引言

我们都出生在一个令人惊叹的时代。尤其是在过去的二十年里，通过互联网访问全球信息所需的软件和硬件取得了巨大的进步，并且我们使用手机等设备相互连接。特别是近几年来，人们的连接方式发生了重大转变。Facebook和Twitter等社交媒体平台开辟了信息共享的新渠道。手机已转变为具有强大硬件配置和各种连接选项的“智能手机”。虽然互联网、智能手机和平板电脑彻底改变了我们的生活方式，但连接“事物”的能力正在革新我们的未来。

什么是物联网？

简单来说，物联网是一个由能够发送和接收数据，有时还能相应做出反应的“事物”组成的“互联”系统。“事物”在这里可以是具有一定感应、分析和通信能力（我们将详细考虑这些能力的意思）的设备。一个“事物”可以小到一个微芯片设备，可以附着在其他东西上。在某些情况下，“事物”可以附着在有机体上，比如我们（是的，我们人类）、我们的宠物、植物等等。

让我们设想一个不太遥远的未来场景，这将有助于我们理解和巩固这个概念。假设每天早上，你出门跑步，总共大约跑3公里。你戴着一块手表，它具有与你的家通信的功能。当你离开家时，你的手表开始计算距离。当你在路程的一半时，你的手表会向家里发送一条消息，表明你正在回家。你的家足够“智能”，它会打开热水器和咖啡机。当你回家时，你就有美味的咖啡等着你，热水也准备好了，可以让你恢复活力。这一切听起来可能有点令人毛骨悚然和着迷，但实际上，我们离这样的应用并不遥远。

这一切是如何开始的？

物联网实际上是多种技术的融合。以下各项技术共同促成了所有这些能力的融合，从而产生了物联网。

1. 互联网
2. 无线通信
3. 嵌入式系统
4. 紧凑的机电系统

除了上述之外，互联网协议版本6（IPv6）的引入将唯一IP地址的数量增加到了340万亿亿亿，这意味着可以为大量（实际上是大量、大量、大量的）“事物”分配唯一的IP地址。这本质上意味着更多的“事物”可以连接在一起，并赋予它们通信和行动的能力。凯文·阿什顿（Kevin Ashton），他在创建射频识别（RFID）全球标准方面发挥了关键作用，于1999年发明了“物联网”这个词。

随着上述技术的不断发展，人们开始研究互联设备、分析相关数据以及提供控制和行动能力的可能性。工业生产、库存控制、安全系统和医学等各个领域都开始看到物联网的潜力。随着硬件、软件和安全的不断进步，物联网正在进入我们的日常生活。

物联网包含什么？

本质上，物联网是一个可以发送和接收信息的设备网络。这些设备可能具有一定的感应能力，利用这些能力，它们能够收集某些信息并传递。它们也可能配备了机电能力，利用这些能力，它们可以控制系统的运行。

让我们再举一个物联网的例子，这将有助于我们更好地理解其组成。

设想一个不太遥远的未来场景，一个糖尿病患者植入了一个可以持续监测血糖水平的设备。每天一次，该设备会将与该人每小时血糖水平相关的数据发送给医生。如果血糖水平降至某个阈值以下，它会向医生的手机发送消息，同时也会通知“智能冰箱”。智能冰箱通过发出警报进行响应，并建议患者饮用合适的果汁以恢复血糖水平。如果血糖水平超过某个阈值，该设备将再次向医生发送消息，并再次通知冰箱向患者发出警告。冰箱不仅会通知患者血糖过高，还会建议服用适当的胰岛素剂量来控制血糖水平。

让我们从上面的例子中详细考虑每个“事物”及其可能的组成。

• 植入设备 - 首先，它必须设计并植入体内，使其不会阻碍身体的正常功能。它必须包含一个血糖传感器、用于存储此信息的内存、拥有唯一IP地址（用于被其他系统识别）的能力以及用于向医生手机或患者冰箱等其他设备发送消息的电路。
• 医生的手机 - 这可以是一款智能手机，运行一个具有与患者植入设备交互能力的应用程序。
• 智能冰箱 - 冰箱包括一个条形码扫描仪，拥有唯一IP地址的能力，用于存储接收信息的内存，发送和接收消息的能力以及一个警报器/扬声器。用户只需扫描冰箱内物品（如水果汁和药物）的条形码/二维码，冰箱即可跟踪内部物品。根据从植入设备接收到的血糖水平，冰箱可以提醒用户并建议合适的果汁或胰岛素剂量。

上述系统只是物联网可能创造的数百万种可能性之一。想象一下一个库存控制系统，其中一个设备跟踪库存并在库存不足时发出适当的通知。其能力几乎是无限的。

作为开发者

上述所有未来可能听起来好得令人难以置信，但已经有一些令人惊叹的操作系统和开源项目正在推动物联网的能力。以下是一些最著名的物联网操作系统和解决方案：

Contiki：一款开源的物联网操作系统，具有将低成本、低功耗的微控制器连接到互联网的强大功能。Contiki完全支持IPv4和IPv6，并支持许多低功耗无线标准。Contiki应用程序用标准C编写，并在多种无线设备上运行。

Riot-OS：支持C和C++编程，并具备多线程和模块化等功能，Riot是嵌入式编程的理想选择。Riot还提供最大能源效率和实时能力等功能。

Spark：Spark是另一个开源操作系统，提供面向所有人的工具。它提供Web IDE、命令行界面和REST API等功能。开发人员可以使用C/C++、Wiring（Arduino工具的语言）甚至ARM汇编进行编程。

Windows Embedded：这是微软提供的用于数据连接和分析的解决方案。它提供云功能和各种商业智能工具。有一系列专门针对汽车的Windows Embedded产品，称为“Windows Embedded Automotive”，用于提供丰富的车载体验，让驾驶员保持连接并获取最新信息。

除了上述之外，还有许多专门针对物联网的其他操作系统和平台。

结论

我们已经概述了物联网及其组成和功能。虽然我们上面看到的一些场景可能看起来有点未来主义，但我们离它们并不遥远。随着大量专门针对物联网的操作系统和平台已经投入使用，我们都在迈向一个“完全互联的未来”。