我們都知道，這個(gè)世界上存在多種生態(tài)系統(tǒng)，比如自然是一種生態(tài)系統(tǒng)，人類是一種生態(tài)系統(tǒng)，工業(yè)是一種生態(tài)系統(tǒng)，信息產(chǎn)業(yè)也是一種生態(tài)系統(tǒng)，資本和金融也是一種生態(tài)系統(tǒng)，每種生態(tài)系統(tǒng)都有自己循環(huán)結(jié)構(gòu)，生生不息，并不斷的趨向平衡。雖然這些生態(tài)系統(tǒng)都在向前推進(jìn)，但是系統(tǒng)與系統(tǒng)之間比較獨(dú)立。
直到現(xiàn)在，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展下，這些系統(tǒng)將打破原來(lái)的界限，走向共融，共同組建一個(gè)更包容的“大生態(tài)系統(tǒng)”，也就是萬(wàn)物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)4.0非常重要組成部分，這也就是為什么我們說(shuō)工業(yè)4.0不僅是一場(chǎng)工業(yè)革命，而是一場(chǎng)社會(huì)革命的原因。
在未來(lái)：人、花草、機(jī)器、手機(jī)、交通工具、家居用品等等，世界上幾乎所有東西都會(huì)被連接在一起，超越了空間和時(shí)間的限制。國(guó)際電信聯(lián)盟于早在2005年的報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等等。當(dāng)裝載超重時(shí)，汽車會(huì)自動(dòng)告訴你超載了多少，同時(shí)它還會(huì)告訴你空間還有剩余，輕重貨怎樣搭配；當(dāng)快遞人員卸貨時(shí)，一只貨物包裝可能會(huì)大叫“你扔疼我了”，或者說(shuō)“親愛的，請(qǐng)你不要太野蠻，可以嗎？”；當(dāng)司機(jī)在和別人扯閑話，貨車會(huì)裝作老板的聲音怒吼“笨蛋，該發(fā)車了！
當(dāng)時(shí)在各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)還相對(duì)初級(jí)，這些描述有點(diǎn)神乎其神了，但現(xiàn)在看來(lái)，這些事情不到十年內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)。其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)之所以可以實(shí)現(xiàn)人和物的溝通，先是得益于“傳感器”技術(shù)的不斷進(jìn)步。
傳感器——世界是神經(jīng)末梢
工業(yè)4.0，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。
在以往，人們是依靠感覺器官?gòu)耐饨绔@取信息，然后再經(jīng)過(guò)大腦進(jìn)行分析。但是人們自身的感覺器官的功能是有限的?？墒侨藗冃枰脑斓膶?duì)象缺越來(lái)越宏大、抽象。比如，我們宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)等等，此外，我們還需要開拓新能源、新材料、超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁碭等等各種極端物品，而這些只依靠人的感官能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
傳感器是一種檢測(cè)裝置，它能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為數(shù)據(jù)信息或其它形式輸出給另外一方，從而使對(duì)方感知到相關(guān)信息?？梢哉f(shuō)，傳感器的產(chǎn)生就是為了延伸人類的五官功能，所以傳感器又被稱之為“電五官”。
物聯(lián)網(wǎng)之所以可以牽動(dòng)各行各業(yè)的神經(jīng)，就是人們正盡力把“傳感器”嵌入到機(jī)器、家居、交通、醫(yī)療等各種設(shè)備中，甚至包括宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、文物保護(hù)今后都將遍布它的影子，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，人類觸及的每一個(gè)角落都會(huì)安裝傳感器，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
由于部署了海量的傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，相當(dāng)于一個(gè)觸覺，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同，傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)把這些大數(shù)據(jù)管理起來(lái)，再通過(guò)能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，比如云計(jì)算，對(duì)其中的人、機(jī)器、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。這就實(shí)現(xiàn)人類與物理系統(tǒng)的整合，因此人類的生產(chǎn)方式和生活可以更加精細(xì)、準(zhǔn)確和動(dòng)態(tài)，達(dá)到萬(wàn)物合一的智能狀態(tài)。
