作者：王浩
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
引爆大健康：物联网时代已来试读：
前言
2019年 6月 3日上午 8点，工业和信息化部（以下简称工信部）举行仪式，向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电四家运营商发放了 5G 商用牌照，在中美贸易战的大背景下，提前了几乎一年的时间发放 5G 牌照，正式开启了中国的 5G 商业化之旅。就像20 世纪 90 年代美国克林顿政府实施的“信息高速公路”计划创造了美国互联网产业的一代繁荣，5G时代的提前开启也将为中国相应技术前沿产业的发展创造契机，为中国通信技术领先全球提供驱动。而在 5G的商业化过程中，一定会获益的就是物联网产业。
物联网与互联网彼此之间互相依存但是又有区别，互联网连接的是电脑与电脑、手机与手机、电脑与手机，进一步连接的是人与人。而物联网连接的是电脑与手机之外的万物，连接的是家里的冰箱、洗衣机，连接的是工厂的流水线，连接的是农田的杀虫喷雾设备，连接的是电网，连接的是水里游动的稀缺鱼种，连接的是患者与医生，连接的是世间存在的万物。通过物联网相连的万物再通过互联网络与电脑、与手机、与背后的服务器等相连，构造出一张更大的覆盖更广的网络，更有效地服务于人类。
当万物相连，数据量将成几何级数上升，今天连入网络的电脑加上手机的数量大概有几十亿台，而正在接入网络的设备的数量至少会是百亿乃至千亿级别。这些连入网络的设备每时每刻都将不停地生产数据，数据接入人工智能后将产生智慧。会自己下订单买菜的冰箱，会自动播放音乐、调节居室灯光的音箱，会自动驾驶不需要人类参与的汽车，会自动根据风向调节方向的风力发动机，会自动看病的机器人，无数智慧场景将不断涌现。万物互联不是简单的技术变革，是为新生态与新物种产生提供孵化的温室，是诞生改变人类新主意的创新农场。
5G在万物互联的世界里扮演着极其重要的角色，物与物的连接离不开网络，而 5G网络将为对速度与时延要求特别高的物联网应用场景提供诸多可能。典型的例子如无人驾驶，汽车需要在非常短的时间内通过网络将人、车、物等信息汇集到远端服务器，然后远端服务器再发出决策性指令。而所有这一切都需要在非常短的时间内完成，否则高速行驶的汽车一秒钟内就能跑出好几十米远，如果是 4G 网络，服务器的指令还没有传达回汽车，车祸也许就发生了。超低时延与大宽带高网速的 5G网络技术为无人驾驶提供了技术支撑。
另一个典型的例子是远程医疗。2019年 3月 16日，中国人民解放军总医院海南医院的专家和外科医生团队为远在 2500千米外的帕金森患者进行开颅手术，将刺激物植入了患者脑中。这样的手术对于网络的速度具有极高的要求，位于海南的医生看到的患者情况应该与实际情况同步，手术过程瞬息万变，略微的时延都可能导致医生采取错误的措施，从而危及患者性命，而 5G技术恰好能解决网络的问题。
由此我们说到健康物联网，远程医疗是健康物联网场景中一个重要的场景，当然不是唯一的场景。在医院里，我们会看到诸如院内移动护理、输液监控、体温侦测、药品分发、新生儿监护、特殊人员定位及识别管理、手术标本管理等丰富的应用。当走出医院，有了医院与医院之间的连接时又会诞生新的远程医疗的场景，其中既包含像远程手术这样的重要应用，也包含远程会诊、远程教育、远程查房等诸多应用。
当健康物联网延伸到家庭时，丰富的健康可穿戴式设备正在个体的健康监护中扮演着越来越重要的作用，其中的健康手环、健康手表等已成为健康可穿戴式设备中的杀手级应用，全球的使用人数数以亿计。与此同时，健康物联网还在医药物流这个产业的关键节点上扮演着越来越重要的作用，最典型的应用有疫苗的全程可追踪，长春疫苗事件引发了大众对疫苗安全问题的重视，而物联网应用正是确保疫苗全程安全、可追踪的关键。
我们尝试从多元的角度切入健康物联网的话题，为中国健康物联网的发展把脉，试图为各位读者讲述中国健康物联网产业丰富的内涵。然而，有些观点即便在写作时非常之肯定及确信，但中国市场变化迅速，我们的分析和观点也许未必能完全解释各类新生的事物。对于此，希望读者能将反馈发到我的私人邮箱：johnsonwang82@foxmail.com，如有机会，期待在下一版进行完善与改进。
作者 2017年参与公司健康物联网战略规划，因感而发着手开始写这本书，到书稿完成两年多时间已经过去，期间也进行了转型投资与互联网创业，对于产业的发展有了新的认知以及更为深刻的看法。这些观点融入了本书，期待能对健康物联网相关的从业者们有一些帮助。创业繁忙，使得本书的出版成为已经出版的诸书中耗时最长的一本，谢谢一同撰写本书的霍佩琼与孙炜一两位老总的耐心等待以及配合，多次根据时代的发展调整相应的内容，他们的参与让本书拥有了更丰富的内涵与视角。也特别感谢背后默默付出的太太黄琳然及聪明可爱的女儿王誉璇，没有她们的支持，我无法完成本书的写作。
本书适应的读者范围如下：
· 医药公司同事、负责创新营销的同事以及所有想了解医药营销市场变革的从业者，相信从本书中你能获得创新营销的灵感，找到职业升级转型的契机。
