关于物联网,你想要了解的都在这!

物联网,从字面意思来看,物联网就是通过网络,使得物与物之间相互连接。说到这,你是不是觉得物联网不过尔尔,但是其背后蕴含着很深的含义,也许在未来,科幻电影中的画面将会逐步出现在我们的生活中。下面小编就给大家简单介绍下什么是物联网。

一个故事看物联网的起源

在真正介绍物联网的概念之前,小编想先给大家讲几个故事,这些关于物联网起源的故事,会让大家对物联网形成一个初步的印象。

咖啡壶事件

物联网的理念最早可以追溯到1991年英国剑桥大学的咖啡壶事件。小小的咖啡壶竟然能吸引上百万人的关注,这可能吗?

可能。实现这一壮举的就是一只名为“特洛伊”的咖啡壶。

“特洛伊”咖啡壶事件发生在1991年。剑桥大学特洛伊计算机实验室的科学家们在工作时,要下两层楼梯到楼下看咖啡煮好了没有,但常常空手而归,这让工作人员觉得很烦恼。

说到这里不得不吐槽一下——这些理科生和一般人的脑回路真是不太一样,要小编说把咖啡壶拿到楼上去不就行了?但人家不,为了解决这个麻烦,他们编写了一套程序,并在咖啡壶旁边安装了一个便携式摄像机,镜头对准咖啡壶,利用计算机图像捕捉技术,以3帧/秒的速率传递到实验室的计算机上,以方便工作人员随时查看咖啡是否煮好,省去了上上下下的麻烦。这样,他们就可以随时了解咖啡煮沸情况,咖啡煮好之后再下去拿。

1993年,这套简单的本地“咖啡观测”系统又经过其他同事的更新,更是以1帧/秒的速率通过实验室网站连接到了因特网上。没想到的是,仅仅为了窥探“咖啡煮好了没有”,全世界因特网用户蜂拥而至,近240万人点击过这个名噪一时的“咖啡壶”网站。就网络数字摄像机而言,确切地说:其市场开发、技术应用以及日后的种种网络扩展都是源于这个世界上最富盛名的“特洛伊咖啡壶”。

此外,还有数以万计的电子邮件涌入剑桥大学旅游办公室,希望能有机会亲眼看看这个神奇的咖啡壶。具有戏剧效果的是,这只被全世界偷窥的咖啡壶因为网络而闻名,最终也通过网络找到了归宿,最后关于这只咖啡壶的新闻是是:数字世界最著名的咖啡壶日前在eBay拍卖网站以7300美元的价格卖出!时间大约在2001年8月。一个不经意的发明,居然在全世界引起了如此大的轰动。

至于是谁最先想到这个发明的,剑桥大学的科学家们显然不愿意归功于个人。高登是1991年参与建立这个系统的成员之一,他说:“没有人确定到底是谁的主意。我们一致认为这是个好想法,于是就把它编到我们的内部系统里去了。”

就在“咖啡壶”网站吸引全世界越来越多的关注的时候,它却已经走到了生命的终点。后来,剑桥大学计算机实验室宣布,由于实验室需要搬进位于剑桥郊区的新办公大楼,这个直播网站将关闭。对此,高登解释说:“整个系统已经过时,硬件也已经老化。我们不能把这些陈旧的设备带到新的办公大楼里。”

物联网已经触手可及

好了,看完上面的故事,相信大家对物联网已经有了一个初步的认识,小编再给大家深入一些。

要谈物联网,我们得把“物”、“联”、“网”这三个字拆开来谈。首先,我们来谈谈“物”和“网”的基本构成:“物质”、“信息”和“联”

以一支铅笔为例,铅笔是由木材,石墨,油漆等构成的,它们都是真实存在的“物质”;而铅笔上的商标图案,铅笔的用途等就是我们对基本信息处理之后,再加上我们自身拥有的知识而形成的新的较为复杂的信息。

