黑客帝国1用到的物联网技术(物联网 黑客)

物联网是什么？物联网的前世今生是怎样的？物联网从最初的起源、基础架构以及应用，再延伸到云计算、大数据、智能制造等都着怎样的经历？物联网与我们有着千丝万缕的关系？快快搬起小板凳，且听风向君细细道来~

物联网是什么？凭在江湖混了好几年的经验，风向君相信这是你听到这个词语后在脑海里浮现的第一个问题。

也许会说：物联网啊，前些年好像挺火，是不是用互联网思维搞物流啊

也许会说：哈，物联网啊，现在互联网的概念股涨得厉害，比新能源还厉害，物联网的概念股也许未来不错呢。

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。

但其实，真正的物联网并非如此！

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。

如果用一个词来形容物联网的状态，那一定是：未来已来。那些本来发生在科幻小说里面的场景正逐渐出现在我们生活中。

三个故事与物联网的起源

在认识真正的物联网概念之前，风向君想先给大家安利三个故事，这三个故事见证物联网的起源，相信会让大家对物联网形成一个初步的印象。

故事一

咖啡壶事件

“特洛伊”

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？

答案是可能。实现这一壮举的就是一只名为“特洛伊”的咖啡壶。

1991年某天，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。

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。他们随时可以了解咖啡煮沸情况，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。

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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。最后关于这只咖啡壶的新闻是：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!一个不经意的发明，居然在全世界引起了如此大的轰动。

故事二

比尔·盖茨与《未来之路》

《未来之路》

1995年，微软帝国的缔造者比尔·盖茨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。现在这些预言实现了多少，大家有目共睹。

《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。而如今的数字电视已经实现了这种视频点播功能。

《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，已经现实了这一切。

《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：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。

《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。虽然目前比尔·盖茨的这条预言没有实现，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。

故事三

艾什顿与MIT自动识别中心

“物联网”

1998年春，真正的“物联网”概念最早由英国工程师凯文·艾什顿（Kevin Ashton）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。

相信听过这三个故事后，你对物联网已经有了一定的认识，下面我们一起再继续深入了解物联网。

其实要谈物联网，最好把“物”、“联”、“网”这三个字拆开来谈。首先，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。

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。让我们来试着揭开传感器的神秘面纱：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

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。

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。

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。

而现在，我们作为消费者，不再只能被动选择商品，而是其在生产过程阶段还能参与其中，我们有机会把自己的想象力融入到我们需要的东西里。就像前面讲的，如果你想买一辆具有某些特色的车（如特别的标志，特殊的座椅，变色的车窗等），你要做的就是提前把这些告诉汽车生产厂家，他们就能按照你提出的要求，将一辆专属于你的汽车生产出来。

而随着技术进一步发展，我认为大量的硬件“中间件”将出现。这与我们现在软件的“中间件”有类似的意思。简单说来就是功能简单的模块化的中间，比如索尼的摄像头，三星的屏幕这样的概念。而这些东西能够通过一些标准的协议，很容易被用在不同的最终产品中。事实上这并不遥远。“模块化手机”的概念早就被提出来了，而且已经有实物上市。但就像我们前面提到的，由于其成本并不低。

真正的个性化是要建立在硬件的成本足够低的前提下的，否则对最普通的消费者来说是没有意义的。这也是目前大力发展智能制造的一个原因，只有当整体的制造成本降到几乎不需要“人的劳动”的时候，才能把“制造物品”变成一种最基础的服务，像我们取之于大自然的水电气等一样。

但这并不是说制造的价值将大大降低乃至没有价值。其实，当制造变成了一种最基础的服务的时候，他将能够被更好的运用。举个简单的例子。现在我们用的网络服务，其实对个人来讲，每个月的网费虽然不便宜，但相对于衣食住行的费用还不算高，而网络带来的财富是有目共睹的。

提到物联网，就不得不把它与“大数据”联系起来。

大数据是怎么一回事呢？有一个为人津津乐道经典案例，就是啤酒与尿布的例子。一家美国超市把尿布与啤酒这两种风马牛不相及的商品居然摆在一起，但这一奇怪的举措居然使尿布和啤酒的销量大幅增加了。原来，美国的妇女通常在家照顾孩子，所以她们经常会嘱咐丈夫在下班回家的路上为孩子买尿布，而丈夫在买尿布的同时又会顺手购买自己爱喝的啤酒。

在这个案例里面，丈夫的行为被预测出来，其预测的依据是根据长期经验所得的。假定不在尿布旁边放啤酒，爱喝酒的丈夫可能也会去买，但嫌麻烦或者酒瘾不那么大的丈夫可能就只会买了尿布就走，而想不到去买啤酒。因而，大数据就此产生了经济价值。当然，这背后基本是一个零和游戏，这家超市的啤酒销售得多了，别家超市卖得就少了。