· 医院信息化从业人士、医院管理层、为医院提供医疗信息化及物联网等解决方案的从业人士，本书能帮助你更全面地理解医院物联网建设。
· 医药流通从业人士、医药物流供应链相关从业人士，医药流通产业的升级离不开物联网技术的发展。
· 可穿戴式设备领域的从业人士，几乎所有的可穿戴式设备都与健康息息相关，设计好的可穿戴式设备构建有效的商业模式，需要对健康产业的理解。
· 互联网医疗从业者，互联网医疗与物联网的结合正变得越来越紧密，相信你能从中找到诸多的结合点。第1章 物联网来了
2016年知名投资人孙正义与沙特公共投资基金管理人共同发起“软银科技愿景基金”。这只基金计划募资 1000亿美元，这个体量比所有科技领域的基金公司每年投资的钱加起来还要多。而这只基金的投资方向只有两个：一个是人工智能，另一个是物联网。孙正义是雅虎、阿里巴巴等公司的投资人，一向站在科技投资的最前沿，此次设立的基金聚焦人工智能与物联网正代表了人类未来科技发展的方向。基金成立不久就大手笔投资了正积极筹划车联网建设的 Uber以及正在构建物联网底层芯片技术的 ARM。“软银科技愿景基金”在物联网诞生 30年后才成立。1.1 从互联网到物联网
对许多读者来说，“物联网”是个相对陌生的词汇，与互联网相比物联网似乎更像一个技术词汇，偶尔也会听到，但离我们的生活很远，不像互联网有微信，有天猫、京东，有美团、饿了么，有滴滴、摩拜这样我们已经离不开的诸多应用，时刻在提醒互联网已是我们生活不可或缺的一部分。但不要忘记 20年前的互联网，对于那个时代的人来说就像今天的物联网一样陌生，网上购物、BBS、电子邮件对那个时代的人来说就是一小群发烧友的事情，似乎永远不会和自己产生交集。现在以发展的眼光来看待未来的世界，物联网将占据我们生活的每一个角落。
今天的大众谈到互联网时，脑子里往往能浮现出某种具体的意象，或者是智能手机里的某个应用，或者是 O2O服务的各种生活场景，或者是互联网思维里的“天下武功唯快不破”。诸多互联网公司创造出来的成功互联网产品使得互联网概念深入人心。但在未来，人们谈到的不会是物联网这个单独的概念，更多的时候会谈无人驾驶，谈可穿戴设备，谈智能家居；略微懂点行的人会谈车联网，谈工业 2.0，谈智慧物流这些更抽象的概念。其实这些概念背后的核心就是物联网，这些概念实际是物联网在行业里的具体应用，有些应用面向的是大众消费者，更容易被感知和理解；有些应用面向的是更为专业的企业用户，离大众就远些。
还有一个原因可能会导致物联网很难像互联网那样作为单独的概念被大众感知到。在互联网蓬勃发展的时代，人类社会的技术不像今天这样多元化，大众经历了几个互联网时代——从 1.0时代到 2.0时代到 3.0时代再到移动互联网时代，每个时代的迭代演化都是在互联网这个大场景下的进步。即便后来出现大数据、云计算、人工智能等新技术与新概念，即便许多新的应用背后实际是互联网和诸多新技术结合的产物，但互联网概念已深入人心，大众习惯性的认为这就是互联网。典型的例子如摩拜单车，摩拜单车从技术属性来说是典型的物联网应用，但公众会认为摩拜单车是一家互联网公司的产品就是这个道理。而在物联网应用开始普及的今天，已经有太多的新技术、新产品出现，大众眼花缭乱，很难再记住与分辨某个应用到底是物联网还是其他的产物。
最后，还有一个原因是互联网公司发展得太快、太成功、没有边界了，物联网或者新技术领域的公司才出现发展的苗头就被互联网公司纳入囊中，或者互联网公司就自己干了。云计算本属于小创新公司颠覆 IBM、惠普这类大型服务器厂商的领域，但当亚马逊看到趋势时就自己推出了 AWS亚马逊云，当阿里巴巴看到时就推出了阿里云，云计算就成了互联网公司的业务之一，大家也纷纷认为这是互联网的成功。此外，还有谷歌、百度这样的公司进入无人驾驶领域，京东进入智慧物流领域，亚马逊开设无人超市，更还有人工智能的发展经常被认为是互联网的成功。
只有像 GE、西门子这样的传统工业公司开启了自己的物联网业务，大众才感知到这些公司代表的是物联网或者工业 2.0 的成功。互联网如此得深入人心，以至于一些物联网公司发展时也要宣称自己是互联网公司来搭上时代的浪潮，典型例子如小米公司的最重要布局是智能手机和物联网硬件生态，如小米手环、空气净化器、平衡车等。小米公司除了其小米商城是典型的互联网应用外，其他的业务与物联网的关系更近，但当大家说起小米时仍然认为小米是一家成功的互联网公司。
本书无意过多地讨论概念，辨别什么是互联网，什么是物联网，但希望读者读完本书后能够了解到物联网对于我们这个时代意味着什么，了解尽管我们可能很少会在大众媒体上看到物联网这样的词汇，但它实际上已经以各种形态渗透到我们的生活中，渗透到我们服务的企业业务中。下面我们就从一些案例来感知物联网的存在。
2014年，三星公司以 2亿美元的价格收购了 SmartThings公司，这家公司的主营业务是智慧家居，致力于为客户提供与家居相关的智慧感知、检测、控制的整体解决方案。以公司的热销产品“家庭监控套餐”为例，用户以 200美元左右的价格就可以购买到这份套餐，套餐中包含一个用于连接各种智慧传感器、灯、锁、摄像头等的集线器；两个可以用来监控门、窗、橱柜或者车库是否关闭的多功用传感器；一个可以监控家庭内部人员移动状况的传感器，以及一个可以控制灯光和小家电的插座。这些智能插件组合起来能够以很低廉的价格为家庭提供安防、智能控制等支持，并且支持更多插件的接入。图 1.1为“家庭监控套餐”实物。图1.1 “家庭监控套餐”实物
