物联网最小用例

物联网发展十多年了，但是一直没有关于网络的典型用例。这里我们就介绍一个具有很高实用价值的，关于网络应用的典型用例——组网小夜灯。

现在市面上的小夜灯很多，绝大多数采用技术的是热释电人体感应亮灯，延时灭灯。这种方法有一些先天的缺点。热释电传感器是检测人体运动的，当人体静止后，它并不能检测到人其实就在傍边。表现在应用场景中，当人体走过时它会点亮，如果这时人停下来，感应器这时并不能感应到这一点，于是小夜灯在延时一小段时间后熄灭。可是，事实上人还在它傍边，而且很可能是须要灯光的。那么如何更好地解决夜间照明这个问题呢？

答案是通过物联网！于是物联网语义这样设计：小夜灯的热释电传感器感应到人体靠近时，将自己点亮，同时它通过物联网发信息给沿途的其它小夜灯使其熄灭。这样，当人走过时小夜灯会渐次亮起后熄灭，当人不动时也不会很不友好地延时熄灭。这种物联网协议还有一个显著的特点，一个小夜灯想要熄灭，可能须要1~N个熄灯的确认命令（根据协议设计N值）。当N值每增加1时，小夜灯被错误熄灭的可能性就减小1/N。也就是说它的可靠性会随N值的增加而增加！于是这个物联网协议的适用范围要远大于家用场景，它的高可靠性支持它被应用在公路照明上。

好了，到此我们解决了小夜灯的核心协议设计，那么在应用过程中我们还需要做些什么呢？首先就是如何便利地使小夜灯组成这样的网络。这就用到了我在以前的博文中提到的物联网即时定点接入技术。智能手机可以充当手持终端，当它靠近小夜灯时，它就与这个小夜灯建立了链接，于是可以通过手机配置这个小夜灯。

好了，现在我们可以简单地总结一下。第一，网络是个好东西，它可以将分散的信息有效地整合起来，发挥作用。也可以通过网络的物理结构和逻辑结构反映事物间的作用规律和人们的解决策略。组网小夜灯就是使用其它小夜灯的信息使自己熄灭。应用是千差万别的，所以网络结构（尤其是逻辑结构）和协议也自然是千差万别的。在物联网的应用实践过程中，还是要以应用需求为导向，解决具体问题为出发点。不要过度追求不切实际的概念、方法等，比如自组织网络。其实在应用需求的导向和约束下，问题往往是好解决的；而取掉这些约束空谈概念和方法，往往会将问题变得晦涩难解。第二，网络也要和人有交互。只有和人有交互的东西，它对人才是有意义的！物联网不能全然设计成盲盒，它必须留出足够的与人交互的接口。通过这个接口，人们对物联网行为是可理解的，进而按照人们的意图和目的，使物联网是可控制、可改进的、可编辑的。在组网小夜灯中，使用手机接入小夜灯，编辑它的网络属性，本质上就属于交互过程。物联网与人交互的关键是什么？使用怎样的核心技术实现多样化应用场景适配。这个核心技术就是可编程剪切板！（关于可编程剪切板的介绍可以参考我之前的博文）可编程剪切板可以组合程序模块完成想要的功能；而物联网可以采集信息和控制实物。这两者，一个是数字域的，一个是实物域的。两者的密切配合将更好地达成人的目标。

这个最小用例展示了物联网应用到实际中的基本模式和样态，基于这样的认识，我们提出物联网的一大类应用——物联网嵌入工作流。这样人们有机会站在物联网、智能传感器的角度重新认识工作流程，进而改进工作流程。工作流在生产生活中是普遍存在的，大到生产中的流水线，小到生活中的细枝末节。它将使工业4.0的内容更为丰富，实质更为鲜明。也会让智能家居环境与人更好地互动。所以物联网的应用将是极为广泛的，须要我们创造性地展开工作。

最有效推进工作的方法不是技术手段，而是统一思想认识。所以这篇博文也不例外，最后还是要谈谈思想认识。

第一，   四个自信不应仅仅停留在政治生活和社会治理中，还应该引入到工程技术实践当中。从现在的形势看，美国是铁了心要走云计算当先的道路。我们呢，是不是也要跟随美国呢？我的回答是否定的。我们走什么路应该由我们的国情决定。从最原初的生产实践中孕育创新，在规模化的过程中打磨完善设计，这是创新的正确打开方式。我们国家的工业基础大而不强，需要我们从原初开始，借助工业4.0和物联网、智能传感器等技术的发展将我国的工业基础再次夯实，将信息技术和传统工业深度融合。在这个过程中，物联网所产生的信息会遵从信息局部性原理实现分层次收集和利用，于是我们会渐次地须要边缘计算、云计算等计算形式。于是我们的技术道路应该是从物联网发展到云计算，而不是其他什么道路。美国为什么能云计算一马当先呢？因为近现代的工业发展是完全由美国、欧洲等西方国家从无到有地发展起来的，在这个工程中他们有完整的工程经验积累，所以他们首先发展云计算也是顺理成章的事儿。而事实上，云计算与实物的结合会使他迅速地补齐物联网的短板，完成云物协同。好了，现在我们可以再次比较这两条路径，我们须要做个选择：是盲目跟从还是要走出一条中国道路？我的答案是，我们的道路是从物联网做起，从每一件小事做起，扎扎实实把每一件事儿做好！这就是要坚持工程技术领域的“四个自信”！

第二，   通过我们以上的理性分析，我们认清了自己的优势、劣势和基本国情，于是我们能够理性地选择自己的道路。总结这点，我们可以得到以下经验，对环境中的自己认识越清晰、越深刻，越能坚定地走出自己的路；反之，没有努力分析问题和清晰认识环境中的自己的时候，往往只会跟从别人。

第三，   我通过“组网小夜灯”的案例概要介绍了物联网所用到的标志性的技术最小集合。我回头反思，物联网引入已有至少十几年了，为什么总是裹足不前呢？同时，云计算也没做出个样儿来。我的认识应验了一句俗语：“贪小便宜吃大亏”！这一点在学校、公司中，在工作、生活中都有鲜活的体现，甚至是系统性的。在名利的驱使下急于跟从别人达成目标。殊不知，天下没有捷径可走，即便逞一时之快，最后也会饱尝投机取巧的苦果！

第四，   回望近代史，每一代人都有自己肩负的责任和担子。民族危难时的抗争我们走过来了！长征我们走过来了！抗战我们胜利了！解放战争我们赢得了大好的发展环境！抗美援朝我们胜利了！而今天，我们肩上的担子一点儿也不比以往任何时候轻，我们须要凝聚共识，走好我们的长征路！