物聯網即將大爆發，而你真的了解物聯網嗎？

「

近幾年來，物聯網（The Internet of Things, IoT）已經成為炙手可熱的名詞，軟銀董事長兼CEO孫正義預測未來20年，物聯網設備的數量將會超過人口數，物聯網晶元的發貨量會超過1萬億，這將是一個巨大的市場。

物聯網的未來一片光明，可是每當你被問到究竟什麼是物聯網？具體應用在哪裡呢？不要說普羅大眾，就連從事這個行業的專業人士也很難一兩句話講清楚。如果你去查物聯網的定義，維基百科給出的是這樣的：

「物聯網是互聯網、傳統電信網等資訊的承載體，讓所有能行使獨立功能的普通物體實現互聯互通的網路……在物聯網上，每個人都可以應用電子標籤將真實的物體上網聯結，在物聯網上都可以查出它們的具體位置。」

可是你會馬上問「然後呢？它到底如何應用？它的機會在哪裡？」

大多數人對物聯網的本質一無所知。雖然網路中有很多介紹物聯網應用場景或是發展趨勢的文章，但要把很多碎片拼成一個完整的地圖還是需要花費很多精力。因此今天我們和星河研究院一起希望通過接下來三周的系列文章：

第一篇：什麼是物聯網？

第二篇：物聯網的技術基礎

第三篇：物聯網的應用場景

用輕鬆易懂的語言與你探討究竟什麼是物聯網，它的應用場景和機會在哪裡？希望對你有所幫助。

」

本篇是第一篇，將概括的介紹什麼是物聯網。接下來兩周的每周四將向你介紹第二篇和第三篇的內容，還請大家屆時關注。

1995年，比爾·蓋茨撰寫了一本轟動一時的書——《未來之路》，書里描寫了一系列對未來「應用裝置」「通往信息高速公路的途徑」的預言，這是物聯網的概念第一次為大眾所知。

1998年，美國麻省理工學院Auto-ID中心的創辦人之一，也是全球RFID標準的締造者Kevin Ashton提出了「the Internet of Things」一詞，用來表示實體物體獲得通訊能力，進行各類控制、探測、識別以及服務的行為，IoT一詞即開始廣泛流傳。那麼具體什麼是物聯網呢？

首先舉一個通俗易懂的例子，正在看這篇文章的你是用什麼在閱讀？電腦、平板還是手機？

不管用什麼，它一定是聯網的。在互聯網的時代，連接互聯網的終端無非就是電腦、智能手機，而在物聯網的時代，連接互聯網的終端就變成了一切可能的實物。為什麼物體要聯網，聯網的好處是什麼？

第一

聯網可以讓物體變得智能，這便是物聯網的本質

當一件物品連接到互聯網時，這意味著它可以發送或接收信息，或兼而有之。這種發送和接收信息的能力可以將這件物品變得智能。

以智能手機為例，你現在可以聽到世界上任何一首歌，但這並不是因為你的手機存儲了世界上的每一首歌，而是因為雖然世界上的歌存儲在不同的地方，但是你的手機可以發送信息（發出要聽某一首歌的請求），然後接收信息（在手機上播放音樂流）。因此一件物品要變得智能，並不需要有強大的存儲和計算能力，它需要的只是「連接」到強大的存儲和計算能力的物體（例如電腦）。

在物聯網世界，這種發送和接收信息的能力會帶來巨大的益處：

1.對於只收集併發送信息的物體：這主要指的是感測器，例如溫度、運動、濕度、空氣質量、光感測器等。就像人類的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和味覺，感測器就是機器對周圍環境感知和了解的「器官」。這些感測器的聯網，能幫助人們自動收集環境信息，使人們作出更明智的決定。

例如在農場，土壤濕度感測器可以自動獲取土壤水分的信息，可以將農作物需要灌溉的準確時間和水量告訴農民，避免澆水過多（灌溉系統的過度使用）或過少（農作物損失），為農場節約成本；

2.對於只接收信息並採取行動的物體：這主要指的是不同場景的應用，例如車收到車鑰匙的信號就會開鎖。這樣的應用可以使人們實現遠距離操作機器，無論是簡單的發送「開鎖」的信號指令還是將複雜的3D模型發送到3D印表機，人們都可以在遠距離精確的告訴機器要做什麼；

3.對於既可以發送又可以接收信息的物體：這是真正全自動化，不需要人類干預的智能。還是農場灌溉的例子，在感測器感知的基礎上，如果灌溉系統也可以與感測器聯網，就可以根據土壤的實際情況自動開啟和關閉了。再進一步，如果灌溉系統還可以接收天氣信息，知道何時下雨，就可以根據土壤實際情況和天氣再確定是否需要開啟或關閉了。這樣整套農場灌溉系統就成了全自動化，不需要農民干預的智能系統了。

第二

物聯網系統是如何運轉的

既然物聯網是幫助任何實物實現聯網的，那麼究竟是如何實現的呢？一個完整的物聯網系統包括4個組成部分：感測器／設備、連接網路、數據處理和用戶界面。

1、感測器／設備

第一步是感測器或設備從周圍的環境中收集數據。如果是感測器的話，一般收集的是環境的數據，例如溫度、濕度、運動等。如果幾個感測器綁在一起可以形成一個硬體設備，還可以做更多的事情，例如GPS定位、測加速度等。不管是單個感測器還是完整的硬體產品，在這第一步都是從周圍的環境中收集數據。

