智慧城市——物联网

一、从“信息高速公路”到“物联网”
1993年，美国政府宣布实施一项新的高科技计划——“国家信息基础设施”，旨在以因特网为雏形，兴建信息时代的高速公路——“信息高速公路”，使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。这一计划的提出，导致美国信息产业高速发展，进入了以网络经济为主导的新经济时代，创造了巨大的经济效益和社会效益。如今面对来势凶猛的金融危机，美国的经济社会发展面临着前所未有的挑战，亟需一个全新的经济增长点拉动经济走出低谷并再次迎接长时间的繁荣。由此，物联网战略——“智慧的地球”应运而生。

2008年的时候IBM提出了智慧地球的计划，该计划的核心就是物联网。物联网具备极其广泛的行业覆盖度以及影响力。物联网的发展不仅能促进新兴信息技术产业的发展，而且还能带动诸如智能能源、智能运输、智能医疗等诸多传统行业的发展。将物联网技术引入家庭生活，还能带来智能家居。由于物联网能够全面改善居民生活水平，提高整个经济社会的运转效率，因此物联网的发展被称为是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮。

今天，“智慧地球”战略被美国人认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，为世界所瞩目。
二、“智慧城市”的研究现状

智慧城市的概念

·数字城市与物理城市

数字城市存在于网络空间（cyber space）中，虚拟的数字城市与现实的物理城市相互映射，是现实生活的物理城市在网络世界中的一个数字再现（Li Deren&Yao Yuan&Shao Zhenfeng&et al,2014）

·智慧城市定义
                                             图“智慧城市”研究的相关知识点

智慧城市则是建立在数字城市的基础框架上，通过无所不在的 传感网 将它与现实城市关联起来，将 海量数据 存储、计算、分析和决策交由 云计算 平台处理，并按照分析决策结果对各种设施进行 自动化的控制 。（Li Deren&Shan Jie&Shao Zhenfeng et al,2013）

即， 智慧城市＝物联网＋大数据＋云计算 。

                                              （李德仁,姚远,邵振峰，2014）
智慧城市的建设历程

                                                  图国内外智慧城市建设历程
（王广斌,张雷,刘洪磊，2013）

三、物联网在智慧城市中的行业应用
1在民生领域中的应用。民生大数据包括有人口、环境、交通、健康、经济等数据。

2在市场监管领域的应用。可以挖掘技术来分析不同变化的市场数据，以便于相关部门及时的对市场变化做出相应的反应，提高对于未来实践的准确预警度，实时进行监管。

3在政府服务领域的应用。可以共享帮助政府的各个部门间或政府与市民间形成信息共享。

4在基础设施领域的应用。可以更加方便对交通和电力等设施进行数据的采集和分析，能够更加完善的促进城市基础设施建设。

“民生”一直以来都是全球物联网市场与中国本土发展最重要的切入点。居家养老、科技农业、食品追溯、车联网等一批围绕民生开展的应用正日趋成熟。

例：

1 比如一个产品“伴”系统。通过一个传感器、一块大垫子，就可以监控家中老人的身体状况，并作出判断是否需要通知子女或社区医生。通过垫在床脚处的传感器，远程监控中心可以发现老人生理数据上的异动，如心跳、血压发生大的变化，则在远端预警。服务中心可就此发出指令，或联系子女，或联系街道以提供帮助。而另一块铺在地上的大垫子则能察觉老人是否跌倒。通过跌倒在地上的姿势、卧地时间长度等数据，可以判断是不是出了意外。这一套系统已在上海一些社区试点。

2 近年来，从毒豇豆、地沟油、瘦肉精，到漂白蘑菇、化学火锅……面对频发的食品安全事件，不禁想问，吃什么才是安全的？企业物该如何重拾消费者信任？联网技术可以作为一个全面管控体系，可以从源头上把控风险。

比如餐厨垃圾中的油脂排放到采用物联网技术的专用油桶中，通过互联网自动将油脂数量、时间、地点等信息上传至监管系统，运输车辆采用GPS跟踪路径，轨迹信息同样上传至监管系统……通过大数据技术，当发现GPS轨迹信息、油桶身份信息等数据异常时，系统会及时提醒监管部门处理。