我们通过眼睛感受外界信息,大脑则通过对眼睛所收集到的信息进行分析,从而可以知道铅笔的长短、颜色等属性,进而可以分析得出“这是一只XX牌的快用完的铅笔,我还只能用它写几行字了”这样复杂并有意义的信息。

在这里,“看”这个动作就是从“物质”中提取“信息”的过程,就是一种“联”,而从“看”到“想”这过程也是一种“联”。我们来谈谈“联”这个过程是怎么发生的。这里可以分为“感知”,“传输”,“应用”三个部分来看。

首先,我们需要“眼睛”,才能“看见”,这就是物联网感知层作用的原理。其主要使用的是传感器。传感器其实由来已久,非但不是什么新鲜事物,反而可以说是“老古董”。那让我们来试着揭开传感器的面纱让它更性感一点:古代工匠在造房子的时候要确认每根柱子都是笔直的,于是用一块石头悬在棉线上确认地心方向,这就是把我们看不见的重力,转化为我们看得见的棉线;再来看看体温计,它也是把温度这种我们人类自身难以通过感官来量化的信息转化为看得见的汞柱长度;同样,古典的照相机也是一种传感器,它能够把镜头传入的光信号转化为对底片的刺激,最终留下影像。

虽然现在的传感器已经做到精致小巧,但是其本质上仍然在作着类似的工作。不过不同的是,它们无需把感受到的信息直接传达给人,而是通过一些技术手段转化成电磁信号,交给其他后端设备来处理,之后再进一步进行利用。

很多传感器的感知能力已经远远超过了人类的感受世界的能力,甚至比人类更加精准,就感受物质世界而言已经甩了人类好几条大街了,“千里眼”“顺风耳”神话故事等早已不是什么新鲜事了。更重要的是,大多传感器产生的结果都是可以用数字来计量的。这就代表着,这些传感器产生的信息可以直接用计算机能懂的语言进行传输,而且可被用于数据分析。

使用传感器的好处在于,我们人类自身的感知能力有限,很多我们需要的信息是无法感知的,传感器的存在刚好能够解决这些问题,能够让人类看到更广阔的世界,成为我们的第六感官。

其次,我们需要“神经”才能“传输”,这是物联网的网络层的运作方式。WiFi、蓝牙、Zigbee,不同的通信协议相当于不同的交通工具。

传输是一个非常重要的概念。当我们的信息采集好了之后,如果不能传输,那么信息就失去了存在的意义。就像你手上有一批上好的丝绸,但是需在异地进行加工和贩卖,如果没有通过运输工具将其运输到目的地一样,置放在原地的丝绸是多余的。在丝绸运输过程中,我们也需要一个运输的通路,我们用公路、铁路甚至运河来运输;运输目的地是下游的加工厂,他们那里可以把丝绸做成衣服再卖钱。那么,这里将丝绸比喻成传感器采集到的信息,而运输工具相当于能够承载这些信息的载体,而河就是传输时用的网络,加工厂就是最终数据处理的中心。在这个过程中船扮演着非常重要的角色。

“物联网”与“互联网”有什么区别?

在谈及“物联网”时,常常会有人问:“物联网”和“互联网”到底有什么区别?

首先,“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种概念。互联网着重信息的互联互通和共享,解决的是人与人的信息沟通问题;物联网则是通过人与人、人与物、物与物的相联,解决的是信息化的智能管理和决策控制问题。

互联网与物联网在终端系统接入方式上也不相同。互联网用户通过端系统的服务器、台式机、笔记本和移动终端访问互联网资源;物联网应用系统将根据需要选择无线传感器网络或RFID应用系统接入互联网。

除了这些,还有更重要的一点区别。直接讲比较抽象,我们不如举个例子:现在有某品牌智能空调,你到家之前可以先用手机开启它,它能保证你回家的时候家里室温刚好是你提前设定好的温度,而离家之后也不会因为忘了关空调而心疼电费,因为你随时可以在手机上把它关掉。同时,它还能自己除甲醛,控制空气湿度和氧含量,这种体验当然不赖。

