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物联网的崛起

木马童年 2019-6-9 21:55 108 0

  物联网(名词)1.由“物”+“互联网”组成的词汇。2.物与物通过互联网相连的网络。3.未来趋势。中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-3688461.htm  行话解读■ M2M机器与机器(Machine to Machine)对话。 ...

  物联网(名词)1.由“物”+“互联网”组成的词汇。2.物与物通过互联网相连的网络。3.未来趋势。中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-3688461.htm  行话解读

■ M2M

机器与机器(Machine to Machine)对话。它涵盖了让设备之间通过无线或连线方式相互交流的各种协议和技术。

■ MQTT

设备和传感器之间的消息传输协议。类似英特网采用HTTP传输协议一样,消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport)极有可能成为物联网的传输协议。

■ Big data

大数据。它指的可不是美国摔跤新选手,而是大量非结构化和半结构化数据,传统软件工具很难捕捉、管理或处理它们。它们是数十亿传感器的副产品。

■ Ambient intelligence

环境感知。有点像“心灵移物”的升级版,物体变得有知觉。网络里的设备能感知人的存在并作出反应。

1926年,科学家兼全能天才尼古拉·特斯拉做过一个预测。 “当无线网络完善之时,”他思考道,“整个世界将变成一个巨型大脑,所有的一切都将是真实而有节奏感的整体中的一部分。”他的预测在2008年成为了现实。在这一年,连入互联网的物体首次超过了地球上的人口总数。这是一个具有里程碑意义的事件,但仅仅只是个开始。

网络巨头思科预估,到2020年,世界上将有500亿个与互联网相连的物体与我们进行对话及彼此对话。那么,这给互联网锦上添花的玩意儿叫什么呢?我们管它叫“物的互联网”,或者“物联网”。它可能是蒂姆·伯纳斯—李爵士发明万维网以来技术界最轰动的新闻了。和我们一起开始探寻物联网的旅程吧:它是什么,它是怎么回事,将向何方发展,以及如何把它带回家里,充满极客风格的结果,一定会让你满意而归……

每一天,互联网接收传送3000亿封邮件,向YouTube上传35,000部电影并支持22.7亿人的日常网络生活。互联网相当忙碌。尽管如此,我们只不过站在互联网大爆炸的开端而已。

事出有因。以上列举的实例,或多或少都和我们自身有关——我们输入信息,我们上传视频,我们在社交网络里相谈甚欢。这种因人而成的互联网忙碌景象却正在变得越来越无足轻重。就在不久的将来,人们的喋喋不休将会被带有传感器的机器和物体之间的对话所代替。整个物理世界都会和互联网绑定在一起。和你的FaceBook好友不同,它的目的单一而明确,那就是减少人们生活的烦恼,让人类更加轻松自如地生活。我们期盼着物联网的到来。

物联网的由来

“物的互联网”听上去很具有未来感,但实际并不是什么新东西。发明狂人尼古拉·特斯拉早在20世纪20年代就预测过它的出现。20世纪90年代,施乐公司著名科学家马克·维瑟就提出了“普适计算”的崛起。 “普适计算就是虚拟现实的反面,” 他解释说,“当虚拟现实把人们置于计算机构成的世界中时,普适计算却迫使计算机与人类在现实世界中共存。”

在56K调制解调器的年代,以上大胆的预测不可能成为现实,经过最近两次技术革命浪潮的洗礼,物联网终于在今天翻开了崭新的一页。2010年2月,我们已经用尽了IP地址,但一个带着更长URL的全新互联网协议诞生了,那就是IPv6。它拥有340 undecillion(1 undecillion =1036,也就是340万亿万亿万亿)个地址。数量多到足以给地球上每一个原子分配一个单独的互联网地址。试试在IPv6上抢注域名吧。

此外,便宜、智能的传感器以及寿命更长的芯片,如ARM的Flycatcher也是物联网得以发展的关键。想想好奇号火星探测器上绑定的RAD750 PowerPC微处理器,你手机中的处理器比它功能强大10倍,但RAD750 PowerPC能经受高能量的宇宙射线和长达15年的太空任务带来的挑战。相比之下,地球上使用的传感器和芯片要完成的任务就简单多了。这又提出了一个问题——零件可能很便宜,使用寿命长,但我们如何驱动构成物联网所需的数百万件零部件呢?