2亿美元的收购价格似乎是一大笔钱，不过与谷歌公司 2014年以 32亿美元收购另一家物联网公司 Nest相比，只能算小手笔了。Nest公司成立于 2010年，其创始人是两位苹果的工程师 Tony Fadell和 Matt Rogers，这家公司的产品研发方向也是智能家居，其中最有名的产品是 Nest Learning智能恒温器。这个恒温器与其他智能家居产品如惠浦洗衣机、飞利浦色调灯能整合到一起，智能恒温器扮演着整个家庭的温度控制器角色，恒温器感知周围环境温度的变化，并自动对所有接入的家庭电器进行控制。Nest还能给用户提供家庭能源使用情况及优化建议，帮助家庭节省能源。在使用的第一周，智能恒温器需要用户校准来帮助学习、了解用户的使用习惯，之后它就能自动地根据用户作息调整家里的温度总控各种电器。
不过这些投资与 2016年软银科技愿景基金以 320亿美元收购英国 ARM公司相比又不在一个级别了。ARM公司是知名的电脑、手机处理器芯片设计公司，全世界超过 95%的智能手机和平板电脑都采用 ARM架构，2015年 ARM公司全球芯片出货量达到 150亿片，但 ARM公司的未来不是智能手机而是物联网。ARM公司在 PC时代一直落后于英特尔公司，英特尔公司的处理器是 PC时代的标准。但英特尔公司错过了移动互联网，被 ARM公司弯道超车，ARM公司的处理器是智能手机和平板电脑时代的标准，现在智能手机和平板电脑市场的发展已到顶点，下一个时代的机会在于物联网设备的芯片，物联网设备的数量将是智能手机数量的几千倍甚至更多，ARM公司已经全面向物联网架构设计转型，软银科技远景基金收购了 ARM公司也就有机会成为下一个潜力巨大的科技市场（物联网）的领导者。
把目光放到国内，虽然美团收购摩拜以及 ofo 引发了人们对于共享单车行业盈利模式的担忧，但共享单车作为一种创新服务确实解决了城市居民出行最后一公里的难题。从地铁或者公交车下来离家或者公司有一公里多的路程，二三十分钟走不下来，来回一天就是1 个小时左右的时间浪费在路上。共享单车这种扫一扫就可以随处骑随处停的模式一下就把用户浪费的时间释放了出来，所以 ofo 和摩拜一出来就引发了资本市场的追捧，虽然今天出现了很多问题，共享单车的价值是真实存在的。
共享单车本质是一种自行车分时租赁服务，在共享单车出来前不少城市也有自行车租赁服务，这种服务模式下自行车需要锁停在专门的停车桩处，归还车辆也要归还到专门的停车桩，停车桩的设置成本以及城市停车位置紧张等问题使得停车桩无法做到规模化分布，对于市民上下班通勤的帮助有限。所以传统停车桩服务使用较多的是旅游城市，停车桩设置在旅游景点附近，游客对时间不敏感，骑着车走走停停欣赏城市风景。
共享单车的出现让自行车分时租赁服务一下子走进了千家万户，几家大的共享单车公司的用户已经数以亿计，共享单车模式的出现一方面得益于日渐成熟的资本市场，雄厚的聚焦新技术领域的资本在不断寻找新的风口，加速催化了共享单车的发展；另一方面得益于不断成熟的物联网技术与生态圈。
共享单车模式的技术核心在于共享单车的智能锁，智能锁配备有中心控制单元、卫星定位模块、蓝牙、2G无线移动通信模块、机电锁车装置、电池、动能发电装置、充电管理模块网络连接、供电装置等诸多功能的物联网设备，当 App扫描二维码后智能锁的中心控制单元通过无线移动通信模块与共享单车公司后台管理系统连接，把从 GPS模块获取的位置信息发送给后台控制系统，后台系统标识成功后通过通信模块向中心控制单元发送解锁命令，当用户使用完锁车时会触发控制模块的锁车控制开关，中央控制器通过无线移动通信模块通知后台管理系统锁车，后台确认成功后结束计费。
这其中，GPS 技术的精度不断提高（摩拜采用美国的 GPS、我国的北斗和俄罗斯的GLONASS三种模式共同辅助定位的三模定位技术，精度能达到 30厘米），对于共享单车模式的普及功劳不小。日渐成熟的深圳硬件生态企业对智能锁的制造贡献了不小力量，智能锁需要将不少的硬件组装在一起，以往需要花几年时间才能把不同领域的供应商整合到一起制造出智能锁，现在的深圳已是世界级的硬件创新中心，在那里可以找到大部分需要的供应商。
物联网技术对共享单车的价值不仅在于能够支撑流畅的用户端体验，它也是共享单车后台运营的关键。共享单车要实现盈利必须控制运营成本，其中车辆维护成本、车辆损耗成本、高峰期调度成本等占据了运营成本的大头。例如有些共享单车的车锁不带充电装置，一旦没电就需要工作人员收车充电或者更换电池，耗电快了就会导致维护成本显著上升。摩拜单车早期采用智能锁发电花鼓，当用户骑行的时候提供动力，转换完成智能锁的充电，不过由于这种方式增大了用户骑行的摩擦和阻力，影响了用户体验，后续的共享单车改为太阳能发电，通过车篮顶部的太阳能充电板来供电，且供电技术还在不断演化升级中。
