第1章 物联网是什么,如何定义物联网终端设备,智能硬件又是什么
1.1 物联网是什么
百度百科上定义的物联网是“新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段。其英文名称是Internet of things(IoT)。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。”
维基百科上定义的物联网是“把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上,通过互联网联接起来,进而运行特定的程序,达到远程控制或者实现物与物的直接通信。物联网,即通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)、传感器、二维码等,经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予“智能”,实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话,这种将物体联接起来的网络被称为物联网。”(摘自36Kr http://36kr.com/p/56878.html)
在技术架构上,目前很多人将物联网进行了如下分层。
在对上述3个方面进行讨论前,先用简单的图示说明遇到的场景是否是物联网,然后进行归纳什么是物联网,最后再试图定义物联网是什么。
场景1:显然不是物联网场景
场景2:答非所问,不是物联网场景
场景3:两个或少量设备可以互相通信,是物联网场景吗?
场景4:众多设备可以局域互联通信,但是无法与云端通信,是物联网场景吗?
场景5:众多设备可以局域互联通信,但是还能与云端通信,就告诉我n个设备,n还不知道是几,是物联网场景吗?
场景6:众多设备都可以与云端互联,是物联网场景吗?
我们从现在讨论本章开头提到的物联网定义。
百度百科的定义给出物联网的一个重要特性就是物物相连,但是把物联网归类于互联网的一种,似乎过于偷懒,而且互联网本身随着其自身的发展,其定义会随时间变化而发生变化,因此我们去互联网来定义物联网,同时为物联网加上一个时效性或者进行阶段定义,即对物联网1.0的定义。另外一个让我们摈弃互联网在物联网的概念的一个重要原因是互联网最终的主体面是人,而物联网最终的主体是物。这样我们得到物联网的第一个属性,即物联网1.0是物物相连的。百度百科对物联网定义的两层意思:“其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;”这第一层的意思,由于我们去互联网的概念,因此这一层意思也就不做考虑。
其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中。这里提到了物联网两个重要的属性,就是物联网的基础是物物之间的信息交换和通信。信息交换和通信是所有网络的最根本的需求,因此我们得到物联网第二个属性:物联网1.0是物物之间的信息交换和通信。物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,这指出了物联网信息单元是如何而来,但信息单元的采集方式不应该是用来定义物联网,而是应该用来定义物联网终端设备,同时物联网信息单元的获取并不局限于此,因此这部分的描述并不构成物联网的基本属性之一。
维基百科上对物联网定义:物联网就是把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上,通过互联网联接起来,进而运行特定的程序,达到远程控制或者实现物与物的直接通信。这里乍一看过于具体,但是这段给出了物联网另外两个重要属性:
一、物联网是具有行业属性的,离开其行业概念,物联网就是一个伪命题,只有在一个行业里面,物联网终端才具通用性。我们并不排斥说物联网会将不同行业融合,但是这一方向并不是物联网1.0的主要目标;二、第二段提到物联网要远程控制,这里提到了物联网最终还是要通过云技术来展示出来,这个属性我们在后面会有详细讨论。因此我们得出物联网第三个属性:物联网1.0具有行业属性。
维基百科定义最后一段:物联网,即通过装置在各类物体上的RFID、传感器、二维码等,经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予“智能”,实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。这里提出来物联网一个重要话题;如何标志物联网终端设备。理由如同物联网信息单元应属于物联网终端设备定义范畴一样,维基百科最后这段描述也属于物联网终端设备定义范畴,因此将在物联网终端设备段落中讨论。
本章前面给出的物联网架构很好地列出了物联网所涉及的一些单元和层次,给人们一个物联网最直接的可视化映像,同时为不同行业进入物联网提供一个指导方向,但是这个架构过于扁平化也并未完全体现物联网的特性。本文并不提倡这种方式来定义物联网。
至此我们总结出了物联网的3个属性:①物联网1.0是物物相连的;②物联网1.0是物物之间的信息交换和通信;③物联网1.0具有行业属性。
这3个属性是否可以比较清晰地定义物联网1.0呢?
我们来看场景3提出的问题:“两个或少量设备可以互相通信,是物联网场景吗?”这里我们的观念是“否”,这就如同“能够进行加、减、乘、除甚至科学计算的计算器可以被认为是我们现在定义的计算机吗?”显然这个答案是否定的。根据这个场景我们给出物联网的第四个属性:物联网1.0的物物相连是众多物联网终端设备之间的相连。众多不是确切数字,但绝对不是几个或十几个甚至几十个,因为在一个行业中其存在需要互联的设备数量是极其庞大的,不然也不需要一个新的理念和技术来处理解决其目前的问题。
场景4和场景5是我们需要讨论的两个问题:第一,是否所有的物联网都需要云技术;第二,物联网是要利用云技术给出更有价值的信息。第二个问题显而易见,这是物联网的价值所在。但是第一个问题似乎和通用物联网定义有出入,也是维基百科定义中提出的远程控制能力。关于这个问题我们来回顾互联网的发展,互联网早期是为在实验室中多台计算机之间互相通信而设计,后来扩充到不同实验室、不同学校、不同地点的计算机之间的互相通信。这就是我们计算机领域的局域网和广域网的概念。因此,场景4和场景5给出了物联网的一个重要特性是:物联网1.0可分为局域物联网和广域物联网,同时广域物联网需要云技术作为计算支撑,云技术是互联网高级阶段才出现的技术,但在物联网1.0中云技术是广域物联网的一个基础技术,这也是我们在定义物联网1.0时去除互联网概念的另一个原因。
在定义物联网时,物联网的第一个属性物物相连并不明确,物物之间如何相连,因此我们将这一属性进行细化:第一,物物相连是通过物联网终端设备相连,物体本身是无法进行相互联系的;第二,物联网终端设备之间通过近距离无线通信技术相互连接,这里我们强调是通过近距离无线通信技术,而不是有线相连的网络技术,是基于物联网的第四个属性,即物联网终端设备是众多的,有线的连接是无法做到这一点的。因此我们把物联网第一个属性更加明确化:物联网1.0是物联网终端设备通过近距离无线通信技术实现物物相连的。
在明确第一属性时,会有人提出一个疑问:为什么一定要强调近距离无线通信技术?这是场景6为大家提出的一个问题。我们的观念:场景6并不是物联网范畴。物联网是众多物联网设备之间互联,如果众多的物联网终端设备都直接和云端连接才形成物物相连,那么目前的云技术是无法满足这一需求的,而且也是通信资源的极大浪费。因此场景6我们只能定义为一个物联网化的互联网场景,不是物联网1.0所定义的范畴。
最后我们总结并回答本段标题的问题:物联网是什么?
物联网1.0是在某一行业内,物联网终端设备通过近距离无线通信技术实现物物之间相连并进行信息交换和通信的、用以提高行业效率的网络技术。物联网1.0可分为局域物联网和广域物联网,广域物联网的技术支撑是云技术。