| 一、物聯(lián)網(wǎng)的定義： 物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。 1995年比爾蓋茨在《未來之路》一書中也曾提及物聯(lián)網(wǎng),并且使用了“Internet of things”這個(gè)詞匯，但未引起廣泛重視。 這有兩層意思： 其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)是把人和信息聯(lián)系在了一起；例如我在中國(guó)就可以登陸美國(guó)的網(wǎng)站，可以去查閱地球背面的圖書館的信息。物聯(lián)網(wǎng)，是把人、信息、物體都聯(lián)系在了一起，我們可以操控地球背面的機(jī)器人，3D打印機(jī)。 其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。物物相連，可以讓大家想到工業(yè)4.0的概念，未來工廠：機(jī)器與機(jī)器對(duì)話，從需求出發(fā)，智慧制造。 物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。 如果有人問我，什么是物聯(lián)網(wǎng) 我一般會(huì)本能的指著旁邊的桌椅板凳、花草樹木，說：“桌椅板凳、花草樹木”都可以連入網(wǎng)絡(luò)。 這樣解釋，雖然很容易讓人理解。但是，這真的是物聯(lián)網(wǎng)么？這些桌椅真的需要聯(lián)網(wǎng)么？聯(lián)網(wǎng)的意義在哪里? 海量接入，聽起來，感覺物聯(lián)網(wǎng)很美。他們?yōu)槭裁匆?lián)網(wǎng)，如何聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)之后要干什么。 泛物聯(lián)網(wǎng)的定義，容易理解，但是沒有意義。 所以泛泛的去說，萬物互聯(lián)，確實(shí)沒有意義。 有些搞嵌入式的朋友，會(huì)說“物聯(lián)網(wǎng)嘛，不就是嵌入式通過無線方式接入網(wǎng)絡(luò)嘛，我們一直在干嘛?！?br> 以前我也會(huì)這么描述。但是，我覺得這個(gè)說法不夠準(zhǔn)確：雖然我們可以通過自己方法，把一些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。但是這里說的“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，應(yīng)該是“internet”這個(gè)級(jí)別的概念，就是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，全世界組成一張統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，可以按照我們的需求進(jìn)行路由和傳輸。 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，在于“網(wǎng)”，這張網(wǎng)：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一協(xié)議、全球互聯(lián)。當(dāng)海量接入、電池供電、移動(dòng)通信、低功耗設(shè)計(jì)、 “智能硬件”與“物聯(lián)網(wǎng)”其至今沒有成為現(xiàn)實(shí)是因?yàn)槎呋A(chǔ)定義都有極大缺陷。這種基礎(chǔ)定義的極大缺陷坑了數(shù)不清的人。前者缺乏意義，后者定義寬泛到無意義。 二、物聯(lián)網(wǎng)的分類： 如果有人問我是做什么的，我回答“物聯(lián)網(wǎng)”；對(duì)方就會(huì)覺得，我根本沒有回答這個(gè)問題，會(huì)說一句：“物聯(lián)網(wǎng)概念很寬泛，具體是干什么的？” 我一般都會(huì)反問：“那你說說，物聯(lián)網(wǎng)如何分類，怎么細(xì)化？” 對(duì)方往往就會(huì)陷入沉思。 有的朋友會(huì)按照行業(yè)分類：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、倉(cāng)儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)…… 有的朋友會(huì)按照無線通信協(xié)議分：LoRa、NB-IoT、藍(lán)牙、wifi…… 有的朋友會(huì)按照?qǐng)鼍胺郑褐腔鄢鞘小⒅腔坌@、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)…… 做技術(shù)的朋友會(huì)問：你組物聯(lián)網(wǎng)，是做 硬件、嵌入式軟件、網(wǎng)頁(yè)、服務(wù)器軟件、APP？ 首先從技術(shù)人員關(guān)注的角度，答復(fù)一下上面的分類。首先，我們說的物聯(lián)網(wǎng)是整個(gè)解決方案。無線通信協(xié)議的選擇，由于模塊化的發(fā)展，其實(shí)選擇哪種無線通信協(xié)議，沒有絕對(duì)的好，也沒有絕對(duì)的不好。同時(shí)，在相同的應(yīng)用場(chǎng)景里面，可能多種無線通信方式都可以選擇。我們項(xiàng)目做多了，各種無線通信方式都用過，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的iBox也是兼容各種無線通信方式，希望能夠應(yīng)對(duì)各種場(chǎng)景的需求，也方便大家做對(duì)比測(cè)試，原型開發(fā)時(shí)方便做驗(yàn)證你需要無線通信方式。