为了应对上下班高峰期的客流需求，共享单车运营公司需要在高峰期来临前通过人工将共享单车从零散的地方收集起来调度到客流需要的地方，基于精准度极高的卫星定位技术上传、汇总来的大数据能够让共享单车公司做好科学的路线规划，帮助工作人员以最高的效率收集自行车，配备有精准 GPS定位模块的共享单车也更容易被工作人员找到。不少智能车锁还配备了振动传感器，当车辆上锁后如果一分钟内有人搬动车辆 3次，蜂鸣器报警并同时上传数据通知运营方注意车辆是否被盗。这些物联网技术的综合使用是共享单车优化运营、提高运营效率、降低运营成本的关键。
摩拜单车公司还与华为、爱立信等厂商合作，利用了新一代窄带物联网技术（NB-IoT），这种技术使得单车的定位更加精准，在地下车库等信号非常弱的地方也能定位到单车。此外，新一代物联网技术的连接速度更快，能大幅缩短单车的开锁时间和用户开锁的等待时间。窄带物联网技术还引入了节能和深度覆盖技术，在同一个运营商的基站环境下，能够覆盖的范围是传统蜂窝网络的 5～7倍，智能锁终端的电池寿命长达 10年以上。
关于物联网的应用案例不胜枚举：智慧农业、智慧交通、智慧城市、智慧家居、智能安防、智能电网等。在这些物联网解决方案、应用的推动下，Business Inisdar的调查报告显示，截至 2022年，全球物联网将规模达到 2550亿美元。今天的物联网已逐渐开始渗透到每个行业，但物联网产业的发展并非一帆风顺。1.2 物联网简史——可乐机、普适计算和物联网
世界上最早的物联网应用是 1982 年卡耐基梅隆大学计算机系学生们开发出来的自动可乐售卖机。早在 20世纪 70年代，卡耐基梅隆大学计算机系办公室就配备了自动可乐售卖机，但到了 70年代中期随着计算机系的扩张，办公室离可乐机的距离变得比较远，程序员们经常要跑到三楼的可乐机去买可乐，到了才发现可乐已经卖完，这个体验对于程序员来说感觉很不好。图 1.2为卡耐基梅隆大学计算机系的可乐机。
图 1.2 卡耐基梅隆大学计算机系的可乐机
几个聪明的程序员想到了办法，他们在可乐机里放置了几个微开关，用来感知可乐机储物槽六个栏里可乐的状态，这几个微开关还与卡耐基梅隆大学的 PDP-10 计算机服务器相连，服务器中安装了一个小程序来监控可乐机的状态，当程序员们想喝可乐时会先通过电脑运行查询命令来了解可乐机的售卖状况，每次查询会返回类似下面的结果：“空“意味着该处的可乐已经售空；“1小时 3分钟”意味着该处的可乐放上去 1小时3分钟了；如果超过 3小时则标记为“冷”——冰可乐是程序员们的最爱。
这个物联网故事还有后续。随着可口可乐公司不断升级自动可乐售卖机，卡内基梅隆大学计算机系的程序员们也一代接一代地不断升级系统来实现远程监控功能，富有创意的程序员们还在这个监控程序里加入了对可乐机旁边的 M＆M零食售卖机的监控，再后来程序员们干脆把查询小程序放到了互联网上，网络上的任意用户都可以运行命令来查询卡耐基梅隆大学计算机系可乐机的状态。这个故事还启发了其他大学的学生们，不久，哥伦比亚大学、加州大学伯克利分校、罗切斯特理工学院等大学也将自己的可乐售卖机物联网化并开放查询功能到互联网上。
如果说可乐机的故事更像科学家和天才程序员们自娱自乐的物联网产品，那 1991年施乐公司帕洛阿尔托研究中心（PARC）的首席科学家马克·维瑟在《科学美国人》发表了一篇题为“The Computer for the 21st Century”的文章便意味着物联网开始了商业化进程。在这篇著名的文章里，马克·维瑟提出了普适计算的概念，普适计算也常被翻译为“无处不在的计算”。马克·维瑟提到：计算机将从人们的视线里消失，在未来计算无处不在，它们会融入人们的日常生活。普适计算的核心思想是小型、便宜、网络化的处理设备广泛分布在日常生活的各个场所，计算设备将不只依赖计算机来进行人机交互，而更依赖于自然、直接的交互方式。在普适计算的环境里，无线传感器将无处不在，这正是物联网所要解决的问题。尽管彼时物联网的概念已经被提出，但是普适计算的概念启发了产业界，也启发了不少企业开始进行各类具有感知能力、计算能力和连网能力设备的研发，开启了物联网的商业化之旅。
帕洛阿尔托研究中心是非常传奇的一个地方，它像计算机领域的贝尔实验室。在这个中心诞生过许多令人瞩目的技术，如个人电脑、激光打印机、鼠标、以太网、图形用户界面、“所见即所得”文字处理技术等。如果你读过《乔布斯传》，也许会记得乔布斯创造个人电脑的起因正是他在访问 PARC时，看到个人电脑图形界面时仿佛看到了一个全新的世界，后来给他做演示的 PARC员工 LarryTesler也被乔布斯挖到了苹果。这个中心诞生的许多技术都开创了一个新的产业。个人电脑在早期成就了 IBM，将图形界面操作系统商业化成就了微软，所见即所得文字处理成就了 Office软件，以太网是华为及思科等网络公司的开端，激光打印机成就了惠普。施乐公司拥有这个中心但并不拥有将之成功商业化的能力，许多研发成果都为他人做了嫁衣。
随着普适计算概念的发展与传播，1993年—1996年开始涌现出不少基于普适计算的解决方案，其中较为典型的案例有微软的 At Work解决方案，能够将办公室里的传真机和复印机之类的办公机器和电脑相连，允许从电脑上来控制这些机器；Novell提出了 NEST技术，这种技术能帮助小型设备之间进行数据交换和操作。如同许多技术的早期应用一样，配套技术的不成熟、人们使用习惯的培养周期长等限制了应用的推广，At Work 和 NEST均没有取得商业上的成功。
