物聯(lián)網(wǎng),從字面意思來看,物聯(lián)網(wǎng)就是通過網(wǎng)絡,使得物與物之間相互連接。說到這,你是不是覺得物聯(lián)網(wǎng)不過爾爾,但是其背后蘊含著很深的含義,也許在未來,科幻電影中的畫面將會逐步出現(xiàn)在我們的生活中。下面小編就給大家簡單介紹下什么是物聯(lián)網(wǎng)。
一個故事看物聯(lián)網(wǎng)的起源
在真正介紹物聯(lián)網(wǎng)的概念之前,小編想先給大家講幾個故事,這些關于物聯(lián)網(wǎng)起源的故事,會讓大家對物聯(lián)網(wǎng)形成一個初步的印象。
咖啡壺事件
物聯(lián)網(wǎng)的理念最早可以追溯到1991年英國劍橋大學的咖啡壺事件。小小的咖啡壺竟然能吸引上百萬人的關注,這可能嗎?
可能。實現(xiàn)這一壯舉的就是一只名為“特洛伊”的咖啡壺。
“特洛伊”咖啡壺事件發(fā)生在1991年。劍橋大學特洛伊計算機實驗室的科學家們在工作時,要下兩層樓梯到樓下看咖啡煮好了沒有,但常??帐侄鴼w,這讓工作人員覺得很煩惱。
說到這里不得不吐槽一下——這些理科生和一般人的腦回路真是不太一樣,要小編說把咖啡壺拿到樓上去不就行了?但人家不,為了解決這個麻煩,他們編寫了一套程序,并在咖啡壺旁邊安裝了一個便攜式攝像機,鏡頭對準咖啡壺,利用計算機圖像捕捉技術,以3幀/秒的速率傳遞到實驗室的計算機上,以方便工作人員隨時查看咖啡是否煮好,省去了上上下下的麻煩。這樣,他們就可以隨時了解咖啡煮沸情況,咖啡煮好之后再下去拿。
1993年,這套簡單的本地“咖啡觀測”系統(tǒng)又經(jīng)過其他同事的更新,更是以1幀/秒的速率通過實驗室網(wǎng)站連接到了因特網(wǎng)上。沒想到的是,僅僅為了窺探“咖啡煮好了沒有”,全世界因特網(wǎng)用戶蜂擁而至,近240萬人點擊過這個名噪一時的“咖啡壺”網(wǎng)站。就網(wǎng)絡數(shù)字攝像機而言,確切地說:其市場開發(fā)、技術應用以及日后的種種網(wǎng)絡擴展都是源于這個世界上最富盛名的“特洛伊咖啡壺”。
此外,還有數(shù)以萬計的電子郵件涌入劍橋大學旅游辦公室,希望能有機會親眼看看這個神奇的咖啡壺。具有戲劇效果的是,這只被全世界偷窺的咖啡壺因為網(wǎng)絡而聞名,最終也通過網(wǎng)絡找到了歸宿,最后關于這只咖啡壺的新聞是是:數(shù)字世界最著名的咖啡壺日前在eBay拍賣網(wǎng)站以7 300美元的價格賣出!時間大約在2001年8月。一個不經(jīng)意的發(fā)明,居然在全世界引起了如此大的轟動。
至于是誰最先想到這個發(fā)明的,劍橋大學的科學家們顯然不愿意歸功于個人。高登是1991年參與建立這個系統(tǒng)的成員之一,他說:“沒有人確定到底是誰的主意。我們一致認為這是個好想法,于是就把它編到我們的內部系統(tǒng)里去了。”
就在“咖啡壺”網(wǎng)站吸引全世界越來越多的關注的時候,它卻已經(jīng)走到了生命的終點。后來,劍橋大學計算機實驗室宣布,由于實驗室需要搬進位于劍橋郊區(qū)的新辦公大樓,這個直播網(wǎng)站將關閉。對此,高登解釋說:“整個系統(tǒng)已經(jīng)過時,硬件也已經(jīng)老化。我們不能把這些陳舊的設備帶到新的辦公大樓里。”
物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)觸手可及
好了,看完上面的故事,相信大家對物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有了一個初步的認識,小編再給大家深入一些。
