在無人配送落地的路上,我們嘗試了多個方向和技術,這其中也包括了大家熟知的IoT。IoT(Internet of Everything),即物聯網,被認為會成為繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次浪潮,而IoT在無人配送場景中的應用,將是無人配送落地的關鍵一步。
自動駕駛是一個終將改變世界的技術,而我們始終堅信,在實現自動駕駛的路上,作為細分場景的無人配送將更快地實現落地,從而給人們的生活帶去更多有趣的體驗。而在無人配送落地的路上,我們嘗試了多個方向和技術,這其中也包括了大家熟知的IoT。IoT(Internet of Everything),即物聯網,被認為會成為繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次浪潮,而IoT在無人配送場景中的應用,將是無人配送落地的關鍵一步。
圖一 IoT概念圖【1】
1. IoT的前景
在互聯網時代,我們通過電腦接入Internet,了解世界、購物、和遠程的朋友聊天互動。在移動互聯網時代, 4G和智能手機讓我們可以隨時隨地的使用各種APP,獲取O2O的服務,體驗更美好的生活。互聯網時代實現了人和人之間隨時隨地鏈接,而物聯網時代到來會讓每一個物體的連接變成可能,將物理世界的各類數據進行采集和傳輸,最終通過萬物互聯實現智慧化,也就是我們熟知的智慧交通、智慧樓宇、智能家居、智能制造等等。
距離1999年物聯網概念【2】的提出已經過去了19年,但是真正萬物互聯的時代還遠遠沒有到來,因為硬件的更替時間比較緩慢,數字經濟與實體經濟的融合也就相對困難。對于我們普通人來說,重新下一個APP只需要幾分鐘,但是把家里的愛車換掉也許需要幾年,基礎設施更新需要的時間就更長了,實現這些現有的硬件的聯網難度就比較大。 而現在把AI、自動駕駛、無人配送加進去,產生了更多新的清晰的應用場景,給物聯網帶來了更真實的價值,真正萬物互聯的時代到來也就越來越近。
圖二 IoT的前景
2. IoT的技術基礎
如果說自動駕駛、無人配送這樣清晰的場景讓我們看到了更加清晰的物聯網的未來,那么通信技術的日益成熟就是為物聯網未來的發展奠定了基礎。在這里我們主要講一講5G和NB-IoT/Lora。
物聯網的時代是萬物互聯的時代,這里物既包括馬路上川流不息的汽車,璀璨奪目的路燈,也包含了千家萬戶的冰箱洗衣機微波爐等電器,以及我們無知無覺卻發揮著重要作用的無數基礎設施,如此龐多的物的信息想要在瞬息相互傳輸,而這對于通信技術有著極高的要求。
圖三 5G【3】
5G的到來,將為真正實現萬物互聯奠定技術基礎。5G最大特點是大帶寬、低延遲和高穩定性,對物聯網的規模化發展提供了更好的條件。5G技術相比目前4G技術,其峰值速率將增長數十倍,從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。
也就是說,1秒鐘可以下載10余部高清電影,可支持的用戶連接數增長到100萬用戶/平方公里,可以更好地滿足物聯網這樣的海量接入場景。同時,端到端延時將從4G的十幾毫秒減少到5G的幾毫秒。所以,5G網絡一旦應用,目前仍停留在初期的車聯網、物聯網、智慧城市等概念將變為現實。此外,5G還將進一步應用到工業、醫療、安全等領域,能夠極大地促進這些領域的生產效率,以及創新出新的生產方式【3】。
隨著人們對智能終端的計算能力以及服務質量的要求越來越高。移動云計算將成為 5G 網絡創新服務的關鍵技術之一。移動云計算是一種全新的 IT 資源或信息服務的交付與使用模式,它是在移動互聯網中引入云計算的產物。移動網絡中的移動智能終端以按需、 易擴展的方式連接到遠端的服務提供商, 獲得所需資源,主要包含基礎設施、平臺、計算存儲能力和應用資源。SaaS 軟件服務為用戶提供所需的軟件應用,終端用戶不需要將軟件安裝在本地的服務器中,只需要通過網絡向原始的服務提供者請求自己所需要的功能軟件。PaaS 平臺的功能是為用戶提供創建、 測試和部署相關應用等服務。PaaS 自身不僅擁有很好的市場應用場景, 而且能夠推進 SaaS。而 IaaS 基礎設施提供基礎服務和應用平臺【4】。
除了5G以外,基于窄帶的NB-IoT或Lora等通信技術,也讓更多的物可以接入物聯網,因為NB-IoT/Lora具有著接入量大、低成本、低功耗、穿透性強、穩定性強的特點,使其可以廣泛應用于多種垂直行業。比如智能電表、燃氣表,智慧停車,智慧農業等。
以NB-IoT為例介紹一下窄帶物聯網。基于蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)是物聯網的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180KHz的頻段,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。NB-IoT具備四大特點:一是廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網絡增益20dB,覆蓋面積擴大100倍;二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構;三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;四是更低的模塊成本,企業預期的單個接連模塊不超過5美元【5】。2017年7月,ofo小黃車、中國電信、華為共同宣布三家聯合研發的NB-IoT“物聯網智能鎖”全面啟動商用,就是一個很好的案例。