腾讯的QQ我们都用过，它能够把我们久未联系的老同找出来，推荐给我们去联系，但也会把你的前女友推荐给你的未婚妻认识。而淘宝在我们买东西的时候会把相关产品推荐给我们，还会告诉我们诸如某省狮子座最败家、某省水瓶座最花心、某省天蝎座最抠门这样的信息。而百度则会对人们使用关键字搜索进行排名，从而让更多人知道最近大家的关注点在哪里。

显然，这些数据或多或少已经开始影响我们的生活。而在未来，万物联网产生的数据量与现在人们通过互联网活动产生的数据量不可同日而语，开发的价值也会更加巨大。比如我们现在的手环、手表读取我们的心率、运动量等数据，仅仅是反馈给我们让我们管理自身健康。而未来随着大数据的分析能力增强，加上能够互动的设备增多，那么这些数据就变成了健康服务，甚至能提前预防疾病发生。

反过来，大数据的处理能力能力会反过来帮助物联网实现智能控制和产品改进。比如，我们的智能家居的学习功能，可以看做是对用户一段时间的行为数据的收集，然后通过特定算法得出主人的喜好从而自己完成对家庭环境的控制。

前面讲了大数据，那么还有另一个大数据的亲兄弟不得不讲，那就是云计算。从成本和实际效果来考虑，其实很多物联网设备并不需要太多的计算能力，只要能够取得数据并反馈给上层具有计算能力的数据处理中心就好了，多一点的还有能够通过从计算中心获取的指令完成某些活动就可以了。

那么，这些数据谁谁在处理呢，他们又是怎么处理的呢，这里就要提到云计算的概念。云计算被认为是一种革命性的计算方法，是继大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一关于计算方式的重大转变。

举一个不那么恰当但比较好理解得例子。使用过QQ远程助手的朋友大概可以体验云计算，你在QQ提供的界面里面访问对方的电脑，使用对方的软件。云计算大概也可以看做这么种方式，不过对方的电脑变成了处理能力超强的云计算中心，而处理方式更加复杂一些。

云计算给我们带来了全新的解决思路。由于通讯技术的不断发展，我们的计算不一定要在本地进行。比如，在远程操作的例子，哪怕你的电脑没有安装一个程序，你仍然能够获得这个程序的使用结果。而我们平时收发邮件，这些邮件存储在我们的邮箱里，而不是在我们的电脑上，这其实可以视作早期的云服务。这种理念，简单概括起来就是“网络即电脑”。只要有网络，我们就能获得更高的运算能力。

借助云计算，企业的管理成本将降低。由于云计算的作用，一些企业不用浪费金钱和精力建立自己的数据处理中心，而将自己的一些数据和企业管理软件放在公共的云服务器上；而另一些企业对于数据的安全性和专业性等要求较高，于是自建云服务器，于是有了公有云、私有云、的概念之别；有一些私有云并不能满足企业的运算需求，向公有云服务器寻求支持，于是就有了混合云的提法。

同时，云计算中心能够根据实际需求来安排服务器的运算，让整个计算中心保持高效的运作，避免了运算资源的浪费。除此之外，云计算的好处在于按使用付费。这就是说，你可以按照实际需要的存储空间或者运算能力购买云服务。这是云服务诞生之初的“电厂模式阶段”就提出的理念，即把计算能力当做像水、电这样的产品来出售。现在基本已经变成现实，而在未来，个人用户也将慢慢感受到这种全新方式给生活带来的改变。

讲了这么多云计算，那么云计算和物联网是是怎么结合起来的呢？前面我们已经提到，我们的物联网设备只需要能够联网，云计算就能够通过网络为我们的设备提供数据处理能力。其次，大数据的运用对物联网来说十分重要，而云计算和大数据分析就像一枚硬币的两面密不可分。

比如智能家居系统，其一部分运算其实就是依托云服务器，因为我们的家里面的数据处理中心（电脑或手机）没有必要一直保持开机状态。而更多的诸如交通系统、工厂制造系统、社区服务系统等等都将依托于私有云或者公有云的服务。除了这些，我们前面提到云计算还是打通各种物联网标准的有效手段，两个采用不同技术标准的设备也具有了互相交换数据的可能，简单说来，就像你在网上和一个外国人聊天，哪怕你不懂他的语言，只要通过相应的翻译软件，就能够理解对方的意思了。

怎么样？看到这里，再也不会问物联网是什么了吧？那就亲眼来看看物联网展会吧，看看物联网是不是你理解中的样子，看看物联网与厦门将碰撞出怎样的火花。2018年7月6—8日，第四届中国（国际）物联网博览会暨物联中国年度盛典将在厦门国际会展中心举办，恭迎您的光临！