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雾里看花的物联网究竟是个啥

2015-01-23 09:26:01      来源:元器件交易网       

IPv6互联网物联网

【摘要】物联网被分门别类的原因之一,是TCP/IP通讯协议本身在设计之初,是要连结由人类操作的运算系统。

  每次提到这个我们与万物所存在的、拥有“无所不在连结”的环境,以及我们对它的种种形容词,我就会想到一部作者为Arthur C. Clarke的经典短篇科幻小说《神的90亿个名字(The nine billion names of God)》。

  小说的情节是说一位西藏喇嘛雇用了两个电脑技术专家,前者认为他们被赋予了列出神的所有名字之任务估计总共有90亿个然后世界末日就会降临;那些西藏僧侣已经花了三个世纪的时间试图完成该任务,不过是透过收集所有他们找到的神名然后用手写纪录,而他们发现如果不借助现代科技,他们可能得再花1万 5,000年才能达成目标。

  因此西藏僧侣们聘请技术专家利用电脑将该任务的程序自动化;就在专家们完成任务,准备要搭飞机离开西藏的时候你猜如何?他们发现天上的星辰熄灭了……

  而如果我们把以上故事里的任务换成把所谓的“物联网(IoT)”在过去曾经拥有过的各种名称列出来,详细写下其所有意义以及内涵,我想世界末日真的会来……甚至就在1万5,000年内。

  我们对于替这个连网运算环境命名的狂热,可能从1998年就开始了;当时产业组织网际网路工程任务小组(Internet Engineering Task Force,IETF)正式将IPv6列为IPv4通讯协议的后继标准;IPv4采用32位元位置,总共能提供约43亿个独特位置给TCP/IP协议,而因为世界人口不断增加、个人电脑与伺服器普及化,IPv4的位置已经快要不够用。

  IPv6采用128位元位置,能提供约为IPv4的3.4×1038倍数量的位置,因此理论上不但可让世界上每个人都分配到自己的URL,所有的宠物、甚至个人物品也就是万物都可能连网。物联网因为IPv6而成为热门话题,也许是受到这样的现实冲击,我们开始对新的物联网环境以及其中的实体展开疯狂命名活动。

  各种“装置”与“设备”

  与物联网相关的名字包括智慧装置、网路中心运算装置(netcentric computing devices)、连网电脑(network computers)、无所不在/普及化运算装置…还有一堆东西也都被定义为“xx设备”或“xx装置”,总之就是一台具备特定功能的机器(厨房里的冰箱、烤箱等电器也是)。

  举例来说,能连网的机器如智慧型手机,会被叫做“资讯设备(information appliance)”,因为它的功能已经超越原始的通讯,而能执行众多过去是由家用PC负责的任务,包括发送电子邮件、观看照片或视讯档案…等等。总之许多市场行销人员开始用“资讯设备”来称呼几乎所有的嵌入式装置。

  另一个很热门的名词是“连网装置(Internet appliance)”,这原本是形容一种能让非技术人员很容易连结网际网路服务的专门设备,但一般消费者甚至是制造商可能都会把它跟前面的“资讯设备”混为一谈,然后认为它们都是指智慧型手机。

  在物理学领域,有很多名词是来自于定律或效应的发现者,例如瓦(Volt)、安培(Ampere)、欧姆(Ohm),还有霍尔效应(Hall effect)…等等。笔者以前在一篇文章中提过,也许我们应该把半导体晶片命名为“Noycebox”,来纪念发明IC的Robert Noyce;至于TCP/IP协议,或许用网际网路之父Vinton Cerf与Bob Kahn的名字来命名会更贴切…不是吗?

  我自己喜欢把嵌入式装置叫做“Tier-0设备”,这种命名法是源自于1960~70年代的运算技术发展史;早期的大型主机、伺服器是 “Tier-3设备”,然后伺服器是“Tier-2设备”;桌上型系统则是“Tier-1设备”,包括桌上型电脑、笔记型电脑以及早期的智慧型手机。

  而“Tier-0设备”一开始的定义里是形容比桌上型电脑或智慧型手机更小,主要任务是执行与控制其他装置相关的即时性嵌入式运算,后来PDA、机上盒、游戏机与手机厂商的市场行销人员也开始用“Tier-0设备”来称呼他们的产品。

  物联网到底是什么?

