物联网如何在互联网发展的现阶段改变人们的生活

物联网（Internet of Things，IOT）即将改变我们所有的生活，包括改变我们自己。如果这一宣言看起来似乎过于大胆，那么，看看互联网是如何影响现代教育、通讯、商业、科研、国家管理和整个人类社会后就会知道它并没有过分夸大。而且毫无疑问，互联网已经成为人类历史上最重要的发明之一。

现在让我们来看看物联网，这是互联网发展的全新阶段，人类可以把大量的数据采集、分析和分配转换成各种信息、知识，甚至是智慧。从这一角度来看，物联网的发明具有重大的意义。就目前已经实施的几个物联网相关的项目来看，它们已经向人们展示了其缩小贫富差距的能力，它们可以将世界资源提供给更需要的人们，并帮助人们更好地了解我们这个星球并学会预见问题。

今天的物联网

在讲述物联网目前的发展状况之前，有必要为物联网明确一下概念。根据 Cisco IBSG 咨询机构的观点，物联网是物体或物理对象接入互联网的数量超过全球使用互联网人数的一个时间点。

2003 年，地球上共有 63 亿人口，但接入互联网的设备只有 5 亿部。将接入互联网的设备除以地球人口总数，可以看到，平均每人接入互联网的设备不到0.08 台。根据 Cisco IBSG 公司对物联网的界定，在2003 年，物联网并不存在。

2010 年，随着智能手机和平板电脑的迅猛发展，接入互联网的设备数量达到了 125 亿部，地球人口共有 68 亿。这样，接入互联网的设备达到了平均每人1.84 台。Cisco IBSG 咨询公司研究员认为，物联网是在 2008-2009 年间问世的（见图 1）。

Cisco IBSG 咨询公司预计，到 2015 年，接入互联网的设备将有 250 亿部，到 2020 年，这一数字将达到 500 亿部。值得一提的是，这些预测数据中并没有考虑到互联网技术和设备加速发展的因素。图 1 中所列出的数据主要依据目前现状得出的。也就是说，图 1 中所列出的接入设备数量很可能是被低估的。因为上述预计性统计包括了目前还没有上网设备的全球人口数。如果只考虑上网人数，那么平均每人的接入设备数量还要高出很多。

当今世界，几乎没有什么一成不变的东西，特别是在互联网中。像思科的行星皮肤（Cisco PlanetarySkin）、惠普的“地球中枢神经系统”（HP CeNSE）和智能微尘等都可以接入上百万个、甚至几十亿个传感器。在未来，奶牛或其它种类动物，还有植物、水管、鞋子等物体都将能够接入物联网，我们的世界将会变得更加美好。当带有计算系统、软件和服务的千百亿感应装置都能够接入互联网时，我们将能够听到地球脉搏的跳动。惠普实验室资深研究员 Peter Hartwell认为，这将使处于目前互联网发展阶段的通讯领域发生革命性变化，也将为我们的生活带来深刻的变革。

物联网是网中网

目前，物联网还是由一些彼此关联不大的分散网络组成的，每一条网络的架设都是为了解决自己领域内的特有问题。例如，汽车里的几条网络 ：一条控制汽车发动机，另一条控制安全系统，还有一条支持通讯服务等。而办公楼或者居民楼中架设的许多条网络则分别控制取暖、空调、空气干湿、电话通讯、安全和照明等。随着物联网的发展，这些和其它许多的网络都能够彼此接入和联通，并使其在安全、分析和管理方面获得更多的优势（见图 2）。可以说，物联网在开创人类新元素方面拥有更强的优势和更广阔的发展前景。

物联网的意义何在？

在讨论物联网的意义之前，需要搞清楚互联网和所谓的 World Wide Web 之间有什么区别。这些术语经常被用作同义词使用，但互联网首先是网络的物理层面：交换机、线路和具体的设备等。互联网的主要功能是快速、可靠和安全地将信息从一个点传递到另一个点。Web 是凌驾于互联网之上的协议层面的概念，它的任务是为互联网信息传递创造接口。