3. IoT在自動駕駛中的應用
自動駕駛是IoT應用的一個重要場景,而提到IoT在自動駕駛中的應用就不得不提一下V2X,以及5G和NB-IoT在v2x中的作用。
IoT是Internet of Things,而在自動駕駛中,有一個概念叫做IoV(Internet of Vehicles),即車聯網,它屬于IoT中的一種,物聯網是萬物互聯,那么車聯網就是用互聯網將車與車(v2v,Vehicle to Vehicle),車與人(v2p,Vehicle to Pedestrian),車與基礎設施(Vehicle to Infrastructure)等等鏈接到一起的車聯萬物,也就是v2x(Vehicle to Everything)。
V2X是作為IoT的引申概念,是自動駕駛的關鍵推動因素之一。部署V2X設備對于自動駕駛來說,可大幅降低未來自動駕駛和車輛網聯成本。與攝像頭、激光雷達等傳感器不同,V2X作為一種無線傳感系統的解決方案,它允許車輛通過通信信道彼此共享信息,檢測隱藏的威脅,擴大自動駕駛感知范圍,能預見接下來會發生什么,從而進一步提升自動駕駛的安全性、效率和舒適性。
圖4 V2X【6】
5G對于自動駕駛來說,具有著巨大的推動作用。5G的高速率、高穩定性和低時延特性將提高無人駕駛的安全性能。比如,自動駕駛需要加載高清地圖,并對周圍環境做出迅速判斷反應,以及對車輛的遠程控制,有一些實時的數據可能需要上傳到云端,這些都對數據傳輸的可靠性、速率有很高的要求。
同時,5G在邊緣計算的應用,將更多的數據計算和存儲從“核心”下沉到“邊緣”,部署于接近數據源的地方,一些數據不必再經過網絡到達云端處理,從而降低時延和網絡負荷,也提升了數據安全性和隱私性。這對于時延要求極高、數據處理和存儲量極大的自動駕駛領域而言,重要性不言而喻。未來對于V2X中靠近車輛的移動通信設備,如基站、路邊單元等或均將部署車聯網的邊緣計算,來完成本地端的數據處理、加密和決策,并提供實時、高可靠的通信能力【6】。5G在“云、邊、端”通信方面的提升,會極大地推動自動駕駛應用場景的發展。
NB-IoT在自動駕駛的一些場景中,也能被很好的應用,比如智慧停車。因為基于窄帶的NB-IoT有著低成本、低功耗、穿透性強的特點,停車場所有的車位都可以通過傳感器監測車位的狀態,通過NB-IoT模塊接入物聯網平臺,車輛通過物聯網終端直接查詢到停車場空閑車位的數量和位置,然后直接導航到車位,大大節省人們找車位的時間,同時也大大提高了停車場管理的效率。
在自動駕駛的時代,不止V2X、智慧停車這些簡單的場景,關于整個智慧交通都可以有更大的想象空間。
4. IoT在無人配送場景中的應用
配送業務在隨著時代的發展不斷的改變。從最早的郵遞員,到快遞小哥和外賣小哥,再到將來的無人配送。配送行業在過去的短短十幾年時間從時效性、便利性等各個方面有變革性的發展。你之前可能想不到,30分鐘外賣到家,閃送、生鮮的即時配送已經成為生活中密不可分的一部分。
隨著需求不斷升級,外賣配送需求也在高速增長,與此相對應的是,這種高速增長帶來的新運力需求,很難在短時間內快速被滿足。在很多場景,尤其是24小時配送的夜間場景,無人配送車或機器人將成為外賣小哥的得力助手,讓用戶在更短時間里收到商品。
在無人配送的場景中,配送機器人要依靠自己的感知和決策從A點走到B點。對機器人來說,需要跟一些設備進行通信才能最終到達終點。舉個簡單的例子,室內配送的場景,一個配送機器人走進一座寫字樓,要去往4層給客戶送外賣,它就必須得經過閘機和電梯。此時機器人就要具備與閘機和電梯通信網聯的能力。
同樣,在室外場景中,無人車可能要經過十字路口去配送。路口的紅綠燈和地上的人行橫道線,以及路旁的限速標志,在現有的情況下,無人車都是通過機器視覺等方式去處理。,這些交通標示都通過物聯網具備和無人車通信的能力,交通運輸會更加的高效,并且安全性也會大大提高。
不僅僅是與其他物體或設施進行通信,無人車之間通過物聯網進行通信,可以分享交通信息,甚至有可能車輛之間可以互相交換配送的物品以更高效的進行配送。物的數字化是無人配送的又一方向。
IoT在無人配送場景中的應用,不論從哪個角度來看,都有著巨大的社會價值和商業價值。自動駕駛和IoT的發展會是相輔相成,相互促進的關系。而我們相信無人配送將是這場變革中有希望快速落地的場景。愿無人配送將服務觸達世界每個角落!
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原文標題:無人配送中的IOT
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