物联网的基础知识通过身边例子讲透物联网

物联网是什么？
这大概是你听到这个词语后在脑海里浮现的第一个问题。

如果你是一个在政府机关的工作的人，也许会说：啊，物联网啊，前些年好像挺火，是不是用互联网思维搞物流啊？
如果你是一位股民，也许会说：哈，物联网的概念股也许未来不错呢。

如果你是一位学生，也许会说：哦，物联网啊，我听过，是不是很多前沿科技和高新技术那些，终结者啊，黑客帝国这样的，超级厉害的。

这些都不是物联网，从字面意义上来看，物联网就是用网络把物体连接起来，但是其背后却蕴含着很深的含义。

三个故事看物联网的起源
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7 300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。

比尔·盖茨与《未来之路》
无论你爱他，恨他，你都无法漠视他—这就是比尔·盖茨，有人说他对于软件的贡献，就像爱迪生之于灯泡。

1995年，这位微软帝国的缔造者曾撰写过一本在当时轰动全球的书—《未来之路》，他在这本书中预测了微软乃至整个科技产业未来的走势。

盖茨在书中写道：“虽然现在看来这些预测不太可能实现，甚至有些荒谬，但是我保证这是本严肃的书，而决不是戏言。

10年后我的观点将会得到证实。

”
在该书中，比尔·盖茨也提到了“物联网”的构想，意即因特网仅仅实现了计算机的联网，而未实现与万事万物的联网，但迫于当时网络终端技术的局限，这一构想无法真正落实。

那么现在这些预言实现了多少呢？
《未来之路》中写道：您将会自行选择收看自己喜欢的节目，而不是等着电视台为您强制性选择。

如今的数字电视已经实现了这种视频点播功能，机顶盒功不可没。

您还可以通过网络，使用网络电视来实现上述目标。

《未来之路》中写道：如果您计划购买一台冰箱，您将不用再听那些喋喋不休的推销员唠叨，电子论坛将会为您提供最为丰富的信息。

如今的因特网上，几乎没有您找不到的，只有您想不到的，各类论坛、购物网站、交友网站等提供的最新信息，让您天天应接不暇。

《未来之路》中写道：一对邻居在各自家中收看同一部电视剧，然而在中间插播电视广告的时段，两家电视中却出现完全不同的节目。

中年夫妻家中的电视广告节目是退休理财服务的广告，而年轻夫妇的电视中播放的是假期旅行广告。

此项定制广告业务至今为止还没有得以实现，不过部分高科技公司已经着手开始进行定制广告业务的销售，相信在不久的将来我们就可以看到这个画面。

《未来之路》中写道：音乐销售将出现新模式。

那些对光盘和磁带等产品感到头疼的用户将可以不再受它们的侵扰，以全新数字模式出现的音乐产品将会登陆市场，且音乐将会成为因特网信息高速公路上一个重要的组成部分。

分。

比尔·盖茨的先知先觉体现无疑，但是让人感到迷惑的是，10年前的比尔·盖茨既然已经意识到数字音乐市场的巨大潜力，为什么微软不第一个兼职做数字音乐产品，而让苹果在市场上抢得先机呢？难道是微软不差钱!
《未来之路》中写道：如果您的孩子需要零花钱，您可以从计算机钱包中给他转5美元。