但是这其中还有一些问题。第一是空调无法自动感知环境,就是说你需要自己关注空调的运行状态而且亲自去操作,这其实是你对“空调工作状态”及“家里空气状态”这样的信息进行了判断和处理;第二就是手机只能实现对空调的控制,而不能同时调节通风装置和窗户、空气净化器、加湿器等设备来让室内空气达到最好的状态。

物联网就是想改变这种现状,让空调里集成的很多类型的传感器,能够不间断地监测它周围室内的温度、湿度、光等环境的变化。比如它可以判断房间中是否有人及人是否有移动,并以此决定是否开启温度调节设备。

这也是物联网对互联网的一个巨大优势:感知层的运用。而对物联网而言,这些信息的产生和传输很大程度上主动的。人将更少地参与到信息的采集和分析,大量不必要亲自关注的信息交给设备和网络去处理,从而能够将人从信息爆炸的困局中解脱出来。

所有物体都有必要联网吗?通过何种方式相联?

未来万物联网是一种什么状态呢?大到汽车,小到纽扣,都可能都会被植入芯片而冠上“智能”的名字。这种“智能”有必要吗?我们什么时候能实现呢?

第一点,我们常常说起“智能”,并不一定是这个产品本身具有“智能”,他们只是真正具有运算和处理能力的某个“大脑”的延伸终端而已。举一个简单的例子,你进电梯之前,电梯通过感应到有人就把门打开了,这当然不是电梯自己处理的,而是中央控制系统在管。同时,中控系统还有的部分程序负责通风,有的部分负责照明,有的部分调节供电。这个过程中,电梯、排气扇等设备就像我们的手脚,而中控系统才是真正具有“智能”的大脑。

以一瓶可乐为例,在生产之初,我们就能够通过相关技术,知道它的原料中蔗糖是由哪片甘蔗地提供,可可来自哪科可可树。生产过程中,我们知道它是哪条流水线上出来的产品,质量由谁负责。再往后,我们知道它怎样被送到用顾客手上的。到这里,消费者看不到“智能”的影子。这瓶可乐在到手上之前却至少经过了原料供应商、生产商、销售终端等几个智能系统的管控。

这种管控有多大意义呢?对可乐这样成熟的产品来说或者价值有限,但如果是对水果蔬菜、对牛奶、对药品呢?那意义自然又不一样了。这其中主要作用自然是加强了对这些和我们健康息息相关的事物的监管。

大数据:藏在啤酒和尿布背后的秘密;云计算:物联网的隐形大脑

我们提到物联网,就不得不把它与现在非常火热的另一个概念联系起来,那就是“大数据”。

大数据是怎么一回事呢?有一个为人津津乐道经典案例,就是啤酒与尿布的例子。一家美国超市把尿布与啤酒这两种风马牛不相及的商品居然摆在一起,但这一奇怪的举措居然使尿布和啤酒的销量大幅增加了。原来,美国的妇女通常在家照顾孩子,所以她们经常会嘱咐丈夫在下班回家的路上为孩子买尿布,而丈夫在买尿布的同时又会顺手购买自己爱喝的啤酒。

在这个案例里面,丈夫的行为被预测出来,其预测的依据是根据长期经验所得的。假定不在尿布旁边放啤酒,爱喝酒的丈夫可能也会去买,但嫌麻烦或者酒瘾不那么大的丈夫可能就只会买了尿布就走,而想不到去买啤酒。因而,大数据就此产生了经济价值。当然,这背后基本是一个零和游戏,这家超市的啤酒销售得多了,别家超市卖得就少了。

显然,这些数据或多或少已经开始影响我们的生活。而在未来,万物联网产生的数据量与现在人们通过互联网活动产生的数据量不可同日而语,开发的价值也会更加巨大。比如我们现在的手环、手表读取我们的心率、运动量等数据,仅仅是反馈给我们让我们管理自身健康。而未来随着大数据的分析能力增强,加上能够互动的设备增多,那么这些数据就变成了健康服务,甚至能提前预防疾病发生。

