Internet of Thing(物聯(lián)網(wǎng))是一個被炒作了很久的概念。它描述的是任何物體都可以連入互聯(lián)網(wǎng)的萬物互聯(lián)盛世,但是這盛世多少顯得有些虛幻。然而在最近,這個概念已經(jīng)在我們的生活中有了越來越多的真實應用,比如最近紅得發(fā)紫的共享單車。在這背后,是各種技術的逐漸成熟讓物聯(lián)網(wǎng)時代真正到來:
低功耗微型處理器計算能力越發(fā)強勁。智能手機帶動了微型處理器的快速發(fā)展。這些強勁的微型處理器可以幫助設備獲得強大的運算能力,運行復雜的軟件,進行高效的信息處理。
設備接入互聯(lián)網(wǎng)的方式多種多樣。WiFi、藍牙、蜂窩網(wǎng)絡、以太網(wǎng)等網(wǎng)絡連接的標準已經(jīng)發(fā)展得非常完善,基礎設施成熟。這使得各種設備可以方便地選擇低成本的方式接入互聯(lián)網(wǎng)。
適合物聯(lián)網(wǎng)的傳輸協(xié)議日趨成熟。相較于Web時代的HTTP協(xié)議,MQTT、CoAP等新的協(xié)議更加適合小型低功耗設備。這些日趨成熟的協(xié)議可以幫助設備輕松地與服務器進行數(shù)據(jù)通訊。
數(shù)據(jù)分析技術突飛猛進。從設備獲得的海量數(shù)據(jù)必須經(jīng)過進一步的分析才能夠獲得洞見,從而能夠對設備的運行狀況做出診斷和預測,幫助企業(yè)提升運營效率。這些都得益于大數(shù)據(jù)技術的進步。
這些技術使得硬件本身可以支撐計算能力更強的軟件,并且可以將數(shù)據(jù)通過輕量協(xié)議傳入服務器,并讓服務器端的AI高效完成數(shù)據(jù)的分析處理。在這些技術的支撐下,物聯(lián)網(wǎng)技術架構所需要的各個模塊就完備了:
圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術架構
IoT能給企業(yè)帶來什么
IoT技術是可以應用在任何硬件上的,這意味著它能夠給很多行業(yè)帶來應用價值。
在中國,我們曾經(jīng)誤以為智能家居是IoT的最佳應用方向,但是麥肯錫在2015年發(fā)布的報告卻告訴我們,to C的智能家居其實只是一碟小菜。各個行業(yè)都可以通過升級既有設備或者引入新的智能聯(lián)網(wǎng)設備而享受到這個技術紅利。所以像制造業(yè)(所謂工業(yè)4.0)、智能城市(交通、安防、樓宇、能源)、泛零售(商店、銀行、餐館)這樣已經(jīng)在使用大量設備或者引入新設備的行業(yè)就能獲得更多的發(fā)展機會。
這些各行各業(yè)的企業(yè)能夠從IoT技術中獲得的價值包括:
遠程獲得設備數(shù)據(jù)。對于依賴設備來運營業(yè)務的企業(yè)來說,能夠實時了解所有設備的運作狀態(tài)和產(chǎn)生的數(shù)據(jù),就能借此全面獲知業(yè)務的運作情況,并且對未來的業(yè)務走勢做出預測,對潛在風險進行提前干預。
遠程控制管理設備。對于大型公司來說,用標準化的方式控制分布在全國或全球各地的設備是非常痛苦的。但是將所有設備接入互聯(lián)網(wǎng)后,一切都會變得非常之簡單。
智能自動化。當可以對從設備中獲取的數(shù)據(jù)進行智能分析,得出有價值的決策,并進一步自動管控遍布全球的設備時,企業(yè)的運營效率將得到巨大的提升。
應用創(chuàng)新硬件。通過引入機器人、無人機等創(chuàng)新設備,企業(yè)可以為消費者創(chuàng)造新的服務價值,提升業(yè)務的自動化程度,提升企業(yè)的運營效率,增加競爭力。
做IoT需要具備的能力
以往的軟件開發(fā)能力是軟件工程師進入IoT的入場券。但是只靠這些能力還無法在IoT領域扮演最核心的角色。在對大量物聯(lián)網(wǎng)項目進行分析之后,我們發(fā)現(xiàn)有3項新能力是軟件工程師們進軍IoT領域時需要掌握的:
1. 軟硬件系統(tǒng)集成
將硬件與軟件集成并接入互聯(lián)網(wǎng),是物聯(lián)網(wǎng)解決方案建設的第一步。被接入互聯(lián)網(wǎng)的設備可以實時地向云端的服務器上傳數(shù)據(jù),使得云端可以了解所有設備的最新狀態(tài),為進一步分析這些信息提供可能。
圖2 某地鐵安防集成平臺
我們曾經(jīng)要為某城市地鐵打造一套安防集成平臺。地鐵運營公司為了有效地保護地鐵站點和停車場,希望能夠將所采購的各類安防設備集成起來,使之自動化地發(fā)現(xiàn)、識別和處理安防警報事件。
例如,每當有人穿越禁區(qū)邊界,周界報警器就能夠自動傳遞警告給服務器,揚聲器就會自動觸發(fā)播放警告聲,提醒闖入者盡快離開。安防攝像頭也會自動響應,將此區(qū)域的實時影像傳遞給中控室。被集成到中控平臺的硬件設備極大地提高了安防業(yè)務的運營效率。
2. 傳感器數(shù)據(jù)的智能分析
各式各樣的傳感器可以幫助人類捕獲數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)的智能分析可以進一步幫助人類獲得有業(yè)務價值的信息,比如辨別門店顧客的身份、檢驗產(chǎn)線制成品是否合格、預測機器未來的損壞概率。對數(shù)據(jù)的智能分析可以幫助企業(yè)自動地捕獲有價值的信息,幫助企業(yè)更有效地運營業(yè)務,提前預測未來。
圖3 基于激光雷達和無人機的粉末型原料庫存測量方案
最近,某國際化肥制造集團采納了一套粉末庫存測量方案。這個集團在巴西擁有20多個工廠,每個工廠有4~6個大型原料池,用于存儲粉末型原料。化肥制造集團希望能夠精準地了解各個原料池的庫存,但是以往只能派人進入危險的原料池用皮尺進行粗略估算,急需更加有效的方式。3D激光掃描器通常被用來給物體做3D建模。當裝載著3D激光掃描器的無人機飛過化肥原料堆時,就能夠獲得粉末原料堆的3D模型。基于這個模型,我們就能輕松地計算出原料的庫存。機器加上智能的數(shù)據(jù)處理算法,就能夠幫助企業(yè)高效完成人類以往無法做到的事。
3. 硬件的智能管理
在對從硬件傳感器獲得的數(shù)據(jù)進行處理后,服務器可以智能地做出決策,調(diào)度遍布各地的設備完成指令。這就使得設備可以在遠端服務器的指揮下自動地運作某種業(yè)務。無論是已經(jīng)成熟的植保機自動噴灑農(nóng)藥,還是未來令人期待的無人駕駛汽車自動接客,都可以讓業(yè)務運營的效率得以極大地提升。設備將成為人工智能的執(zhí)行載體。