3 美国调研公司曾调查超过600名来自教育和IT行业的领袖，其中将近一半的人相信，在未来两年内，物联网技术将会改变学生们在校园的学习方式。

具体看，智慧校园是把感应器嵌入和装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。

比如流媒体视频课程和数据分析可以帮助教师跟踪学生的学习情况，根据他们的能力水平定制教学内容，以及预测学生的执行情况。

4 物联网技术在医疗领域的应用潜能同样巨大。普遍认为，未来20年内将迎来人工智能诊疗的时代。

例如儿科部会记录早产儿和患病婴儿的每一次心跳，然后将这些数据与历史数据相结合。基于这些分析，系统可以在婴儿表现出任何明显的症状之前就检测到感染，这使得医生可以早期干预和治疗。

远程医疗监护也在兴起。利用物联网技术，构建以患者为中心，基于危急重病患的远程会诊和持续监护服务体系。可以减少患者进医院和诊所的次数。

四、物联网中大数据的价值与痛点

物联网简单来说，其实就是利用互联网把现实中的所有物品利用传感器连接起来，在这个基础上会产生大量的数据。而如何从这些数据中挖掘出有用的信息，充分利用这份资源，才是最具难度和价值的。

比如监测老年人身体健康的数据，除了应用于通知子女和社区医生，还可提供给医疗机构、养老机构等。甚至可以运用这份数据，针对每位老人制定相应的养老计划。

监测食品安全的数据也是如此。除了提供给政府方便监管以外，还可以提供给餐饮机构。将后厨的信息、食材履历、厨余去向等信息在互联网平台展示，让消费者通过互联网随时走进企业。一份数据，可以同时起到监控、管理、宣传三大功能。

数据的价值是强大的。SNS霸主Facebook就将他拥有的海量用户数据玩的非常漂亮。Facebook可以知道你什么时候跟别人约会，什么时候分手。就在今年情人节后第三天，Facebook通过其开发博客公布了其数据研究部门科学家团队的一项发现，即利用Facebook网站的统计数据，可以判断发帖的用户是否、何时擦出了爱的火花。

活跃用户规模已达到27亿的Facebook掌握了数以亿计的用户信息。使用一定的模型，可以从这些数据中挖掘出无限有趣的信息。比如新的感情开始时人们最喜欢的音乐、最喜欢的商品等等。

随着物联网技术的不断进化，智慧城市的不断快速发展，各种大数据也在不断被人们所发现，并应用实际中。所以需要同步发展的是数据挖据、决策分析的能力。将大数据转化为数据资产，将智慧城市建设成智能化、互联化的城市。

成都无线龙通讯科技有限公司创立于2004年，是一家专业化从事嵌入式无线通讯产品开发，设计的高科技公司，产品包括物联网，传感网，嵌入式无线模块，无线学习系统，无线单片机开发系统等。我们先后Texas Instruments（TI）公司以及GainSpan公司建立了全球战略合作伙伴关系。
我们的目标，是要将嵌入式无线通讯的技术，从大型的研究机构和大公司的实验室里“解放”出来，成为普通无线电爱好者，单片机爱好者，普通工程师，小型企业能够容易使用的技术。任何人都可像开发普通单片机系统一样，非常容易的开发嵌入式无线应用产品。
我们的产品线在国内嵌入式无线领域是最完善，包括：物联网/传感网教学开发平台、80211/Wi-Fi低功耗开发系统、无线传感器网络高级教学/开发平台、ZigBee07-PRO/RF4CE开发系统、802154/ZigBee2006教学/开发系统、无线传感器网络教学/开发系统、无线网络定位开发系统、SimpliciTI无线单片机开发系统、长距离无线模块和无线数传模块。
我们的客户遍及全球包括：英国、美国、意大利、日本、港澳台地区等，国内教学/开发系统领域重要客户包括：北京大学、清华大学，哈工大，沈阳航空工业学院，上海交通大学，同济大学，复旦大学，南开大学，中山大学、浙江大学，电子科技大学，江南大学，四川大学，西南交通大学，香港中文大学等。
我们的研发中心分别在中国和美国，我们工程师不仅具有多年的高频无线系统硬件设计的实际经验，而且在嵌入式无线通讯系统的物理层，数据层软件开发方面，具有丰富经验。由无线龙自主编著的无线单片机系列丛书<<ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践>>、<<CC1110/CC2510无线单片机和无线自组织网络入门与实战>>、<<ZigBee2006无线网络与无线定位实战 >>、<<PIC单片机与ZigBee无线网络实战 >>、<<CC1010无线SoC高级应用 >>、<<ZigBee无线网络技术入门与实战 >>、<<C
8051F系列单片机与短距离无线数据通信 >>、<<短距离无线数据通信入门与实战 >>、<<ARM9微控制器与嵌入式无线网络实战>>9本书籍由北京航空航天大学出版社出版，全国各大书店都有发售。书中一些内容紧密结合开发系统，对于学习、研究无线传感器网络带来了很大的帮助。

