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物联网是什么样的网络?

2021-07-27 11:26:44 441 字数:2341字 物联网

  让我们想象一下这样的场景:护林员坐在千里之外自己家里看护山林,一旦哪里燃起了山火,他可以遥控直升机前去灭火;消防员可以不再等待求救电话,因为城市里任何区域的温度异常,都会显示在他们的手机屏幕上;当患者感觉身体突发不适时,也不用拨打紧急电话,因为医院已经同步得知患者的身体状况,并且已派出了携带对症药品和器械的救护车;在我们把车开进自家车库时,汽车可能会告诉房间该亮起灯了,还会通知炉子开始加热饭菜,然后告诉浴室的显示器准备播放昨晚录下的新剧集。这些听起来充满科幻色彩的情节,物联网都能做到。

  物联网是在21世纪才出现的新词,它的英文名字是Internet of Things,直译过来就是“物品的互联网”。显然,它是在互联网基础上扩展出来的新概念。

  我们已经知道,互联网最重要的用途,是把世界各地的人们连接起来,让他们可以无障碍地交流和沟通。而物联网则是要把全世界的物品都连接起来,让它们也能沟通交流。

  物联网的发展,是建立在近年来计算技术和微电子技术进步基础之上的。现在我们已经可以制造出各种各样的微型设备,利用它们把正在发生的一切尽收眼底,并且随时生活在最好的状态中。物联网的目的就是通过为每一个物品分配一个编号并借助机器的感知,把承载数据的信息网络变成地球的神经系统。

  物联网的技术基础是无线射频识别、微型传感器和无线宽带网络,这三者都已经发展成熟——其中无线射频识别技术已经有了70年的历史。今天我们使用的二代身份证、公交一卡通,甚至许多学校或者公司的饭卡,都采用了这种简称为RFID的无线射频识别技术。这些卡,其实只是把储存着唯一编号的微小芯片和天线封装在一起的不带电源的标签,当其进入读卡器的磁场范围时,就会因电磁感应产生电流,继而激发芯片将编号回传给读卡器。现在我们已经有了相当多种类的RFID设备,人们已经能够制造出成本只有1美分的芯片,而封装后的标签成本也降到了人们可以接受的范围之内。现在,让每件物品都拥有一个特别的名字,已不是件困难的事。

  只有名字是不够的。名字只像是一个入口,更重要的是了解它们的状态。在微机电和电子技术的帮助下,传感器就能够完成这样的工作。人们甚至意识不到现在有多少传感器遍布在我们周围,从台灯的轻触式开关到手机上的摄像头,再到房间里的烟雾和煤气报警器,传感器可谓无处不在。今天人们手中的智能手机中,甚至可能安装了五种以上的传感器。树木上安装的温度传感器可以探测森林火灾,桥梁上安装的震动传感器可以监控桥梁强度,粉尘和瓦斯传感器已经为监控煤矿安全而运行了许多年。通过侦测温度、湿度、重力、声音和图像,人们可以得到所有的细节,从而拼出一幅全景图片。

  显而易见,传感器接收到的信息,还需要通过网络传输给控制者。国际上的许多专业组织一直在致力于开发更好的传输方式和传输协议,这使得数据传输质量与数据传输速度都可以用“日新月异”一词来形容。下一代移动通信技术已经可以瞬间完成大量的数据传输。而自组织无线传感器网络的研究进展也非常迅猛,这种网络将传感器和无线网络装置结合在一起,当其中一些传感器失效的时候,数据可以通过其他传感器的中继传递出来。就像是互联网的传递方式一样,如果有某些网络节点出了故障,数据将会寻找其他更合适的路径来传输。

  当RFID和传感器结合的时候,我们就得到了一个微小的终端。它会标记出物品的身份和状态,通过无线网络或者有线网络,千里之外的人可以如临现场般掌控全局。至此,物联网的技术基础已经构建成形。

  刚跨入新世纪之时,一些大型信息技术公司就纷纷提出物联网的设想,通过软件和传感器的协调工作,对数据进行有效收集和整理,消灭各自为战的状况,从而做出更好的决策,进而降低成本和提高收益。遍布各处的传感器就像一大群随时相互交换信息的小蚂蚁,它们共享的信息将会成为管理者的决策依据。

  现在,我们已经有了一些城市级的物联网应用:新加坡陆路交通管理局利用电子眼和扫描系统的数据分析,对路况预测的准确率达到了85%,有效减少了堵车状况的发生;在瑞典首都斯德哥尔摩,安装了一种能够自动拍照识别和自动扣款的不停车交费系统,使城区交通废气排放量减少了8%以上;德国和美国几家汽车公司正在开发中的车——车信息通信系统,可以将其他汽车获知的信息传递到自己面前,从而获取更好的行车路线,降低能耗和排放,甚至完全避免车祸的发生。

  踏入信息时代以来,人类的生活发生了很大的变化,更方便、更智能、更强大的信息工具已经成为我们生活中不可或缺的一部分。而把这一切连接在一起的物联网,将引领我们走向一个充满无限可能的未来。

  但是,实现美好梦想的过程可能会艰辛而漫长。当技术成熟之后,物联网将会带来一个巨大的新市场,商业巨头们将会为此展开争夺。与互联网发展的状况类似,只有形成一个统一标准之后,物联网才能够更快地发展,而这样的统一标准,也只有在漫长而激烈的市场争夺战之后才会出现。毕竟物联网牵扯到大量的技术、标准、商业乃至法律问题,要一步跨入物联网时代,仍是不切实际的幻想。

  就像蓝光和HD-DVD之争一样,最终市场会选择某个标准成为主流,而目前厂商们将不会放弃任何可能性。互联网的泡沫很可能会在物联网时代重现,物联网也可能会在经历极度繁荣后,才会获得冷静而长足的发展,并最终成为我们生活中的一部分。也许,那会是十几年之后的事。

  【知识点】RFID标签

  RFID是一种简单的无线系统,被用来控制、检测和跟踪物体。比起条形码,RFID技术有很多好处,比如防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息可更改等。

  【发散思维】假如有一天,每一棵植物都能讲述它们的感受,这个世界将会变成什么样子?

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