所以，傳感器就是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，它不僅是人類感知外界的核心元件，也是萬(wàn)物互相感知的的核心元件，科技越發(fā)展，傳感器的敏感度就越高。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。各類傳感器的大規(guī)模部署和應(yīng)用，覆蓋范圍包括智能工業(yè)、智能安保、智能家居、智能運(yùn)輸、智能醫(yī)療等等。這就相當(dāng)于給世界布置了一套神經(jīng)系統(tǒng)，有了這套神經(jīng)系統(tǒng)，整個(gè)世界當(dāng)然更有靈性。
比如物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用，系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬(wàn)多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了地面、柵欄和低空探測(cè)，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。
我們都知道工業(yè)4.0是智能化生產(chǎn)，那么機(jī)器于機(jī)器之間，機(jī)器于產(chǎn)品之間就需要完成一種溝通，這也依靠傳感器的作用。另外，每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)，使機(jī)器工作一直處于最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，工業(yè)4.0也就失去了基礎(chǔ)。
顯然，要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
人類這種對(duì)“智慧”的渴望，帶來(lái)了傳感器研究的春天和市場(chǎng)的繁榮。全球?qū)τ趥鞲衅鞯男枨蟪尸F(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。我國(guó)傳感器市場(chǎng)從2004年的154.3億元人民幣增長(zhǎng)到2007年的 307.8億元，2013年的市場(chǎng)突破了1300億元，2014年約合人民幣1624.4億元，2015年我國(guó)傳感器需求量可達(dá)260億只。銷售額將破1300億元，遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)各行業(yè)平均增長(zhǎng)率。其輻射和帶動(dòng)作用不可估量。
2014的發(fā)布《中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》稱未來(lái)5年是中國(guó)傳感器市場(chǎng)快速發(fā)展的5年，汽車電子、信息通信成為增長(zhǎng)最快的典型應(yīng)用市場(chǎng)，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器仍將占據(jù)市場(chǎng)主要份額。
在長(zhǎng)三角地區(qū)集中了全國(guó)半數(shù)傳感器企業(yè)，中國(guó)傳感器的蓬勃發(fā)展，給工業(yè)4.0打下了一定的基礎(chǔ)。
物聯(lián)網(wǎng)——厚德載物
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的先決條件，而“互聯(lián)”仍是物聯(lián)網(wǎng)的核心。物體的信息收集之后，必須實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去，而且這里的信息數(shù)量是極其龐大的，只有收集能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須具備高級(jí)的分析能力。所以，在傳感器收集信息之后，再由云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，再傳輸給其他物體，對(duì)物體實(shí)施智能控制。應(yīng)該說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)的工作系統(tǒng)比互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)更復(fù)雜。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)抵達(dá)的物體多樣化，而且虛實(shí)結(jié)合，數(shù)據(jù)與物體互動(dòng)、時(shí)而有形、時(shí)而無(wú)形。所以用厚德載物形容移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)很合適，因?yàn)樗且揽啃畔⒌牧α咳ジ淖儗?shí)物。
比如：當(dāng)你開車回到家，車庫(kù)門自動(dòng)開啟、客廳燈光和暖氣自動(dòng)打開、廚房里的烤箱也開始預(yù)熱。因?yàn)槠?、電器和所有其他裝置都有偵測(cè)器和網(wǎng)絡(luò)連接，可自行思考和行動(dòng)。以下是物聯(lián)網(wǎng)讓生活“更智能”的幾個(gè)例子。