具體通過技術(shù)的知識(shí)域進(jìn)行劃分，也有點(diǎn)過時(shí)了。目前來說，由于類似阿里IoT的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)、開源硬件的發(fā)展、手機(jī)端軟件的開發(fā)平臺(tái)的發(fā)展，使得一個(gè)開發(fā)人員能夠完成的信號(hào)路徑越來越長(zhǎng)。以前，做網(wǎng)站的，即會(huì)前段、又會(huì)后臺(tái)的工程師叫全棧工程師?，F(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)需求，導(dǎo)致每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)際都不會(huì)太復(fù)雜，但是每個(gè)環(huán)節(jié)都需要有人員儲(chǔ)備。 如果按照傳統(tǒng)開發(fā)模式，一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)應(yīng)該需要一個(gè)：嵌入式開發(fā)團(tuán)隊(duì)+網(wǎng)站開發(fā)團(tuán)隊(duì)。 但是，整體來說，物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目因?yàn)榘布儆凇庇布?xiàng)目“，由于硬件人員工資比較低、軟件人員工資相對(duì)高（這是社會(huì)現(xiàn)實(shí)）。軟件項(xiàng)目相對(duì)收益高，硬件項(xiàng)目相對(duì)低。所以對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)來說，要承擔(dān)軟件行業(yè)的高投入，和硬件行業(yè)的低回報(bào)（軟件行業(yè)：成本低、稅率低、無邊際成本；硬件行業(yè)：開發(fā)周期長(zhǎng)、要備貨壓庫(kù)存、物料成本、試錯(cuò)成本高、）。所以，特別是初創(chuàng)公司，很難按照上圖中的綠色部分進(jìn)行人員配置，因?yàn)檫@樣無法完成商業(yè)閉環(huán)。所以，我們的實(shí)踐，是按照橘黃色的方式進(jìn)行人員配置和培養(yǎng)。 當(dāng)然，由于 人與人的精力、智力、時(shí)間的差異不大。如果需要用更少的人去完成更多的事情，就需要有很多客觀條件。 我們是不得已這么做，同時(shí)，經(jīng)過我們的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這樣不是不可能，是可以實(shí)踐成功的。當(dāng)然，這也是基于：開源化、模塊化、平臺(tái)化、標(biāo)準(zhǔn)化，四點(diǎn)的發(fā)展。 后面我們也會(huì)有專門的章節(jié)，去講解：”接口標(biāo)準(zhǔn)化“、”云端平臺(tái)化“、”硬件模塊化、開源化“。 隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，物聯(lián)網(wǎng)工程師能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流的打通，知識(shí)域的廣度，成為了一個(gè)重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。而不是簡(jiǎn)單傳統(tǒng)的說，我會(huì)畫個(gè)電路板，就可以成為硬件工程師。 由于大量的模塊廠家涌現(xiàn)，讓物聯(lián)網(wǎng)的硬件設(shè)計(jì)，規(guī)避了射頻設(shè)計(jì)。甚至有網(wǎng)友調(diào)侃，做物聯(lián)網(wǎng)硬件的關(guān)鍵技能是“淘寶”。 再來看看，有的朋友從場(chǎng)景和行業(yè)進(jìn)行分類。雖然從產(chǎn)品定義的技能和技巧上，需要長(zhǎng)期的行業(yè)積累，不同行業(yè)有差異性。但是從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度來看，其實(shí)差異不大。 由于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)分割，與早期的ICT強(qiáng)調(diào)的”端管云”基本一致。所以在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次上，不同行業(yè)之間是可以復(fù)用的。
目前我們所說的物聯(lián)網(wǎng)，狹義的來看就是傳感網(wǎng)，主要傳輸?shù)皖l、低帶寬的傳感器信號(hào)和控制信號(hào)。所以硬件通道、軟件協(xié)議都可以做成標(biāo)準(zhǔn)化，行業(yè)之間的差異不大。 云端服務(wù)器功能模塊 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一：GPRS、NB-IOT、3G、4G等直接接入公網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二、wifi、以太網(wǎng)直接接入局域網(wǎng)，通過路由器接入網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三、通過網(wǎng)關(guān)，把設(shè)備數(shù)據(jù)流匯聚之后再傳輸接入公網(wǎng)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、通過手機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)五、在自組網(wǎng)的過程中，實(shí)現(xiàn)多跳：Zigbee、LoRa、藍(lán)牙5.0
