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物联网是什么?举例说明

  

 

  物联网,万物互联。作为一篇应用向科普,笔者不打算开头飚一波术语,而是先给各位举例看这么几个已经落地并且盈利的物联网项目:

  好时巧克力工厂,在巧克力罐子里放了个温度传感器,以此调节巧克力浆的温度。流水线上也多添加了各种传感器,好时分析了来自物联网传感器的几十万颗巧克力的数据,构造了巧克力冷却模型,因此能更好的调配巧克力原料的投入和控制冷却。单罐巧克力就能节省50万美金。

  

 

  巨鹰超市,在货架上装了无数红外传感器,通过分析购买量,存货量,合理进货和安排促销,减少了三分之二的补货时间和二分之一的缺货。

  劳斯莱斯,著名飞机引擎生产商(虽然大家对他的印象主要在豪车)。他们在引擎内部放置了不少传感器,能自动检测引擎运行情况,引擎寿命,以此减少故障,方便维修。甚至能更好的安排油量使用,提高引擎效率。

  

 

  英国国家电网,因为不少设备如风力发电机是在荒郊野岭独自工作,给它们装配上物联网传感设备后能更好的监视工作——降低视察频率,提高维修效率,面对故障迅速反应,对于一些小型设备还能反扒防盗。

  听完这四个例子,不知道你是怎么想的。但是我的第一反应是:不过如此?

  就是装个温度计看看巧克力的状态,装个红外仪分析一下货还剩多少,多了促销少了进货?

  这么想,其实并没有错。物联网并非是什么黑科技般的全新技术,它的大多数基础技术都是十几年前就已经很成熟了。让一些传感器上网,很难么?只不过现在为了方便圈钱,把服务器叫做云,把单片机叫智能硬件,单片机上网了就是物联网了,要是网络单片机上车了,那就是行业之星未来之子——车载物联网。

  尤其是在刚刚四个工业物联网的应用中,物联网设备主要作用就是个监工:说好听点是安排加工时序,优化加工过程,提升产品质量,降低生产损耗,说难听点就是看着机器们有没有把活好好干了。

  可即使是这么个普通的监工,也有很多技术难点:

  (1)通信问题:接入网络的传感器,云端,物理通信线路花样繁多,该是怎样一个通信协议来组织他们?

  (2)安全问题:物联网设备如果被黑客控制,物联网信息如果被敌对公司获得,都将是极其危险的。

  (3)能耗问题:物联网设备大多需要在无人看护,无外接电源的情况下长时间工作,极限情况下需要以年为单位计算能耗,这对电池技术提出了非常高的要求,也对芯片,通信芯片有着低能耗的要求。

  (4)标准问题:对于单一的工厂来说,只要买一套的物联网设备就可以了,通过物联网系统促进内部垂直整合。但这只是第一阶段。

  第二阶段,如果是上下游打通的水平整合产业链呢?包含上游所有各级供应商的相关系统( 系统内包含相关设备的物联网信息),以及下游各渠道的系统终端或设备, 以此增加生产力,提升效率与灵活性。

  第三阶段,如果是从顾客定制到物流服务的全套整合呢?按需定制与柔性制造整合,包括产品设计、测试、上市,以及制造方面的工厂、制造、物流、服务,都全面实现互联互通和智能改造。

  那么,你当初的那个物联网方案提供商是否是你上下游企业的?是否物流也是他们呢?如果不是,两套物联网设备能共通吗?

  这就涉及到物联网最重要的问题——生态问题了。就像当初Wintel联盟因为掌握了操作系统和芯片的基本盘,大多软件厂商都基于这二者来开发软件,形成了一时无敌的PC端生态圈;苹果,安卓,高通,这些厂家更是在移动互联网领一时风骚。

  物联网生态圈的重要性完全不亚于PC端互联网和移动物联网。因此你不难发现,阿里,华为,小米都在加紧布局物联网,正是要构建这一生态圈。一旦构建成,数据互通,高度互联,能创造出更巨大的价值,更是对体量小的对手的降维打击。

  这点上在智能家居方面尤其重要,你小米的软件,怎么控制海尔的冰箱呢?要买,只能买一套。

  但是,生态圈构建的重要性,中国人知道,欧美发达国家也知道。未来物联网生态圈能成为什么样?你的选择,即使微不足道,也将影响着这个问题的走向。

  我们从工业物联网开始讲起,但是物联网远不止工业。下面给大家列举不少物联网的应用:

  To Government智慧城市:

  (1)智能红绿灯,比如利用摄像头和红绿灯的联动,智能调整红绿灯时间,减少时间浪费。百度公司已经开始在北京市海淀区布局这一计划。

  (2)智能公交车牌,利用定位和路况分析,预测下一班车的时间。这个已经在很多城市实现。

  (3)智能窨井盖,能更好地应对洪涝灾害。且一旦出现异常情况,能及时上报,避免安全问题,降低维运成本。

  (4)智能停车场,监视每个车位的停车情况,自动引导车辆。

  …………

  

 

  To Customer 消费级物联网:

  (1)智慧医疗,可以在椅子,手表,镜子,床中加入物联网设备,实时检测健康状况。

  (2)智能家居,这个大家了解的已经很多了。这里尤其要提到的是智能音箱。未来的物联网使用中,比起手机端的操控,语音操控作为命令入口更高效,有逼格。命令你的音箱帮你开门,开灯,放音乐,是和用手机操作完全不同的体验。

  

 

  To Agriculture 农业物联网

  (1)畜牧业物联网,能在每头牛身上安置传感器和RFID,实时检测奶牛生活,方便生殖管理,并减少发病率。此外,这个奶牛的数据还将作为牛奶的溯源认证,提高消费信心。

  (2)种植业物联网,实时监测大棚温度,科学浇水,施肥。

  