物联网作为独立的概念被提出其实是在 1985年，早于 1991年提出的普适计算。美国人彼得·刘易斯在 1985年美国联邦通信委员会支持的研讨会上首次提出“物联网是通过可连接的设备将人、流程和技术集成在一起，使得远程监控、查询及操作设备等成为可能”。但如前面所说，物联网概念提出后并没有在产业界引发反响，反而是后续提出的普适计算让物联网应用真正火了起来。物联网概念真正引起人们的注意是在 1999年，那年美国麻省理工学院（MIT）的自动识别中心提出了“万物皆可通过网络互联”理论，这也是物联网的英文缩略语 IoT的来源，IoT英文全称是 Internet of Things，直译过来就是万物的互联网。这个对物联网的诠释比刘易斯在 1985年的诠释要更加得精练，更加得具有穿透力，一下子引发了产业界的关注，并在麻省理工学院的影响下，媒体闻风推动，物联网正式作为新兴技术集合体登上了世界舞台。
此后随着物联网价值的逐渐凸显，产业界开始达成共识，他们认识到物联网是继电脑、互联网之后的第三次信息革命，物联网也逐渐成为各个国家的国家级战略。2004年日本总务省提出“u-Japan”构想，希望将日本建设成“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上网的环境。同年韩国也发布了“u-Korea”战略，2009年韩国通信委员会还出台了《物联网基础设施架构构建基本规划》，将物联网确定为新的增长动力。2005 年 11 月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》。报告指出：无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换，射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。
2008年 11月行业巨头 IBM提出了智慧地球概念，IBM提出“互联网+物联网=智慧地球”，并宣称要将传感器嵌入到全球的医院、电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等，通过互联网形成物联网，再通过超级计算机和云计算提升人类管理地球的智慧。随后惠普等科技公司跟进提出了十亿传感器规划，一下就引爆了物联网产业。随后，2009年 6月，欧盟委员会也提出了物联网行动方案。
与此同时，物联网在各垂直产业的应用也开始了规模化发展，物联网在交通、安防、车联网、物流追溯、安全生产、医疗健康、能源管理、家居等领域已经出现了成熟的运营服务平台和商业模式，特别是人工智能、区块链等技术的发展使得物联网的商业前景越来越清晰，小米智慧家居产品系列用户数已达到亿级。
物联网在过去数年的起起伏伏反映了新技术的生命周期，任何技术像人一样都有生命周期。人从诞生、发展、高潮、衰老直到生命的结束，新技术的生命周期也类似不过又有其独特之处，新技术在其真正成熟之前会出现突然的发展高峰而后迅速衰落。知名 IT咨询公司 Gartner为新技术生命周期绘制了独特的技术成熟度曲线（Hype Cycle），很好地描述了这个独特的周期。图 1.3为技术成熟度曲线示意图。图1.3 技术成熟度曲线示意图
Gartner将新技术的发展分为五个阶段。第一阶段，启动期，当新技术出现后随着媒体的过度报道、非理性的渲染，产品的知名度变得非常高，产品的一些缺陷与不足被有意无意地忽视；第二阶段，产品逐渐进入峰值期，更多的成功案例开始被注意，媒体、公众、投资各方面的关注度达到顶点；第三阶段，随着社会舆论的进一步发展，新技术的缺点、问题、限制等问题开始暴露，失败的案例开始被报道出来，公众的关注度迅速下降，新技术进入底谷期；第四阶段，经历了之前几个阶段活下来的企业积累了丰富的运营经验，找到成功的商业模式开始实现盈利，新技术进入稳步爬升期；第五阶段，产业进入实际生产的高峰期，新科技产生的利益和潜力被市场接受，与新技术相关的各类工具、方法论等经过不断地演化进入非常成熟的阶段。
这个曲线非常有意思，几乎能够套用到所有的新事物上：人工智能、区块链、虚拟现实（VR）、3D打印、互联网医疗、医药电商等。经历过几轮技术发展风暴的读者能体会到技术成熟度曲线的魔力，这些新技术和新模式都刚经过了过度的炒作期，有的已经入了底谷期，有的开始了爬坡。我们用这个曲线来看物联网的发展也非常得贴切，从 20 世纪 80年代中后期物联网产业开始启动到 90 年代末在麻省理工学院等机构的推动下产业关注度达到峰值，此后由于没有实际产业化的成果，对物联网的关注度逐渐跌入谷底。直到 2004年，伴随一个个国家物联网战略的推出及 IBM智慧地球概念的提出，物联网又逐渐回归到公众视野，背后产业迅速发展，得到了资本的追捧，整个产业开始进入爬升期。
