物联网 The Internet of Things

当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络，甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除资源孤岛。 网络技术具有很大的应用潜力，能同时调动数百万台计算机完成某一个计算任务，能汇集数千科学家之力共同完成同一项科学试验，还可以让分布在各地的人们在虚拟环境中实现面对面交流。 发展历程 网络研究起源于过去十年美国政府资助的高性能计算科研项目。这项研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、大型的科研设备、通信设备、可视化设备和各种传感器等整合成一个巨大的超级计算机系统，以支持科学计算和科学研究。 微软公司把开发力量集中在数据网络上，关注使用网络共享信息，而不是网络的计算能力，这反映了学术和研究领域内的分歧。事实上，很多用于学术领域的网络技术都能够成为商业应用。 Argonne Globus是美国阿贡（Argonne）国家实验室的网络技术研发项目，全美12所大学和研究机构参与了该项目。Globus对资源管理、安全、信息服务及数据管理等网络计算的关键理论进行研究，开发能在各种平台上运行的网络计算工具软件，帮助规划和组建大型的网络试验平台，开发适合大型网络系统运行的大型应用程序。 目前，Globus技术已在美国航天局网络、欧洲数据网络、美国国家技术网络等8个项目中得到应用。2005年8月，美国国际商用机器公司（IBM）宣布投入数十亿美元研发网络计算，与Globus合作开发开放的网络计算标准，并宣称网络的价值不仅仅限于科学计算，商业应用也有很好的前景。网络计算和Globus从开始幕后走到前台，受到前所未有的关注。 中国非常重视发展网络技术，由863计划“高性能计算机及其核心软件”重大专项支持建设的中国国家网络项目在高性能计算机、网络软件、网络环境和应用等方面取得了创新性成果。具有18万亿次聚合计算能力、支持网络研究和网络应用的网络试验床——中国国家网络，已于2005年12月21日正式开通运行。这意味着通过网络技术，中国已能有效整合全国范围内大型计算机的计算资源，形成一个强大的计算平台，帮助科研单位和科技工作者等实现计算资源共享、数据共享和协同合作。 关键技术 网络的关键技术有网络结点、宽带网络系统、资源管理和任务调度工具、应用层的可视化工具。网络结点是网络计算资源的提供者，包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。宽带网络系统是在网络计算环境中，提供高性能通信的必要手段。资源管理和任务调度工具用来解决资源的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具根据当前系统的负载情况，对系统内的任务进行动态调度，提高系统的运行效率。网络计算主要是科学计算，它往往伴随着海量数据。如果把计算结果转换成直观的图形信息，就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这需要开发能在网络计算中传输和读取，并提供友好用户界面的可视化工具。 研究现状 网络计算通常着眼于大型应用项目，按照Globus技术，大型应用项目应由许多组织协同完成，它们形成一个“虚拟组织”，各组织拥有的计算资源在虚拟组织里共享，协同完成项目。对于共享而言，有价值的不是设备本身而是实体的接口或界面。 从技术角度看，共享是资源或实体间的互 *** 作。Globus技术设定，网络环境下的互 *** 作意味着需要开发一套通用协议，用于描述消息的格式和消息交换的规则。在协议之上则需要开发一系列服务，这与建立在TCP/IP（传输控制协议/网际协议）上的万维网服务原理相同。在服务中先定义应用编程接口，基于这些接口再构建软件开发工具。 Globus网络计算协议建立在网际协议之上，以网际协议中的通信、路由、名字解析等功能为基础。Globus协议分为构造层、连接层、资源层、汇集层和应用层五层。每层都有各自的服务、应用编程接口和软件开发工具、上层协议调用下层协议的服务。网络内的全局应用都需通过协议提供的服务调用 *** 作系统。 构造层功能是向上提供网络中可供共享的资源，是物理或逻辑实体。常用的共享资源包括处理能力、存储系统、目录、网络资源、分布式文件系统、分布式计算机池、计算机集群等。连接层是网络中网络事务处理通信与授权控制的核心协议。构造层提交的各资源间的数据交换都在这一层控制下实现的。各资源间的授权验证、安全控制也在此实现。资源层的作用是对单个资源实施控制，与可用资源进行安全握手、对资源做初始化、监测资源运行状况、统计与付费有关的资源使用数据。 汇集层的作用是将资源层提交的受控资源汇集在一起，供虚拟组织的应用程序共享、调用。为了对来自应用的共享进行管理和控制，汇集层提供目录服务、资源分配、日程安排、资源代理、资源监测诊断、网络启动、负荷控制、账户管理等多种功能。应用层是网络上用户的应用程序，它先通过各层的应用编程接口调用相应的服务，再通过服务调用网络上的资源来完成任务。应用程序的开发涉及大量库函数。为便于网络应用程序的开发，需要构建支持网络计算的库函数。 目前，Globus体系结构已为一些大型网络所采用。研究人员已经在天气预报、高能物理实验、航空器研究等领域开发了一些基于Globus网络计算的应用程序。虽然这些应用仍属试验性质，但它证明了网络计算可以完成不少超级计算机难以胜任的大型应用任务。可以预见，网络技术将很快掀起下一波互联网浪潮。面对即将到来的第三代互联网应用，很多发达国家都投入了大量研究资金，希望能抓住机遇，掌握未来的命运。 中国也加强了网络方面的投入。中科院计算所为自己的网络起名为“织女星网络”（Vega Grid），目标是具有大规模数据处理、高性能计算、资源共享和提高资源利用率的能力。与国内外其他网络研究项目相比，织女星网络的最大特点是“服务网络”。中国许多行业，如能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等对高性能计算网络即信息网络的需求非常巨大。预计在最近两三年内，就能看到更多的网络技术应用实例。 