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固化、云端軟件功能固化、通信協(xié)議歸一化，這就導(dǎo)致巨頭會(huì)出現(xiàn)做平臺(tái)，為大家構(gòu)建需要巨大資金才能做好的事情。 例如阿里IoT平臺(tái)，通過構(gòu)建平臺(tái)，幫助大家把一些通用功能完成了：1、安全接入、安全通信； 2、未來業(yè)務(wù)量上來之后，大并發(fā)的擴(kuò)容問題、數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的問題； 3、數(shù)據(jù)分析； 4、與大數(shù)據(jù)、人工智能等云資源對(duì)接的問題； 5、設(shè)備管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)管理。 由于通過平臺(tái)，解決了安全、擴(kuò)容等問題，大大的解放了生產(chǎn)力。同時(shí)，對(duì)于中小企業(yè)來說，不需要儲(chǔ)備很多高端的人才，例如：軟件架構(gòu)師；數(shù)據(jù)庫(kù)工程師DBA；大數(shù)據(jù)工程師。至少在業(yè)務(wù)的早期和中期的階段不需要。 我們這一章節(jié)是，分類。最后也沒有答案，其實(shí)我想說的是：分類不重要。 以前互聯(lián)網(wǎng)沒有這么發(fā)達(dá)的時(shí)候，下載到一部好電影，都要在硬盤里面收藏，收藏多了就喜歡分類：王老師的電影、李老師的電影、波多老師的電影、吉澤老師的電影，后來發(fā)現(xiàn)還有兩個(gè)老師同時(shí)演的電影，沒法分類。 隨著履歷的提升，后來發(fā)現(xiàn)“定義”和“分類”其實(shí)都不重要。做出好的產(chǎn)品和作品才是最重要的。電影是這樣，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)也一樣。 三、物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)案例和現(xiàn)狀： 案例1、迄今為止發(fā)貨量最大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品 這是一個(gè)最好的時(shí)代,這是一個(gè)最壞的時(shí)代 物聯(lián)網(wǎng)的概念被吵的如火如荼。NB-IoT好像賊NB，但是看不出其具體NB的點(diǎn)。智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴這些概念，還沒火起來，就已經(jīng)過氣了。 物聯(lián)網(wǎng)的概念如此寬泛，誰要是說他專注“物聯(lián)網(wǎng)”，自然就說明此人很不專注。 以及大數(shù)據(jù)等不斷在消費(fèi)領(lǐng)域推陳出新，甚至日常生活用品都戴上了芯片，配上APP在云端為我們提供大數(shù)據(jù)服務(wù)，愿望總是美好的， 大部分的智能消費(fèi)品仍停留在感測(cè)、記錄、上傳的階段，而APP里面除了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)及圖形化的顯示之外也沒特別的功用，既稱不上大數(shù)據(jù)也談不來云端的服務(wù)，這些產(chǎn)品可以稱得上是聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，但不代表物聯(lián)網(wǎng)。 但是有一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，其報(bào)廢數(shù)量可能比其他物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的發(fā)貨量還大。 上海浦東 廣州天河 廈門同安 南京江寧 共享單車簡(jiǎn)直就是物聯(lián)網(wǎng)的一次完美實(shí)踐。 由于資本的推動(dòng)，導(dǎo)致其帶來了物聯(lián)網(wǎng)第一次浪潮，也加速了這個(gè)市場(chǎng)的快速毀滅。當(dāng)然第二波共享助力車在吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后，應(yīng)該目前來看共享電動(dòng)助力車實(shí)踐的還不錯(cuò)。 共享單車的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的典型框圖，系統(tǒng)的核心是CPU+GSM/GPRS/GPS模塊，還包括了如下幾個(gè)功能模塊： 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件結(jié)構(gòu)上來看，共享單車是典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。有定位、有電池、有太陽能、有通信、海量接入、平臺(tái)管理、市場(chǎng)需求量大。 只可惜，這是一個(gè)兇險(xiǎn)得畸形的社會(huì)：實(shí)際上，在創(chuàng)業(yè)初期OFO創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在高校范圍內(nèi)小規(guī)模的做，當(dāng)時(shí)就是盈利的。 