我們正在邁向一個前所未有的萬物互聯(lián)時代。今天，無論是以5G為代表的新一代移動通信技術的快速落地，主流物聯(lián)網(wǎng)平臺的日漸成熟，還是傳感器、芯片、人工智能等技術的不斷進步，以及包括車聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧家居等在內(nèi)的多種行業(yè)應用，都在推動整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起。雖然從連接、系統(tǒng)、終端、應用等方面看，物聯(lián)網(wǎng)的成熟還需要很長一段時間，但是物聯(lián)網(wǎng)的“種子”已經(jīng)在各行各業(yè)種下。未來，物聯(lián)網(wǎng)的星星之火必將燎原。
任何一種信息系統(tǒng)的價值，都在于“信息價值環(huán)路”。在技術層面，“信息環(huán)”的構建一直處在變動和發(fā)展的狀態(tài)中。當我們對實現(xiàn)“信息環(huán)”的技術進行抽象化的理解，便能從“信息環(huán)”的發(fā)展趨勢中看到網(wǎng)絡的未來……
自動化設備的信息環(huán)路
即使在沒有網(wǎng)絡的情況下，自動化設備也能夠實現(xiàn)自身與物理世界“感知采集-計算控制-執(zhí)行操作”的信息環(huán)路。設備能夠自主地調(diào)整其周邊的物理環(huán)境（也稱為“物理交互”），能夠影響事物發(fā)展的過程，“激勵”現(xiàn)實世界根據(jù)其目標產(chǎn)生變化。自主的決策控制能力，使得設備可以脫離人的操控和干預而自動化運行，這讓各行業(yè)的生產(chǎn)效率大為提高。
對于自動化設備，信息處理的本質就是形成一個“現(xiàn)實世界-虛擬世界”的控制信息環(huán)路。
工程師通過將各種機械部件、電子元器件系統(tǒng)化地組裝起來，制造出自動化設備。設備中主要的信息處理模塊包括：傳感器、控制器、計算器（存儲器）、執(zhí)行器。如果生產(chǎn)應用的環(huán)境比較穩(wěn)定，設備操作對象的狀態(tài)簡單，決策的邏輯也不復雜，那么計算器和控制器可以共存于同一塊芯片或計算模塊內(nèi)；但如果環(huán)境的變化較多，設備的工作情況復雜，那么就需要單獨的計算器（存儲器）來實現(xiàn)復雜的邏輯計算。
M2M的信息環(huán)路
自動化設備可以在相對穩(wěn)定的環(huán)境中獨立運作，但它通常都不能離開專屬的生產(chǎn)環(huán)境，設備對動態(tài)環(huán)境的適應性較低，并且無法與外界互動，以實現(xiàn)更為復雜的邏輯功能。此外，如果設備出現(xiàn)故障、生產(chǎn)流程出現(xiàn)問題，還是需要監(jiān)管人員留在現(xiàn)場進行監(jiān)控和維護，這樣并不利于企業(yè)的成本控制和效率提升。
如果能將設備運行的狀態(tài)信息以及環(huán)境和其他生產(chǎn)資料的現(xiàn)狀，通過網(wǎng)絡傳送到一個集中化的平臺進行監(jiān)管，并且能通過這個中心平臺反向控制設備的運行，那不僅能夠提高生產(chǎn)設備的適應性，還能降低人員成本，提高資產(chǎn)管理的效率。
所以，“M2M（Machine-to-Machine）”的概念就誕生了。從字面來看，“M2M”是指“機器和機器之間建立連接”，不過從常見的應用形式來看，“M2M”主要是基于“2端”連接的應用：“終端”設備和“云端”應用。通用“端到端”的M2M系統(tǒng)解決方案，即是指：企業(yè)資產(chǎn)由M2M設備或模塊，通過無線/有線的通信方式連接到集中化的管理應用平臺。
一方面，企業(yè)資產(chǎn)（機器、工具、耗材等）的各類狀態(tài)信息，經(jīng)過M2M設備采集后傳遞到管理應用平臺；另一方面，管理應用平臺也可以下發(fā)操作指令給M2M設備，控制相應的機械設備。
純粹的機械設備或生產(chǎn)原材料，可以通過M2M設備上的傳感設備實時地偵測其物理、化學等狀態(tài)；而一部分具有計算能力的生產(chǎn)設備，則可以通過增加通信模塊實現(xiàn)與集中管理平臺的連接；此外，對于影響生產(chǎn)的各類環(huán)境信息，也可以通過M2M設備上的環(huán)境檢測傳感器進行探測并上報。
M2M的應用使得企業(yè)員工省去了很多奔波之苦，降低了企業(yè)資產(chǎn)管理的成本，提升了系統(tǒng)的自適應能力，因而形成了許多新的商業(yè)模式和市場領域。