在農(nóng)業(yè)方面，美國(guó)威斯康辛州的古巴城有一名農(nóng)場(chǎng)主叫Matt Schweigert，他擁有 7000 英畝玉米地和大豆，他還有25 輛拖拉機(jī)等生產(chǎn)工具，但這些生產(chǎn)工具都是帶有 GPS 的傳感器的，它們可以幫助 Matt Schweigert 分辨種子密度、噴灑肥料數(shù)量，以及成熟日期和產(chǎn)量。而傳感器獲得了大量數(shù)據(jù)也并不需要 Matt Schweigert 和他的員工們?nèi)ミM(jìn)行計(jì)算分析，一切只需要上傳到云端進(jìn)行分析。
醫(yī)療方面，在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，供病人使用的健康監(jiān)測(cè)和可穿戴設(shè)備變得十分流行，它們能夠把病人的生命體征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)給醫(yī)護(hù)人員。這類聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包括血糖儀、體重秤、心率和超聲波監(jiān)測(cè)器。醫(yī)院能夠更快、更準(zhǔn)確地收集、記錄和分析數(shù)據(jù)，這有助于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行診斷和治療，護(hù)理水平也必然會(huì)大大改善。此外，老年人也越來(lái)越關(guān)注可穿戴設(shè)備。因?yàn)樵诰o急情況下，他們只需要按下按鈕，就能及時(shí)通知醫(yī)護(hù)人員。
制造業(yè)方面，如今，全球工廠已有數(shù)十億臺(tái)無(wú)線設(shè)備和感應(yīng)器聯(lián)網(wǎng)。某面包公司King’sHawaiian現(xiàn)在生產(chǎn)的面包量是之前的兩倍，因?yàn)樵摴驹谛鹿S中安裝了11臺(tái)聯(lián)網(wǎng)機(jī)器，使得員工可以實(shí)施查看數(shù)據(jù)，再結(jié)合歷史數(shù)據(jù)就可以監(jiān)控生產(chǎn)，而且該系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)相連，又實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)管。
零售業(yè)方面，很多商品開始用射頻識(shí)別標(biāo)簽，這種標(biāo)簽與條形碼的原理類似，當(dāng)然它們可用于無(wú)線環(huán)境中，實(shí)體店使用這種標(biāo)簽就能有效地追蹤庫(kù)存，并持續(xù)更新商品信息，銷售助理也能夠立刻給出建議，這讓實(shí)體店在與網(wǎng)店的競(jìng)爭(zhēng)中擁有了優(yōu)勢(shì)。
所謂“密度越來(lái)越大”，是指隨著技術(shù)發(fā)展，生活中的技術(shù)產(chǎn)品會(huì)呈現(xiàn)密度更大、技術(shù)集成水平更高的趨勢(shì)。在業(yè)內(nèi)，在相同空間內(nèi)甚至更小空間內(nèi)載入更多技術(shù)和功能，已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵之一。這意味著今后的硬件設(shè)備會(huì)越來(lái)越小，功能卻會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大。不僅手機(jī)、平板電腦會(huì)更加輕薄，就連電視機(jī)、顯示器也會(huì)在掛載更多功能的同時(shí)薄如蟬翼。
在2015年的CES展臺(tái)上，哪怕一個(gè)紐扣也能成為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)記錄儀，比如CES展上最新推出的 ConnectedCycle，智能自行車踏板內(nèi)置了GPS模塊和運(yùn)動(dòng)傳感器，用戶通過(guò)手機(jī)應(yīng)用即可追蹤其所在的位置，同時(shí)還可以獲得速度、行走距離、海拔等運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
歐美日韓的企業(yè)都把目光關(guān)注到物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。而且在2015年的CES上可以看到，很多科技巨頭對(duì)待物聯(lián)網(wǎng)的態(tài)度從“暢想”開始走向“落地”。
三星CEO BooKeunYoon在主題演講中談到了打造生態(tài)鏈的重要性。他并發(fā)布了兩款最新的物聯(lián)網(wǎng)傳感器：一款是可以測(cè)出二十多種氣味的傳感器;另一是款可以測(cè)出3D距離的傳感器。這暗示著三星未來(lái)會(huì)推出更多革命性的產(chǎn)品，另外，三星已宣布在2020年之前它將把旗下的所有產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)。