 

  那么,说了如此多的听上去非常诱人的应用,物联网自然也遇到了更多的问题:

  (1)计算:当监工有了一些额外的预测和调整,它就往往需要云端的人工智能手段来进行数据分析,可是数据传输量非常大,耗时耗电。

  (2)成本:物联网设备现在还是太贵,尤其是要大量的设备铺开时,如奶牛身上,红绿灯上,这些都是巨量的成本。

  自然,有问题就会有对策,尤其是这些对策一般都会有一些响当当的名字。接下来,笔者就将一个个解释那些物联网新名词,和他们为什么能解决问题。

  (1)NB IoT:

  IoT就是我们物联网的英文名——Internet of things 而NB,就是指物联网非常牛逼。(误)

  咳咳,认真点说,NB IoT是一种通信协议。它对标的是WIFI、3G、4G这些东西。它和后者相比,最大的的特点就是——低功耗,广覆盖,海连接——听上去就很适合物联网是不是!它的缺点也非常明显,数据传输量小,延时长些,而且设备最好一动不动,千万不能乱跑。由此可见,如果你的物联网设备是装在窨井盖,水表,大棚,停车场里,那这些缺点都不是问题,优点却一个比一个令人高兴。

  他还有一个最重要的好处——便宜!

  (2)5G:

  那么,如果是一些数据传输量大的,固定设备呢?如果是一些移动性强的设备呢?比起已经较为成熟的NB IoT技术,5G更令人期待。

  5G的几个典型应用场景:

  eMBB:高速网络,大流量移动宽带,简而言之就是加强版的4G,其在物联网设备需要高清视频信息传输中别有优势。大量科幻电影中的“万屏时代”,就是这类场景。

  mMTC:物联网络,低功耗,海量连接,和NB IoT高度重合。

  uRLLC:低时延高可靠,不过传输量较少。适合无人机控制,车联网等。

  总而言之,5G是未来的基础设施,能覆盖所有的物联网广域网络需求,是未来物联网的基石。

  

 

  (3)边缘计算:

  当你把各个传感器的数据集合到服务器进行计算,那就是“云计算”,可是如果数据量太大,传输耗时耗电,并且数据间的关联不大时,为何不在传感器旁边就进行计算呢?

  举个例子,当高清摄像头把红绿灯前的车辆情况拍下后,物联网设备如果将视频直接传给云端进行分析,传输量巨大;而几千个摄像头的视频同时处理,云端也承受不了。所以,何不在红绿灯处就把视频数据分析了,做出指令,或者把一些核心数据:如“东西方向三辆车等着”传给云端,让云端进行战略决策,以此节省大量资源呢?

  新鲜热辣的数据,直接计算出反馈结果,或者只把一些关键数据送回云,这就是与云计算相对的边缘计算,是未来许多需要分析计算的物联网设备的必要基础技术。

  (4)物联网+区块链=物链网:

  区块链是什么,那又是一篇比这个还长的科普文了。简而言之,物链网就是应用了区块链技术的物联网。区块链本身最大的特点是防伪能力强,数据不可篡改。物链网的应用场景并不多,主要包括一些多方共同参与的物联网设备信息存储上。

  比如说你劳斯莱斯要做一个发动机,想要给做钢材的三菱重工的工厂里加一个传感器,看看你的钢是不是偷工减料了,结果三菱那边还没着落,空客这边跑来说想在你劳斯莱斯的厂里装个监工物联网系统,确保这引擎性能良好。问题是这加工过程是有很多机密的,这监视器哪能说装就装?怎么办?就把第三方物联网设备的数据全部传到区块链上,想改都改不了,这样上下游厂商就都很满意。

  物链网,建立信任的最好手段。但是其前景并不明朗,区块链有的弊端它都有。只能让我们拭目以待了。

  结语:物联网的中国行:

  物联网对中国国家发展意义非凡,是未来几十年最重要的战略机遇之一。首先,物联网是工业4.0,中国制造2025的基石,是中国向高端制造业转型的必经之路,甚至可以利用它弯道超车。

  其次,物联网基础设施建设,和物联网基础生态建设,更是中国信息产业发展的战略机遇。PC端生态,移动互联网生态主要都由西方科技公司把控,无论是操作系统还是芯片都是其把控,大多数产品应用都构建在他们的设计上。而物联网则是蓝海,物联网的操作系统和物联网芯片究竟是谁家的生态还尚未有定数,华为,阿里,小米,百度都在布局。物联网的通信协议中,华为的5G极化码方案已经是重要的一部分。三大运营商也在国家5G战略下广泛投资。

  但是,如果对比中美的物联网发展,情况却并不乐观。尽管中国有着IoT大量专利和强力的政府支持,在物联网实际应用和发展上却并没有美国好。

  

 

  首先,美国的风投环境和融资环境更好,全球资本都往硅谷的物联网公司跑,尤其注重于物联网基础设备的投资——传感器,网络平台,和边缘分析人工智能。其次,美国对于网络安全和设备安全的处理更好,知识产权保护也更健全。

  而中国的问题也有两个,首先,虽然中国企业对于生态链的布局非常庞大,但是底层技术问题,一些基础的智能硬件和订制软件都还不成熟。其次,不少中国企业仍对物联网保持拖延态度,拖延是表象,其对于物联网的安全性,以及收益都抱持怀疑态度。毕竟,中国的人工成本比美国低不少,同样的项目在美国可以节省开支,在中国可能就是增加成本了。

  我想,已经不会再有人怀疑物联网技术的革新能力了。它即将改变生活生产的方方面面。对物联网一无所知的人,约等于对未来一无所知。

  万物互联,扑面而来。

  

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