要談物聯(lián)網(wǎng),我們得把“物”、“聯(lián)”、“網(wǎng)”這三個字拆開來談。首先,我們來談談“物”和“網(wǎng)”的基本構成:“物質”、“信息”和“聯(lián)”
以一支鉛筆為例,鉛筆是由木材,石墨,油漆等構成的,它們都是真實存在的“物質”;而鉛筆上的商標圖案,鉛筆的用途等就是我們對基本信息處理之后,再加上我們自身擁有的知識而形成的新的較為復雜的信息。
我們通過眼睛感受外界信息,大腦則通過對眼睛所收集到的信息進行分析,從而可以知道鉛筆的長短、顏色等屬性,進而可以分析得出“這是一只XX牌的快用完的鉛筆,我還只能用它寫幾行字了”這樣復雜并有意義的信息。
在這里,“看”這個動作就是從“物質”中提取“信息”的過程,就是一種“聯(lián)”,而從“看”到“想”這過程也是一種“聯(lián)”。我們來談談“聯(lián)”這個過程是怎么發(fā)生的。這里可以分為“感知”,“傳輸”,“應用”三個部分來看。
首先,我們需要“眼睛”,才能“看見”,這就是物聯(lián)網(wǎng)感知層作用的原理。其主要使用的是傳感器。傳感器其實由來已久,非但不是什么新鮮事物,反而可以說是“老古董”。那讓我們來試著揭開傳感器的面紗讓它更性感一點:古代工匠在造房子的時候要確認每根柱子都是筆直的,于是用一塊石頭懸在棉線上確認地心方向,這就是把我們看不見的重力,轉化為我們看得見的棉線;再來看看體溫計,它也是把溫度這種我們人類自身難以通過感官來量化的信息轉化為看得見的汞柱長度;同樣,古典的照相機也是一種傳感器,它能夠把鏡頭傳入的光信號轉化為對底片的刺激,最終留下影像。
雖然現(xiàn)在的傳感器已經(jīng)做到精致小巧,但是其本質上仍然在作著類似的工作。不過不同的是,它們無需把感受到的信息直接傳達給人,而是通過一些技術手段轉化成電磁信號,交給其他后端設備來處理,之后再進一步進行利用。
很多傳感器的感知能力已經(jīng)遠遠超過了人類的感受世界的能力,甚至比人類更加精準,就感受物質世界而言已經(jīng)甩了人類好幾條大街了,“千里眼”“順風耳”神話故事等早已不是什么新鮮事了。更重要的是,大多傳感器產(chǎn)生的結果都是可以用數(shù)字來計量的。這就代表著,這些傳感器產(chǎn)生的信息可以直接用計算機能懂的語言進行傳輸,而且可被用于數(shù)據(jù)分析。
使用傳感器的好處在于,我們人類自身的感知能力有限,很多我們需要的信息是無法感知的,傳感器的存在剛好能夠解決這些問題,能夠讓人類看到更廣闊的世界,成為我們的第六感官。
其次,我們需要“神經(jīng)”才能“傳輸”,這是物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡層的運作方式。WiFi、藍牙、Zigbee,不同的通信協(xié)議相當于不同的交通工具。
傳輸是一個非常重要的概念。當我們的信息采集好了之后,如果不能傳輸,那么信息就失去了存在的意義。就像你手上有一批上好的絲綢,但是需在異地進行加工和販賣,如果沒有通過運輸工具將其運輸?shù)侥康牡匾粯?,置放在原地的絲綢是多余的。在絲綢運輸過程中,我們也需要一個運輸?shù)耐罚覀冇霉?、鐵路甚至運河來運輸;運輸目的地是下游的加工廠,他們那里可以把絲綢做成衣服再賣錢。那么,這里將絲綢比喻成傳感器采集到的信息,而運輸工具相當于能夠承載這些信息的載體,而河就是傳輸時用的網(wǎng)絡,加工廠就是最終數(shù)據(jù)處理的中心。在這個過程中船扮演著非常重要的角色。
“物聯(lián)網(wǎng)”與“互聯(lián)網(wǎng)”有什么區(qū)別?
