“泛在网络”社会 在讲物联网所实现的世界之前,我们先从“连接网络”的观点来回顾一下历史。 20 世纪 90 年代初,过去以大型机为中心的集中式处理逐渐向以客户端服务器为中心的分布式处理转移。自 20 世纪 90 年代后期起,新型集中式处理围绕着以互联网和 Web 为代表的网络形成了一股发展趋势。 这就是 Web 计算的概念。以互联网为媒介,人们可以轻松实现 PC、服务器、移动设备之间的信息交换。 21 世纪初,一个名为“泛在网络”的概念开始受到人们的关注。泛在网络的理念在于使人们能够通过“随时随地”连接互联网等网络来利用多种多样的服务(图 1.2)。近年来,通过智能手机和平板电脑,甚至游戏机、电视机等一些过去无法连接到网络的“物”,就可以随时随地访问互联网。
“物”的互联网连接 随着宽带的普及,泛在网络社会日益得到实现。此外,能搭载在机器上的超低功耗传感器投入市场、无线通信技术进步等,都促使除了电脑、服务器和智能手机等传统连接互联网的 IT 相关设备以外,各种各样的“物”也可以连接互联网(图 1.3)。以汽车、家用电器以及房屋为开端,近来,眼镜和手表、饰品这些戴在身上的“物”也连接上了互联网并开始得到应用,如 Google Glass 和 Apple Watch。
形形色色的“物”都能与互联网相连,这一点大家都已经了解了。 那么这种“相连”会产生什么呢?它又是如何给人们的生活带来方便的呢?下面,就来看看物联网带给我们的世界吧。 机器对机器通信所实现的事 在物联网的实现方面,近年来机器对机器通信等关键技术备受人们关注(图 1.4)。物联网和机器对机器通信在很多方面可以视作同一个意思,但从严格意义上来说二者是不同的。机器对机器通信是不经人为控制的、机器和机器之间的通信;也就是说,多数情况下它表示的是机器和机器自动交换信息的整体系统。另一方面,物联网则大多含有给信息接收者提供服务的含义,它比机器对机器通信的概念范围更广。
泛在计算的世界是一个所有的“物”都内置计算机中,随时随地可以得到计算机帮助的世界。而机器对机器通信支撑着泛在计算的世界,并通过支撑社会的基础设施——智能社区和智能电网等形式逐步得到实现。 此外,机器对机器通信不仅可以通过 3G 和 LTE 电路的信息系统实现,还可以通过本地网络中的无线通信和有线通信来实现。 除了企业内的信息和互联网的信息以外,我们还能够灵活应用来自机器的信息。这样一来也就掌握了现实世界中的情况变动,尤其是提高了企业中的信息应用度。 物联网实现的世界 大家已经知道,我们可以借助机器对机器通信采集和积累信息,并灵活运用从信息中分析出的数据来方便我们的生活。那么,如果在此基础上把数百亿台设备都连接上物联网,又会如何呢? 以前,人们通过让少数昂贵的工业机械通信,来实现对“物”的远程控制。今,人们将更多地以低廉的价格大量生产面向用户的机器,并让这些机器通信。也正因应用了从这些“物”中获取的数据,各种各样的服务才如雨后春笋般涌现出来。此外,先进感测技术的普及实现了人类对现实世界的掌握和预测,通过实时且海量地搜集人、物、社会和环境的数据,也有望进行新型社会基础设施的构建,例如强化产业竞争力、建设都市和社会制度、监测灾害等异常情况。 除了那些一眼就能看明白的设备,具有连通性(机器和系统间的互联性和关联性)的设备也在不断地随处增加。物联网的趋势指的就是这一现象。通过本章,我们再深入地看一下物联网所实现的是一个怎样的世界。 1. 智能设备 2. 具备连通性的“物” 3. 网络 4. Web 系统 5. 数据分析技术 大家认为把这些因素组合到一起,将会产生出一个怎样的充满革新性的服务呢? 举个例子,市面上已经出现了很多叫作智能家居的设备,其用途是控制智能住宅。飞利浦 Hue 是一款能通过 IP 网络来控制自身亮度和光色的灯泡。Nest 是一种机器控制器,它能学习如何控制空调等机器以及如何设定这些机器的目标值。如果把它们与 Web 系统和可穿戴设备等智能设备组合在一起,还能实现由住宅主动根据人的动作和身体状况来调整环境(图 1.5)。
可以说,当下的趋势之一就是不停留在单纯的控制层面,而是像“凭借短距离通信实现自主控制和自动化”及“通过机器学习实现自动判断”这样,给事物增添附加价值。 蓬勃发展的标准化活动 除 IETEA、3GPPB、ITUC 等标准化团体以外,民间企业也围绕物联网积极地开展了活动。2013 年 12 月,在美国高通公司的支持下,家电厂商的横向 性物联网推进联盟 AllSeen Alliance 成立了。该联盟的意图在于越过厂商这道高墙,规划一种统一规格,让冰箱、烤箱及电灯等所有电器都能通过互联网实现协作2014 年 7 月,在英特尔和三星的推动下,物联网联盟 OICA立了。该联盟旨在为物联网相关机器的规格和认证设立标准。可想而知,今后物联网普及的关键在于各厂商是否采用这种开放性规格。作为从事物联网的工程师,选定产品时还得把这种标准化动向考虑进去,这一点是重中之重。