数据生活即将来临 为挑战物联网做好准备

　　物联网创造了一个智能、无形的网络结构，我们可以感知、控制和设计它。拥有物联网功能的产品使用嵌入式技术，能够相互之间或者与互联网进行直接或间接的通信。

　　物联网(IoT)正在快速发展。我们需要知道在实现水平和垂直应用平衡方面存在的挑战，以及在2020年实现500亿设备联网目标所要求的一些基础。

　　从物联网到数据生活，为挑战和成熟物联网做好准备。

　　一般来讲，物联网就是把物接入互联网，利用这种网络来对这些物进行某种有效的远程监控或者控制。这种物联网定义并不全面，它只是物联网发展过程中的一部分。从根本上而言，它几乎重新塑造了今天的机器对机器(M2M)市场。

　　发展到高潮阶段(生活在数据之中)的物联网定义如下：

　　物联网创造了一个智能、无形的网络结构，我们可以感知、控制和设计它。拥有物联网功能的产品使用嵌入式技术，能够相互之间或者与互联网进行直接或间接的通信。

　　20世纪90年代，互联网开始在企业和消费类市场迅猛发展，但因网络互联性较差，其使用仍然受限。到21世纪初，互联网接入成为许多应用的标准功能，而今天，它将成为许多企业、工业和消费类产品的组成部分，以拥有信息访问能力。但是，这些设备仍然是互联网的初级阶段，它要求更多的人机交互，并需要通过应用程序和接口实现监控。无形技术在后台工作，对我们的需求做出动态的回应，让各种“物”按照我们的愿望工作。只有这时，物联网真正的未来才刚刚开始实现。

　　截止目前，世界已经部署了约50亿台“智能”联网设备。预计到2020年，将有500亿台联网设备，届时，我们将可以使用一个拥有万亿节点的网络。这些数字听起来确实令人震惊。我们今天部署物联网的基本原理，会成为实现上述目标的障碍。通过简化今天物联网的连接与通信方法，便可以实现500亿联网设备的目标。

　　明天的物联网

　　我预订的酒店知道我即将入住，并知道我到达酒店的具体时间，因为我让苹果公司和谷歌追踪我的位置。另外，它还知道我一路过来感觉很热，身上出了很多汗，因为我的智能手表里安装有温度和湿度传感器。目前，我将要入住的酒店房间还没有激活(灯没开，窗帘紧闭，温度未调节)。我一到达酒店，服务生便知道是我。他帮我打开车门，车载在探测到服务生以后也会自动调节坐椅。我喜欢自己拿包，因此服务生领班也不会主动上来询问是否需要帮助。一旦走到酒店大堂附近，我的智能手机上的一个安全应用程序便会启动。我到达电梯时，即将入住的房间便会根据智能手表传感器所发送的信息，对温度进行调节。灯光亮度、音乐和私人场景都将根据我的要求设定。由于我很热，还出了汗，因此房间还会准备好热水，以便让我在一进房间便可洗澡。当我接近房间时，安全应用程序会打开房间的门锁。到了晚上，房间探测到关灯行为，便会把温度调节至适合我睡眠的设置。

　　今天的物联网

　　在这种场景下，链锁酒店的所有房间都安装有各种传感器和致动器。所有出租车都有各类传感器和致动器。我身上也穿戴着各种传感器和致动器，例如：手表震动提醒等。我的智能手机是我活动的一个网关，但是我无需经常使用手机触摸屏来指示各种联网设备如何工作。未来，每天将有数百万的人像我这样享受生活。我们将生活在数据之中。这种物联网不会马上实现。只有创造出一个最小公分母(这个星球上所有人都一致认可的简单通信方案)，我们才能实现这样的联网规模。它必须是一种与大自然界类似的数字生态。目前，技术协议和数据结构受限于其设计复杂度、安全、可扩展性等等。尽管设备的复杂性不断增加，但我们的联网设备却必须越来越易于使用。模拟和数字的界线将越来越模糊。即使对这种技术几乎一无所知，这个星球上的每一个人也都能“设计”出属于他(她)自己的生活环境。

　　在我们把其称作物联网以前，许多制造商就已在把各种物连接至互联网。20世纪90年代中期，网络服务器开始加入嵌入式产品的阵营。过去15多年中，M2M制造商一直在把互联网接入系统集成到高价值资产追踪、警报系统和车队管理等应用之中。虽然M2M系统是基于工业标准协议，但要搭建这些系统仍然存在巨大的挑战。然而，随着终端节点中集成的处理器越来越强大，集成M2M系统正变得越来越容易。由于这些处理器支持高级操作系统(OS)和语言，因此这种平台可以利用智能框架。这些系统常常连接至高端商业服务层，并且由网络操作中心(NOC)来管理。

　　消费者已经让许多物加入到互联网中，例如：恒温控制器、能量计、照明控制系统、音乐流与控制系统、远程视频播放盒、水池系统、灌溉系统等。这些系统中的大多数都可以通过某个网站来接入访问，这样用户便可以通过一个标准网络浏览器或者一个智能手机应用程序(相当于个人网络操作中心)来管理它们。

　　物联网准备

　　物联网水平特性的最低技术层准备，要求制造商们克服如下挑战：

　　·网络接入：没有一种“万用”接入标准。在物联网中，会有各种有线和无线标准以及专有实现，用于网络接入。面临的挑战是，如何使用一种世界公用的数据类别，让各种接入标准之间相互通信。

　　·电源管理：物联网中，更多设备将使用电池供电，或者利用能源采集技术，从而让设备更加便携和实现能源自给。有线供电设备需要更加高效。存在的挑战是，如何更加容易地给这些设备添加电源管理功能。无线充电将结合充电管理功能。

　　·安全性：由于物联网内会有大量的数据传输，安全性是一个硬性规定。硬件嵌入式安全和现有网络接入安全协议的使用，对于确保物联网的安全性必不可少。另一个挑战是，如何告知消费者使用其设备中集成的安全功能。

　　·复杂性：制造厂商正寻求为那些从来没有连过网的器件和设备增加网络接入功能，让其加入到物联网中。设计和开发的简便性，对于让更多设备联网必不可少，特别是典型RF编程较为复杂时。另外，需要让那些没有相关技术知识的普通消费者也能设置和使用其设备。

　　·快速发展：物联网正在不断变化和发展。每天都有更多的设备加入，而这个行业仍然处在其初期阶段。我们不知道会面对什么样的挑战、设备、应用和使用场景。因此，在发展的各个方面，都需要有灵活性。16MHz到1500MHz的处理器和微控制器，可以满足各种应用需求，从小型、能源采集无线传感器节点的微控制器(MCU)到高性能、多核处理器，均可应用于物联网。我们需要各种有线和无线接入技术，以满足市场的各种需求。最后，还要求使用各种传感器、混合信号和电源管理技术，提供物联网用户界面和能源友好性设计。

　　总结

　　物联网将改变我们的生活、工作和娱乐方式。从工厂自动化和车载网络接入到穿戴式传感器和家用电器，物联网将触及我们生活的方方面面。我们周围的各种网络不断变化和发展着，利用它，便可以根据来自其它系统的周围环境信息，“设计”我们自己的生活。有了它以后，车载之间可以相互感知，避免发生交通事故，让我们的生活更加安全。通过它，家里的照明系统可以根据窗户射进来的阳光情况来进行调节，让我们的生活更加环保。利用它，穿戴式传感器会检测心脏情况，防止心脏病发作，从而让我们的生活更加健康。距离2020年的物联网建设目标，我们还有很长的路要走。但可以确定的是，我们有一个令人憧憬的未来。