第一章 物联网，重新定义社会生态

1 院士的忠告

邬贺铨

邬贺铨，中国工程院院士，中国互联网协会理事长。

1943年出生于广东省广州市，广东番禺人。1964年毕业于原武汉邮电学院。曾任信息产业部电信科学技术研究院副院长兼总工程师、大唐电信集团副总裁、中国工程院副院长；现兼任国家973计划专家顾问组成员、国家信息化专家组咨询委员会副主任、中国通信学会副理事长、中国电子学会副理事长、中国通信标准协会理事长、国家“新一代宽带无线移动通信网”科技重大专项总师、“中国下一代互联网示范工程”专家委员会主任、国标委物联网标准化专家委员会组长，是国内最早从事数字通信技术研究的骨干之一。

记得当时采访邬贺铨很是费了一番周折，最终是在南京一场物联网论坛期间完成的。在采访开始前，他还说，不应该让他上杂志封面，应该让那些明星，像刘德华来上。我们都笑，告诉我们要讲物联网和云计算，不是讲娱乐。邬院士更来劲了，说：“你让刘德华讲物联网啊，不是更有看点了吗？”在场的人忍不住都哈哈大笑起来。曾为大唐电信副总裁的邬贺铨不仅学术精湛，对行销术也颇有见解。

这句玩笑在今天看来，或许成了一个预言：音乐界的“半壁江山”汪峰推出了自己品牌的耳机；《爸爸去哪儿》中的“村长”李锐创办了一个做智能儿童手表的公司；还有任泉、李冰冰等影视明星创办的风险投资机构Star VC也投了不少移动互联网、智能硬件项目，但在当时，物联网这个词和他们是完全绝缘的。

作为院士，对其所研究的领域的理解与把控，无论何时，都对推动产业发展有着举足轻重的作用。这一点，我在今天重新翻看2011年对邬贺铨的访谈时，就更加深信不疑了，因为他当年的很多言论，在接下来的四年中几乎全都得到了验证。

2011年9月，我创办《物联网与云计算》杂志时，离前任国务院总理温家宝在无锡提出“建立全国物联网中心”的历史时刻，已有两年之距。当时业界普遍探讨的是：物联网的商业模式。记得那一年，我去参加无锡物联网博览会，乘出租车时，的姐知道我是去参加物联网展会，还问了我一个发人深思的问题：“物联网，谁买单？! ”当时我就被镇住了。

所以，后面我对邬贺铨院士做采访时，心心念念要问的就是“物联网产业的掘金点”。而邬贺铨对这个话题似乎并不“中意”，因为他觉得这个话题本身就太过“急功近利”，所以一开始就批判了当时的“物联网产业不正之风”：把物联网当房地产来做。不过随后，还是通过多角度分析物联网产业的发展路径，为从业者提出了诸多忠告。

从技术路线阐释物联网四层架构

邬贺铨说，从技术路线上来讲，物联网有四层架构。其中最底层是感知层，所谓感知，就像我们人，踩到脚了，或者扎到手指了，或者撞到头了，你能感觉到疼，这是因为我们身体的每个部位都有末梢神经，它能够采集到被踩了、被扎了、被撞了这些信息，然后通过我们的神经系统传到大脑，大脑会分析疼还是不疼，疼的程度等，你的知觉就是这么来的。我们人是自身就有一个完整的系统的，但是今天如果我们想去感知一下水、土壤、大气、植物、动物，乃至矿物质等，怎么办呢？这就有了传感器。不同类型的传感器用来感知不同的物质，也用来感知同一物质的不同属性，比如水，我们有感知它温度的传感器；有感知它矿物质含量的传感器；有感知它浑浊度的传感器；还有感知它流动速度的传感器等。目前已经商用的传感器种类达3万多种，但是依然在很多领域是空白的，比如生物传感器。这些传感器未来就像我们人的末梢神经一样，会被放置在各种物质中，来采集各种物质的状态和属性，以便我们能够了解这些物质的需求。