物联网发展的机会正在到来。谷歌董事长埃里克·施密特甚至预言：“有一天互联网将消失，但物联网将永存。”在 2016年第六届世界物联网博览会上时任江苏省省委书记的李强也发表了他的观点：“物联网已经具备了全面爆发的基础，现在进入了推动大规模应用的阶段。就像互联网时代诞生了中国的 BAT一样，物联网时代也一定会有 BAT量级的企业在中国出现。”1.3 “物联网+”
当互联网产业本身发展到一定阶段就开始了与传统产业的融合。2015年国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，提出了“互联网+”的概念，推动了不少传统产业与互联网的融合，乃至一度引发“互联网+”还是“+互联网”的争论，作者认为为争论能帮助理解新事物的本质，明确如何通过互联网帮助既有产业升级或者转型，但如果迷失在争论里或者因为焦虑而采取不理智的行动就没有必要。当物联网时代来到时，我们同样需要借助物联网技术如小米一样开辟新的事业，或者思考如何通过物联网技术来改进自己的既有业务。例如，擅长养鸡的企业需要学习如何在鸡的腿上戴上传感器追踪鸡的饲养以及出场后的每个环节，并把整个过程以可视化的形式提供给最终客户，增加产品的附加值，展示产品的高质量，这样做比关闭养鸡场转去开一家做智能家居的公司恐怕要更靠谱。
下面我们就看看物联网在一些产业的典型应用，帮助我们拓宽对物联网的认识。他山之石可以攻玉，也可以帮助我们拓展思考物联网如何能被更好地运用在健康医疗领域。
1.3.1 智能制造：物联网国家战略的核心
早期的制造业以手工业为主，直到第一次工业革命以后才逐渐从纺织业、采矿、冶金开始形成了规模化的制造工业。中国近现代早期的民族企业家如张謇、荣氏兄弟均是纺织业崛起的时代大亨；著名的红顶商人胡雪岩主要的生意也是与纺织业相关的蚕丝厂；江南机器制造总局也是当时制造业的先进代表。
进入现代社会，制造业成为了各个国家的立国之根本，其中日本制造、德国制造闻名全球，两国依靠制造业进入了全球经济强国之列。改革开放以后，我国也是凭借较低的人工成本成为全球制造工厂才逐步走向强盛之路。后来随着金融、交通、批发零售、信息传输、计算机服务等服务业的崛起，制造业一度被认为是低价值产业，但在经历了几次金融危机后全球政府都意识到了实体经济的重要性，开始回归制造业，重新将发展制造业上升为国家战略。传统制造业如何提升找到新的转型与提升机会？智能制造正是其核心抓手。
智能制造在不同国家有不同的叫法，最具代表性也是最早的版本是 2013年德国在汉诺威工业博览会上推出的“工业 4.0国家战略”，后来美国在 2014年提出“工业互联网”，而我国则在 2015年提出“中国制造 2025”，此外，日本、英国、法国等国也都提出了各自的智能制造战略。
传统制造业的改进主要在材料、装备、工艺、测量和维护这五个维度来进行技术升级，例如设备精度的提高和自动化水平的提升，使用统计科学进行质量管理，通过状态监测带来设备可用率的改善，通过完善制造体系带来工艺和生产效率的进步等。但这些改进有一个共同点——都是围绕着人的经验开展的，人是驾驭这五个要素的核心，人根据经验分析问题，通过调整五个要素来解决问题，并积累经验。
而智能制造的核心从人转移到了机器。当发生问题时，分析问题的主体是机器，解决方案也主要由机器来完成，机器在这个过程中学习并累积经验。以喜力公司的先进啤酒生产线为例，啤酒的生产计划不再按传统方式由人工来主导，而是根据传感器收集的实时啤酒消费数据来驱动生产计划。运往酒吧的喜力啤酒桶上安装有定制的传感器，能够自动收集酒桶何时运到酒吧、何时被倒出、桶内还剩下多少升酒，这些数据通过网络自动传递到生产线。
有了实时收集的数据就能清晰地预估酒吧的未来采购需求，计算机算法就能实时地生成符合实际需求的生产计划，并根据酒吧啤酒消耗的实际情况安排自动补货。这比传统模式下，市场部根据滞后 1个月甚至更久的消费数据来制定生产计划要靠谱得多。这种新的生产方式也改变了喜力公司与酒吧的关系，喜力转型为供酒服务公司而不再是酒的销售公司，喜力提供的不再是啤酒而是持续的供酒服务。基于酒吧内啤酒消耗的速度、时间等客户消耗啤酒的实际数据，喜力公司还能为客户提供数据咨询服务，告诉酒吧什么啤酒最好买，什么时候啤酒最好卖等。
同样的案例在油气生产业也存在。而今的先进油田已实现了物联网对生产单元的全面覆盖，实现了生产规划、过程优化以及故障追踪的自动化与智能化。计算机自动化技术和传感器技术一起将油气的生产数据、设备状态数据、环境数据等信息收集起来，以此为基准实现对油田生产的智能规划、控制与管理，打造智慧油田。但要彻底实现智慧油田的目标，对物联网技术的挑战也非常大。
石油开采涉及的设备和节点良多，要形成全程的智能化生产和管理就需要对每个节点、每台设备进行全面数据采集，这其中包含对单井运行状态监控（抽油机、电压、油压、套压、载荷、注水压力、含水率、液位等）、间数据采集（计量间总掺水温度、总掺水压力、单井回油温度、流量等生产参数采集）、站库监控（联合站、中转站、高产油井、油区重要路口等视频监控），安全信息（可燃气体检测、泄漏检测、有毒有害气体浓度检测、生产现场视频监控等）等多方面的数据，这就需要大量的传感器、摄像头以及其他的技术设备协同工作，由此带来很大的挑战。