物联网的动力

2012年5月,韩国高级科技研究所的研究人员找到了答案。他们宣布研制成了一个简单、低成本的纳米发电机,可以将振动和机械力,如风力和海浪运动转换成电流。佐治亚理工学院的首席科学家王中林也正在研发纳米发电机,他相信这项革命性的技术将成为物联网的动力。 “(它们)正准备改变人们的生活,”他说, “只有人们想不到的,而没有物联网做不到的。”当“物”和“互联网”碰撞出火花时,会产生很多科技世界无法想象的东西。2006年以来,Nike+一直通过互联网连接的传感器让运动鞋和网络连接在一起。Withings于2009年首次推出家用健康小设备,并利用简单的传感器和智能手机、平板电脑连接在一起。同年出现的Berg Little Printer打印机是物联网完美实现的一个例子,它以联网打印机的形式,接受信息反馈,热敏打印出小块的最新信息。

物联网之年

下一期《Stuff》很可能会将2012年看作是物联网在人们生活中大放异彩的一年。相关产品无处不在:Evernote的Smart Book(200元起,evernote.com)和纸质笔记本商Moleskine合作,用户可以利用应用程序扫描纸张上可识别的文本内容,然后直接上传到Evernote账户上。Insteon Light灯泡(约188元,smarthome.com)可通过网络直接和你的智能手机相连。像Mavia、Green Goose和Belkin Wemo等这些家庭自动化系统 (参见下面粉色框中的内容)可以让用户轻松和几乎所有物体“交流”。

这种套装打包技术并非物联网用于日常生活的唯一方式。Kickstarter项目Twine(625元起,supermechanical.com/twine)是装有传感器的盒子,它们能将家用电器和云服务相连,由你自己定制功能,比如:“洗衣机洗好衣服后请发我一条微博”。更多DIY产品,可利用Arduino微控制器或Electric Imp(约156元,electricimp.com),后者是SD卡形状、支持Wi-Fi的芯片,很方便实现物联功能。   物联网的一天

这仅仅是开始。等物联网成熟后,人们家中的每一件东西都可以相互交流,建立ad hoc网络并能自动报错。

理想并真实的场景是这样的:你的日程表和闹钟同步,提醒你何时必须去上班。闹钟能查询天气和交通情况,确定你的安排是否可能被推迟,并做出及时调整,与先前可穿戴传感器记录的起床时间核对无误。此外它还会自动启动淋浴器和咖啡机。如果外面天气很冷,还会吩咐汽车给挡风玻璃除霜。

再看得远一点,像Google眼镜等可穿戴配件,让你可以通过身上的联网设备以虚拟现实的方式获取信息。你只要抬头就能在眼镜里看到相关信息。数以百万计的传感器获取的数据将允许个人和组织去发现和充分利用,而在此之前,网络连接上的大量传感器数据,也就是“大数据”,只有大型公司才可能加以利用。

未来趋势

随着智能家居在城市级的范围内不断复制,物联网的影响力正在渗透到更加广大的范围。在里约热内卢,IBM和思科公司正在建设一个拥有大型基础设施的物联网城市。2010年,这两家公司创建了独立的城市Operations Centre(操控中心),将里约的公共事业、交通管理系统和紧急服务中心统统纳入该中心。

这一基础设施拥有300块LCD显示屏用于接收通过450个摄像头、3台直升机和10000多辆汽车反馈回来的信息。天气信息以及疫情爆发、自然灾害防治和犯罪数据都会反馈到这个系统中。

包括能源、教育、卫生、交通、旅游和住房部门在内的几乎所有市政部门都会利用这个操控中心。除了政府官员能使用这些相关信息外——假使仅限于此,那就太像《1984》的老大哥了,里约的普通居民也可以下载利用这些数据的应用程序,或者通过网络查询警示信息。

里约的做法仅仅是个开始。大量的接入互联网的物体还大大增加了自动化的机会:比如,在未来的智能城市里,可以派出带传感器的机器人去修理受损的道路、清理泄露的石油或者在雪天里撒盐清路。公交和计程车能直接被派到繁忙地段,而当传感器预测到即将发生的问题时,还能提前预警警察和医疗服务人员。

危险的一面

警察已经开始利用物联网打击犯罪了,听上去很像《少数派报告》里的情节吧。洛杉矶一家名为PredPol的公司基于地震后预测余震的原理,推出了一个犯罪活动预测平台,根据某一地区过往的犯罪活动统计数据,计算出某地发生犯罪的概率。PredPol表示,应用该系统的地区罪案率下降了36%。你现在可以想象一下警察们穿着带有传感器的警服,并利用传感器进行数据流分析和应用的情景。

