本有很大影響，影響BoM和隨后的運營費用。目前，絕大多數已部署的物聯網節點都依賴于鋰離子電池作為電源。

電池不僅占用了物聯網節點的電路板空間，使其無法實現已經概述的更多空間有限的應用，且還有其他缺點。當然，電池的電量會隨著時間的推移而耗盡。

部署的硬件可以使用的時間段將由其功率預算決定。如果一個物聯網節點每天需要進行很多數據傳輸，或者需要處理大量的處理工作流，那么這個成本就會更高。因此，其電池將持續更短的時間，并且電池將需要盡快更換。

如果一個組織的網絡由成千上萬的節點組成，電池的更換將是持續的，這就需要指派一個專門的維護團隊來完成這項任務。這將嚴重增加網絡維護費用。如果物聯網節點位于偏遠地區，如在石化管道或智能農業設施，，即使不是完全不可用，也會進一步加劇這一問題。在這種情況下，節點將難以到達。

環境方面

根據聯合國的數據，每年大約產生5000萬噸電子垃圾，其中只有一小部分(大多數估計為15%到18%)被回收利用。在產生的電子垃圾中，電池占很大比例。盡管其他電池化學物質有充足的回收機會，但鋰離子電池的回收活動仍然非常有限。目前被丟棄的鋰離子電池數量已經被證明是有問題的，但隨著物聯網節點變得越來越普遍，每年被丟棄的電池數量將呈指數級增長。

大多數行業分析師預測，整個物聯網部署將很快構成大量節點。例如，Statista在其最近的報告中表示，到2030年將有290億個物聯網節點在運行。基于此(假設電池壽命為18-24個月)，僅物聯網每年就能產生100-150億個鋰電池價值的電子垃圾。

另一個應該提到的造成電子垃圾的因素是信用卡大小的運營商剩余的塑料，這些運營商用于蜂窩物聯網節點的用戶身份模塊(SIM)。通過用直接集成的替代卡取代傳統的SIM卡，可以避免這種塑料堆積。

遵循能量收集策略

從成本和環境的角度來看，僅使用鋰離子電池為物聯網供電顯然是不切實際的，而且隨著物聯網網絡規模的增加，這種情況只會變得更糟。這就是為什么能量收集在物聯網環境中被證明如此感興趣的原因。與其消耗電力儲存儲備，不如從周圍環境中持續提取能量。在某些情況下，熱梯度或振動將成為能源;在其他情況下，將使用incident。

與電池供電的安排不同，利用能量收集技術將大大降低物聯網網絡成本——無需購買新電池，也無需更換電池。此外，其還具有環保優勢，不會通過電池處理產生電子垃圾。

到目前為止，物聯網環境下的能源收集在一定程度上受到組成組件成本的阻礙。負責監督能量收集過程的電源管理集成電路(PMIC)是問題的核心。這些設備確保為物聯網硬件提供最佳電流，并確保有足夠的電流流向可充電儲備，如超級電容器，以備以后使用。不幸的是，此類PMIC通常需要大量無源組件的支持，通常至少要100個。同樣，可用于該硬件的無線模塊通常太大且太貴，無法使其采購可行。

結論

毫無疑問，由于根本的實施問題，物聯網基礎設施的部署正在放緩。所需組件的數量使得物聯網節點過于昂貴，無法解決許多未來的場景。而且，生成的節點大小通常太大，無法發揮作用。通過使用上述平臺，可以生產更好優化的物聯網節點。這些節點將不依賴電池，具有更低的BoM成本、更小的外形尺寸和更少的環境影響，這些都是實現的關鍵優勢。