引言:物联网正在以迅雷不及掩耳的态势影响着工业制造、农业生产、生活服务等领域,专家估计,到2020年,物联网将包括约300亿个物体,物联网的全球市场价值将达到7.1万亿美元。作为致力于物联网领域的企业,小雾在与身边人交流的时候却发现,大家对物联网并不如想象中那么熟悉。物联网的发展历程是怎样的?正在哪些领域推广应用?能给人们的生活带来哪些改变?本期开始,我们将推出系列专栏,来与大家聊聊物联网的那些事儿。
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一、什么是物联网?
“物联网 ( IoT )是由物理设备,车辆,家用电器以及嵌入式电子设备 , 软件 , 传感器 , 控制器和能联网的其他物体组成的网络 ,它使得这些对象能够连接和交换数据,还可通过计算系统,使得每个对象都可以被唯一地识别,而且还能够在现有的互联网基础设施上进行互操作。 ”
简单点理解:物联网本质上和互联网一样,互联网是由各种终端组成的网络(手机,Pad,电脑…),而物联网是一个由普通设备组成的网络,在这个网络里,设备和设备之间可以连接和交换数据。举个例子说明,如果你家比较宽阔,属于和剧院一个级别的,打扫光靠人就不行了,这时候可以买几个扫地机器人来完成这个任务。机器人之间能够互相交流,A对B说:刚刚厨房那旮旯我已经转过了,你不用去了,B听说后,就不会再扫厨房了,转而清扫客厅,然后B还可以把信息再传给遇到的C,D.E.F… 这个交流网络就是物联网了。
二、物联网的起源
物联网并不是一个近几年才出现的新名词,早在1982年有了智能设备网络的概念, 卡内基梅隆大学改装的可口可乐贩卖机,是第一个互联网连接的应用,能够报告库存和新装的饮料是不是冷的。
Mark Weiser 1991年在论文“21世纪的计算机”当中,提出了当代物联网的设想,UbiComp和PerCom等学术机构也有类似的观点。 Reza Raji在1994年将IEEE Spectrum中,提出了一个概念“将小数据包传输到一大组节点,从而整合从家用电器到整个工厂设备的所有物体” 。
在1993年到1996年间,有几家公司提出了解决方案,像微软 的At Work或者Novell的NEST。 虽然有了概念,但是直到1999年,这个领域才开始聚集起来。 Bill Joy设想了设备到设备(D2D)的通信,作为他在1999年达沃斯世界经济论坛上提出的“六个网络”框架的一部分。
通过麻省理工学院的Auto-ID中心和相关的市场分析出版物大力推介,物联网的概念在1999年开始流行起来。 Kevin Ashton (原Auto-ID中心的创始人之一)将射频识别( RFID )视为当时物联网的先决条件。 阿什顿更喜欢“Internet of things ”。如果日常生活中的所有物体和人都配备了标识符,计算机可以管理和清点它们。除了使用RFID之外,还可以通过近场通信 , 条形码 , QR码和数字水印等技术来实现标签的贴标 。
三、“万物连接平台”——物联网的初步发展
如果你看过美剧《生活大爆炸》,相信你肯定看到过第一季的这一幕。几个小伙伴聚在一起,好像是研究什么高科技,经过一番莫名其妙但热情洋溢的说辞之后,灯打开了,然后一阵欢呼。而后,再次点击电脑,听到了音响中传来的《2001太空漫游》音乐,几个人都陶醉了。
谢耳东他们在讨论的东西,就是物联网。时间是2007年,刚好是物联网初步发展的时候。这一时期,物联网的创业者已经批量崛起,而他们都热衷于做“万物连接平台”,所以,当时涌现出了大量的物联网平台。
这一时期的平台特点是:采用Arduino 类似的开发版,加平台自带的驱动,控制家里的电器。以谢耳东和小伙伴们控制灯的小项目为例:我们平时关闭和打开灯,都是通过手按开关,开关会阻断或者连接电流。那么除了我们的手控开关,还有什么东西可以帮忙阻断或者连接电流呢?