在CES主題演講中，英特爾發(fā)布了一款為物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備開發(fā)的新芯片。科再奇說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備的發(fā)展意味著2015年將是“下一個(gè)消費(fèi)技術(shù)浪潮的開端”。智能機(jī)器人將是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的核心元素，改變?nèi)祟惖纳睢?/p>
蘋果則充分利用智能手機(jī)的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)數(shù)個(gè)殺手锏級(jí)別的應(yīng)用，通過(guò)應(yīng)用商店讓用戶不費(fèi)力氣地搜尋、購(gòu)買和安裝這些應(yīng)用，并確保開發(fā)者可以切切實(shí)實(shí)地賺到錢。應(yīng)用商店的橫空出世，使智能手機(jī)從獨(dú)立的產(chǎn)品演變成“大生態(tài)系統(tǒng)”的中心。此外，蘋果還在悄然推進(jìn)其HomeKit智能家居平臺(tái)。
谷歌旗下的Nest公司已經(jīng)推出了數(shù)個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，具有自學(xué)習(xí)能力的溫控器和煙霧探測(cè)器，可以將信息隨時(shí)隨地的發(fā)送到用戶的手機(jī)。
互聯(lián)網(wǎng)將消失？
大道至簡(jiǎn)，無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)還是物聯(lián)網(wǎng)，雖然發(fā)展過(guò)程很復(fù)雜，但是它們的系統(tǒng)越完善整體就越“簡(jiǎn)單”。因?yàn)檫^(guò)程變成了一個(gè)瞬間，而規(guī)則會(huì)變的越來(lái)越清晰。
未來(lái)的世界里，每一件物體都有傳感器，都有一個(gè)單獨(dú)的IP，一切物體都可控、交流、定位。讓協(xié)同工作。就在此理論上，我們提出了智能交通、智慧城市、智能家居、智能消防、等多個(gè)領(lǐng)域的概念，都是以物聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)。
比如說(shuō)你開著智能汽車，當(dāng)前面有障礙物而你沒(méi)有發(fā)現(xiàn)時(shí)，汽車就會(huì)自動(dòng)提醒你，因?yàn)檎系K物上面有傳感器，當(dāng)汽車距離障礙物到一定距離時(shí)，障礙物就會(huì)提醒汽車發(fā)出警示。于是我們可以想象一下，未來(lái)世界上的每一件物體都有傳感器，就可以互相識(shí)別和協(xié)作，那么整個(gè)社會(huì)的秩序就不再單純以人的意志為轉(zhuǎn)移，而是會(huì)遵守各種客觀的秩序。當(dāng)然這種秩序和規(guī)則也是人制定的，但是這其中某些個(gè)人的干擾會(huì)越來(lái)越少，也就是說(shuō)整個(gè)社會(huì)將更加規(guī)則，因此意料之外的事會(huì)越來(lái)越少。在未來(lái)，只要是情理之中，就會(huì)在意料之中！
因此，物聯(lián)網(wǎng)不僅將整個(gè)世界組建了一個(gè)社會(huì)性的“大生態(tài)系統(tǒng)”，而且這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)則會(huì)更加清晰明了，所謂的“主觀”情況干擾會(huì)越來(lái)越少。我們知道跟“人”打交道是一件最復(fù)雜的事情，因?yàn)槿说钠咔榱麜?huì)時(shí)刻影響一個(gè)人的行為，“人性”在很多時(shí)候往往是一種阻礙。但是在未來(lái)，人和物、物和物之間的主要溝通將依靠數(shù)據(jù)，這是一種很客觀的東西，它將會(huì)遵守我們已經(jīng)制定好的規(guī)則，這也會(huì)幫人類省去不少煩惱，人們會(huì)感覺越來(lái)越輕便、輕松。
谷歌執(zhí)行董事長(zhǎng)預(yù)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)將消失。“我可以非常直接地說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)將消失。未來(lái)將有數(shù)量巨大的IP地址、傳感器、可穿戴設(shè)備以及你感覺不到卻與之互動(dòng)的東西，無(wú)時(shí)無(wú)刻伴隨你。設(shè)想下你走入房間，房間會(huì)隨之變化，有了你的允許和所有這些東西，你將與房間里發(fā)生的一切進(jìn)行互動(dòng)。世界將變得非常個(gè)性化、非?；?dòng)化和非常、非常有趣”。
也許正如ARM創(chuàng)始人兼CTOMikeMuller所說(shuō)：“互聯(lián)網(wǎng)提供了一種簡(jiǎn)潔之美：您可通過(guò)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器找到并控制您的燈泡，而不必知道或在意正在使用的是WiFi還是3G。”物聯(lián)網(wǎng)也需要這種簡(jiǎn)潔的力量，簡(jiǎn)潔到你感覺不到它的存在。
物聯(lián)網(wǎng)來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，但是超脫于互聯(lián)網(wǎng)，這也就是一種大網(wǎng)無(wú)網(wǎng)的狀態(tài)！
