物联网(IoT)是一个能够收集和共享数据的连接对象网络。在当今数字驱动的环境中，物联网几乎连接了一切，包括家庭、办公室和汽车，使用户能够远程操作各种对象和设备，以及许多众所周知的安全威胁。物联网对众多行业的好处是显而易见的，包括在确保安全和预测停机时间的同时实时远程监控设备的潜力。然而，在任何地方部署物联网仍然存在一些技术挑战，例如在水下环境中。随着物联网的扩展，很容易想到物联网在水下的不同表现方式。这就是水下物联网的用武之地。水下物联网(IoUT)被描述为智能、互连的水下物体的全球网络，可以监测广阔的未开发水域。大海不仅广阔，而且深邃。迄今为止，人类还没有完全掌握海洋的秘密，海洋深处还有很多地方人类从未踏足过。信不信由你，我们目前对月球表面的了解比对海洋的了解还多。大约71%的地球表面被海洋覆盖，海洋的温度决定了我们的气候和风的模式，也强烈影响着地球陆地上的其他生命。我们还知道，无线电波在海水中会随着时间的推移而衰减，而水下声学通信很容易被窃听而不是隐身。虽然物联网改变了我们对在线隐私的看法，并且开发人员正在采用统一编码来确保我们的安全，但当我们潜入水下时，我们究竟能期待什么呢？让我们找出来。激动人心的发展我们知道物联网的未来是光明的。据预测，到2021年将有多达250亿台设备连接到互联网，不难想象这对您所在行业的影响。然而，水下物联网才刚刚起步。许多科学家认为，光可能是实现水下物联网的关键。位于沙特阿拉伯图瓦尔的阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员提议研究同步光波信息和功率传输(SLIPT)配置，以使用水下光通信将能量和数据传输到水下电子设备。SLIPT系统被认为是一个非常可行的选择。例如，当人类对水下设备进行检查时，SLIPT比手势信号更不容易出错，并且比基于超声波语音的通信器更不容易引起混淆。值得注意的是，时至今日，手势仍然是潜水员之间常用的交流方式。研究人员认为，SLIPT可以帮助在持续充电困难且昂贵或不可能的难以进入的区域为设备充电，并设想水面的船舶或船舶向水下机器人或海底物联网传感器通信发送光。水面浮标或无人机也可用于向海底注入能量并同时接收数据。虽然在使用SLIPT之前还有很多开发工作要做，但研究人员看到了它的潜力。在美国，SigfoxAmerica透露GloucesterInnovations已选择其物联网网络来使用简单的设备记录海底数据，这些设备有可能连接到马萨诸塞州超过300,000个龙虾陷阱。通过名为LobsterNet的计划，总部位于美国的Sigfox将提供低功耗广域网连接，使设备能够每天在海底传输海洋酸度、深度、温度和其他数据。最初，GloucesterInnovations将使用这些数据使渔民能够更有效地定位和追踪龙虾陷阱，并最终帮助蓝色经济。北约科学技术组织(NATOSTO)正在使用SPOTTrace技术部署物联网解决方案，以增进对世界各地海洋的了解。位于意大利拉斯佩齐亚的北约STO海事研究和实验中心(CMRE)的一个研究小组正在将浮潜设备嵌入自由漂浮的浮标中，并将它们漂浮在地中海和北极水域以监测表面漂移行为。SPOTTrace跟踪这些“漂流者”的移动，并通过Globalstar的低地球轨道(LEO)卫星网络传输他们的位置数据。位于红海沿岸的KAUST多年来一直参与另一个技术探索领域，包括创建一些早期的、开创性的水下数据通信。2015年，它使用450nm激光（每秒4.8吉比特）进行了16-QAM-OFDM传输。正交频分复用(OFDM)将单个数据流分成多个通道以减少干扰。有趣的是，海洋对于数据中心来说变得越来越重要。世界上很大一部分人口居住在沿海地区，而不是内陆地区，我们正在经历向边缘计算的转变，这使得资源更接近数据源。此外，对服务器冷却的需求也越来越大，而海水可以提供这种冷却。即使将波浪能作为一种为服务器供电的方法，也意味着海洋和数据正在交织在一起。2018年，微软在苏格兰奥克尼群岛海岸线附近的海平面以下117英尺处部署了一个看起来像潜艇的水下数据中心，为位于沿海地区的用户提供服务。此外，尽管许多人认为我们的通信是通过卫星进行的，但实际上几乎所有洲际通信都是通过海底光缆在水下进行的。这些花园水管大小的电缆可以承载该国几乎所有的公共互联网流量。然而，这些发展并不是新协同作用的一部分。除了生态监测驱动因素之外，海洋计算得到广泛探索的最引人注目和最重要的原因之一是，在公海，无需支付租金，也没有管辖权。气候变化的影响我们的互联网连接和网络安全每天都受到各种不利影响的威胁，其中之一就是气候变化，不幸的是，我们对此无能为力。最近的一项研究将海平面入侵预测叠加在一张美国关键互联网基础设施的地图上，表明到2033年，气候变化可能会用数万公里的光缆和数十万个其他关键基础设施淹没海洋。已经部署的大部分基础设施都靠近海岸，虽然其中一些可能是防水的，但很少有设计完全在水下运行的。在Internet商业化之初，组织开始部署自己的网络基础设施。每个组织都坚持自己的政策和战略，并根据当前需求进行部署。不幸的是，这个过程发生在很久以前，保护网络免受不可预见的洪水事件的影响从来不是计划的一部分。迈阿密、西雅图和纽约是美国最脆弱的城市，但考虑到互联网的运作方式，影响不会只集中在这些地区，因为所有经过受影响地区的数据链路都可能受到影响。再加上研究人员只关注美国的基础设施这一事实，同样的问题在世界各国都可能是一个挑战，所以很明显我们遇到了一个大问题。一些网络巨头，如AT&T和Verizon，已经意识到这个问题，并正在安装能够承受海平面上升的系统。但事实仍然是，许多已安装的互联网技术并未考虑气候变化的后果。结论然而，正如SUNRISE项目所证明的那样，水下物联网的未来并不仅仅是阴云密布。这个由欧盟资助的项目已经建造并测试了模仿海洋动物进行交流的水下机器人原型。他们使用不会打扰动物的低强度声音信号和波频率。SUNRISE团队已经证明，水下无人机能够实时传输数据，并能够传达和确认简单的命令。无人机使用“Janus”语言相互交流。一架获准在地中海试运行的原型无人机帮助在葡萄牙波尔图找回了一个丢失的集装箱。尽管水下物联网还处于起步阶段，但它仍然显示出很大的潜力。它目前正处于“开发过程”中，由国家资助的组织赞助。用不了多久，“物”就会安全地连接和通信，软件也会得到充分开发