  现在我们已经来到了物联网的新时代,照理说也更“智慧”,但现在让大家搞不清楚的其实不是各种名词,而是物联网的定义对一般大众甚至是大多数媒体记者(包括科技线)来说,对物联网最广泛也最没意义的解读是:如果某“物”能与某个网路连结,不管它有没有具备网际网路功能,那就算是一个“物联网装置”。

  问题的所在是“物”这个字,我们用它来形容任何一个无生命的个体,其实太模糊、忽略了真正有意义的讯息重点。我是在1990年代末期第一次看到 “物联网”这个名词,它当时指的是一种利用RFID标签的“物品追踪”技术,就像每台网路上的伺服器都有自己的位置,只要给予包裹、企业设备财产等每样东西一个特别的RFID标签号码,就能被追踪。

  后来到2004年,物联网被扩大解释为由IPv6衍生的无线通讯协议6LoWPAN,也就是让特定的物品连上网际网路、并拥有自己独特的URL识别位置;那些“物”通常是嵌入式装置,例如微控制器、感测器,或是不需要人工介入的机器对机器通讯设备。

  目前在科技圈,物联网似乎意味着一个所有电子装置都能透过IPv6的TCP/IP通讯协议、以自己的独特URL位置连结在一起的连网世界;但实际上基于各种理由,并不是每样东西都那么具连结性,而物联网也开始被分为一个个子领域,例如工业物联网、大楼自动化物联网、国防航太物联网,以及消费性物联网。它们彼此之间的共通点其实并不多。

  物联网被分门别类的原因之一,是TCP/IP通讯协议本身在设计之初,是要连结由人类操作的运算系统,其基本假设是根据人类的反应时间以及预期;而因为人类的操作是关键,所有的TCP/IP都是保证资料传递,在资料传递发生时不会过度关注。

  这种原始设定对于许多应用领域来说是合适的,例如个人电脑、智慧型手机,以及各种可穿戴装置如智慧手表、健康/健身设备等等,因为这些装置与人类互动密切;不过因为TCP/IP基本上是非同步,也是非即时或非决定性的,偏偏这些是很多嵌入式应用的关键需求,特别是在工业领域。此外在军事、航太应用领域,安全性则是最主要的考量。

  万物连网的世界难以大同

  没有任何排除状况、让万物连结同一个网路的世界是难以实现的;例如在汽车领域,安全就是一个大问题如何让要求高安全性的系统与对安全性要求不高的其他系统(例如消费性电子设备)共同合作,是重要考量。

  因此笔者认为物联网世界的分裂状况还是会持续,只不过都是在一个叫做“物联网”的主标题之下;而这里的“物联网”一词实际上是不具备太大意义、也没有传递什么有用的讯息。如果电子产业对命名法则的关注程度,能像对于各种技术标准的关注程度那么高就好了…

  Silicon Labs软体部门副总裁Skip Ashton最近接受EETimes美国版编辑Junko Yoshida的采访,表示对于物联网应该要忽略“网”,而更专注于其中的“物”,我认为颇有道理;他表示,彻底了解那些“物”要做什么,以及他们的思考与行为模式,会是解决物联网迫切问题应用层的关键。

  Ashton表示,在过去18个月来,产业界的物联网相关联盟或组织不断出现,每个阵营都表示他们的目标是为家用设备建立“互通性”,但显然都比较关注自家利益。我们能减少这种各自为政的情况,为物联网建立一套共通的标准与定义吗?藉助IEEE等标准团体或许是一个方法,但除非受到政府法规的强制要求,恐怕实际状况还是一团乱。

  那么让产业团体来订定一套机制,让“物联网”成为一个需要经过认证的标签呢(例如“IoT Inside”)?但这一切都是需要建立在众人对命名法则有共识、希望让“物联网”这个名词真正具备意义的基础上,我不认为这是可能存在的。市场上有太多的投资利用了市场的“物联网”热潮,厂商会希望这个名词越模糊、定义越不明确,而且维持的时间越长越好…

  不过或许我们不需要花1万5,000年来搞清楚“物联网”到底是什么;以目前的布署速率来看,IPv6可以撑上两三百年,而且IPv4目前仍承载全球超过九成的网路流量;大约到25世纪,我们才会看到一个真正的物联网世界实现。

(责任编辑:小猫)
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评论

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原媛2015-01-23 11:39

万物连网的世界难以大同

阿宝2015-01-23 09:34

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