当然,虽然我们周围的设备和物体能够连入网络,但并不意味着你应该这么做。和我们一样喜欢思考的人迫不及待地想要让身边的物体“有思想”,但科幻小说也不止一次地描绘过这样做的结果有多可怕——绝不仅仅是一个杀人的HAL9000,没那么夸张,但足以让人揪心。

最有可能的结果是,我们每天都会觉得烦躁。想想《星级旅游指南》(The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)里天狼星控制论公司(Sirius Cybernetics Corporation)设计的那具有人类智慧的门(都是科幻小说里的情节)是怎么把事情搞砸的吧。同样,我们千万不能让未来家中的厨房用具走偏,变成红矮星上喋喋不休的烤面包机,否则你一片面包也吃不上,只能听它叨叨关于面包片的各种话题。

安全防范

更严肃地讲,确保物联网时代家庭和城市的安全是人类面临的巨大挑战。比如,黑客们已经盯上了能源智能设备,这种设备是目前物联网应用于现实的主流产品之一,可以和我们的家庭、汽车甚至整座城市相连接,对好奇和邪恶的黑客们的诱惑实在太大了。

比如英国天然气公司(British Gas,见上)推出的远程暖气控制系统(Remote Heating Control)虽然让与之相连的家庭生活更加便捷,但极有可能通过电力或传输系统引发大规模的事故。就在2009年,安全咨询公司IOActive发现智能电网设备存在安全隐患,存在一些能被黑客利用的安全漏洞,黑客可以控制或切断电网。如果未来大范围运用智能电网,黑客攻击可致使整个国家陷入一片漆黑。2010年人们被Stuxnet吓得够呛,这种蠕虫病毒专门攻击伊朗核电站内特定的组件。而且随着自动化和物联网的发展,此类安全问题将无法避免。所以,物联网将所有数据都暴露在公众面前,一方面能让我们的生活更方便,另一方面也带来了甚至能让马克·扎克伯格抓狂的隐私问题。

新物联网时代

那么,物联网是否也会像互联网一样崛起并占据主导地位呢?嗯,你不应该问“是否”,而应该问“何时”。大公司、创业公司和发明家们都把注意力转移到了物联网领域,急切地想让物体上网并和人对话。很快,从前默不作声的物体将“张开大嘴”和我们对话,这种感觉非常奇怪,就跟14年以前,我们首次在诺基亚3310手机上打《贪吃蛇2》的时候一样让人惊诧不已。过不了多久,你的智能手机就能和你所居住的房子对话,和你所居住的城市进行交流,和你本人对话。物联网已经按响了门铃——赶紧开门迎接它吧。

“物联”发展史 物体如何“上网”的?

1990年

带上网功能的烤面包机

第一个与互联网连接的家用电器是由约翰·罗姆尼和西蒙·哈克特改进的Sunbeam Deluxe烤面包机。设计师Sung Bae Chang在他们工作的基础上于2008年推出了伊莱克斯Scan概念烤面包机(右图),它在吐出的烤面包片上烙上了当天的新闻。

2000年

LG 互联网冰箱

第一台互联网冰箱装有一块15.1英寸的“WebPad”屏幕,售价超过12000英镑(约合120,000元),显然太过超前。 但LG一直努力让我们相信互联网冰箱的前景,今年早些时候宣布推出新的Smart Manager冰箱,售价将控制在2000英镑(约合20000元)。

2002年

AMBIENT ORB   Ambient神秘的Orb圆球会发出不同颜色的光,只要将它接入相应的互联网频道,就能反映交通状况、花粉浓度或者其他信息。十年过后它看上去仍然很有未来派风格。也许Ambient应该考虑推出一款物联网熔岩灯。

2005年

NABAZTAG

还记得这只智能Wi-Fi小兔子吗?你可能不记得了,因为它的服务器出了不少问题,而且功能很容易让人混淆(分不清它读的是邮件还是新闻)。它更像是一个特别的收藏品。不过它的精神留传了下来,人们根据它又创造了Karotz兔子 (约812元, karotz.com)。

2006年

NIKE+iPOD

老款不能连接互联网,而是和iPod相连,不过耐克跑鞋很快就走上了物联网之路。这里的LunarTR1+ (180英镑, 约合1800元,store.nike.com)运动鞋内置传感器,可计数步伐,并将数据无线上传到iOS应用程序上。

在线照明

Belkin WeMo

400元起 | belkin.com

WeMo展示了我们在未来将如何轻松简便地和物体互动和对话。这个灵活的、经济的家庭自动化系统,可以让你通过手机控制任何插入WeMo电源主开关的家用电器。加上动作传感器,在If This Then That(IFTTT.com)的帮助下,这里的家用电器还可支持网络服务。