在談及“物聯(lián)網(wǎng)”時,常常會有人問:“物聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)”到底有什么區(qū)別?
首先,“物聯(lián)網(wǎng)”是在“互聯(lián)網(wǎng)”的基礎上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信的一種概念?;ヂ?lián)網(wǎng)著重信息的互聯(lián)互通和共享,解決的是人與人的信息溝通問題;物聯(lián)網(wǎng)則是通過人與人、人與物、物與物的相聯(lián),解決的是信息化的智能管理和決策控制問題。
互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)在終端系統(tǒng)接入方式上也不相同?;ヂ?lián)網(wǎng)用戶通過端系統(tǒng)的服務器、臺式機、筆記本和移動終端訪問互聯(lián)網(wǎng)資源;物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)將根據(jù)需要選擇無線傳感器網(wǎng)絡或RFID應用系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。
除了這些,還有更重要的一點區(qū)別。直接講比較抽象,我們不如舉個例子:現(xiàn)在有某品牌智能空調,你到家之前可以先用手機開啟它,它能保證你回家的時候家里室溫剛好是你提前設定好的溫度,而離家之后也不會因為忘了關空調而心疼電費,因為你隨時可以在手機上把它關掉。同時,它還能自己除甲醛,控制空氣濕度和氧含量,這種體驗當然不賴。
但是這其中還有一些問題。第一是空調無法自動感知環(huán)境,就是說你需要自己關注空調的運行狀態(tài)而且親自去操作,這其實是你對“空調工作狀態(tài)”及“家里空氣狀態(tài)”這樣的信息進行了判斷和處理;第二就是手機只能實現(xiàn)對空調的控制,而不能同時調節(jié)通風裝置和窗戶、空氣凈化器、加濕器等設備來讓室內空氣達到最好的狀態(tài)。
物聯(lián)網(wǎng)就是想改變這種現(xiàn)狀,讓空調里集成的很多類型的傳感器,能夠不間斷地監(jiān)測它周圍室內的溫度、濕度、光等環(huán)境的變化。比如它可以判斷房間中是否有人及人是否有移動,并以此決定是否開啟溫度調節(jié)設備。
這也是物聯(lián)網(wǎng)對互聯(lián)網(wǎng)的一個巨大優(yōu)勢:感知層的運用。而對物聯(lián)網(wǎng)而言,這些信息的產(chǎn)生和傳輸很大程度上主動的。人將更少地參與到信息的采集和分析,大量不必要親自關注的信息交給設備和網(wǎng)絡去處理,從而能夠將人從信息爆炸的困局中解脫出來。
所有物體都有必要聯(lián)網(wǎng)嗎?通過何種方式相聯(lián)?
未來萬物聯(lián)網(wǎng)是一種什么狀態(tài)呢?大到汽車,小到紐扣,都可能都會被植入芯片而冠上“智能”的名字。這種“智能”有必要嗎?我們什么時候能實現(xiàn)呢?