石油产业还面临数据的采集环境相当复杂的问题。油田一般远离城市，资源和设备分散于边远的戈壁沙漠、草原或海上，许多油田或探区是在人迹罕至的地区，环境恶劣，温度很高或者很低，设备长期风吹雨打，对传感器能保持长期稳定工作以及数据采集质量的稳定性均有很高要求。现代物联网技术在传感器领域及网络传输方法上的不断进步使得油田生产数据的全面收集与传输成为可能。图 1.4 是某油田的数据采集系统示意图，此系统通过数以万计的各类传感器收集数据，并通过 3G、4G、蓝牙乃至最新的 NB-IoT、LoRa等技术将数据上传到服务器。
有了油田的实时生产数据，在计算机算法的帮助下油田的生产就变得更加的有“智慧”。当油田的实际生产目标发生变化后，计算机能从全油田角度出发快速将目标产量的变化合理地分配到单井上。给新开发的单井分派产量时还能自动考虑地层、储油层的开发进展状态，老油田的滚动开发过程中一旦发现新的油田就能快速重新评估产能调整开采计划。
风力发电也因为物联网而改变了，无论在美国还是中国，在不少风力资源丰富的地方如山顶、海边都配备了风力发电机，以最大限度地利用自然能源。风力发电通常使用风力涡轮机，当风向发生变化时传统的风力涡轮机因为涡轮不能及时调整方向会导致风力发电效率下降，只能通过人工的方式调整涡轮机方向以提高发电效率，但人工的方式很难做到及时，因此依然有不少的效率损失以及人员投入的成本会升高。此外，传统涡轮机出现故障后只有在维修人员例行巡检时才能发现，涡轮机停工的期间也带来了不小的效率损失。在现代化的风力发电场里，配备了支持物联网的风力发电机设备，能够实时监测自身的状态，并能通过风向传感器感知风向的变化，自动调整扇叶的方向到最好接收风力的状态。远程监控人员能实时了解到每台涡轮发电机的运转情况，在故障发生前进行预见性维修，提升了涡轮发电机的运行效率。在一系列技术的驱动下，今天的风力发电机发电成本已经降到十年前的 1/6。图 1.5为物联网风力发电场示意图。图1.4 某油田的数据采集系统示意图图1.5 物联网风力发电场示意图
智能制造可以显著缩短制造周期和提高效率，改善产品质量，降低人工成本。智能制造的产业链场景范围很广，除了前面介绍到的，还包括智能产品与装备，智能工厂、车间与产品线，智能管理与服务，智能供应链，智能软件研发与集成，智能监控与决策等。
近几年，智能制造已成为各国产业升级的主战场，一些发达国家在这方面已远远走在前面。例如德国菲尼克斯的智能车间，美国 C3IoT的 AWS云生态系统，美国哈雷戴维森公司的智能制造单元等。在智能设备监控领域，也有德国的 KONUX、法国的 Scortex、日本的 BrainsTechnology 等公司。一些国内企业也在进行智能工厂建设，加大企业转型升级的力度。如埃斯顿在南京建立的工业机器人智能工厂、广汽传祺在杭州的智能工厂、中车浦镇车辆的数字化工厂等。在传统家电制造业，美的、海尔、格力等企业也正在积极向智能制造模式转型升级。
Market Research的数据显示，2017年全球智能制造市场规模达到 2028.2亿美元，预计将在 2023年达到约 4790.1亿美元，预测从 2018—2023年年复合增长率达到 15.4%。前瞻研究院的数据显示，2017年我国智能制造业的产业规模已达到 15000亿元左右，预计未来几年我国智能制造行业将保持 11%左右的年均复合增长率，到 2023年行业规模将达到 2.81万亿元，行业增长空间巨大。
1.3.2 智能家居：“青岛海尔”升级“海尔智家”
接下来我们来看看智能家居。早在 1995年，微软创始人比尔·盖茨就在美国西雅图的华盛顿湖畔花费 1亿多美元打造了自己的智能豪宅，这栋豪宅名为“世外桃源 2.0”。来访的每个客人会获得一个内嵌芯片的胸针，客人首次来访时通过输入设备录入自己的个人喜好，比如偏好的房间温度、照明亮度、音乐类型等，佩戴在客人身上的胸针通过卫星定位技术和隐藏在地板中的传感器，能够极其准确地追踪到客人在哪个房间并与中央电脑进行沟通，根据客人录入的偏好数据调节房间的亮度、温度，自动播放客人喜欢的音乐，隐藏在墙壁中的音箱还能带来音乐随行的体验，客人走到哪里音乐就播放到哪里。还有一些简单的功能，如客人离开房间时自动关闭照明和空调等实现起来自然不在话下。如果没佩戴合法胸针的人闯入别墅还会被中央电脑自动识别并联动报警系统。
Facebook的 CEO扎克伯格的智能管家比“世外桃源 2.0”更加先进。除对房间及各类电器进行控制外，智能管家还能够为访客开门、烤吐司片、提醒他的女儿上汉语课。据说，扎克伯格每天都亲自写代码来完善这个人工智能管家系统——贾维斯，与电影《钢铁侠》中托尼斯塔克的人工智能管家名字一样。
如今，智能家居已经不再是少数人的专利，比尔·盖茨当年需要花费不菲的费用打造的智能家居体验现在几百美元就可以实现。SmartThings、Nest这样的公司提供的智能家居解决方案以很便宜的价格就实现了“世外桃源 2.0”的诸多功能。在未来，智能家居场景会更加丰富：早晨六点半，当你从梦中醒来时，主卧室的窗帘和百叶窗自动打开让清晨的阳光从窗外射入，空调开始转动调整房间内的温度，热水器也开始工作。七点半，当你吃完健康早餐开始进入工作状态时，只需要在 iPad上轻轻点击控制按钮，整个房间立刻进入“学习”状态：房间的灯自动打开，空调开始运转，电视也自动调到新闻频道供你了解最新的时事，书房的电脑自动打开。而当你离开房间赶往公司时，所有电器会自动进入休眠状态。