应用领域 网络技术的应用领域很广，主要有以下几方面。 分布式超级计算 分布式超级计算将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来，并用网络中间件软件“粘合”起来，形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。 分布式仪器系统 分布式仪器系统使用网络管理分布在各地的贵重仪器系统，提供远程访问仪器设备的手段，提高仪器的利用率，方便用户的使用。 数据密集型计算并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动的，特别是一些带有巨大挑战性质的应用，大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。数据密集型计算的应用比计算密集型的应用多得多，它对应的数据网络更侧重于数据的存储、传输和处理，计算网络则更侧重于计算能力的提高。在这个领域独占鳌头的项目是欧洲核子中心开展的数据网络（DataGrid）项目，其目标是处理2005年建成的大型强子对撞机源源不断产生的PB/s量级实验数据。 远程沉浸 这是一种特殊的网络化虚拟现实环境。它是对现实或历史的逼真反映，对高性能计算结果或数据库可视化。“沉浸”是指人可以完全融入其中：各地的参与者通过网络聚集在同一个虚拟空间里，既可以随意漫游，又可以相互沟通，还可以与虚拟环境交互，使之发生改变。目前，已经开发出几十个远程沉浸应用，包括虚拟历史博物馆、协同学习环境等。远程沉浸可以广泛应用于交互式科学可视化、教育、训练、艺术、娱乐、工业设计、信息可视化等许多领域。 信息集成 网络最初是以集成异构计算平台的身份出现，接着进入分布式海量数据处理领域。信息网络通过统一的信息交换架构和大量的中间件，向用户提供“信息随手可得”式的服务。网络信息集成将更多应用在商业上，分布在世界各地的应用程序和各种信息通过网络能进行无缝融合和沟通，从而形成崭新的商业机会。 信息集成如信息网络、服务网络、知识网络等，是近几年网络流行起来的应用方向。2002年，Globus联盟和IBM在全球网络论坛上发布了开放性网络服务架构及其详细规范，把Globus标准与支持商用的万维网服务标准结合起来。2004年，Globus联盟、IBM和惠普（HP）等又联合发布了新的网络标准草案，把开放性网络服务架构详细规范I转换成6个用于扩展万维网服务的规范，网络服务已与万维网服务彻底融为一体，标志着网络商用化时代的来临。 网络技术的发展，标准是关键。就像TCP/IP协议是因特网的核心一样，构建网络计算也需要对核心——标准协议和服务进行定义。目前，一些标准化团体正在积极行动。迄今为止，网络计算虽还没有正式的标准，但在核心技术上，相关机构与企业已达成一致，由美国阿贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的Globus 计算工具软件已成为网络计算实际的标准，已有12家著名计算机和软件厂商宣布将采用Globus 计算工具软件。作为一种开放架构和开放标准基础设施，Globus 计算工具软件提供了构建网络应用所需的很多基本服务，如安全、资源发现、资源管理、数据访问等。目前所有重大的网络项目都是基于Globus 计算工具软件提供的协议与服务的。 除了标准以外，安全和可管理性、人才的缺乏也是网络计算亟待解决的一个问题，否则它将无法成为企业的商业架构。在真正实现商业应用之前，还需要解决许多问题。即便如此，构建全球网络的前景仍是无法抗拒的。 主要功能 一般来说，计算机网络可以提供以下一些主要功能： 资源共享 网络的出现使资源共享变得很简单，交流的双方可以跨越时空的障碍，随时随地传递信息。 信息传输与集中处理 数据是通过网络传递到服务器中，由服务器集中处理后再回送到终端。 负载均衡与分布处理 负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子：一个大型ICP（Internet内容提供商）为了支持更多的用户访问他的网站，在全世界多个地方放置了相同内容的>楼上一些回答太形而上学了，都是理论，简单的事情整复杂了，非常容易把人往沟里带。
本人从事物联网专业（说实话做了不少产品，但目前OSI七层协议都背不全），分享下自己的答案，希望能给题主一些帮助。
物联网其实是互联网的一个延伸，互联网的终端是计算机（PC、服务器），我们运行的所有程序，无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输，除了计算机外，没有涉及任何其他的终端（硬件）。
物联网的本质还是互联网，只不过终端不再是计算机（PC、服务器），而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果，为人类服务的计算机呈现出各种形态，如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网，发生数据交互，就叫物联网。
不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式，那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样，学的是单片机编程，大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右，很多热钱从房市涌出，投入资本市场。正是这个时候，一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”，单片机叫“智能硬件”，网络单片机应用叫“物联网”，车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性，我们搞技术的只能跟着改头换脸，谁叫发薪水的是老板呢，呵呵。
不过受限于技术上的瓶颈，物联网的发展，其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法，大家有没有发现很多物联网的应用，其实是锦上添花的东西，需求性并没有那么强，这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因；正是因为需求性原因，所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入，又一定钳制了技术的进一步发展。