另外，当您驾车驶过机场大门时，电子钱包将会与机场购票系统自动关联，为您购买机票，而机场的检票系统将会自动检测您的电子钱包，查看是否已经购买机票。

如今的信用卡、网上支付、移动支付、eBay 服务、电子机票最接近比尔·盖茨的预测，它们共同开启了电子商务时代。

《未来之路》中写道：您可以亲自进入地图中，这样可以方便地找到每一条街道、每一座建筑。

虚拟的第二人生提供完全模拟现实的生活体验，谷歌地球提供的地图几乎可以覆盖地球上任何地方，甚至可以“找根皮筋儿做弹弓打你家玻璃”。

《未来之路》中写道：您丢失或者失窃的摄像机将自动向您发送信息，告诉您它现在所处的具体位置，甚至当它已经不在您所在的城市也可以被轻松找到。

十分不幸，比尔·盖茨的预言没有实现，不过让我们感到欣慰的是，未来物联网能够轻而易举地实现上述功能。

艾什顿与MIT自动识别中心
真正的“物联网”概念最早由英国工程师凯文·艾什顿（Kevin Ashton）于1998年春在宝洁公司的一次演讲中首次提出。

90年代中期，艾什顿加入宝洁公司做品牌管理，负责发布玉兰油彩妆系列。

当他走入零售店铺巡视时，发现了一种棕色的唇膏总是处于售罄的状态，而库存里却还有不少。

一开始，艾什顿被告知这只是偶然的现象，但经过调查，他发现至少在十家店铺中，有四家存在同样的问题，没有在货架上有针对性的摆放正确的产品。

当时，零售商利用条形码管理库存，但是这并不能帮助他们选择应该在货架上摆放何种商品，因为条形码无法跟踪物品的位置信息。

而零售商推出的会员卡中，会内置一种应用了无线射频识别技术(RFID)的无线通信芯片。

这让艾什顿产生了灵感，如果在口红的包装中内置这种芯片，并且有一个无线网络能随时接收芯片传来的数据，零售商们就可以获知货架上有哪些商品，及时知道何时需要补货了。

于是，艾什顿开始在宝洁公司的内部讲座中使用“物联网”的概念，认为移动互联技术可以使得万物相连，帮助人们更好地做出决策，这引起了广泛关注。

当时作为麻省理工学院(MIT)赞助商的宝洁公司遂派艾什顿与MIT合作进行研究，成立了自动识别(Auto-ID)中心，将物联网的概念变成了现实，专注研究RFID技术以及智能包装系统。

艾什顿对物联网的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与因特网连接起来，实现智能化识别和管理。

MIT自动识别中心提出，要在计算机因特网的基础上，利用RFID、无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Network)、数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“物联网”。

在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。

凯文·艾什顿后来离开MIT自动识别中心，成为RFID读写器供应商ThingMagic公司市场副总裁。

2007年，加入清洁能源合同EnerNOC，但仍在ThingMagic公司顾问委员会中任职。

2008年，Kevin Ashton创立了Zensi公司，并担任该公司的首席执行官。

2010年4月，该公司被电子硬件制造商贝尔金(Belkin)国际公司收购。

比特、原子大碰撞，物联网已经触手可及
“物”、“联”、“网”
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”。

