大家在聽到物聯網時,腦海中會出現一個什么樣的印象呢?
物聯網的英語是 Internet of Things,縮寫為 IoT,這里的“物”指的是我們身邊一切能與網絡相連的物品。例如您身上穿著的衣服、戴著的手表、家里的家用電器和汽車,或者是房屋本身,甚至正在讀的這本書,只要能與網絡相連,就都是物聯網說的“物”。
就像我們用互聯網在彼此之間傳遞信息一樣,物聯網就是“物”之間通過連接互聯網來共享信息并產生有用的信息,而且無需人為管理就能運行的機制。這樣一來,就創造出了一直未能實現的魔法般的世界。
物聯網市場是由若干個市場形成的,包括作為“物”的設備市場,掌管物與物之間聯系的網絡市場,還有運營管理類的平臺市場,分析采集到的數據的分析處理市場等(圖 1.1)。
圖 1.1 物聯網的相關市場
說起創建物聯網市場的要素,那就要提到通信模塊價格趨向低廉以及云服務的普及。在平臺、分析處理和網絡安全等方面,針對物聯網的產品和服務也已經開始投入市場。物聯網市場今后的重點在于跟熟悉各垂直市場的從業者加強合作,積極提供試驗環境以及開發貼近用戶生活的服務項目。
在講物聯網所實現的世界之前,我們先從“連接網絡”的觀點來回顧一下歷史。
20 世紀 90 年代初,過去以大型機為中心的集中式處理逐漸向以客戶端服務器為中心的分布式處理轉移。自 20 世紀 90 年代后期起,新型集中式處理圍繞著以互聯網和 Web 為代表的網絡形成了一股發展趨勢。這就是 Web 計算的概念。以互聯網為媒介,人們可以輕松實現 PC、服務器、移動設備之間的信息交換。
21 世紀初,一個名為“泛在網絡”的概念開始受到人們的關注。泛在網絡的理念在于使人們能夠通過“隨時隨地”連接互聯網等網絡來利用多種多樣的服務(圖 1.2)。近年來,通過智能手機和平板電腦,甚至游戲機、電視機等一些過去無法連接到網絡的“物”,就可以隨時隨地訪問互聯網。
圖 1.2 泛在網絡可以讓人們隨時隨地訪問網絡
隨著寬帶的普及,泛在網絡社會日益得到實現。此外,能搭載在機器上的超低功耗傳感器投入市場、無線通信技術進步等,都促使除了電腦、服務器和智能手機等傳統連接互聯網的 IT 相關設備以外,各種各樣的“物”也可以連接互聯網(圖 1.3)。以汽車、家用電器以及房屋為開端,近來,眼鏡和手表、飾品這些戴在身上的“物”也連接上了互聯網并開始得到應用,如 Google Glass 和 Apple Watch。
圖 1.3 連接互聯網的各種各樣的“物”
形形色色的“物”都能與互聯網相連,這一點大家都已經了解了。那么這種“相連”會產生什么呢?它又是如何給人們的生活帶來方便的呢?下面,就來看看物聯網帶給我們的世界吧。
在物聯網的實現方面,近年來機器對機器通信等關鍵技術備受人們關注(圖 1.4)。物聯網和機器對機器通信在很多方面可以視作同一個意思,但從嚴格意義上來說二者是不同的。機器對機器通信是不經人為控制的、機器和機器之間的通信;也就是說,多數情況下它表示的是機器和機器自動交換信息的整體系統。另一方面,物聯網則大多含有給信息接收者提供服務的含義,它比機器對機器通信的概念范圍更廣。
圖 1.4 機器對機器通信所實現的社會
泛在計算的世界是一個所有的“物”都內置計算機中,隨時隨地可以得到計算機幫助的世界。而機器對機器通信支撐著泛在計算的世界,并通過支撐社會的基礎設施——智能社區和智能電網等形式逐步得到實現。
此外,機器對機器通信不僅可以通過 3G 和 LTE 電路的信息系統實現,還可以通過本地網絡中的無線通信和有線通信來實現。
除了企業內的信息和互聯網的信息以外,我們還能夠靈活應用來自機器的信息。這樣一來也就掌握了現實世界中的情況變動,尤其是提高了企業中的信息應用度。
大家已經知道,我們可以借助機器對機器通信采集和積累信息,并靈活運用從信息中分析出的數據來方便我們的生活。那么,如果在此基礎上把數百億臺設備都連接上物聯網,又會如何呢?
以前,人們通過讓少數昂貴的工業機械通信,來實現對“物”的遠程控制。今后,人們將更多地以低廉的價格大量生產面向用戶的機器,并讓這些機器通信。也正因應用了從這些“物”中獲取的數據,各種各樣的服務才如雨后春筍般涌現出來。此外,先進感測技術的普及實現了人類對現實世界的掌握和預測,通過實時且海量地搜集人、物、社會和環境的數據,也有望進行新型社會基礎設施的構建,例如強化產業競爭力、建設都市和社會制度、監測災害等異常情況。
除了那些一眼就能看明白的設備,具有連通性(機器和系統間的互聯性和關聯性)的設備也在不斷地隨處增加。物聯網的趨勢指的就是這一現象。通過本章,我們再深入地看一下物聯網所實現的是一個怎樣的世界。
智能設備
具備連通性的“物”
網絡
Web 系統
數據分析技術
大家認為把這些因素組合到一起,將會產生出一個怎樣的充滿革新性的服務呢?
舉個例子,市面上已經出現了很多叫作智能家居的設備,其用途是控制智能住宅。飛利浦 Hue 是一款能通過 IP 網絡來控制自身亮度和光色的燈泡。Nest 是一種機器控制器,它能學習如何控制空調等機器以及如何設定這些機器的目標值。如果把它們與 Web 系統和可穿戴設備等智能設備組合在一起,還能實現由住宅主動根據人的動作和身體狀況來調整環境(圖 1.5)。
圖 1.5 根據人體狀況自動控制環境——以智能家居為例
可以說,當下的趨勢之一就是不停留在單純的控制層面,而是像“憑借短距離通信實現自主控制和自動化”及“通過機器學習實現自動判斷”這樣,給事物增添附加價值。