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物联网 20 年简史大揭秘!

RT-Thread | 小而美的物联网操作系统 2020/01/10 20:30

新知图谱, 物联网 20 年简史大揭秘!
作者 | 马超
责编 | 胡巍巍
出品 | CSDN(ID:CSDNnews)
最近笔者意外收到了RT-Thread的物联网开发板,爱不释手,反复实验了一整天,不知不觉发烧病情竟有缓解。
新知图谱, 物联网 20 年简史大揭秘!
2018年,国内物联网产业规模,就已突破1.2万亿人民币,这也是我国不受外部条件限制独立发展的最佳窗口机会。
在自主掌控物联网全链技术栈方面,我国企业做得相当不错,因此动笔撰文,将这一年来对于物联网趋势的感悟,进行总结,也希望为读者零距离展示物联网的发展全景图。

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缘起

物联网的由来:1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议上,麻省理工大学的凯文·阿什顿教授(后被称为“物联网之父”)提出基于互联网、RFID技术、EPC标准在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造出一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of Things”(简称“物联网”)的方案,这是物联网概念首次被正式提出来。
按照目前的定义,物联网是指通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
一般认为,物联网分为三层:感知层、网络传输层和应用层。笔者后文也会提到,随着应用场景不断丰富,这种分层方式已经有所突破。
互联网的未来:物联网是这波互联网大潮的第二增长曲线,目前移动终端出货量疲态显现、科技巨头增长乏术,物联网正是整个行业所期待的下一个风口,其代表着IT产业的未来。
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演进

边缘计算概念被引入:由于之前物联网终端,仅作为感知层传输数据,提供服务全部靠云的方式,因此它不能覆盖所有的场景。所以,边缘计算层也开始慢慢融入到感知层和传输层之间。
边缘计算,是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。
其应用程序在边缘侧发起,可以产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。
因此,在引入边缘计算层后,很多物联网应用能够给予更快的响应,同时也更加安全可靠。
目前,国内的大厂比如腾讯IECP、阿里Link Edge、华为IEF,都已经可以提供完整的边缘计算解决方案。
以腾讯IECP的智慧工厂方案为例,边缘计算解决了需要快速响应的场景下,由边缘节点提供服务,并做好云边、边端的协调处理,保证离线条件下,本地服务不会中断、同时加快系统的响应效率。
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物联网OS王者归来:而边缘计算的引入,也反过来影响感知层的终端,之前物联网的终端,多数仅配备RFID的射频模块。
但随着低功耗芯片价格的不断走低,物联场景的不断扩展,单纯的感知,无法再适应潮流。物联终端,也开始了由功能性向智能化发展的旅程。工信部发布的《物联网“十三”五发展规划》,首次将物联网操作系统独立列为四大关键技术之一,这也适应了终端智能化的潮流。
可喜的是,在这方面,我国技术储备并没有落后,无论是刚刚获得上亿融资的RT-Thread,还是后起之秀TencentOS tiny,水平都非常高,详见《国产物联网操作系统崛起》。
授权与非授信用通讯频谱之争:另外,在感知层与通讯层之间,还有一个值得观察的点,即运营商主导的授权通讯频谱NB-IoT,还是由IT巨头主推的LoRa能够在物联网数据传输方案中胜出,当然有关这方面笔者在《物联网大变局:LoRa 正式获批》已经做过介绍,这里不再赘述。