到今年，这一波的投资热潮冷却了很多，但是在这波浪潮里，我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多，从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程，政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热，所以在物联网的大群体里，有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者，其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。
物联网的技术前景是广阔的，近些年上市的一些空气净化器产品，穿戴设备，家庭环境监控设备，在过去是不曾有的，在目前的消费背景下，正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现，这些正是物联网技术发展的必然结果，所以投身于物联网的技术研发，是很有前景的一件事。
然而物联网的商业前景却是复杂的，特别是对于创业者而言，这不是一个好消息。既然创业，目的肯定是赚钱，然而放眼人类社会，最赚钱的事情，其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具，以及信息。每个企业，想要活得好，目标只有一个，就是垄断。然而社会上的大部分资源，都是垄断在大企业手里，小企业参与的，往往是跟民生有关的门槛低的行业，竞争激烈，赚钱辛苦。回到计算机行业，虽然计算机行业开放程度很高，然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司，基本垄断了处理器行业。微软、Google（Android）、苹果垄断了 *** 作系统。物联网是新兴市场，虽然目前容量不大，但各家各户都盯着，对于创业者而言，无法创造垄断，很难存活。创业者大部分都是小公司，你无论多么牛逼的技术，一旦有市场，大公司都可以迅速投入数倍于你的资金，在非常短的时间内模仿你，超过你，压垮你。你是小公司，宣传推广，也不可能投入像大公司那样的资金及影响力，所以产品再好，也不一定卖得好，这是每个技术型创业者，不得不面对的事实。
正是因为上述压力，很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业，因此结识了很多同行，其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋，对自己的想法充满热情，也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用，大部分创业者，都没有走到今天，因为投资人的钱总是会烧完的。
我觉得想走向成功，物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先，应该认识到，计算机行业想突破垄断，对于大企业而言，是技术积累。然而对于个人或小团队而言，唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人，那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”，那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处，是大企业不会来跟你抢饭吃，而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次，个人或小团队，不应该有任何一刻在亏本，否则你终会难以坚持。最好的状态，应该是大家都有正职工作（收入），但是比较闲，一起来维护一款小产品，这样的情形，往往容易成功（最后团队或项目被大公司收购，实现财务自由，或职位上升）。
对于在大企业进行物联网方向研发的人员，自然不用担心收入问题，然而可能大部分时间，都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者，我们应该认识到，这个行业的技术，还是有很多方面需要突破的，个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下，希望在物联网方向的研发人员，可以在闲暇之余，做一下这么几方面的技术积累：
1目前国内低功耗网络技术都做得不好，包括zigbee，其实也被过分夸大宣传。
2传感器和传感输入部分，其实有很大的空间，人之所以聪明，跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系，然而计算机的手眼口鼻耳，没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累，所以只能做做算法，对于视觉识别技术，各个领域，都有非常大的潜力，可以研究积累。
3降低研发难度的工具，可以关注下，目前物联网还属于教学推广阶段，能够快速帮助从业者提高研发效率的工具，可以研究积累。（鄙人正是做这一块）
4特定环境下的语音对话算法，可以研究下。目前所有的语音识别，几乎都不过是语音转文字而已，然后计算机通过词汇分析来执行任务，基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话，估计国外的苹果、google，国内的讯飞、腾讯、百度都在研究，个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下（比如自动导航这个环境，人的指令，只会围绕“导航”这个主题），语音对话是非常有效率的输入输出工具，值得个人研究积累。
说完创业者，再来说说各大高校的物联网专业的学习者。
其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的，因为物联网专业不是基础学科，在本科开设，没能力的学校，也就是一个幌子，会坑不少人。有点能力的学校，也无法指望在当前的教学构架下，能让学生学到点什么。其原因就是，物联网涵盖的内容太多，随便列举列举：