第一點,我們常常說起“智能”,并不一定是這個產(chǎn)品本身具有“智能”,他們只是真正具有運算和處理能力的某個“大腦”的延伸終端而已。舉一個簡單的例子,你進電梯之前,電梯通過感應到有人就把門打開了,這當然不是電梯自己處理的,而是中央控制系統(tǒng)在管。同時,中控系統(tǒng)還有的部分程序負責通風,有的部分負責照明,有的部分調節(jié)供電。這個過程中,電梯、排氣扇等設備就像我們的手腳,而中控系統(tǒng)才是真正具有“智能”的大腦。
以一瓶可樂為例,在生產(chǎn)之初,我們就能夠通過相關技術,知道它的原料中蔗糖是由哪片甘蔗地提供,可可來自哪科可可樹。生產(chǎn)過程中,我們知道它是哪條流水線上出來的產(chǎn)品,質量由誰負責。再往后,我們知道它怎樣被送到用顧客手上的。到這里,消費者看不到“智能”的影子。這瓶可樂在到手上之前卻至少經(jīng)過了原料供應商、生產(chǎn)商、銷售終端等幾個智能系統(tǒng)的管控。
這種管控有多大意義呢?對可樂這樣成熟的產(chǎn)品來說或者價值有限,但如果是對水果蔬菜、對牛奶、對藥品呢?那意義自然又不一樣了。這其中主要作用自然是加強了對這些和我們健康息息相關的事物的監(jiān)管。
大數(shù)據(jù):藏在啤酒和尿布背后的秘密;云計算:物聯(lián)網(wǎng)的隱形大腦
我們提到物聯(lián)網(wǎng),就不得不把它與現(xiàn)在非?;馃岬牧硪粋€概念聯(lián)系起來,那就是“大數(shù)據(jù)”。
大數(shù)據(jù)是怎么一回事呢?有一個為人津津樂道經(jīng)典案例,就是啤酒與尿布的例子。一家美國超市把尿布與啤酒這兩種風馬牛不相及的商品居然擺在一起,但這一奇怪的舉措居然使尿布和啤酒的銷量大幅增加了。原來,美國的婦女通常在家照顧孩子,所以她們經(jīng)常會囑咐丈夫在下班回家的路上為孩子買尿布,而丈夫在買尿布的同時又會順手購買自己愛喝的啤酒。
在這個案例里面,丈夫的行為被預測出來,其預測的依據(jù)是根據(jù)長期經(jīng)驗所得的。假定不在尿布旁邊放啤酒,愛喝酒的丈夫可能也會去買,但嫌麻煩或者酒癮不那么大的丈夫可能就只會買了尿布就走,而想不到去買啤酒。因而,大數(shù)據(jù)就此產(chǎn)生了經(jīng)濟價值。當然,這背后基本是一個零和游戲,這家超市的啤酒銷售得多了,別家超市賣得就少了。
顯然,這些數(shù)據(jù)或多或少已經(jīng)開始影響我們的生活。而在未來,萬物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量與現(xiàn)在人們通過互聯(lián)網(wǎng)活動產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量不可同日而語,開發(fā)的價值也會更加巨大。比如我們現(xiàn)在的手環(huán)、手表讀取我們的心率、運動量等數(shù)據(jù),僅僅是反饋給我們讓我們管理自身健康。而未來隨著大數(shù)據(jù)的分析能力增強,加上能夠互動的設備增多,那么這些數(shù)據(jù)就變成了健康服務,甚至能提前預防疾病發(fā)生。
反過來,大數(shù)據(jù)的處理能力能力會反過來幫助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能控制和產(chǎn)品改進。比如,我們的智能家居的學習功能,可以看做是對用戶一段時間的行為數(shù)據(jù)的收集,然后通過特定算法得出主人的喜好從而自己完成對家庭環(huán)境的控制。
前面講了大數(shù)據(jù),那么還有另一個大數(shù)據(jù)的親兄弟不得不講,那就是云計算。從成本和實際效果來考慮,其實很多物聯(lián)網(wǎng)設備并不需要太多的計算能力,只要能夠取得數(shù)據(jù)并反饋給上層具有計算能力的數(shù)據(jù)處理中心就好了,多一點的還有能夠通過從計算中心獲取的指令完成某些活動就可以了。
