绪论 物联网，未来已来
想象一下，将来的某一天我们的生活将像电影《2001：太空漫游》和《少数派报告》中一样，身边的事物都可以与我们产生互动。每天醒来睁眼的同时窗帘自动拉开，洗脸时镜子上自动显示当日路况和天气，厨房里的咖啡机感应到你起床已经提前煮好了咖啡，私人虚拟助理替你选好了当天的衣服，出门坐上无人驾驶汽车前往上班的自动化大楼，人脸识别门禁系统让你不需多停留就进入公司，办公室的恒温感应器让你的工作环境保持恒温恒湿……事实上，这些场景早已不仅仅是科幻电影的专属。随着物联网技术的快速普及与商业化，万物互联的生活方式正快速地进入我们的现实生活。
举个简单的例子，国内的硬件科技公司小米旗下的物联网平台正在用自己的能力让我们享受到科幻电影里的场景。米家平台已经连入了超过8500万个终端，每日活跃度超过1000万。仔细观察米家的硬件产品，我们就能深刻地体会到什么是物联网生活方式：小米电视、电视盒子、空气净化器、净水器、恒温壶、PM2.5检测仪、扫地机器人、电饭煲、路由器、运动手环、电动滑板、体脂秤、智能摄像机、床头灯、吸顶灯、智能音箱、投影电视，等等。想象一下，生活中的设备还有什么是没被覆盖到的呢？所有的这些设备都具备联网能力，通过在运行中收集数据并做出反应，它们相互配合，让我们的生活更加智能化、自动化。
这不仅仅只是一个幻觉。事实上，商业世界里，物联网已经成为一股席卷整个产业的旋风。由于应用场景多，潜力巨大，国内的物联网市场在过去几年内经历了一个极高速度的增长。在2012年，物联网概念提出的早期，整个市场规模只有3650亿元，而在市场的支持与各个厂商的大力投入下，2018年整个物联网市场的规模会达到1.5万亿元（见图1）。
图1 国内物联网市场的规模
这种市场热情的出现并不是没有理由的。随着整个产业链成本的降低、技术的进步，新产品研发与商业化转化的步伐越来越快，成本也不再像过去那样高昂。物联网设备已经到了爆发的最好时机，各方面的原因都在推动着这个新兴行业在转眼间“颠覆”整个商业世界。图2展示了近年来严格意义上的物联网连接设备增长的状况及之后整个市场存量的预测。
图2 物联网连接设备增长的状况以及之后整个市场存量的预测（单位：亿台）
从硬件成本上来讲，物联网爆发已经成为必然。在上游产业链中，随着摩尔定律的不断累积，半导体成本在过去3年内降低了50%, MEMS（Micro Electro Mechanical Systems，微机中系统）传感器成本下降了35%，其他技术成本也有极大的下降，例如RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）标签的成本从15美分降低到5美分，下降接近67%；数据存储的成本从2010年的每吉字节25美分降低到2.5美分，这给数据传输与存储提供了良好的基础条件。此外，随着工艺水平以及设计水平的不断提升，传感器的最小体积已经可以达到1mm2的等级，这给传感器的布置降低了难度，能够让更多精密设计的仪器与设备重新改造成为物联网时代的一分子。
物联网不仅是在客观条件上已经到了爆发的前夕，国家的各种政策也在一步一步地有序推出。这种政策的主观孵化让数以千计的创业者、学者看到了行业发展的活力，从而更加努力地推动整个行业的快速进步。例如，我国学界也在此支持下不断地在国际上发声并获得了相应席位。2014年9月3日，国际标准化组织（ISO/IEC JTCI）的33个成员投票表决，通过了由中国提出的物联网体系架构国际标准，正式宣告中国获得了世界物联网最高国际标准制定权，开创了ISO 60多年、IEC 100多年来首次由中国从提出方案到编写标准的主导未来信息基础网络架构的历史性里程碑。这突显了中国在物联网国际标准的制定中处于世界领先地位，彰显了中华民族的无穷智慧和无限创造力，也标志着人类由第三次信息化革命进入第四次物联网智慧革命时代的历史性进程。
