解读《交互的未来-物联网时代设计原则》

  这本书的出现是件很巧合的事情，当我们尝试在新零售这个领域做一些新的设计探索的时候，这本书被同事推荐了过来，“交互的未来”是一个很有吸引力的噱头，我也很想知道，交互的未来到底发展到何方。
  之所以说是巧合，是因为我们在探索的过程中，发现用户会在新零售的整个框架里面，开始接触一些新鲜的东西，而用户在整个过程中的交互，初步分析，可以划分为“人、物、屏、声” ① 这四类，而这本书，很清晰的告知了我们，人与机器或者屏幕，在未来的交互方式中可以遵循的原则。
  本文的目的，是期望能够通过对这本书的解读，让大家对这个概念有一定的认知和了解。

  早在1995年，“普适计算” ② 之父，马克·维泽与施乐帕克研究中心 ③ 的约翰·史立·布朗 共同了提出“平静技术”的概念。
  其实，在20世纪80年代的时候，这群研究学者就已经预见到，未来是一个充满各种小型设备的时代，当时他们称这些设备为：“垫板”“平板”“直板”，并且在这些小型设备未出现之前，就开始研究这类产品使用体验和最佳的用法。在他们看来，无论技术如何的新型，但是技术给人带来的感受应该是优雅的、人性化的，不显眼的。
  但从今天看来，我们经常讨论某些新型设备的问世，然后静静的看着它们报出一个个让人捧腹的bug，新的设备逐渐增多，但是给人以幸福感的设备却寥寥无几，技术给我们带来了新的产品，但是却并没有给我们平静的生活。
  那么平静技术到底是什么？我个人总结了一下：

  自20世纪40年代，第一台计算机问世以来，计算机的发展从未停止。在书中，作者提出了计算机发展的4个浪潮：

  我们会发现，设备数量的增长速度甚至快过人类，并且逐渐多样化，从大型机时代到移动计算时代，设备的增长呈现出以下几个特点：

  平静技术的提出者们同时提出了一个设想，当世界人口超过100亿时，世界上的设备数量至少超过了500亿。如果我们一方面在增加设备的数量，一方面又保留目前我们跟设备互动的标准，很快我们会被自己设计的各类信息所淹没。
  如何能够让设备在增长的同时，给人带来平静的体验？作者提出了平静技术设计的8大原则，来协助我们review自己的设计。

  在阐述这8项原则之前，我想先抛出一个论点： 注意力守恒 。即大多数人在某个时刻的注意力总量是恒定不变的，所以人们无法同时处理对于注意力要求很高的多个事情，一件事需要的注意力多了，另一件必然不会分配更多的注意力。就如同司机不可能一边开车一边玩游戏一样。
  个人认为， 注意力 是人与设备交互时的 最核心资源 ，尽管需要我们注意的信息已经大大增多，但是我们自身所拥有的注意力的总量始终未变。这就意味着，我们需要对注意力资源有更加合理的分配，设备对于注意力的占用需要更少且更高效。

  作者强调，这里的原则并不是每次设计都需要遵循，而是提供一些思考的方向，供大家每次设计时进行参考。
  下面结合书上的内容，对这8条原则说一下个人的一些理解：

  我们当前很多交互设计的原则或者思维还是来自于 台式机时代 ，在那个时代，人们被要求坐在电脑面前，投入大部分注意力到屏幕上，来处理自己的工作任务。我记得在《About Face 3》以及之前的版本，移动端的设计仅仅是被提及，而在《About Face 4》中则用大篇幅的文章来介绍移动端的设计方法与准则。

  当今时代，大多数人的生活处于 移动、并行、多平台 的环境。在这种环境下，我们可能会在某个瞬间接收到多个设备提供的信息，这就要求我们能够将注意力短暂转移到设备，并在获取信息后，能立刻转移到其他事情上。如果某个设备一直通过某种方式强调注意力资源的占用，而无法提供人们最关注的信息，这种就会对人们形成干扰，甚至会引发人对这个设备的厌恶。
   这种注意力资源的分配矛盾，在当人们有主要任务时，显得尤为突出 ，设备(或产品)应该在尽量不打扰人们完成主要任务的情况下，也能够传递信息。但是目前看到的很多设计过程中，注意力资源仍然不是第一考虑要素，甚至可以说，今天大部分的设备，仍然设计的像台式机，我们不得不倾注大量的注意力资源，才能从其中获取信息。
  虽然视觉是最直观的获取信息的方式，但是在设计时，除了屏幕之外，我们可以利用的还有很多。人的五感之中， 视觉、听觉和触觉都是可以利用，并且花费较低成本就可以获取信息的方式 ，而信息的表达，在某些场景下，可以放弃屏幕，通过灯、声音和震动等方式来替代。
  例如，目前市面上洗衣机的开机、关机、洗衣结束时，都会伴随有不同的声音，来提醒人们洗衣机目前的状态。所以，我们只需要在开启后洗衣功能后，就可以做其他事情直到听到结束的声音。试想如果整个过程，我们需要一直盯着洗衣机完成整个动作，那又会是一个什么场景？