1数电模电、单片机编程技术：要做物联网产品，起码，你能看得懂电路板吧，你得能给单片机写几行代码，点个流水灯什么的吧。要知道，这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好，就算在内陆省会城市，月薪也随便上万的啊，单片机写得好，月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊！
2网络技术：光给单片机编单机程序还不行，你还得能让单片机上网吧，否则叫什么物联网。既然上网，最简单的“客户端-服务器”模型，你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写，到阿里云买个服务器，绑定个域名，估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序，那在本科也是一门专业啊，起码VC要学吧（时髦点学java）。你即会上位机，又会单片机，那你是全栈工程师啊，这工资不是更高？
3无线技术：很多产品，光一个单片机还不行，你还得整多个单片机，然后多个单片机互相整个网络，这就涉及到组网。用wifi，功耗太高。用zigbee，光协议就看死你。用蓝牙，人家构架就没这么整过。那只好自己写吧，从驱动到组网协议，你要能写全，还不出问题，那以后还有什么软件构架你整不了啊？
4传感器技术：就目前而言吧，很多传感器都是数字型的，直接丢数值出来，单片机只需连上去就可以用，难到不难。但问题是量多，测温度吧，有温度传感器；测光照吧，有光照传感器；测空气吧，有空气质量传感器；还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年，学单片机编程估计都要三年，你看你剩下的时间能整几个吧。
5终端技术（App）：物联网物联网，你把用户搁哪啊，总要给用户丢个App来看看产品状态吧，那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了，不然用户就得减少一半，呵呵。
所以本科开设的物联网专业真的是坑啊，明摆着学校不可能教全的嘛，就算学校愿意教，学生也学不过来啊。给点可行性建议吧：
1明确正确的技术观，物联网是一个行业，而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术，都可以独当一面，迅速实现个人价值积累（收入很赞的哦）。如果贪多贪快，除了给自己带来无尽的失望和打击，没什么好处。
2明确正确的发展方向，物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域，作为个人而言，只可能精其一样。如果是做硬件，那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件，明确方向，一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用，做一两款小产品即可。毕业后，可逐步过渡，学会和其他工程师配合，学会组网应用，多出作品练手。
3实践大于理论，学物联网或者嵌入式一定要勤上手，多出作品。多出作品，不仅可以增长技术能力、了解物联网构架，最重要的是可以提高自信心。人与人的区别，大部分都在教育，而教育成功与否，自信是非常重要的评估法则。当然，由于物联网一般都是系统产品，建议学习者可以基于成熟的构架去做产品，这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统，也是选择之一。
4毕业后，尽量不要去初创公司，不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队，哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术，一定要记得毕业招工作的时候，要想办法进企业的核心研发团队，大公司进不了，就进小一点的，再进不了，就再小一点。可能有人会问，人家不一定要我啊。对，人家不一定要你，你本科期间作出的物联网作品，就是敲门砖。
5就业后，不要急于成功，闷下心思，跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么，尽多培养不同领域的应用，多结实靠谱的技术朋友。三五年后，某一天，你会发现你自己有技术、有团队，可以做任何产品的时候，你的路也会宽阔起来。
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好了，广告时间到了，来说说我这两年从事的项目：
酷享物联系统，是开源、开放的物联网系统，以主机+设备的方式，原生支持常见家电控制，提供可以嵌入到设备里的无线物联模块（万纳模块）给研发者，研发者可以基于万纳模块，快速实现自己的Idea。万纳模块8个IO无需编程，就可以被配置为数字输入输出、按键、模拟采样（ADC），PWM等各种方式，极大的降低了设备的接入门槛。
由于酷享物联系统是开源系统，学习者使用酷享系统学习物联网构架的同时，还可以看到酷享物联系统的实现代码，以及诸多应用案例，以最高的效率，提升自己对物联网的理解。
案例：
植物栽培助手（不编程案例）
双向开关、智能插座（不编程案例）
情景面板（不编程案例）
LED调光器（不编程案例）
空气质量监测仪（开源案例）
补充：（2016420）
本来不想上照片的，有评论说我做的这几个作品根本没有联网，那我就发几张照片出来打脸，呵呵。
请问？系统中所有设备，都可以通过app远程联网查看，控制，怎么不是物联网？？？？？？？？？？？？？？？？
请问？系统中所有设备，可以脱离手机，通过网络互为关联，互相触发，怎么不是物联网？？？？？？？？？？？？？？？？？
对，说的就是你，让我看论文的那位！！！！！！！！！！！！！
好了，希望诸多物联网从业者也好，初学者也好，都能戒骄戒躁，努力积累，实现中国梦！哈哈哈哈

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