2、連接網路

連接網路是物聯網最重要的一步，它將實現感測器／設備與互聯網的連接。具體包括以下四種方式：

1）設備與設備相連

物聯網設備之間的互聯和通訊是需要網路來實現的，由於設備之間的通訊一般是以相對低的速率在設備之間傳送信息量較小的小數據包，因此這個網路一般是通過藍牙4.0（BLE）、Z-Wave、ZigBee等通訊協議實現連接的。在這種情況下，安全問題幾乎可以忽略，因為基本上這種短距離無線電連接都是一對一的。

設備間的連接在可穿戴設備中非常流行，例如與智能手錶配對的心臟監視器。由於這些連接的功耗非常低，一個電池基本可以維持數月或好幾年，因此攜帶型或可穿戴設備通常使用這種連接方式減少設備的尺寸和降低成本。

2）設備與雲相連

設備與雲的通訊一般是設備的數據要傳輸到應用服務提供商的雲端去，來幫助服務商利用數據開展業務。通常使用的連接方式是傳統的乙太網或Wi-Fi連接，也可以使用蜂窩連接。

設備與雲連接的應用場景通常是你要監控一個東西，但又不能時刻監視，因此需要設備持續的收集數據並將數據傳輸到雲中存儲，等你需要時可以隨時調取，例如監控攝像頭。

這種情況下，安全問題就會更複雜些，因為這涉及到兩種不同類型的證書——網路訪問證書（例如手機的SIM卡）和雲端訪問證書。

除了傳統的連接方式，有很多初創公司也研發了很多設備與雲連接的新技術，例如SigFox的超窄帶技術，還有LoRa和NB-IoT的技術等，目的都是實現更少功耗的消耗。

3）設備與網關相連

在有一些場景中，設備是需要通過網關再連接到雲端的，例如智能家居的控制hub。網關的主要作用是可以連接多個不同標準的IoT設備，進行數據聚合或轉碼，從而實現使用一個設備來管理多個設備的目的。

4）後端數據共享

這個模型是設備與雲連接模式的擴展，以便IoT設備和感測器的數據可以由授權的第三方進行訪問。在這種模式下，用戶可以將雲服務中的數據與來自其他來源的數據相結合，並將所有的數據發送到其他的服務中進行匯總和分析。

這四種模式和通常應用的場景不是固定的，開發者在部署IoT設備時會根據頻段、能耗、尺寸以及成本等各種因素找到最合適也最合理的連接方式。

3、數據處理

一旦數據傳輸完成，軟體就可以進行相應的處理。這種處理可能非常簡單，例如檢查溫度讀數是否在可接受的範圍內，也可能非常複雜，例如對視頻利用計算機圖像技術識別對象（比如家裡是否有小偷進入）。處理得出結果后，例如溫度過高或確實有小偷進入，那麼接下來怎麼辦？這就涉及到用戶界面了。

4、用戶界面

在得出結果后，向用戶傳輸結果的方式就包括很多種，例如文字方式（電子郵件、簡訊通知等）、主動查詢（例如有用戶可以主動登陸的系統）等。

當然用戶也可以主動對IoT設備進行遠程操作，例如用戶通過手機的應用程序遠程調節家中的空調。一些IoT設備可以實現自動操作，而不直接需要人的干預，這時候用戶的界面就變成了對一些閾值的設定、監控以及設定警報的觸發條件等。

一個完整的物聯網系統的實際工作機理可能非常複雜，但基本遵從以上四個方面，感測器／設備收集數據並通過網路進行數據交換，數據傳輸到雲端存儲和分析處理后將結果傳回設備並給用戶進行下一步操作的提醒。

第三

IIoT與IoT有區別嗎？

除了IoT，還有一個詞也越來越頻繁的出現——IIoT（IndustrialIoT）,工業物聯網。有很多文章會將IoT和IIoT並列起來作為兩個不同的領域，那它們之間有區別么？

從技術上說，IIoT是IoT的一個子集，是一個很重要的細分領域。從通常的使用上說，IoT已經越來越被限定為面向消費者的那一部分物聯網產品了，例如可穿戴設備、智能家居設備等。

不管是IoT的一個子集還是獨立的一個領域，IIoT都是一個非常重要且發展迅速的行業。它主要指將工業的設備聯網，從而達到提高機器效率和改善機器健康水平／安全水平的目的。

IIoT最早的應用場景是製造業，一個典型的例子是機器的預測性維護。

製造業中，一個機器如果因故停工，有可能給工廠帶來幾百萬元的損失，因此需要對機器進行定期維護。這中間的問題在於如果機器性能穩定，定期的維護是對人力和物力的一種浪費；如果機器在兩次維護時間內壞了，那麼仍然造成了巨大的損失，定期的維護也沒有帶來應有的效果。

預測性維護就是利用感測器設備收集大量的機器數據，再利用數據分析以及機器學習技術來判定機器什麼時候要進行維護。這就節省了大量的成本和提高了機器的使用率。

IIoT的應用場景已經有很多了，它是物聯網領域裡最早被採用並最快得到發展的，因為它給工業領域帶來的效率的提升和成本的降低是可以快速顯現的，因此越來越多的企業會有意願主動採用這些新技術。當然也會帶來一些問題，例如會取代一部分人的工作從而造成他們的失業。這些問題在現階段無法回答，也找不到很好的方法解決，但仍然會帶來新的革命。

下期預告：

其實物聯網的相關技術很早就出現了，例如在我們讀書時學的嵌入式系統、單片機等，那麼哪些技術的發展驅動了現階段物聯網的快速發展呢？我們下期接著聊。

我是李瑤，我們下周四見。

參考文章：

CalumMcClelland，「What is IoT?」

「IoTExplained — How Does an IoT System Actually Work?」

「TheIndustrial Internet of Things — What』s the Difference Between IoT and IIoT」

David Hamilton, 「The Four Internet of Things Connectivity ModelsExplained」