物联网发展背景
过去的20年，我们一同见证了互联网、移动通信技术的兴起和繁荣，它们实现了人与人的连接，人与虚拟数字世界的连接。过去10年间，智能手机掀起的移动互联网浪潮真正意义上让互联网得到了普及和普惠，依据GSMA的统计[link]，2018年全球有35亿人口接入到移动互联网，而根据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第44次《中国互联网络发展状况统计报告》[link]，截止2019年6月，我国网民人数达到8.54亿，使用手机上网比例高达99.1%。互联网也带来了信息的数字化，我们通过互联网获取知识、进行娱乐，实现跨文化的交流，互联网+也颠覆了人们对于传统行业的想象，现在一部智能手机可以做很多事，深刻地改变我们的生活和工作方式。
我们不禁会想，下一个改变世界的技术会是什么？会有很多种答案，在本思考中，我们来聊聊物联网。
物联网（Internet of Things，IoT）的概念在1995年Bill Gates的《未来之路》书中被首次提出，书中写到“廉价计算机芯片已经开始用于引擎、手表、复印机、电梯、油泵、照相机、恒温器、自动售货机、报警器等”，“而这些所有的计算机都将连为一体，为我们而存在，并和我们交流”。过去的20年，物联网基本遵循着这条发展轨迹，即无处不在的微型传感和处理器芯片，无处不在的连接和服务，大到水电网的实时监控系统，小到街边随处可见的共享单车，这条发展轨迹带来的变化已经悄无声息地影响和改变着我们的生活。
图：《未来之路》封面
互联网完成了人与人的连接，创造了一个数字化的虚拟世界，而物联网则是互联网的下一个阶段，完成人与物，物与物的连接，这一阶段的任务则是数字化物理世界，打通虚拟和现实。这背后是海量设备与传感器的在线化，设备为人所用提供安全高可用的在线服务，具有代表性的是共享单车、城市大脑等一系列创新应用。物联网与传统互联网最大的区别是互联网的数据是人产生的，而物联网中的数据大部分将是设备产生的，并且这些设备24小时运转，可以不间断地工作，提供的服务随时可用。据IDC发布的《数据时代2025》报告[link]预测，全球每年产生的数据将从2018年33ZB增长到163ZB（1ZB 等于 1万亿 GB ），而目前全球90%的数据都是在过去2年间创造出来的，未来5G、物联网应用将加速这个数据规模的爆炸式增长，国内外巨头也陆续在物联网领域有许多战略性产品推出，希望能够在爆发前夕抢占先机。
IDC报告对全球数据量的预测
我们常将物联网应用的特点总结成“感、连、智、控”四个关键字。如果将物联网系统比喻成人体，“感”则为人体的皮肤、眼睛、耳朵、鼻子，各类传感器完成物理世界各类参数的采集和数字化，让物联网系统可以“感知”到物理世界；“连”则为人体的神经系统，将感知信息传入到神经中枢和大脑，在物联网应用中，即为可见的传输电缆和不可见的无线通讯技术；“智”为中枢和大脑对感知信息进行识别和处理，对应物联网应用中的业务程序，往往包含人工智能、大数据这些高阶的信息处理方法；“控”则为各类机体组织，对应各类执行器，接收业务程序的实时调度。
物联网Internet of Things概念由来已久，在学术界和产业界，Internet和Things这两个领域的技术已经发展超过半个世纪，在各个领域也有非常成熟的应用和实践，为何Internet of Things却没有在全世界迎来爆发？我们来讨论讨论物联网应用实践的几个挑战。
物联网应用实践的挑战
在一些物联网行业会议上，经常听到很多应用开发者吐槽物联网应用开发“坑”特别多，物联网应用不仅有两倍于互联网的技术栈环节，面对变化莫测的市场环境和产品需求，敏捷开发也往往难以得到满足，在这些公司中往往需要超过5种以上的专业技术工种，2周一次的迭代速度才能勉强应对，对企业经营者来说平衡投入和产出也往往带来挑战。
下面列举一些博主认为的物联网应用挑战，这些挑战并非彼此独立，而是相互交织。
挑战1：环节长
物联网应用和互联网应用的最大区别在于它不是简单地用页面呈现文字流或视频流，互联网应用需要洞察用户的特征、习惯、需求，以达成高活跃度留存率，达成交易或推荐，物联网应用则更专注于理解物理世界的运作方式，通过包含设备在内的服务去满足物理世界的复杂需求，所以它的内涵更加复杂，也往往需要一系列复杂的技术来满足这些需求，例如落地杭州云栖小镇智能停车应用[link]，不仅包含AI视频分析，业务还要打通城市大数据进行车位预约分配，看上去简单的应用背后往往都不简单。
图：18年3月28日云栖大会阿里云IoT总经理库伟分享
18年3月28日，阿里巴巴宣布进军IoT，IoT成为阿里巴巴集团一条新的主赛道，随后阿里云IoT掌门人库伟分享了物联网应用开发需要23个环节，包含嵌入式、服务端、客户端、测试等等在内的23道工序，并且这些工序都是串联的，一个环节出了问题往往就会造成应用的不可用，是一个业内公认的难题。而对于缺乏经验和技术实力稍弱的小微企业，这23个环节可能就埋藏着无数的“坑”，开发成本也存在不可控的风险，和当下几个学生几台电脑就能写手机应用创业是完全不同的。
挑战2：碎片化
物联网的应用场景丰富多样，有工业、农业、园区、城市、零售等等非常多的领域，而各个领域下又有丰富多样的应用场景，这往往对应着形形色色的方案需求，采用定制化可以降低单个方案的成本，但是却带来方案可复用性差的问题，一味重复建设也将造成资源浪费，反而提升了整体成本，失去了竞争力。此外，各场景需求变化非常快，解决方案呈现发散的趋势，需要寻求有效的技术手段来收敛。
挑战3：应用标准化缺失
应用的标准化挑战博主认为有两块内容，技术标准化挑战和行业模型标准化挑战。物联网应用往往是一个大型的系统，例如城市大脑、无人酒店，也由各个复杂的环节和子系统组成，需要行业内有大量的协作，这个协作不仅仅包含物资采购、项目施工上的协作，还有技术上的协作，需要一套标准的技术规范，例如数据格式定义、服务调用的规范、鉴权认证的规范、分布式扩缩容调度、安全规范等等。行业模型标准化则是技术标准面向不同行业领域的标准化描述，规定方案的核心能力组件，规定了在多变的场景需求下各类行业集成商和软件开发商如何在核心能力组件基础上完成协作。
挑战4：安全风险
随着物联网的发展，物联网的海量设备已经慢慢成为社会中不可缺少的重要基础设施，随着连接规模的不断上升，面临安全攻击的风险也越来越高，存在诸多的安全风险和管控难点，一旦出现问题将会带来巨大的经济损失。在顶层安全架构设计、终端安全设计、传输信道安全、设备可信认证、安全监控管理方面还有许多工作需要做，全行业也需要加强交流形成统一的安全技术标准和规范。
行业针对挑战的努力
面对以上挑战，行业内也沉淀出一些成熟的技术方案，首先在环节长和碎片化的问题上，已经演化出物联网操作系统、物联网平台、一站式开发平台等中间件产品，在应用标准化方面有标准的设备模型定义规范，陆续沉淀出一些行业标准的解决方案和最佳实践，在安全领域有硬件安全芯片，设备可信执行环境等一系列的技术方案推出。
以上技术细节众多，在后面的博文博主会一一展开讨论，大家如果还存在疑惑也没关系，这里给大家推荐一门好课帮助大家更好理解物联网的技术体系。
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