物联网的那些事

　　图片来自 Axis 通信

　　我已经几个月没有碰过电灯开关了。别会错意，我不是在进行什么新奇的生活项目，仍然忠实地按照日程表生活着。不过，我最近把家里所有灯泡都换成了智能灯泡。这些灯泡与 Apple HomeKit 应用结合，可以感知到我进入或者离开公寓，并据此调整灯光亮度。他们还会使用像天气、时间、日出/日落这样的数据，来调整灯光的亮度和色调。例如，有证据证明波长较短的光(如蓝色/其它冷色调)与睡眠相关;考虑到我的睡眠时间安排，灯光会在我睡前几小时变得倾向橘黄色。虽然这只是我个人(也许有点无足轻重)的例子，但物联网的可能性不可限量。

　　在我们继续探讨“怎么办”和“为什么”之前，我们先来看看物联网的本质。Wired 杂志中，Daniel Burress 写了一段非常棒的总结：

　　物联网解决机器与机器通信相关的问题;它基于云计算和数据传感器网络;移动、虚拟，实时连接是它的基本特性;大家都认为物联网能让我们的生活的各个方面都变得“智能”，无论街灯还是海港——Daniel Buress， Wired，2014年11月

　　简单来说，物联网是某些物理设备(如手表、灯泡、汽车等)的网络，这些物理设备中嵌入了传感器、网络连接模块等。这些设备使用传感器采集数据，然后根据这些数据触发某些功能或动作。比如，我的智能灯泡使用内部的时钟和天气数据来判断太阳落下的时间，并适时打开走廊的灯光。

　　物联网简史

　　“我们谈到的物联网并不是简单的把RFID标签放在某些物体上，让人们知道那些物体在什么地方。物联网是在物体中嵌入智力，让物体变得聪明，做更多原来不能做到的事情。”—— Nicholas Negroponte

　　图片来自 TriStar

　　物联网这个名词最初是由 Kevin Ashton 在 1999 年向 Proctor & Gamble 的报告中创造出来的，只不过那时候的想法比较老旧。早在 20 世纪 80 年代初，Carnegie-Mellon University(卡内基梅隆大学)一名计算机科学专业的学生研制出一种传感器，可以用来检测可口可乐机里苏打罐的余量和冷藏温度。之后他们给机器安装这个传感器，在机器用光材料时发出警告，不需要人工检查也能避免出现温度异常的饮料。

　　多年来，物联网技术主要的实现是感知库存，通常使用RFID。例如，药店可以使用传感器来确定补充哪些物品，而不用派员工去人眼检查，或者依赖顾客要求更多物品时才知道。在2011年，连接互联网的设备数量最终超过了连接的人数。

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　　案例#1：家庭

　　也许物联网最著名的实现是在家庭中。像Nest设备这样的智能恒温器，可以帮助控制电费，让房子更舒适。而像Ring这样的智能门铃有助于提升个人安全。

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　　案例 #2: 园艺

　　另一个案例是园艺。通常第一个物联网(IoT)项目是使用简单的 Raspberry PI 来建设一个气象装置。这个装置会使用湿度传感器来检测什么时候该给植物浇水，然后向浇灌设备发送命令来完成这个动作。收集到越来越多的数据(平均温度、土壤质量等)之后，整个花园几乎可以达到完全的自动化。

　　如果你有这方面的兴趣，Maximum Yield 这篇文章对物联网园艺，特别是灌溉类园艺进行了全面地描述。

　　案例 #3: 旅游

　　没有什么事情比商务飞行更烦人了。从打包到安检，再遇到延时，整个过程都让人感到挫折。然而，如果使用了物联网，这个过程就可以得到简化和改善。

　　案例 #4: 传输

　　我在很南方的地方长大，从未学会如何在冰雪上行驶。 不过，我现在住在加利福尼亚，在一般情况下一切都很好。 然而，在最近一次去俄勒冈州的旅行中，我们遇到了一场意想不到的冬季风暴，我不得不在一些非常斑驳的黑冰上进行驾驶。 虽然没有发生任何不好的事情，但是如果我的车能够感知到冰并且开得更慢或者因此而进行调整，那么情况可能会更加安全。 通过在路上使用传感器，以及汽车上的传感器和国家气象数据，物联网设备正在实现这一目标。 除了个别汽车之外，像智能水泥这样的物联网设备使每条道路更安全。 这种水泥可以感知到轻微的交通拥堵到主要的裂缝，还有结构应力等一切信号，在悲剧发生之前提醒有关当局注意危险。

　　有关智能水泥和相关技术的更多信息，请务必查看这篇文章 ，它详细介绍了休斯顿大学的相关研究。

　　案例#5：可穿戴技术

　　物联网技术的一个更明显的例子是过去十年中可穿戴技术的迅速崛起。像Fitbit这样的健身设备可以发送数据，如步数采集、爬楼梯层数和它专用的应用心率，声称可以整理和分析这些信息，并提供意见和健康建议。如Apple Watch这样的其他的更强大的设备，将健身应用与手机的许多属性结合在一起。

　　但是如果有人黑我的烤面包机怎么办?

　　图片来自xkcd

　　如果谈论物联网却不提及安全隐患是虚假的。是的，任何连接到网络的设备都有可能潜在地受到损害。然而，实际上没有人会吵着要破解像烤面包机或灯泡这样几乎毫无意义的设备。

　　更加值得关注的是监控和销售个人数据的潜力。这些数据在市场营销和广告销售中的应用是无限的。比如说，试想一下，如果你的烤面包机能准确地了解你每天早上吃面包的种类和数量(这当然可以。这是非常基本的东西。)现在试想一下，数据被卖给了Super EZ Bread公司的优秀员工。所有需要做的，只是在你烤面包机相关的电子邮件地址上精心放置一个的广告，提供一个最优惠价格的相似的产品，他们已经创造了一个新的客户。

　　物联网的未来

　　就像任何在世纪之交忽视互联网的公司一样，那些放弃物联网的公司可能也会落后。”?—? Jared Newman

　　推动物联网发展的一个主要问题是需要有关隐私和安全的具体，可操作的标准。 像微软这样的公司正在通过为其内部项目开发规划委员会来实现这一目标，而政府机构正在花费无数时间讨论适当的标准。 无论最终的适当指导方针是什么，它们都将为物联网发展的未来设定方向。

　　入门

　　所以你已经阅读了上面的文章，现在你想开始探索IOT项目的广阔世界。 你从哪里开始的? 第一步是购买像Raspberry Pi或Arduino这样的小型单板计算机。 这些板可以与简单的Python代码一起使用，以制作像上面讨论的气象站这样的介绍性项目。