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蓄势


物联网时代呼唤IPv6的使用:根据目前业内比较公认的预测来看,物联网至少会带来比现在多30倍的终端数量,考虑现有的IPv4体系所能提借的42.9亿个IP地址,已经基本消耗殆尽,因此要承接物联网终端的连网需求的IPv6,剑在弦上、势在必行。
物联网大潮催生时序数据库:物联网终端是环境指标的记录者,一般都会严格按照时间顺序,向云端发送信息,这也就是我们所称的时序信息序列。
不过传统通用型的关系型数据库,在处理时序信息方面的效率表现,并不尽如人意。无论是业内龙头的Oracle、还是腾讯TDSQL、华为GaussDB,往往都比专门的时序数据库慢50%以上。
所以,这就催生了时序数据库的诞生,有关这方面的内容笔者在《巨头垂涎却不能染指,loT数据库风口已至》已经做过详细介绍,可供读者们参考。
物联网竞争的关键在于生态圈的建立:回顾之前移动互联网的发展,苹果、谷歌应用商店推出以及开发者分成的机制的建立,打造了良好的生态氛围,为后来的产业大爆发,打好良好的基础。
那么本轮物联网浪潮也是同样,建立完整的生态链,将是各路IoT英雄比拼的关键,不过和之前移动互联入口为王的逻辑不尽相同,物联网的要求是全栈全链无死角,否则这个生态建不起来。
笔者认为,在物联生态圈的建立方面,目前腾讯至少领先半个身位,不单因为他们在终端、边缘计算、LoRa网络建设方面,都有完整的解决方案,而且腾讯的物联云,可以非常便捷地与微信小程序进行打通,这种全栈式、端到端的优势,是当下其它物联网巨头如小米、华为、中国移动等所不具备的。
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另外一个值得关注的点是RT-Thread Studio,它目前看似只是个IDE,但也开始有全技术栈整合的考虑。
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经笔者实际体验,在RT-Thread Studio中添加腾讯云的连接支持,只需要在Package Center选择对应的程序包即可,目测此Package Center已经具备物联网应用商店的雏形,这也体现了物联网生态建立会是大势所趋。
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笔者相信在2020年,肯定会有厂商率先建立起物联网生态圈,当然具体花落谁家让我们拭目以待。

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爆发


工业领域应用不断加强:物联网终端、及边缘计算节点,目前已经与工业生产的各个环节深度整合,并已经实现大幅提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗,这也将传统工业,提升到智能工业的新阶段。
从当前技术发展和应用前景来看,物联网在工业领域的供应链管理、生产过程工艺优化、产品设备监控管理、环保监测、能源管理和工业安全生产管理等方面,都发挥了巨大作用。目前,在这方面,做得比较好的国内厂商是小米与华为。
农业领域应用捷报频传:在国家先后出台的《农业科技发展"十三五"规划》《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》等政策中,几乎都提到通过传感及物联网技术,来提升农业发展水平的意见。
相比于工业领域的应用,物联网在农业领域,相对还比较初级。目前,还多以单纯的传感模式为主,通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。
其还可以根据用户需求,随时进行处理,为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。
比如在江苏宜兴市新建镇新建村,蟹农们用手机,能随时随地了解养殖塘内的溶氧量、温度、水质等指标参数,并操控自动投喂机,按预先设定的间隔时长、投喂量来为塘区的水产动物投喂饲料。
AIoT+Anything:从移动互联的发展脉络上看,一旦生态建立好,马上就会迎来爆炸式的溢出效应。
而在这一点上,万物互联(AIoT)+一切,所带来的颠覆现象,恐怕只会比移动互联来得更加剧烈。我们知道,之前几年的极致、互动、快速便捷等所谓互联网思维被炒得炙手可热。
而物联网+时代一旦到来,我们也有理由相信,融合、智能、大数据等概念,也会向大众走来。
物联网+区块链颠覆传统金融:笔者在银行业工作多年,目前金融业的主要痛点,在于难以将资金流、信息流和物流三者结合。而随着物联技术的不断发展,银行业将可以实现将物流与信息链完美结合,再融入区块链方案,那么这可能会带来全新的产业金融的放款模式。

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见时知几?


最后,在梳理物联网的整体发展逻辑之后,笔者就物联网发展的关键节点,做出如下总结和预测:
1999年,物联网概念(IoT)正式诞生。
2003年,《技术评论》杂志提出,传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。
2005年,信息社会世界峰会(WSIS)上发布《ITU互联网报告2005:物联网》,其拓宽了物联网对于传感器定义。
2009年,IBM提出物联网战略“智慧地球”。
2009年,时任国家总理温总理,在视察中科院无锡物联网产业研究所,提出“感知中国”战略。
2014年,印度总理莫迪,提出数字印度计划。
2015年,时序数据库开始迎来春天。
2016年,中国边缘计算产业联盟正式成立。
2017年,工信部发出《关于全网推进移动物联网(NB-loT)建设发展的通知》,要求到2020年NB-IoT基站规模要达到150 万。
2019年,LoRa在我国正式获批。
2020年,首个物联网应用商店建立。
2022年,物联网+一切兴起。

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