时代之风，吹来的永远不会只有一种事物，挑战会不请自来，但机遇同样如期而至。新冠肺炎疫情这只“黑天鹅”彻底打乱了原有的市场环境，让秩序重新陷入混沌。但重压之下并不意味着绝无出路，因为混沌之后往往孕育着新生。

物联网时代本就是一个颠覆传统，催生新事物的时代，新冠肺炎疫情无疑加速了这一进程。旧事物的衰亡势必不可避免，但“新物种”也常常在这个时候迸发生命力。诞生于海尔生物医疗平台上的海尔生物样本网（简称“样本网”）便是其中代表，数据显示，2020年上半年，样本网销售收入实现双位数增长，在疫情期间逆势上扬。

样本网，跳出传统的产品维度

作为海尔创业热带雨林里诞生的“新物种”，样本网在疫情期间的逆势而上，并非只是产品端单方面的强势表现。甚至可以认为，样本网之所以可以在经济下行的大背景中释放竞争力，正是在于其跳出了传统的产品维度，而向着一种场景化、生态化的方向转型演进。

从本质上看，样本网的商业模式已不再是为用户提供一台超低温冰箱这种初级的产品交易模式，而是基于用户在不同场景中的具体需求，进行解决方案的全面输出。

笔者了解到，通过低温存储与物联网管理系统相结合，样本网实现了人、机、样本的三向实时交互、样本信息一键获知、安全便捷管理样本。而在加入生物样本网共享平台以提供数据转化和科研增值服务后，样本网不仅能够实现对生物样本存储温度及设备运行状态进行有效的监控和预警，还可以满足用户对生物样本存取的精准定位、准确复核和快速整理的需求。

简而言之，样本网如同一套覆盖生物样本库全流程领域的管理系统或解决方案。以超低温冰箱为代表的产品仅仅是样本网与用户交互的开端，而随着物联网等技术的深入运用，样本网便化身为一种动态的解决方案，通过迭代的方式持续满足用户需求。

差异化， 探索 物联网场景解决方案

那么样本网是如何完成由单品走向物联网解决方案的演变？

其第一点便是让电器成为网器。针对生物样本库物联网存储需求，样本网于2018年推出了新一代的云芯超低温系列产品。据了解，云芯超低温系列搭载了物联网监控模块和智能物联网生物样本管理系统，以实现对生物样本存储温度及存储设备运行状态的监控和预警。而在这个过程中，随着显示模块、信息存储及处理模块的嵌入，样本网能通过扫描对样本入库位置进行精准识别和记录，方便用户信息查询以及取样，同时管理系统也可将生物样本的基本信息和储存信息上传到云平台，便于用户统一管理，提高了用户对样本管理的效率和精确度。

云芯超低温系列即是样本网实现网器化的重要载体，其不再是一台冰冷的产品，而是具有温度、能够与用户交互的触点。事实上，网器为样本网的物联网之路打下了基础，在强调用户需求个性化、定制化的物联网时代，重交互又兼具智慧化的网器便让样本网拥有了进一步演化的可能。

依托于网器化布局，样本网基于用户的不同场景需求，迭代出了超低温存储场景、深低温及低温存储场景、样本处理场景、样本运输场景等多种物联网解决方案。这些解决方案不仅在国内市场实现样板复制，更进入英国、澳大利亚、瑞士、葡萄牙、新加坡、丹麦等国家，获得了海外高端市场用户的认可。以样本网入驻英国生物中心为例，样本网以超低温储存场景为依托，为英国科研人员绘制国家疾病图谱提供了可靠的样本保障，也能根据英国用户的身体状况与成长轨迹，对疾病的根源进行挖掘。

