《擁抱機器人時代——Servo雜志中文精華合集》——4.3 了解智能裝置

本節書摘來異步社群《擁抱機器人時代——servo雜志中文精華合集》一書中的第4章，第4.3節，作者：美國servo雜志，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

如果想了解物聯網是怎麼工作的，那麼最好從最基礎的層面開始，即從構成物聯網概念前沿的各種各樣的裝置開始。所有的一切都是從這些裝置開始的，因為物聯網的存在需要這些物體。

有各種各樣的裝置可以被連進物聯網。一個裝置可以是大型和複雜的，像一輛車或一座房子。它可以是你日常生活中使用的，比如一個高爾夫球杆、一個列印機，或者是一雙帆布鞋。它可以是非常非常小的，比如一個在你車裡或者高爾夫球杆中的單獨的傳感器，即一個更大或更複雜的裝置的一部分。

因為這個原因，物聯網中所稱的“物體”并不一定是實際的實體上的物體。一個物體可以是由一個類似恒溫器、智能手機或者計算機等獨立的通常意義上的裝置所采集的一塊資料——比如表征你的位置或者房間溫度的狀态資訊。換句話說，實體裝置本身不見得一定在物聯網中，雖然表征這個物體的資料必須在其中。

不過确實多數物聯網裝置就是監測附近某個事物的簡單傳感器。這些簡單的物體通過網絡記錄或者向其他裝置或服務傳送它們收集到的資訊。

在物聯網中，更大的物體其實就是那些較小的裝置的集合。比如，所謂的智能汽車實際上是所有那些内置在汽車和其零件中的小傳感器裝置的集合，如圖4.2所示。各個傳感器連接配接進車内的網絡并把它們收集的資料傳送給一個運作着必要的控制軟體的主要計算機。這個計算機（實際上也就是另一個類型的裝置）基于它收到的資料來做出決策，并且對其他内置在汽車中的裝置（控制器）發送指令。這個計算機也可能向車外環境的其他裝置和服務，例如你的修車店、車的制造商或者甚至是你為之工作的公司（如果車是由這個公司所提供的），傳送它收到的一些資料，或者基于這些資料進行分析。

這樣就積小成大，其中有些相對複雜的裝置包含兩個或更多的嵌入式裝置。這就像用一些小積木來搭建很大一個物體。而當這個大的物體與其他類似的物體溝通的時候，它就成為“智能”的了。

各種類型的裝置都包含一個共同的元件。為了連接配接物聯網（或者别的裝置），一個裝置必須包含某種無線元件用來發射和接收資料。它可以是一個wi-fi發射器，用來直接連接配接最近的wi-fi網絡，就像你現在的筆記本電腦連接配接一個wi-fi熱點一樣。它也可以是個藍牙發射器，隻有去連接配接較大裝置的能力，比如一個控制器或者電腦。或者它還可以是某種新型的低功率無線發射器，即專為這類小巧簡單的裝置建立的資料通信。

由于多數基本裝置的尺寸很小，無線發射/接收器也必須盡量地小。另外，裝置本身也需要耗費盡可能少的電力和帶寬。

至于能耗問題，這些簡單且通常也是單一用途的裝置一般是低功率的；它在收集和發送小資料塊的時候也不會消耗太多電力。這一點在某種程度上也是一種要求；如果這個裝置是在一件衣物或者運動裝置中的傳感器，頂多也就有塊小電池給它供電，是以它必須消耗盡可能少的電力。

至于帶寬問題，多數傳感器隻傳送有限類型和數量的資料，也不大需要太多的帶寬。一個傳送目前溫度或者你走了多少步的傳感器，本身就需要很小的帶寬。

最後澄清一下，雖然多數裝置是通過無線連接配接物聯網的，還是有一些通過電線和電纜連接配接的。舉個例子，在智能汽車中用電線把所有的裝置連接配接起來，比用無線通信方式要容易。問題的關鍵是這些裝置要連接配接起來，至于如何連接配接隻是個細節問題。（提醒你一下，這是一個重要的細節）

注意

這種低功耗、低帶寬的特點也展現了如何用這些（大量的）簡單裝置搭建物聯網，進而整合資料、達成更加自制和智能的決策的過程。

一個物聯網裝置要工作起來還需要點别的東西，這就是存儲器。

當我們說資料被從某個裝置轉發到另一個裝置或者服務的時候，并不意味着資料是立刻傳送的。收集來的資料很多并不是時間敏感的，這意味着資料可以被儲存并在友善的（或者是更節省成本的）時候傳送。也存在某個裝置并不持續聯網的可能，即資料可能是在裝置離線的時候捕獲的，但是直到裝置下一次聯網的時候才傳送。

為了實作這一點，一個裝置必須具有所謂的“存儲與轉發”能力。就是說，裝置必須具有少量的資料存儲，通常是一個小型的固态存儲器晶片。收集到的資料在下一個聯網周期到來之前就可以存放在裝置的存儲器中，然後轉發給任何需要發送資料的地點。

是以，一個體積小、低功耗并具有一定無線連接配接性的物聯網裝置，還需要有内置的存儲能力。