在M2M應用中，數(shù)據(jù)的傳遞形成了一個大而長的信息環(huán)，這個環(huán)使得系統(tǒng)的應用者可以獲取設備信息并控制設備的運作。
M2M服務開放——信息環(huán)解耦
從一個更高的層面來看，M2M應用仍有不足，其中最大的問題在于應用的復用性不強。在M2M的應用系統(tǒng)中，自上而下的各個功能單元之間處于“緊耦合”的狀態(tài)。
整個系統(tǒng)通常屬于專項開發(fā)的應用，涉及的數(shù)據(jù)和終端設備一般不具有共享的條件，設備和設備、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間也不能相互服務。這種由單一應用“獨享”設備能力、信息數(shù)據(jù)的模式，常稱為“煙囪式”或“藩籬式”應用。
“服務端”和“用戶端”的一體化設計
早期，M2M應用的使用者通常比較集中，或是企業(yè)內(nèi)部員工，或是產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作伙伴。由于系統(tǒng)的用戶數(shù)量不會太多，并且僅限于專業(yè)團隊使用，操控的輸入輸出設備也部署得相對集中。所以，M2M應用中的兩個關鍵部分：服務端（云端）和操控端（用戶端），通常會集成在一起，或是通過內(nèi)部網(wǎng)絡和服務器連接。它們在軟件部分形成緊耦合的狀態(tài)，無法分清系統(tǒng)中的連接層次。
同時，M2M應用系統(tǒng)不會向公眾用戶開放，也無須在互聯(lián)網(wǎng)上部署公開的應用入口。如果專業(yè)人員有遠程進入系統(tǒng)、進行操作的需求，則可以在遠程操作終端（電腦）上安裝專用的企業(yè)VPN連接軟件，通過互聯(lián)網(wǎng)建立專用數(shù)據(jù)隧道來保證安全使用。
服務端——功能錨點
“物”的特性和功能的數(shù)字化定義：在集中化的平臺上，設備、環(huán)境、物料在生產(chǎn)使用過程中的物理特性、運行狀態(tài)、操作過程，根據(jù)應用的需要被完全地數(shù)字化定義。設備的功能在虛擬的數(shù)字化空間中，映射成一個完整的字符序列和軟件程序。
信息應用的數(shù)字化定義：在集中化平臺上，“云端”所具備的信息處理能力（大數(shù)據(jù)分析、視頻化呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)搜索、數(shù)據(jù)庫存儲等）也被數(shù)字化定義。
這樣“終端”和“云端”的能力都集中在統(tǒng)一的平臺上，實現(xiàn)數(shù)字化呈現(xiàn)，形成了一個完整的功能集。
在M2M的應用系統(tǒng)中，必然有一部分核心的計算節(jié)點，集中化實現(xiàn)了兩種能力的數(shù)字映射，即具備了完整的應用功能集。其中的兩種能力，一個是“改變現(xiàn)實的能力（終端）”，另一個是“信息處理能力（云端）”。這些核心節(jié)點稱為應用的“功能錨點”，能夠提供完整的“應用服務”。
用戶端——M2M系統(tǒng)功能的使用者
在M2M應用中，使用者通過系統(tǒng)所具備的“信息化交互”方式，即通過輸入輸出終端，就可以和M2M應用系統(tǒng)進行指令交互，在核心計算節(jié)點（功能錨點）中，調(diào)用終端設備的功能實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的改造。在應用過程中，使用者通過操控端（輸入輸出設備）向應用系統(tǒng)發(fā)出的操作指令，稱為應用的“激勵源”。
“信息環(huán)”解耦
在互聯(lián)網(wǎng)思維的感染、軟件工業(yè)進步的浪潮之下，M2M應用逐漸向“外部開放，內(nèi)部解耦”的方向發(fā)展。
原本的應用可以在平臺側，通過開發(fā)標準的軟件接口，向整個互聯(lián)網(wǎng)開放功能。用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)接口（入口）獲得系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，以及終端設備提供的服務。這便是目前最常見的一種物聯(lián)網(wǎng)應用模式——共享。在這個模式中，有三個“端”：用戶端、服務端（云端）、設備端（終端）。
設備終端屬于企業(yè)資產(chǎn)，由云端服務負責監(jiān)控和管理，云端服務將終端設備的功能打包成商業(yè)服務，在互聯(lián)網(wǎng)中向用戶開放，用戶只要通過互聯(lián)網(wǎng)登錄云端服務所構建的應用平臺，就能以“租賃”的形式使用企業(yè)的終端設備。