在线养宠物

Green Goose基站

约312元 | greengoose.com

十分之一的宠物都上了FaceBook,真够可笑的,不过这个方便的传感器套件可比让那些毛茸茸的小朋友上网高明多了。Pet Starter Kit套件包括一个蛋形的工作基站和两个传感器,将这些小贴纸贴在宠物的食盆和绳索上,就可以通过iOS免费的Petagonia应用程序查看它是否进过食或走了多少步。

物联网汽车

Mavia

1060元起 + 约31元/月 |

mavizontech.com

目前仅在美国发售,用户可以将该设备接入私家车,就能在网上查看每月相应的费用。此外,网络上的服务日志还会告诉你爱车何时需要更换刹车或加油,还能随时跟踪爱车动向。基于位置的提醒服务让你再也不会忘记在途中捎带一盒牛奶回家。

物联网暖气

British Gas Remote Heating Control

约1490元 | britishgas.co.uk/remote

英国能源巨头British Gas也染指物联网,推出了价格不菲的远程暖气控制系统。其报价包含公司派员工上门安装的费用。安装完毕,你可以通过iOS或Android应用程序查看相关信息,因此你能在任何地方远程遥控室内温度。

HOW TO……构建物联网家居

IFTTT遇见WEMO

If This, Then That (IFTTT) 网络平台支持将不同的网络服务器相连,用以自动处理常见或不常见的任务。IFTTT不但界面简单,而且运行规则相当强大:如果服务器A做这个(This),那么服务器B就做那个(That)。它能很好地将Twitter消息归档到Dropbox,或者从Gmail发照片到FaceBook上。但当你用贝尔金的WeMo Motion and Switch(参照前页)时,会发生更有趣的事情。右边是我们最欣赏的三个IFTTT应用实例:

热心欢迎

将灯具和WeMo Switch连接并设置Motion,这样当你走进家门时,灯会自动开启。方法是登录IFTTT.com,设置:“如果(IF)WeMo Motion探测到新的动作,那么(THEN)开启/关闭WeMo Switch。”恭喜你,喝高了的你再也不用摸黑进家门了。

监控宠物猫

想知道你不在家时,宠物猫到底吃了多少东西吗?用WeMo Motion检测猫食盆旁边的情况。在IFTTT平台上设置:“如果检测到沉寂一段时间以后,猫食盆附近有了动静,那么发一条文本信息到Dropbox”。你终于知道加菲猫为什么超重了。

蝙蝠信号

等待一封重要的电邮,可不想坐在电脑跟前,也不愿意一边看着电视一边盯着手机?蝙蝠信号(Bat Signal)可以帮忙。将带有红色灯泡的台灯接入WeMo Switch,然后设置如下:“如果Gmail收到从(邮件地址)发出的新邮件,那么开启WeMo Switch。干得不错,蝙蝠侠!

物联家庭安全

D-Link DCS-2130 Wireless-N HD Cube IP无线摄像头

约1150元 | broadbandbuyer.co.uk

Linksys EA4500 Dual-Band N900 双频路由器

约1500元 | cisco.com

Linksys EA4500路由器和思科最新云平台同时使用,可实现远程安全监控。将它连上D-Link IP摄像头并在iPhone或iPad上安装Gemini IP Camera Viewer (约30元),你就能通过摄像头远程监控家里的情况。对了,赌场老板还能用它查找赌场里心怀鬼胎的老千。

掌上花匠

Koubachi Wi-Fi植物传感器

约800元 | koubachi.com

将Koubachi传感器埋在土里,它能检测植物生长的重要指标——土壤湿度、温度和光线,甚至还能记录日期和季节。这些数据将通过Wi-Fi免费上传到iPhone应用程序Koubachi上。程序还会发送各科植物的照料指南和警示。更棒的是,你只需要一个传感器,因为你将它埋在一棵植物旁两星期,它就能给出对该植物的分析结果,然后可以取出来埋入另一株植物旁。用触控屏就能看植物的长势,花匠要失业了。

打印Twitter

AdaFruit IoT Printer Project Pack + Arduino Ethernet shield R3 with MicroSD

约562元 + 约281元 | adafruit.com

和Berg Little Printer一样,AdaFruit也是一台玩家们自己“攒”出来物联网打印机,而且使用相同的零件。零件包括一个带有@图标的盒子,它通过Twitter搜索API来下载内容,然后打印出来。也就是说你可以将某个用户的发言、标签或搜索字符串打印出来。多无聊啊?没关系,你可以自己改写AdaFruit小盒子里的代码。

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