感知层上面就是传输层。说到传输，其实我们大家比较熟悉的就是互联网。但是物联网的传输和互联网的传输有什么区别呢？其实本质上区别不大，都是所有的IP地址；都能通过同一种协议将其站点的信息上传到网页上，供大家查看。那么，既然如此，是不是互联网就可以取代物联网而存在了呢？当然不是，否则就不会有物联网一说了。互联网时代只有人在联网，假设每个人有一个IP地址，那么全球60亿人（1999年时全球共计60亿人口）,60亿个IP地址就够了，但是现在且不说IPv4时代根本就没有这么多的地址，即便真的有了，未来要联网的物体是人的几十倍，这些地址也一定是不够的。与此同时，互联网经过最初的混战，统一认定TCP/IP协议，就像我们的身份证号码，每个人都是18位数，格式都一样，这样才不会造成混乱。如果现在要物品也联网，且不说各种终端设备的通信协议千差万别，并不一定遵循TCP/IP协议，那么单联网这一段就会遇到极大的问题，所以，现在通信领域都在研究IPv6。IPv6如果投入使用，那么能够分配的IP地址就会更多，开玩笑说就是：每一粒沙子都能有一个IP地址。不过IPv6并非针对物联网来设计的，对于低功耗传感器而言，IPv6还是太过复杂，或者说IPv6帧结构中很多字节并非必须，因此基于IPv6的简化，出现了低功耗个域网协议（6LowPan）。目前物联网的协议还未形成共识，原来有Zigbee协议、RFID协议，以及各种传感器的协议等。当然，2015年年底电信运营商推出的“低功耗广域物联网”，据说可以实现这一诉求。

再往上就到了数据处理层。你可以把它想象成我们人类的大脑。前面所说的被踩了、被扎了，你能感觉到不是因为你的脚或手自己判断的，而是由末梢神经将它感知到的一些信号传给大脑，大脑经过分析判断后，得出的结果。再不然，就像互联网，你在网站上搜索一个东西，和这个东西相关的内容就会出现在网页上，不是网页自己把它推给你的，而是网页把你搜索的信息发送到一个运算平台，并通过一系列的计算，把你想要的信息从数据库中调用出来，再发送给网页，网页把它们显示出来，是这么一个过程。那么到了物联网时代，因为我们采集的信息更多，需要反馈的信息也更多，所以对这个数据运算平台的要求就更高，因此，就出现了大数据技术，它就是数据处理层所依赖的核心技术。前面讲的精准就是要靠它来实现的，比如，明明我是左脚被踩了，它却算成右脚就不对了；明明我是现在被踩的，它却过了5分钟才把疼的信息反馈给我，这就是问题了，所以数据处理层，一定要精准和灵敏。

最后就是应用服务层。这一层从技术层面来讲相对最简单，但是从应用层面来讲就是最复杂的了。怎么理解呢？还以脚被踩了为例：现在被踩了以后，大脑给我们的反馈有疼，或者不疼，或者疼的程度，以及出血了，还是未出血，然后会给我们下一系列的指示，比如，是否要去医院，查询怎么去医院；是否要联系家人、朋友等。这一系列的指示就相当于物联网的应用服务，比如空气污染，感知层把采集的数据传输到数据处理平台，平台计算出某个地方是污染源，然后通知相关部门负责人，并提供解决方案。甚至，未来物联网可能会比人更智能，比如监测到污染源后，如果该源点也是联网的，数据处理平台甚至可以直接关闭该源点的一些设备，制止其继续排污。当然，想要达到这么智能化的程度，我们还有很长的路要走。

应用层面，物联网即服务

谈及应用层，邬贺铨当时的原话就是“物联网即服务”，更是以真实案例来说明，比如在煤矿行业，因为矿难频发，所以希望借助一些信息技术手段来提高安全保障。2010年以前，在矿井中广布瓦斯传感器，算是最先进的技术手段了，但是应用效果并不好，一是传感器的精度有限，使得它的准确性也有限；二是当时传感器成本过高，致使它无法广泛应用。同时，还有一个更重要的原因：矿山情况复杂，即使检测出了瓦斯，也不能及时预警，致使矿工来不及逃生，所以矿难还是会发生。也就是说，即便是否能检测出瓦斯的问题解决了，依然不能真正地避免矿难发生。

后来，山西一家信息科技企业经过深入而系统的探索，研究出了一个解决方案：前端，在煤矿通风口安装监测通风量的传感设备，包括记录通风设备的用电量，这样就可以实时的监控通风量。另外监测挖掘进度、甚至产煤量等情况，以便判决通风量是否足够对应；后台，有一个实时数据分析系统，当前端反馈过来的任何一项数据不符合安全指数时，系统就判断会出危险，并立即发出预警，因为，含瓦斯的矿山的瓦斯产出量是与挖煤的深度和速度成正比的。也就是说，挖得越深、越快，出的瓦斯就越多，但是如果通风量够大，瓦斯也就会被冲淡，这样一方面通过设备端的互联互通，减少瓦斯爆炸的概率；另一方面还可以提前预警，就能够有效地避免矿难发生。其实这就是一个物联网的应用案例。