1 Web技术和互联网的演变

Web 技术的发展经历了几个明显的阶段。第一个阶段是研 究阶段。当时 Web 被叫做 ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)，主要由研究类的大学使用。第二阶段可以称为是“流行阶段”。在此期间，出现了“域名热”：每家公司都想在互联网上建立自己的信息，向人们宣传自己的产品和服务。

Web 技术发展的第三个阶段是从静态数据向动态信息传递过渡，这项技术不仅可以浏览产品和服务等信息，还能够进行交易。在这一发展阶段，市场上涌现出了像 eBay 和 Amazon.com 这样的公司。此外，这一阶段也见证了.com 的兴与衰。

Web 技术发展的第四阶段（我们目前所处的阶段）是“社会”阶段或者说是“用户尝试阶段”。在这一阶段中，收购类似 Facebook，Twitter 和 Groupon 这些利润率较高的公司变得越来越流行。这些公司使人们联系得更加紧密，更加方便地接入网络并通过文字、照片和视频等手段与亲朋好友和同事们交流个人信息。

2 物联网是互联网的首次进化

与 Web 技术不同的是，互联网的发展首先是数量变化，几乎并没有质量上的变更。目前，互联网能够做到 ARPANET 网络时代能做到的一切。在那一时代还有好几个通讯协议（如 AppleTalk，Token Ring 和IP），现如今只剩下 IP 了。

在这种情况下，物联网就具有非常特殊的重要意义，因为在物联网上，人们首次看到了互联网物理层面上发生的根本性变化。这样一个质的飞跃将为人们的生活带来惊人的改变，尤其能够改变人们的生活、学习、工作和休闲方式。目前，物联网在温度传感、压力、振动、照明、湿度和物理负荷感应领域都有着越来越广泛的应用，这些应用也有助于人们预测各种问题。

此外，互联网已经开始渗透到某些原来不可能进入的领域。病人开始尝试吞咽互联网设备来准确诊断某些疾病和查明病因。接入互联网的显微传感装置也可以加固在植物、动物和地理建筑上。从另一方面看，互联网已经开始进入一个像思科太空互联网路由（Internet Routing in Space，Cisco IRIS）计划框架下的开放宇宙中。

3 人类靠通讯发展

人类随着交流的发展而发展。一旦完成了某个发现，就没有必要再去重新完成。对于新发现来说，最好要弄清楚信息传递和使用的原则，要看看人们通常会怎样处理这些获取来的数据，图 3 是人类将数据转化成智慧的一个示意图。该图中的金字塔上有几个层面：数据、信息、知识和智慧。数据是变成有用信息的“原材料”。原始数据本身有可能是完全没有用的，但收集的大量数据会有助于揭示规律性和发展趋势。积累的信息将会转化成知识。关于知识的最简单概念就是“大家都熟知的信息”。智慧是知识加经验，知识会随着时间的流逝而改变，但智慧却不会改变，不过，所有过程都源于数据的收集。

这里，有必要强调一下数据和智慧之间的直接联系。数据数量越多，知识和智慧也会更多。物联网就是一种激进的扩展数据的方式。数据容量的增长加之互联网传递数据技术的发展将帮助人类更快地向前发展。

物联网是人类发展的重要因素

地球上的人口在不断增长，这意味着人们将更频繁地使用自然资源。此外，人们不仅仅想在地球上生存，还想要在一个健康、舒适的环境中有滋有味地生活，同时也要为自己的亲人和朋友创造同样的环境。物联网在生成、搜集、传递、分析和分配全球数据方面所拥有的潜力可以使全人类最终获得知识和智慧，这些所收获的知识和智慧不仅仅可以满足人类的生存，还可以保证人类未来数月、数年、数十年、甚至数世纪的持久繁荣。

1 入网的母牛

在物联网的世界里，甚至母牛都能够接入网络中来。《经济学家》杂志曾刊登过一篇题为“AugmentedBusiness”的文章，里面描述了关于追踪牛的新功能。荷兰一家公司在牛的身体里植入传感器用来方便养殖户监察它们的健康和运动情况。这项新技术可以提高牛肉的质量和产量。一般来说，一头被植入传感器的牛每年大约会产生近 200 MB 的数据流量。