但走出校園后，猛然發(fā)現(xiàn)，市面上居然冒出這么多單車，多到紅橙黃綠青藍(lán)紫各種顏色都不夠用了。一通亂戰(zhàn)，猛然發(fā)現(xiàn)，用戶獲取成本翻了三四倍了，而且，激烈競(jìng)爭(zhēng)下，你也不能收費(fèi)，不然用戶就被別人搶走了。沒有競(jìng)爭(zhēng)，我們都能活，可一旦開打，誰也活不了，囚徒困境注定雙輸?shù)慕Y(jié)局。 和共享單車一樣，更多的共享產(chǎn)品也在相似的技術(shù)、服務(wù)環(huán)境中醞釀和推廣。在新的智能產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)中、在新的商業(yè)合作中，系統(tǒng)和系統(tǒng)間、物與物間的關(guān)聯(lián)增加了，交互的數(shù)據(jù)流變寬了，相互之間服務(wù)的自動(dòng)化程度和智能化程度都提高了，社會(huì)對(duì)信息價(jià)值的進(jìn)一步粹取使得一個(gè)更加（連接）廣泛、（感知）敏銳、（計(jì)算）聰慧的世界正在漸漸地構(gòu)成。共享似乎是物聯(lián)網(wǎng)的一片沃土。 案例2、LoRa的用武之地：智能抄表 基于目前智慧抄表的發(fā)展和趨勢(shì)，自動(dòng)化遠(yuǎn)傳抄表是LoRa無線遠(yuǎn)傳技術(shù)的用武之地，即只部署1個(gè)基站抄收整個(gè)小區(qū)內(nèi)的LoRa水表，再通過運(yùn)營(yíng)商的2G/4G網(wǎng)絡(luò)，水司/水務(wù)公司在辦公室就能遠(yuǎn)程抄收水表數(shù)據(jù)，全自動(dòng)遠(yuǎn)傳抄表。或者利用LoRaWAN網(wǎng)關(guān)，直接實(shí)現(xiàn)接入。 水氣電表無線抄表主要是以下3點(diǎn)核心需求：可抄到（傳輸距離遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)。）、功耗（使電池長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)）、雙向交互暢通。 一、可抄到（傳輸距離遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)。） LoRa利用擴(kuò)頻技術(shù)在傳輸距離和穿透力比傳統(tǒng)的FSK、GFSK更加優(yōu)良。小區(qū)環(huán)境復(fù)雜，墻體多，障礙物不可控。所以LoRa迅速替代了傳統(tǒng)433通信。 二、功耗：電池容量是一定的，要想省電而保證模塊常年的正常運(yùn)行，降低LoRa的功耗成為智能水表對(duì)LoRa技術(shù)的又一要求。LoRa呼吸/心跳工作方式，即在休眠一段時(shí)間后接收打開搜索喚醒信號(hào)，如有喚醒信號(hào)則正常收發(fā)進(jìn)行抄表或發(fā)現(xiàn)無喚醒信號(hào)則進(jìn)入休眠的工作方式。在整個(gè)工作方式里，抄表狀態(tài)下的功耗是不能夠節(jié)省的，而呼吸狀態(tài)只產(chǎn)生休眠和接收功耗，顯而易見，控制接收功耗是關(guān)鍵，要做到模塊省電最好的辦法就是盡量縮短接收時(shí)間，然而，如果把LoRa擴(kuò)頻因子調(diào)到最高，速率最低，傳輸相同數(shù)據(jù)的情況下喚醒時(shí)間（接收時(shí)間）必將被成倍拉長(zhǎng)（SF=7, 18.23Kbps；SF=12, 0.3Kbps; 兩相對(duì)比可見差異之大），速率太高，距離短，速率太低，太耗電，所以，水表無線抄表中擴(kuò)頻因子的選擇，即速率的選擇與接收時(shí)間必需取得一定意義上的平衡。 三、雙向交互：無線水表抄表如果要做成雙向交互的LoRa遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，無疑只能在功耗、距離上取得平衡，在整個(gè)結(jié)構(gòu)中加入中繼器，使用LoRa 做成MESH組網(wǎng)設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)，即LoRa MESH，但是LoRa通過協(xié)議做成MESH網(wǎng)絡(luò)看上去很美，但很多問題需要協(xié)議解決，沖突機(jī)制如何設(shè)計(jì)，中繼與路徑選擇，喚醒方式等等。 自然，物聯(lián)網(wǎng)還有很多很好的案例，也有很多失敗的案例，我這里就不一一列舉了?，F(xiàn)階段，正府監(jiān)管是一個(gè)非常好的市場(chǎng)，特別是一些AI+IoT的項(xiàng)目逐步出現(xiàn)在市場(chǎng)。 我們?cè)诔枪軕?yīng)用方面做了很多物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用：共享單車管理、廁所革命、智能垃圾管理、街道門禁管理。 但是一旦市場(chǎng)巨大，在資本的推動(dòng)下，又會(huì)殺的你死我不活。 四、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展困境： 上海冪方科技的藍(lán)河博士這句話，確實(shí)刺傷了我們這些奮斗在物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)一線的兄弟們，不過我們也確實(shí)感受到了貧瘠。 更多物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)分享： iBox物聯(lián)網(wǎng)教程視頻課程合集 |
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