物联网与“感、知、控”

    物联网这个概念，起起伏伏，现在也难以说得清楚。但与过去不同，刚开始大家还认为，物联网就是物流网，但现在也基本被大众认同了，物联网开始成为一种新型网络形式，与互联网开始有所区分，知道是物物相连的网络，或者说这个联网，主要围绕物体连接，让物体智能的为人类服务。

   但物联网的概念非常不具体，因为应用领域实在是太多，太散，地球上需要连接的物体，有多少种类？说到互联网，大家每天都用，很好理解，但物联网就没有这么幸运。并且，互联网基本都是直接围绕人在转，但物联网却围着物体在转。但物联网不论应用再多，简单的比如用手机控制灯的开关，复杂的如尚未成型的“城市大脑”。小闭环的如家中的扫地机器人，大闭环的如城市的实时智能交通车辆调度系统。不论这些应用多么丰富多样，物联网系统的基本特征可以归结为“感、知、控”。

    感：物联网系统需要的与外界环境交互的信息。通过传感器，如感知一般环境状态信息，如温度、湿度等各类传感器、音视频传感器（摄像头、拾音器、卫星遥感等）、智能感知传感器系统（WIFI感知系统、深度学习感知系统）、RFID、位置移动信息传感器（GPS、北斗、红外传感器、速度传感器、雷达、声波、超声波、UWB等）感知环境的状态及改变信息、位置信息、位移信息、存在信息、图像图像视频信息等各类物联网系统所需的信息。

     知：知是知道，认知、知识，智力等，是在感知信息收集汇聚，产生的对于控制所需规律的认知，然后在认知基础上，进行一定智力决策，通过控制系统的控制部分实行对物联网系统的具体应用。知的过程，需要网络，因为，大部分物联网系统需要地理位置上分布的物体组成，只有利用网络（有线、无线如Zigbee、Wifi、蓝牙、NB-IOT、LoRa、4G、5G等长短距离不同的无线传输），才能虚拟为一个整体的信息汇聚。知也需要数据处理，包括实时感知数据处理。感知的数据，必须进行一定智能处理，才能得以表现出我们需要的智联网的智力。当下火热的人工智能，AI、深度学习、强化学习等，可以在物联网知的阶段发力，无非需要考虑网络对数据汇聚的延迟影响，需要考虑分布式的影响，需要考虑实时控制、轻型AI协议的设计（物联网终端能耗和运算能力的限制），也必须考虑，将实时感知（无线收发）、实时数据处理，实时控制的终端的一体集成，并能够智能适应感知环境的变化，以及物联网终端的协同等问题。

     控：物联网控制，是物联网系统存在的原因，是物联网系统的执行端。但执行效果仍然需要循环闭环，比如通过感知，对执行效果进行验证和评估。另外，物联网系统的控制，一般具有时效性，这对网络延迟和控制运算（知）提出挑战。此外，物联网的控制，也可以是分布式的，对多个物体进行协同控制，或者时序性的控制，才能达到应用的预想效果。

     一个物联网应用系统，不论大小，如果基本满足了“感、知、控”三个环节，并能最大化的表现一定“智能”，就可以很好的为人类社会服务了。但对于实现尤其是对存在大规模物体系统的控制，所需信息的收集、汇聚、快速清洗、筛选、合适的计算、计算决策的最优化分散及精准控制等，也不是轻易能够解决的，比如“城市大脑”与“孪生城市”，存在巨量的信息汇聚与交换，一个问题是：如何找到或者去感知那些最为关键的信息，进行最为精简的运算，从而实现快速而优化的布控呢？