實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)愿景的關(guān)鍵因素分析

物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)未來20年后互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)愿景，那時(shí)機(jī)器到機(jī)器（M2M）的通信領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)生重大變革，其影響可與過去二十年間人與人通過互聯(lián)網(wǎng)的溝通變革相媲美。我們相信這一愿望是可信的——第二次革命實(shí)際上可能發(fā)生，并且已經(jīng)開始在我們的眼前初露端倪。

物聯(lián)網(wǎng)將不只是一個(gè)因?yàn)槟骋辉蚧蚰撤N原因而產(chǎn)生的機(jī)器之間的對(duì)話。配備有傳感器和執(zhí)行裝置的設(shè)備將成為互聯(lián)網(wǎng)的一部分，就如同現(xiàn)在已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)的一部分的信息和服務(wù)一樣。因而，我們能夠像現(xiàn)在搜索信息一樣來瀏覽“物品”。我們可以創(chuàng)造事物的環(huán)境就像現(xiàn)在組合服務(wù)和信息一樣。

這樣的例子還有很多，有令人贊嘆不已的，也有平淡無奇的。在韓國(guó)，由663個(gè)傳感器構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)Jindo大橋的情況，通過這樣的方式，國(guó)家的最南端得以與Jindo島聯(lián)系起來。由伊利諾伊州大學(xué)、東京大學(xué)和韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)采用的傳感器成本不足$100，只需每三年更換電池即可。

走進(jìn)當(dāng)?shù)氐奈褰鸬?，你?huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)你夢(mèng)寐以求可是最近才出現(xiàn)的漂亮的小機(jī)械裝置。多年來，你一直在抱怨燈和吊扇上錯(cuò)綜交織的電線，他們常常突然斷裂，在安裝時(shí)也常常讓你脖頸酸痛。如今，你只需將拉線嵌入開關(guān)位置，購(gòu)買一個(gè)無線開關(guān)，就可以在任何位置方便的控制風(fēng)扇和燈泡。

事實(shí)上，如果你碰巧厭煩聽到家庭成員和來客關(guān)于你房中有線開關(guān)位置的抱怨，就可以使用無線開關(guān)來解決這個(gè)問題，無論長(zhǎng)大的孩子還是個(gè)子變小的祖父母使用無線開關(guān)都不會(huì)有問題。

這些情況的共同點(diǎn)就是具有簡(jiǎn)單，便宜的裝置連接到無線網(wǎng)絡(luò)中，并且可以受到也可以不受到人的干預(yù)。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行依賴于或許有些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳感器和執(zhí)行裝置。從一定程度上講，物聯(lián)網(wǎng)的體現(xiàn)就是一個(gè)嵌入式智能系統(tǒng)，可自主運(yùn)行、決策并在正常情況下需要人類參與后采取行動(dòng)。但是一些體現(xiàn)假設(shè)數(shù)據(jù)和決策也需要受到集中控制，然而最終人們通過可以利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)來擔(dān)負(fù)起相關(guān)責(zé)任。

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的化身即為我們最常提到的RFID網(wǎng)絡(luò)。在許多早期應(yīng)用中，例如大商店里的存貨管理，RFID基本使用無源器件，用機(jī)器進(jìn)行通信和行為的中心解讀。但是RFID設(shè)備也可以是主動(dòng)器件，以便使他們能夠通過互聯(lián)網(wǎng)與其他相關(guān)物體進(jìn)行直接通信，并自主采取行動(dòng)，而不必要求人類在場(chǎng)。

實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)愿景的關(guān)鍵因素

基于其廣泛的定義，物聯(lián)網(wǎng)的愿景目標(biāo)相當(dāng)靈活，可能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)列表也可以或多或少的進(jìn)行擴(kuò)展。然而，幾乎所有的列表都包括以下關(guān)鍵因素：

云：嵌入式無線智能傳感器和執(zhí)行器的根本愿景目標(biāo)在于假設(shè)計(jì)算資源可以被廣泛獲取，以便使從網(wǎng)絡(luò)上收集到的信息可以被經(jīng)濟(jì)地處理并指導(dǎo)有效地反饋回網(wǎng)絡(luò)。

便宜的裝置：物聯(lián)網(wǎng)的愿景目標(biāo)是無處不在。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，傳感器、執(zhí)行器和類似設(shè)備都必須便宜?？梢詫?shí)現(xiàn)這一要求的就是微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展——也就是說，通過標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)將有源器件納入微電子設(shè)備。

可獲取小能量的裝置：現(xiàn)在一些前沿領(lǐng)域正在努力，力圖找到從振動(dòng)、溫度梯度、壓電和光生伏打效應(yīng)以及無線電頻率等現(xiàn)象中生成能量的方法。其中有一些領(lǐng)域?qū)?huì)取得成功。

無限的互聯(lián)網(wǎng)地址：十年前引入的IPV6提供了我們所要求的所有地址。憑借其較長(zhǎng)的128位地址空間，新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議可以生成諸如10至38的3.4倍個(gè)地址，足以為地球表面每一平方米提供1500個(gè)地址。

適合的無線網(wǎng)絡(luò)：目前主要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是ZigBee1.0，但它并不是唯一的一個(gè)。它的想法來源于IEEE802系列。IEEE802系列中迄今為止最著名最成功的莫過于Wi-Fi(802.11)。ZigBee是802.11.4個(gè)人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組的產(chǎn)品之一，規(guī)定網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)棧的規(guī)模，自愈源以及廉價(jià)的短距離無線系統(tǒng)。名為6LoWPAN間接標(biāo)準(zhǔn)由互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組制定，調(diào)整規(guī)定的IPv6數(shù)據(jù)包大小以適應(yīng)ZigBee棧。

據(jù)從一開始就主持ZigBee工作的BobHeile說，現(xiàn)在有大約1億個(gè)ZigBee傳感設(shè)備在使用。

正如他看到的一樣，ZigBee實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)的代名詞。但是ZigBee并不是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的唯一方式，并非所有的人都認(rèn)為它會(huì)占據(jù)上風(fēng)。Jindo大橋使用的伊利諾伊州結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目使用了ChipconCC2420無線電來貫徹執(zhí)行IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，而非ZigBee。