  平静技术会让你明确知道某个系统运转良好并且一切正常，你之所以感到平静，是因为知道如果出现需要你关注的事情，设备会在恰当的时间提醒你。
  生活中这样的正例不胜枚举，例如正在煮饭的电饭煲、烘焙的烤箱、烧水的水壶等等，这些电器的样式千差万别，但是他们工作状态的展示却趋于一致，正是因为他们提供了平静的过程和需要关注的结果，而我们现在看不到不同于这类方式的电器，只不过是因为设计的优胜劣汰所导致的。
  当然，如果有些设备通过粗暴的方式打断你当前的任务，将你的注意力转移到其他事情身上，是因为为了保证你的生命安全，例如火警警报等。

  在《设计师要懂心理学2》这本书中，有三个章节介绍了关于视觉的内容，书中提到了周边视觉与中央视觉的概念，并且强调：

  除了视觉相关的内容，作者还在书中提到了 注意力模型 ，注意力模型分为三个等级：

  从注意力的模型可以看出，注意力不仅限于视觉，还包括触觉、听觉等，人类经过数以万年的进化，已经形成了接收注意范围边缘信息的能力，而我们在设计的过程中，可以进行反思，这些事物需要我们把所有的注意力集中到眼前么？我们能在注意范围的边缘关注它吗？

在开始这部分之前，请各位思考下，设备与人的优势分别在什么我个人对于设备与人的优势总结如下：

结合上述设备与人不同优势的区分与对比，如何能够让设备（或产品）放大自身与人的优势？

  emmm~这里的不需要说话，并不是禁止使用语音，我个人理解，这里更多强调的是对于语音交互的慎用。
  我们会发现，VUI，即以语音为基础的交互行为现在逐渐增多，我们可以在很多app的搜索栏看到麦克风的图标，提示我们可以进行语音输入，甚至一些翻译软件（彩云小译）等直接采用语音交互作为主体交互模式，但是语音是否适用，还是要根据场景来定义。
  《设计心理学3-情感化设计》这本书提到一个很有意思的观点：

人们通常会以人的标准来要求他使用的设备，如果这种情绪放在VUI场景下，如果只是能够让机器说话，而不给他注入语境和人际关系意识，那这些谈话最终还是会总结。
  机器人语音系统最吸引人的地方在于， 他们不会对我们的情感需求和生理需求抱有成见，他们会成为我们忠实的仆人，为我们提供鉴定的情感支持 。
  然而， 正如同需要完全占用视觉注意力的用户界面会干扰我们，让我们无法做其他事情一样，完全占用听觉注意力的方式，对我们的干扰也是一样的 。

我们发现，语音交互同样存在很多的限制：

当我们列举完语音交互的限制时，再回来看设备交流的本质是什么？ 是为了反馈或者展示信息给到人们 ，所以：

  设计师和开发人员往往及其希望能够忽略极端用例，因为有时候，解决这些极端用例所耗费的精力，往往超过常见用例的总和，然而，每个用户都极有可能遇到极端场景， 当极端场景出现时，它们的负面影响会远远超过它们所带来的正面效果 。（想想三星的Note7电池爆炸事件吧）

  这就要求设计师在设计的时候，要考虑到多种人群，经验丰富的用户、初学者、以及遇到问题的用户，一定要保证系统在部分功能出现问题时，仍然可用， 至少能够将设备关闭或者回复到初始状态 。

  如同“电”在当今生活中无处不在一样，如果产品的技术含量使用的恰当好处，那么它会很快的消失于无形，人们会习惯它的存在就好像它本来就应该存在一样。
  每个设计师的目标都是精简的设计，然而实际上，为产品添加功能往往比删减功能要简单的多，这里的原因可能有很多种，比如添加功能而不用斟酌已有功能带来的思考成本要低的多，能够增加功能的人可以有很多，但是有权利(或者敢于)删减功能的人却很少。每个功能的引入，都会带来故障可能性的增加，越复杂的系统，往往越容易出现问题。 而我们对于产品功能的目标，并不是无意义的堆叠和累加，而是希望能够通过产品赋予用户能力，让他们只需要投入少量的注意力就可以实现目标 。
  在技术领域，往往有这样一个趋势： 技术能力往往超过技术的可靠性 ，所以我们经常发现，任何第一代产品，往往是问题最多的产品，即便是产品在面世之前，经历了严格的测试工作，当投入市场后，它将面临的是数以万计的使用场景，各种场景的组合，就会发现新的问题。
  所以这也引入了另外一个指导性原则 除非没有其他选择，否则不要引入会让用户产生依赖感的新技术 。新技术的不可靠性，很容易会使对齐产生依赖感的用户，感受到很大的挫败感和失望感。