2 孟买：两个城市的历史

物联网可以很好地提高生产效率，创造新的商业模式。除了能够带来这些直接的经济利益外，物联网在社会领域也具有广泛的优势。物联网最重要的功能就是消除贫富差距。普拉哈拉德（C.K. Prahalad，核心竞争力理论的创始人之一，国际上公认的公司战略和跨国公司管理领域的专家之一）在他的书（《TheFortune at the Bottom of the Pyramid: EradicatingPoverty Through Profits》）中列举了孟买小镇达拉维（亚洲最大贫民窟）和瓦顿路富人区（与达拉维临近）居民生活水平方面惊人的对比。

贫民窟达拉维居民要为 1 立方水支付 1.12 美元，富人区瓦顿路的居民为此仅需支付 3 美分。这种不公平显而易见。同样是生活必需品，为什么穷人要比他的富人邻居支付高出近 37 倍的价格？其主要原因在于穷人区内缺少基础设施或基础设施破烂不堪（丢失或被盗等），使得他们获得水和其它通讯服务要比富人区困难得多。该作者在接受一家媒体采访时讲道 ：7年前，North Delhi Power 电力公司向达拉维地区所输送的电力有一半都没有收到应得的电费，而印度公共服务局的主要任务之一应该是减少贫困人民的偷盗行为。

普遍安装传感器和物联网接入体系可以使当局获得更多的信息，并有助于更好地确认和解决问题。只有增加了公共服务局的盈利能力，才能为贫困地区发展基础设施创造可能。降低税率可以提高工作效率，但这反过来也将帮助盗贼成为文明公民。

3 提高中老年人生活质量

人人都会变老，到本世纪中叶，将有 10 亿人达到或超过 65 岁，物联网可以大幅度提高这些老年人的生活质量。例如，可读取身体健康状况和传递报警信号的小型手持设备对于老年人的生活保障具有跨越式的重要意义。

物联网的问题

1 向IPv6过渡

2010 开始世界 IPv4 自由地址已所剩无几。尽管普通的互联网用户并没有觉察出任何不妥，但这一事实确实会对物联网的发展产生影响，因为数十亿传感器需要被分配全新的 IP 地址。IPv6 可以借助自动排列设置和更为有效的信息安全手段简化对网络的管理。

2 传感器充电

为了使物联网能够全方位地发挥作用，它的传感器必须持续作业。可以想象，这意味着部署在全球甚至全宇宙的数十亿设备将需要数十亿块电池，而这完全是不可能实现的，需要另寻它路 ：传感器必须能够独立从周围环境中获取电能，如运动、光和空气流等。目前，全球在这一领域已经取得了很大的进步。有学者宣称，纳米发电机非常适合商用，它实质上是一款能够将人类肢体运动（甚至是手指的活动）转换成电能的灵变芯片。在 2011 年 3月第 241 次美国化学学会上也曾宣布过该项发明。美国乔治亚理工学院华裔科学家王忠林认为：纳米发动机的发明是人类通往利用肢体运动产生电能的便携式发电机之路上重要的里程碑事件。在未来，纳米发电机将全面革新我们的生活。它们将超越人类想象的任何可能。

3 标准

虽然目前在物联网标准方面已经取得了进步，但等待我们的还有更多的工作，特别是在个人信息安全保护、建筑和通讯领域。IEEE（Institute of Electricaland Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会）就是试图通过借助各种网络实现 IPv6 转换标准化来解决上述问题的组织机构之一。

还有什么？

历史经常会重蹈覆辙。思科公司领导在其发展的各个阶段都会强调，要研究“网中网”的科学。目前，物联网正在朝这一方向发展，即在统一标准的管理下，各种网络与多个传感器相互融合、相互作用。要想实现这一目标，需要公司、国家、标准制定机构和科研院所做出共同的努力。

为了能够让普通互联网用户使用物联网，运营商和其它市场参与者应不断开发能够大幅提高人们生活质量的应用程序。物联网不应该成为“为技术而技术”的产物，它应该向每个人展示自己的价值。总而言之，物联网是互联网发展演变的新阶段。因为人类社会的进步在很大程度上都取决于原始数据向有用信息、知识和智慧的转变。物联网可以为我们的生活带来更多积极的元素，它的发展会有多快，最终都取决于人类本身。