当然除此之外，物联网还可以服务于更多的行业，比如家居、交通、医疗、农业、制造业，以及环保等。不过很多物联网的应用都是锦上添花，在现在这个阶段不是一个好现象。在物联网产业发展初期，还是要多注重雪中送炭的应用。

比如在家居中，一是家庭保健，对老人和小孩的看护，以及对其健康状况的监测等；二是家居安保，就是能够保证住所安全。

在交通上，主要是路况优化。一是道路优化，比如哪些地方的道路需要修整；哪些地方出现了交通拥堵，需要调配；哪些公交车线路设计得不合理；哪些地方应该单行；哪个时段应该怎么收费；哪些地方需要设停车场等。二是交通流量的优化，比如哪些地方应该绕行；哪些加油站需要排队等待；哪些地方应该引导车辆不通行等。三是行人和车主的信息咨询，比如某个地方的路况如何；该选择怎样的出行方式更方便等。

在医疗卫生行业，物联网将给移动医疗或者说院外的健康管理带来较大的改变，比如有人在手机里嵌入陀螺仪，可以监测到携带者是弯腰，还是摔跤，摔跤后如果没有爬起来，这些信息连同位置信息便会发送到医院，那么这个人就可以及时得到救助，这对老年人的及时救护是非常有用的，所以这就是一个极好的小发明。未来类似这样的设备还会有很多，比如在可穿戴设备中带有可以测脉搏、体温、血压等的传感装置，或者摄像头，就可以随时了解到一个人的身体状况、生理变化、病理变化等。当通过人体携带的智能终端发现了人体的异常变化时，可以通知该人到医院就诊，或者建议吃什么药等，这样，就为医疗诊断提供了很好的参考意见。

在农业领域，在食品溯源层面上，RFID标签已经有了很多应用，但是还需要探索如何使用全方位的物联网技术，来优化食品溯源。第二个重要应用在于大田管理，比如在一块田地里安装上传感器，就可以了解到什么时候需要施肥，施什么肥？什么地方需要浇水，浇多少水？这些都可以使用物联网技术来解决，从而因地制宜地管理田地。

除此之外，农产品市场的状况跟踪也是一个很重要的方面。农产品有季节性，哪个季节是播种季；哪个季节是收获季，都要遵循一定的自然规律。由于信息滞后，发现去年大葱贵，大家今年都种葱，结果今年葱的价格大跌，最后遭殃的是农民。因此，如何能够使用物联网去预测农产品市场的需求并发布动态信息，及时地将农产品市场的状况反馈给农民，让不同的地区可以合理计划种植和养殖，对保持农产品市场交易的稳定极其重要。

在制造业领域，以前也有在生产线上使用传感器，但不是完整的物联网。使用物联网手段以后，比如在服装店安装监控设备，通过采集各种款式的服装购买者的信息，可以了解不同层次和年龄段顾客的偏好，然后再把这些信息反馈给服装生产企业，该企业通过对这些信息的分析，就可以决定什么样的衣服可以多生产一些；什么样的可以少生产一些，以及目前的设计需要做怎样的改良等。当然，这只是物联网在制造业中应用的一个方面。总之，物联网在传统制造业中的应用，主要还是体现在对传统产业的优化上，比如生产流程监控、仓储管理、市场跟踪等方面。

另外，物联网的大力发展对节能减排、环境监测等领域也会大有裨益。同时，这些应用发展到一定程度之后，又可以互联互通。比如在智能家居环境下可以运行移动医疗；智能电网在用户端也离不开智能家居；智能制造同样可以和智能电网的某些环节相互支持。所有行业原本都是在相互支持、相互需要、相互配合之下运行的，只是原本的支持、需要、配合都必须通过人来实现。物联网的出现，使它们之间的交互变得主动、自觉，从而更加高效、便捷。