  我们所接触到的被人们视为“正常”的技术，实际上是这个技术本身与社会规范相吻合，或者说，是被社会逐渐接受的技术。
  技术被社会所接受的速度是不一样的，有些技术可能在出现的瞬间就被社会所接受，而有些技术则需要经过很长的“代谢”过程才能被社会容纳，同样，有些技术出现了很多年，都可能不被社会所接受，从而被停止或者消亡。
  让技术被社会接受的最简单的方法，就是让人能够视之为常态，这个过程 可以是技术直接用到已经是常态的事情中，让人们逐渐接受，也可以是拓宽人们对于“常态”的定义，将新技术包含在常态的定义里 。
  个人认为，新技术的接受程度受到以下因素的影响：

  如果从上述8项原则中提取关键词，个人的提取是：

  设计平静技术需要我们尊重人的注意力，并认识到注意力是一种宝贵的资源，需要我们确保设计的可靠，在整个设计过程中，可以围绕人体的五感进行多样化的设计，要求我们时刻记得技术所处的使用环境和社会环境。

  个人认为，这8项原则是这本书最核心的部分，而在后续的篇幅中，作者更多的是分场景和案例来介绍如何进行设计，这部分我不做过多的阐述，有兴趣的同学可以查看资料了解下。
  但是在文末，作者提出了一个平静技术评价工具，这个可以贴出来，供大家作为后续设计时的checklist，如下：

我个人对于这篇解读的定位是知识点+个人理解的阐述，这本书出现的时间很近，所以大部分的举证在我看来都很有共鸣，虽然在本文中大量的主语是“设备”，但是在我看来， 无论是硬件设备还是软件产品，很多原则都是可以共通使用的 ，最后，感谢各位耐心看完这篇文章希望我的解读能够给各位带来一些新的思路，谢谢！ _

1、网络拓扑结构变化快
2、传感器网络难以形成网络的结点和中心
3、传感器网络的作用距离一般比较短
4、传感器网络数据的数量不大
5、物联网对数据的安全性要求较高
6、网络终端之间的关联性较低
7、网络地址的短缺性导致网络管理的复杂性

智能楼宇系统特点：（1）完全呈现物联网的整体架构，并且最上层以云计算技术实现整体的管理和控制。 （2）感知层将会由各类网络传感器组成，包括楼控系统中的所有传感器、行业认知的摄像头、红外辐射传感器、各类门禁传感器、智能水电气表、消防探头等全部将以网络化结构形式组成建筑“智慧化”大控制系统的传感网络。 （3）网络层将由传输媒介和 IP 功能控制器组成，通俗地说就是以综合布线系统作为传输介质，通过物联网标准的通信协议将感知层信号传递给相应的IP功能控制器。（4）应用层将由集中管理和分散应用的功能软件组成，仍旧符合“集散控制原则”。功能软件决定着IP功能控制器的应用范围和控制功能，并且能够在同一个管理款件层面实现不同功能控制需求，实现大融合的集成控制模式。 （5）建筑级别的大容量现场存储设备，包括大量历史数据存储设备(现主要是建筑能耗采集服务器、存储服务器和分析服务器等)、视频存储设备(现主要是硬盘录像机等)将会逐步被网络备份系统——“云存储”平台替代。（6）云计算作为最上端的集中管理和控制平台，实现建筑群的整体管控功能，运吊“集散控制”原则将单栋建筑的“小集散控制”系统扩展至建筑群的“大集散控制”系统，使建筑群整体的传感单元（感知层的传感器）、控制单元（应用层的IP功能控制器和功能控制软件）、执行单元（应用层的 IP 功能控制器和现场执行设备）、反馈单元（感知层的反馈机构和传感器）组成大控制回路，实现建筑群的大闭环控制和管理。
物联网时代，景阳科技对智能楼宇系统做出以上六大特点，任有不足。详细了解有待查询。

1、运营商主导型。
2、系统集成主导型。
3、软硬件集成主导型。
4、软件内容集成主导型。
5、政府主导型。
6、用户主导型。
7、合作运营主导型。
8、云聚合型。

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
关键词：物联网(IOT)；射频识别(RFID)；网络应用；关键技术
中图分类号：TP3934 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展，智能化管理与服务也得到快速发展，物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变，可大大提高生产力和社会运行效率，提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第3次革命。
早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念，但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年，美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年，在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”，从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末，但近年来，随着信息技术的发展，物联网才真正引起人们的关注。2005年，在信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》[2]。《报告》指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临：通过一些关键技术，用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网，世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2015—2020年进入半智能化阶段；2020年之后实现全智能化。目前，物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期，物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链，这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用，但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统，根据信息生成、传输、处理和应用过程，可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成，可以部署于世界任何地方、任何环境之中，被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带，主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工信息生成，主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来，各类可联网的电子产品层出不穷，智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及，人们可以随时随地接入互联网，分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准)，无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准)，无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准)，无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。
中国物联网校企联盟将物联网的定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。
国际电信联盟( ITU) 发布的ITU 互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
在物联网应用中有三项关键技术
1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
用途范围
物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

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