海尔生物样本网相关负责人表示，物联网场景解决方案就是样本网的差异化所在。其不是产品向用户的单向输出，而是以用户为核心，持续交互、不断提升用户体验。

生物安全，对于时代的最新 探索

即如前文所言，样本网是一种动态的解决方案，而不是一成不变的固有模式。样本网的动态特质一方面体现在它的物联网解决方案能根据不同场景需求，提供具备定制化的解决方案；另一方面则在于样本网拥有持续迭代颠覆的能力，根据时代、趋势的变化而进行自我演进。

特别是在疫情之下，样本网之所以能实现逆势上扬，不仅在于物联网解决方案的“因场景而异”，更在于其在时代的大背景下迅速觅得新的方向——生物安全领域。

笔者了解到，随着疫情进入常态化阶段，国家卫健委下发了《关于进一步做好疫情期间新冠病毒检测有关工作通知》，要求县区级以上疾控机构、二级以上综合医院要求具备核酸检测能力；三级综合医院均应当建立符合生物安全二级以上标准的临床检验实验室。在这种背景下，样本网迅速迭代出新冠肺炎检测PCR实验室场景方案，从样本所经历的不同环节入手，给予全套的产品方案支持，并借助物联网技术，让样本的运输轨迹、检测过程、存储状态等全流程可见。目前，PCR实验室场景方案已覆盖全国3000多家医院。

以样本网在天津市第三中心医院落地的PCR实验室为例，今年5月15日，样本网携手天津市第三中心医院发起新冠肺炎检测PCR实验室体验云众播，不到半小时的专家场景交互，便吸引了5万余位基层核酸检测一线用户参与，为各地医疗、疾控以及科研领域从业者提供了及时的PCR实验室生物安全防护全流程建议。

场景裂变，始终处于动态的 探索

探索 生物安全领域的样本网，一言以蔽之，因时代而动。但同样要看到的是，样本网对于生物安全领域的 探索 ，仍旧处于一种动态的过程。这种动态首先体现在生态资源方的持续扩大，数据显示，围绕着生物安全领域的全新机遇，样本网全面开放了自身的生态平台，目前已吸引超过50余家资源方共创共赢。

在另一方面，样本网的动态又体现在其场景生态的持续裂变。笔者了解到，围绕着用户需求，除PCR实验室外，样本网又裂变出云眼智慧实验室、新冠样本采集、样本转运、样本存储、移动方舱等诸多子链群，持续扩大其在生物安全领域的场景布局。

以云眼智慧实验室为例，该解决方案基于在PCR实验室场景中用户的全流程实时监测需求而诞生。具体来看，云眼智慧实验室通过对“软件+硬件”的全方位升级，让以PCR实验室为代表的生物安全实验室具备智慧终端人脸识别功能、环境实时监测、设备实时监控、智能环境消毒、无纸化信息记录以及合规化管理等功能，实现了生物安全实验室及时化、可视化、智能化、远程化的安全管理。同时，云眼智慧实验室始终处于迭代的过程中，其通过链接更多的生态资源，正着力打造“云眼网”这一全新生态布局。

可以看到，云眼智慧实验室场景解决方案具备双重维度的价值。其首先解决了PCR实验室的需求，优化了样本网在生物安全实验室领域的场景解决方案；此外，云眼智慧实验室又是一个相对独立的场景解决方案，并向着新的生态圈演进，以此进一步扩大样本网在生物安全领域的布局。

事实上，既能独自构筑场景，又始终处于动态演进过程中的物联网解决方案，即是样本网核心竞争力的所在。这一方面缘于海尔“自以为非”的创业基因，另一方面也在于时代所催生的驱动力。挑战和机遇永远是紧贴时代这枚“硬币”的正反两面，相互依存又因人而异，而样本网之所以能在重压之下迸发生命力，不过是在布局物联网场景解决方案的过程中，把握住时代的“机遇面”。

作者：尹为鉴

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