反过来,大数据的处理能力能力会反过来帮助物联网实现智能控制和产品改进。比如,我们的智能家居的学习功能,可以看做是对用户一段时间的行为数据的收集,然后通过特定算法得出主人的喜好从而自己完成对家庭环境的控制。

前面讲了大数据,那么还有另一个大数据的亲兄弟不得不讲,那就是云计算。从成本和实际效果来考虑,其实很多物联网设备并不需要太多的计算能力,只要能够取得数据并反馈给上层具有计算能力的数据处理中心就好了,多一点的还有能够通过从计算中心获取的指令完成某些活动就可以了。

那么,这些数据谁谁在处理呢,他们又是怎么处理的呢,这里就要提到云计算的概念。云计算被认为是一种革命性的计算方法,是继大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一关于计算方式的重大转变。

举一个不那么恰当但比较好理解得例子。使用过QQ远程助手的朋友大概可以体验云计算,你在QQ提供的界面里面访问对方的电脑,使用对方的软件。云计算大概也可以看做这么种方式,不过对方的电脑变成了处理能力超强的云计算中心,而处理方式更加复杂一些。

云计算给我们带来了全新的解决思路。由于通讯技术的不断发展,我们的计算不一定要在本地进行。比如,在远程操作的例子,哪怕你的电脑没有安装一个程序,你仍然能够获得这个程序的使用结果。而我们平时收发邮件,这些邮件存储在我们的邮箱里,而不是在我们的电脑上,这其实可以视作早期的云服务。这种理念,简单概括起来就是“网络即电脑”。只要有网络,我们就能获得更高的运算能力。

目前云计算还处于基础阶段,现在的云计算被分为三层:基础设施即服务(IaaS),平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。基础设施可以看做是我们的电脑主机,其实质是大规模的主机集群。平台的地位大致相当于我们的计算机系统,类似于windos,是开发和运行程序的基础。软件服务我们就明白多了,微信、游戏客户端、美图秀秀这样的都是软件。

借助云计算,企业的管理成本将降低。由于云计算的作用,一些企业不用浪费金钱和精力建立自己的数据处理中心,而将自己的一些数据和企业管理软件放在公共的云服务器上;而另一些企业对于数据的安全性和专业性等要求较高,于是自建云服务器,于是有了公有云、私有云、的概念之别;有一些私有云并不能满足企业的运算需求,向公有云服务器寻求支持,于是就有了混合云的提法。

同时,云计算中心能够根据实际需求来安排服务器的运算,让整个计算中心保持高效的运作,避免了运算资源的浪费。除此之外,云计算的好处在于按使用付费。这就是说,你可以按照实际需要的存储空间或者运算能力购买云服务。这是云服务诞生之初的“电厂模式阶段”就提出的理念,即把计算能力当做像水、电这样的产品来出售。现在基本已经变成现实,而在未来,个人用户也将慢慢感受到这种全新方式给生活带来的改变。

讲了这么多云计算,那么云计算和物联网是是怎么结合起来的呢?前面我们已经提到,我们的物联网设备只需要能够联网,云计算就能够通过网络为我们的设备提供数据处理能力。其次,大数据的运用对物联网来说十分重要,而云计算和大数据分析就像一枚硬币的两面密不可分。

比如智能家居系统,其一部分运算其实就是依托云服务器,因为我们的家里面的数据处理中心(电脑或手机)没有必要一直保持开机状态。而更多的诸如交通系统、工厂制造系统、社区服务系统等等都将依托于私有云或者公有云的服务。除了这些,我们前面提到云计算还是打通各种物联网标准的有效手段,两个采用不同技术标准的设备也具有了互相交换数据的可能,简单说来,就像你在网上和一个外国人聊天,哪怕你不懂他的语言,只要通过相应的翻译软件,就能够理解对方的意思了。

结语

随着物联网,云计算以及大数据等技术突破,小编相信,在不久的将来,我们一定会感受到物联网带来的前所未有的科技体验,体会到物联网给我们带来的诸多便利。

本文转载自物联网智库

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