有了这些概念后，我们再来谈谈什么是原子，什么又是比特。

原子是构成物质的基本单位；而比特是信息的基本构成单元，是一个计量单位，就像不同原子构成世界一样，比特构成了信息。

可以说，原子是真实存在的，而比特则不是，它只是人类根据自身需要构造出来的概念。

而物联网要做的，就是在宏观上将二者结合起来，你不用看、闻、听也能获得信息，乃至不用自己处理信息和亲手操作也能让很多事物自己为你服务。

这个过程，将不再由人类自身来主导，而是通过传感技术、网络技术和数据分析技术来实现。

这就是所谓的原子与比特的碰撞。

在微观结构上，物质世界和信息世界二者都是由各自最基础的结构建立起来的，我们人类可以联网，那么理论上由物质组成的一切理论上都可以联网。

所以，我们再来谈谈“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。

各大厂商虽然形成了多种联盟或平台，但是依然争相抢夺对智能家居或者智能硬件的标准的定制。

往简单的讲，他们就是类似于“码头”“车站”“运输公司”之间的关系，当你选择用船运输的时候，你就不需要上公路去跑一样的道理。

当然，事实上你可以选择多种运输方式同时运用，信息本身是不变的，关键是看哪种更方便更经济。

而诸如电信、移动、联通等公司则更偏向于扮演“运河”或者“铁路”这样的角色，是用来承载运输用的“船”或“车”的。

现在物联网的发展一定程度受限于网络的发展，铁路不多，运河不宽，车船的载重能力都制决定着我们这张“网”的发展。

最后，我们在工厂加工“信息”，是对信息的处理和运用。

这就是物联网的应用层，这一层面上具有最大的想象空间。

因此，有了包括智能恒温器、智能空调在内智能家居；有了智能手表、VR在内的智能硬件、可穿戴设备。

“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。

互联网思维影响下的企业，会在与用户终端的交互上苦下功夫，这就是传统的入口思维，就是流量的思维。

这也是我们现在手机热、手表热、手环热、APP热、公众号热等热产生的一个很重要原因。

运用这样的思维方式发展到现在已经非常成熟了，其演变可形成全新的商业模式。

往后就是互联网的UGC（User Generated Content指用户原创内容）应用兴起，Facebook、Twitter、天涯、知乎、人人、微博等等。

这一批UGC引领了互联网的一个时代，将人们线下的交流搬到线上，让人们能够更方便快捷地表达自
己的思想。

但是由于缺乏有效的管理机制，大量垃圾信息充斥了人们的生活。

特别是一些你毫无兴趣的广告推送，你还不得不忍受。

其实商家也很郁闷，花大价钱撒广告，结果只引起少数人关注。

而物联网技术的发展，将改变这一现状，这背后其实是信息交换的问题。

商家不能掌握用户喜好，用户也不知道商家到底有什么产品，两边一抓瞎，传统广告都是靠蒙。

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。

在物联网时代，需求表达这一过程将被弱化，信息传递方式的改变将会引领商业模式的变革。

虽然在技术手段上，一系列“互联网+”达到的效果与物联网已经接近了，但其思路还是存在差别的。

未来会产生更多的终端并不是需要用户去互动，而是实现自动地，智能地直接为人服务。

物联网发展到一定阶段将实现由用户到制造商的逆向定制，这是智能制造技术和供应链发展的一大方向。

大规模定制意味着更贴近用户需求，而且可根据市场反应实时调整产品策略。

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。

那么对消费者而言，智能体现在哪些方面呢？其实，真正的智能可不是“溯源”这么简单。

对用户而言，这基本将是一个不可感的过程。

还是以上面那瓶可乐为例，我们买了这瓶可乐，喝下去是喜欢还是不喜欢呢？这就可能和我们前面讲的智能穿戴设备联系起来，通过对我们生理特征和动作的数据收集和分析，加上面部表情的分析（如果你戴着某种智能眼镜的话），我们就能大致知道你喜不喜欢这种口味了。

在互联网时代，我们的作法是传照片，写评论，打分。

那么到了物联网时代，这个过程很大一部分能自动完成，“买家秀”的方式将通过另一种真实而高效的途径反馈给生产商和其他买家。

然后我们生产可乐的生产商慢慢就知道，这个顾客购买可乐的频率是多少，喜欢可乐里面含有多少气体，喜欢的甜度又是多少。

如果你不喜欢，那么你喜欢雪碧吗，如果不喜欢，那么是碳酸汽还是柠檬的关系呢？你平时喜欢吃荔枝，荔枝味的饮料对你来说是不是更合适呢？
通过这样一步步建立精准的用户模型，未来我们享受到的衣食住行等等各方面的智能化服务将带来越来越贴近我们的真实想法，让我们感到这瓶可乐“真贴心”，而不是这瓶可乐“真智能”。

对个人用户而言，建立的是精准的模型，而对群体而言，通过收集到的用户信息，将能得到更加普遍适用的结果。

于是可以为不同人群推出新的饮料，而这些饮料会在你刚好感到想喝一点的时候出现在你的手边。

从批量化向定制化过渡，物联网将为制造业发展带来哪些新的机会？
试想如果未来所有的物体都能联网，都具备与其他物体和人交流信息的能力，那么我们的生活会发生什么翻天覆地的变化？生活变得丰富而简单自然不必多说，在产品体验方面的改变会更令我们欣喜。

说到产品，你也许听过一个词：智能制造。

智能制造是怎么一回事呢？我们可以从物联网的基本运作方式来说明。

首先是传感器，就是我们前面讲到的机器的“眼睛”和“耳朵”类似的东西。

我们可以通过RFID（电子标签）等技术对正在生产线上等待加工的零件进行识别，这个过程就像刷身份证一样，能获取到产品的任何信息。

通过这样的技术，我们就能够随时知道某个零件加工到哪一步了，还能对零件的质量进行监测，以防止零件出现问题。

由于能够实时对每个零件的状态进行把控，就为定制化的生产提供了可能。

比如以往我们造一辆汽车，同一型号的车都是一模一样的，顾客的选择都是在已经造好的车型里面选。

这种感觉就像就像皇帝选妃子，妃子长什么样是妃子的父母说了算，皇帝有的也只是选择权。

精挑细选后给皇帝的妃子自然应该能令皇帝满意，但这么多妃子，哪怕三千佳丽，也不一定有皇帝最称心的那一款。