除我国外，其他国家也很注重物联网产业的布局，所以这种政策优惠更像是一场全球的竞争，得先机者得天下。这种政策导向引起了资本市场的巨大反应，在过去几年中，大量的物联网产业的并购、投资（见表1）进入我们的视野，金额之大、速度之快都是前所未有的。这种资本的密集扎堆同时也促进了整个行业在人才与技术方面的更新与集中，给整个行业爆发提供了良好条件。
表1 物联网产业的部分并购事件
续表
这种不断的并购事件反映了整个行业的发展热情以及未来行业的规模。多方面因素共同作用的物联网行业已经走到了爆发边缘，随着市场热度的升高，物联网走上风口是自然而然的事。
但从另一个角度来讲，物联网在当下的爆发并不是一个偶然，而是多种技术同时成熟而导致的最终结果。当下潮流的热词，如大数据、云计算、5G、芯片、AI、区块链等，每个颠覆了时代的技术都与物联网息息相关。
大数据技术像是物联网的大脑。当物联网的末端通过各种方法感知世界的时候，物理信号变成了数字信号传入大数据分析中心。如果没有大数据分析能力，整个物联网就失去了存在的意义，从终端传来的海量数据无法及时地转化成有效信息并通过物联网中的驱动器对环境做出反应。就好比一台内存溢出的计算机，无法及时处理输入的信息，无论用户怎样操作，它也不会对指令做出任何反应。缺失了及时对海量数据处理的能力，物联网就难以与外界进行交互，也就失去了它的实际应用价值。
云计算的出现能够让大数据分析技术运行得更加“聪明”。通过虚拟化的方式整个网络的分析中心可以根据需要调用适当的计算与存储资源。这就像是让人的大脑高效地运行，当只用左半脑的时候就把右半脑关闭，以避免能量的浪费。这种方式极大地降低了物联网应用开发者的开发成本，开发者没有必要按照网络最大容量购买大量主机服务器设备（尽管大多时候运算无法达到峰值，很多设备只能被闲置），而是只需要支付租用云计算服务提供商虚拟设备的费用，就能不受硬件控制随心所欲地设计自己的网络应用。这对于开发者来说，无疑是一件大好事。高效、廉价为物联网的落地提供了巨大的便利。人工智能（Artificial Intelligence,AI）的任务则是在资源使用策略更高级的情况下，增加整个分析中心的智商。AI技术凭借在分析和模式识别上的巨大优势，可以进一步降低计算的时间成本，使整个系统更加智能化，反应更加及时，应用更加多样化、人性化。
5G技术则像是物联网的血液。高速大容量的数据传输意味着整个网络允许更大信息量的传递，就好像血管变粗，血液中有了更多的血红蛋白，能够为整个肌体适应更高强度活动打下良好的基础。其实还不只是如此， 5G技术的应用不仅能够让物联网适应更大数据传输量以及更高低延迟要求的任务，而且能够拓展整个网络部署的范围，增加网络广度，使物联设备能够尽可能地融入我们的生活。
芯片和区块链技术也是为物联网赋能的技术之一。更高计算能力的芯片、更小体积的芯片不断出现，能够使整个物联网的传感器模组更小、更智能。在不影响部署的前提下，它们可以完成更多的任务，提高电池的使用效率，是整个传感器的心脏。芯片技术的成熟代表着物联网在硬件条件上进入了切实可行的状态。区块链能够以独特的数据记录方式，让物联网产生的数据发挥最大的作用，为人们提供更多的服务。
综上所述，正是在不同技术同时成熟的情况下，物联网才真正有了落地的可能，才能真正地将科幻电影里的自动化生活照进现实。