那么,這些數(shù)據(jù)誰誰在處理呢,他們又是怎么處理的呢,這里就要提到云計算的概念。云計算被認為是一種革命性的計算方法,是繼大型計算機到客戶端-服務器的大轉變之后的又一關于計算方式的重大轉變。
舉一個不那么恰當?shù)容^好理解得例子。使用過QQ遠程助手的朋友大概可以體驗云計算,你在QQ提供的界面里面訪問對方的電腦,使用對方的軟件。云計算大概也可以看做這么種方式,不過對方的電腦變成了處理能力超強的云計算中心,而處理方式更加復雜一些。
云計算給我們帶來了全新的解決思路。由于通訊技術的不斷發(fā)展,我們的計算不一定要在本地進行。比如,在遠程操作的例子,哪怕你的電腦沒有安裝一個程序,你仍然能夠獲得這個程序的使用結果。而我們平時收發(fā)郵件,這些郵件存儲在我們的郵箱里,而不是在我們的電腦上,這其實可以視作早期的云服務。這種理念,簡單概括起來就是“網(wǎng)絡即電腦”。只要有網(wǎng)絡,我們就能獲得更高的運算能力。
目前云計算還處于基礎階段,現(xiàn)在的云計算被分為三層:基礎設施即服務(IaaS),平臺即服務(PaaS)和軟件即服務(SaaS)?;A設施可以看做是我們的電腦主機,其實質是大規(guī)模的主機集群。平臺的地位大致相當于我們的計算機系統(tǒng),類似于windos,是開發(fā)和運行程序的基礎。軟件服務我們就明白多了,微信、游戲客戶端、美圖秀秀這樣的都是軟件。
借助云計算,企業(yè)的管理成本將降低。由于云計算的作用,一些企業(yè)不用浪費金錢和精力建立自己的數(shù)據(jù)處理中心,而將自己的一些數(shù)據(jù)和企業(yè)管理軟件放在公共的云服務器上;而另一些企業(yè)對于數(shù)據(jù)的安全性和專業(yè)性等要求較高,于是自建云服務器,于是有了公有云、私有云、的概念之別;有一些私有云并不能滿足企業(yè)的運算需求,向公有云服務器尋求支持,于是就有了混合云的提法。
同時,云計算中心能夠根據(jù)實際需求來安排服務器的運算,讓整個計算中心保持高效的運作,避免了運算資源的浪費。除此之外,云計算的好處在于按使用付費。這就是說,你可以按照實際需要的存儲空間或者運算能力購買云服務。這是云服務誕生之初的“電廠模式階段”就提出的理念,即把計算能力當做像水、電這樣的產(chǎn)品來出售?,F(xiàn)在基本已經(jīng)變成現(xiàn)實,而在未來,個人用戶也將慢慢感受到這種全新方式給生活帶來的改變。
講了這么多云計算,那么云計算和物聯(lián)網(wǎng)是是怎么結合起來的呢?前面我們已經(jīng)提到,我們的物聯(lián)網(wǎng)設備只需要能夠聯(lián)網(wǎng),云計算就能夠通過網(wǎng)絡為我們的設備提供數(shù)據(jù)處理能力。其次,大數(shù)據(jù)的運用對物聯(lián)網(wǎng)來說十分重要,而云計算和大數(shù)據(jù)分析就像一枚硬幣的兩面密不可分。
比如智能家居系統(tǒng),其一部分運算其實就是依托云服務器,因為我們的家里面的數(shù)據(jù)處理中心(電腦或手機)沒有必要一直保持開機狀態(tài)。而更多的諸如交通系統(tǒng)、工廠制造系統(tǒng)、社區(qū)服務系統(tǒng)等等都將依托于私有云或者公有云的服務。除了這些,我們前面提到云計算還是打通各種物聯(lián)網(wǎng)標準的有效手段,兩個采用不同技術標準的設備也具有了互相交換數(shù)據(jù)的可能,簡單說來,就像你在網(wǎng)上和一個外國人聊天,哪怕你不懂他的語言,只要通過相應的翻譯軟件,就能夠理解對方的意思了。
結語
隨著物聯(lián)網(wǎng),云計算以及大數(shù)據(jù)等技術突破,小編相信,在不久的將來,我們一定會感受到物聯(lián)網(wǎng)帶來的前所未有的科技體驗,體會到物聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的諸多便利。