在工业或者商用领域,有种产品叫做电磁继电器的,就能代替手来解决通断220v电的问题,而且,最关键的是,继电器还能被一个0-5v 的弱电信号控制,当从0切换到5v 时,电路能够开闭一次,也就能控制灯的关闭。然而问题还是没有解决,这个0-5v是哪里来的? 这就涉及众多的单片机开发板了(比如Arduino )。
单片机,可以简单理解为功能不那么完整,但体积很小的电脑。他们可以录入程序,让程序不断重复,比如满大街闪烁的霓虹灯几乎都是由单片机控制的;也可以接收输入控制信号,经过计算输出控制信号。说到这里,大家可能开始看到了一丝光,原来控制信号 0-5v就是这么来的了。 别急, 还有个大问题没解决。那就是麻烦的驱动程序问题。 大家都会使用电脑,因为windows操作系统已经很方便了,看看就能上手,还能解决稍微复杂的问题。 但是,如果只给你装个dos 系统,你不懂得命令行,电脑再强大,功能再齐全,你也用不了。更何况 ,单片机是个连任何操作系统都没有的小电脑,要操作它可没那么容易?
再大的困难,程序猿们也总有办法解决,聪明的程序猿们发明了集成开发环境,用集成开发的环境写好的程序,只需要输入到单片机,就可以运行了。再到后来,还有更聪明的人发现,反正开发板的种类也不多,干脆写一些通用的程序,只要接入就能用,多好! 这就产生了通用物联网平台,通过平台来控制一些单片机开发版,更加方便的是,平台还提供APP接口,可以快捷地控制家用电器,方案似乎很完美。
首先看看能这样的技术条件下的应用场景,
家居环境,这种应用简直就是玩具,在家里操控灯的熄灭,打开洗衣机,打开微波炉等等操作,本来就是用户动动手指就能解决问题,用APP控制几乎没有任何优势。
农业环境监控:在广袤的蔬菜大棚中,各种温湿度传感器可以便捷地高速地采集数据,哪哪哪湿度低了,该浇水了。这些提供了现代农业的基础数据。
工业自动化控制:在广大的工业界,第二次工业革命以后,电气化一直都是工业生产的主要推动力,而自动化紧随其后,而且也在不断演化和发展。但是,由于工业界的总体发展不平衡,一些行业的总体自动化程度较低,从而使得工业界的标准化非常复杂,物联网在工业界推广得更加缓慢。
综上所述,物联网出现的一段很长的时间内,网络拓扑形式,都是以平台为关键节点的中心连接方式,设备通过平台发送数据到交互界面(比如电脑…),人通过交互界面来远程操控设备(手机APP操控灯的关闭)。这种网络拓扑形式,是一种单向的数据传递模式,更象是一个人机远程交互网络,远远谈不上物物连接。在这种情况下,物联网的应用方式非常简单,这样的应用还不具备大的商业价值。从2008年开始,涌现出了一大批物联网创业企业,其中以Xively 物联网平台最为出名,一度是TOP10 的物联网创业公司,最光辉的时刻,有2.5亿智能设备联网。就像google 在中国有baidu, twitter 在中国有微博, 荒岛逃生在中国有吃鸡大赛, 中国也有万物互联的平台Yeelink ,但在今天的互联网巨头中,根本看不到Xively 和 Yeelink ,虽然他们都还活着,但声音比较微弱了,最根本的原因还在于,这根本就不是物联网的终极形态。
物联网经过“万物连接平台”的一波热潮以后,沉寂了一段时间。在这一段时间内,互联网的世界精彩纷呈,我们有无数的APP可以下载,有便捷的共享出行方式,有精彩的社交平台… 这一切,远比控制简单的电器要精彩。也许,物联网会这么一直沉寂下去,也许哪一天会浴火重生,没人知道… 直到2017年出现的两项关键技术,让物联网世界的人突然眼前一亮,而新的模式和拓扑结构突然间迸发,让人们也看到了物联网蓬勃发展的希望。
物联网发展的关键技术是什么,发展的东风又在哪里呢?小雾,得先喝杯咖啡,下期再聊……
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