從信息連接的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)“三端”型的應用和以往M2M型應用有了巨大的區(qū)別，這個區(qū)別就是信息環(huán)的“解耦”。
如今雨后春筍般的互聯(lián)網(wǎng)共享應用，將“服務”和“用戶”掰開了。大眾用戶，使用手機（用戶端）通過互聯(lián)網(wǎng)登錄應用服務端，應用服務端則提供統(tǒng)一、標準化的租賃服務。
服務端先對用戶進行認證、收費并記錄使用情況。當驗證了用戶的資格后，服務端便將終端設備的使用權交給用戶。
用戶在結束設備（終端）的使用后，將使用權釋放并完成與服務器租用結算。一次租賃服務結束后，終端又處于空閑狀態(tài)，等待著下一位用戶。
在終端共享的過程中，用戶端和服務端之間形成了無數(shù)個臨時的“激勵環(huán)”。用戶的消費意圖在手機上形成“激勵信息”，激活了服務端的服務程序。服務端通過攜帶控制信息的“執(zhí)行環(huán)”，將指令傳遞給終端，并給予用戶終端的使用權（例如共享單車的短信解鎖流程）。
從連接的角度上看，共享服務通過兩個信息環(huán)，實現(xiàn)了面向大眾的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)應用：臨時的激勵環(huán)、長效的執(zhí)行環(huán)。
“激勵環(huán)”是用戶獲取服務而建立的臨時性連接，該環(huán)路中主要有用戶的服務請求消息，以及服務端的反饋信息。“激勵環(huán)”可以在互聯(lián)網(wǎng)中建立，由公眾化的用戶從用戶端進行建立。
“執(zhí)行環(huán)”是企業(yè)管理、控制終端設備的數(shù)據(jù)連接，該環(huán)路中的信息包括：設備、環(huán)境狀態(tài)信息、設備的控制指令、軟件升級補丁、應用日志等。“執(zhí)行環(huán)”和M2M的連接類似，是企業(yè)云端的服務系統(tǒng)和企業(yè)資產(chǎn)之間的專用連接。該連接中含有一系列的信息交互標準，規(guī)范了和“物”相關的生產(chǎn)、操作、管理、運營等的流程，使得企業(yè)可以管理經(jīng)營資產(chǎn)，用戶可以使用設備服務。
“服務端”的特性
信息環(huán)的逐漸解耦，使得“服務端（平臺）”脫穎而出。它需要面向廣大用戶建立“激勵環(huán)”，提供企業(yè)內(nèi)部應用的能力；面向企業(yè)自身資產(chǎn)建立“執(zhí)行環(huán)”，將生產(chǎn)流程和資產(chǎn)設備映射在系統(tǒng)服務器中，將企業(yè)的技術和經(jīng)驗進行數(shù)字化的定義。
作為中間人，“服務端”起到了承上啟下的作用，是物聯(lián)網(wǎng)形成互服務生態(tài)的關鍵。共享的應用平臺，可以看作是一種面向應用的“物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺”。
從服務平臺開放的程度來看，主要分成三種類型：1.完全不開放，系統(tǒng)的所有用戶都是企業(yè)的內(nèi)部部門和員工，對外部不提供服務和能力；2.有限開放（也稱“封閉市場”），除了內(nèi)部使用外，還向有業(yè)務來往、有商業(yè)合作的企業(yè)或用戶提供應用服務；3.完全開放（也稱“開放市場”），服務平臺在互聯(lián)網(wǎng)中開放功能接口，對使用者不做預設的身份限定，服務面向大眾。這類似于互聯(lián)網(wǎng)的門戶網(wǎng)站，大眾用戶可以隨取隨用。
服務端（物聯(lián)網(wǎng)平臺）可以部署在開放的互聯(lián)網(wǎng)或私有網(wǎng)絡中。不過，基于“物聯(lián)網(wǎng)”的本質定義，只有當服務端部署（暴露）在互聯(lián)網(wǎng)中，即應用的“功能錨點”部署在互聯(lián)網(wǎng)中，并具有一定的開放性（有限開放、完全開放）時，才算是真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)應用。
在標準的物聯(lián)網(wǎng)應用中，“物”的功能會通過服務端暴露在互聯(lián)網(wǎng)中，服務端通過“執(zhí)行環(huán)”對“物”進行控制和管理，并通過它的互聯(lián)網(wǎng)接口交付外部用戶進行使用。