传感器水平低，算法软件缺失，是物联网发展路障

当时物联网概念在中国其实也才提出2年，不管是从业者，还是外界依然觉得雷声大，雨点小，发展太慢。对此，邬贺铨直言“各阶层都太急功近利，想把物联网当房地产炒，当然会受挫。”不过，同时，他也表示物联网之所以推广难，一个重要原因是传感器虽然都价格不菲，但水平却不是很高，致使用这些传感器搭建出来的物联网应用系统，其使用效果很难达到预期，所以建议企业，不要太过利欲熏心，眼睛都盯在立马能赚钱的系统集成化项目上，而是应该把更多的精力投入到如何开发出低成本、高可靠性的传感器，如何把普通传感器做到低成本和高可靠性。这才是当物联网的大时代真正到来时，一家企业还依然可以在这个舞台上逐鹿的资本。

另外，智能分析决策的软件，就是算法也非常重要。比如现在各个地方政府都争建智慧城市，一个城市要安装上万甚至几十万个摄像头。摄像头多了，采集的内容自然就多，海量的视频内容靠人眼是看不过来的，这就涉及如何从成千上万的摄像头中获得有用的信息。现在的智慧城市还仅限于广布摄像头，然后把拍摄下来的内容都存储起来，等事发后才去调用，这就导致了很多问题：第一，必须要极大的存储空间；第二，有用没用的信息都被当宝贝似的存起来了，最后发现存了一堆垃圾；第三，查找信息时，需要把每个存储文件都打开看一遍，造成巨大的时间、人力，以及其他方面的资源浪费。

那么如何去解决这些问题呢？首先，在存储的时候要有选择性，要去捕捉有用的信息进行存储，比如一个仓库，没人出现，或者没有异常情况发生时，摄像信息就可以不用存储；有人出现，或者有异常情况发生时，才选择存储。但是如何实现呢？这就需要有一个信息分析软件，可以对图像进行分析，筛选哪些需要存储，哪些不需要存储，对存储起来的信息还要加上标签，以便于搜索。同时，还能将当时的数据和历史数据关联起来，实现智能分析。对这种信息甄选软件的需求，不仅在视频监控领域有，在其他很多领域也都有，但是目前这还是产业链中的一个薄弱环节。

另外，还有对大量传感器信息的处理，其相关技术是需要整个物联网产业关注的，也是潜藏着巨大社会价值和商业价值的。

给从业者的忠告：切勿急功近利

记得当时邬贺铨话语间透露最多的，是希望从业者、媒体、包括科研团队、政府等不要急功近利。“从业者要深刻地认识到，这是一个需要时间来培育的产业，因为它是自然规律带来的发展趋势，不像房地产，是人为创造出来的发展高潮。”他同时指出，物联网产业的成熟需要几个变量同时达到标准：

第一，能够采集数据的点足够多。也就是说，前端要有足够多的传感器。

第二，所有数据之间能够对话，这就要求通信协议的统一。不然这个说英语，那个说汉语，另外一个说俄语，就无法实现互联互通。

第三，数据处理技术，也就是算法要足够强大。不然就会出现把水的指标反馈成大气的；把天然气的指标反馈成石油的，或者昨天的数据，今天才算出来等，这样就无法实现精准与及时。

第四，各种人为机构之间要能够数据开放，从而实现互联互通，比如前面讲到的空气污染的监测。如果某个污染源不让监测，或者监测数据不对外开放，那么我们就很难去判断它是不是污染源，或者很难对其采取措施。

所以希望大家对物联网的追随不要热炒，要理性。物联网产业规模是巨大的，这一点毋庸置疑，但是什么样的企业能够在这块大蛋糕上分得一杯羹，不是取决于公司的规模；也不是取决于公司的性质，而是取决于谁能抓住用户，所以在从业的过程中还是要以用户的需求为导向。

有些企业比较强大，就做平台，拿别人的应用来运行；有些企业比较弱，就做应用，然后在别人的平台上运行，但是最终，能够吸引用户才是最重要的，所以做平台的不能得意忘形；做软件的也不要气馁。只要有特点、服务好，就都可以抓住用户，比如苹果的应用软件有上百万个，但是大众能够记住的并不多，然而，还是出现了“愤怒的小鸟”这样的佼佼者，因为它有特点。与其说苹果的iPhone和iPad使“愤怒的小鸟”走红，不如说“愤怒的小鸟”让苹果更具吸引力，所以不管是从事物联网的哪个环节，一定要有特色。