近几年，智能家居在全球范围内呈现出强劲生命力，作为智能家居的最大市场，美国注重以智能音箱为中心的家庭智能化，亚马逊的 Echo、Google Home等产品销售火爆。在国内，市场上各大企业纷纷发布各式各样的智能音箱产品，如阿里的天猫精灵智能音箱，小米的小爱智能音箱，讯飞与京东合作的叮咚智能音箱，百度的小度智能音箱，腾讯的听听智能音箱，Rokid 的若琪智能音箱，喜马拉雅的小雅智能音箱等。各大企业也在积极打造物联网平台以赋予家居场景智慧化，诸如小米 MioT、华为 HiLink、海尔 U+等。
海尔公司更是进一步在 2019年 6月 6日宣布了将公司股票名称由“青岛海尔”变更为“海尔智家”，深耕家电业的海尔公司借此超越家电本身，全面聚焦家庭生态品牌。变更后，“海尔智家”将努力推动智慧家庭的全球落地，通过全场景解决方案为用户定制个性化美好生活，加快物联网品牌的全球建议。“海尔智家”将为客户提供“5+7+N”全场景成套解决方案。其中“5”指的是智慧客厅、智慧厨房、智慧卧室、智慧浴室、智慧阳台 5大生活空间；“7”是指全屋空气、全屋用水、全屋洗护、全屋安防、全屋娱乐等全屋解决方案；“N”是个性化场景，用户可以自由定制。“海尔智家”不止步于家电互联，还以多种便捷的交互方式为切入点，通过家内的全屋硬件互联、家外的生态互联，为用户提供一种全新的生活方式。“海尔智家”具备“成套”、“定制”以及“迭代”三大特点：“成套”指的是海尔提供的是一站式解决方案，能够实现与家庭装修风格的完美融合，用户不再需要东奔西跑搞家装；“定制”指的是用户不仅可以根据户型结构、家庭成员的习惯进行产品定制和方案定制，还可以进行场景的个性化定制；“迭代”指的是用户购买整套“海尔智家”产品后享受的内容和服务是持续迭代的，并非一成不变。
智能照明、智能空调、智能冰箱、智能洗衣机、智能门锁、智能遮阳、家用摄像头、运动与健康监测器等诸多产品已使得智能家居成为了一个潜力巨大的市场。根据美国Markets and Markets公司的报告，全球智能家居市场在 2022年将达到 1220亿美元，智能家居行业发展的潜力吸引了众多资本加入，包括传统硬件企业、互联网企业、房地产家装企业纷纷抢滩智能家居市场，谷歌、苹果、微软、三星、华为、小米、魅族等众多科技公司也纷纷入局。在产业与资本的推动下，全球智能家居行业规模会发展得越来越大。
1.3.3 智慧交通：天人驾驶代表未来
物联网还能连接轿车、汽车、火车甚至飞机，许多城市都开始设计他们的智慧交通系统以优化交通路线的设计，让道路交通更安全，减少基础设施建设成本并且缓解拥堵。巴黎早在 2011年就启动了一个叫 Autolib的电动轿车共享项目，就是在小轿车里安装感应器实时追踪它们的位置，帮助司机通过车内仪表盘预订公共停车场的停车位。2017年 G20峰会期间杭州市政府推出了城市大脑计划，物联网+人工智能真正唤醒城市交通，实现交通路口红绿灯的智能控制。通过 5 万多道路摄像头做信息采集，相关数据汇集到后台进行交换和处理，由人工智能系统做出算法决策，然后再传回到交通控制设施上进行实时动态调整和交通指挥灯变换，试验阶段的数据显示车辆通行速度平均提升 3%～5%，部分路段提升了 11%。
今天，通过摄像机、雷达、传感器等多种感知技术连接起来的汽车变得更加有智慧，搭载于车辆的传感器定时向服务中心传输车辆主要部件的保养情况，基于此，服务中心能够每月向用户提供发动机、变速箱、ABS防抱死制动系统、电子稳定控制系统、气囊模块、轮胎等部件的数百项检查的总结报告，帮助车主更好地了解车况。当车内的碰撞传感器检测到车辆发生碰撞或者气囊被弹出，会自动向服务中心发出警报，专业顾问的声音立刻在车里响起联系车主，如果没有应答，服务中心将通过卫星定位远程锁定车辆位置并通知救援人员迅速展开救援。当车辆失窃时，服务中心能够通过卫星定位锁定位置，协助警方找回失车，还能够远程将车辆上锁，偷车者无法再启动车辆。这些都是已经成型并开始进行大规模商业化应用的技术，更不用说已经蓄势待发的自动驾驶汽车，各种感知技术帮助汽车 360度无死角地监测周边环境以做出智能驾驶决策。
不少大公司都进入了自动驾驶领域。谷歌公司最早推出无人驾驶汽车并在 2009—2016年的 7年里已经完成了超过 322万公里的道路测试，尽管谷歌公司自动驾驶汽车商业化速度比较慢，但谷歌公司依然代表了这个领域最先进的技术。与此相比，特斯拉汽车的无人驾驶汽车早已经进入商用，无人驾驶已经成为特斯拉车主可以选择购买的一个服务。在我国，无人驾驶作为最被看好的未来应用场景之一，已吸引了巨头与众多资本的投资。百度公司、阿里巴巴公司都推出了自己的无人驾驶汽车，除了这些巨头，在我国已有超过 20家公司进入无人驾驶领域，这个数字甚至比美国同领域的公司数量还要多。而今，有关无人驾驶技术的话题焦点不再是证明这种技术是否可行，而是向汽车制造商、打车服务供应商、公共交通运营商以及最终的个人消费者兜售无人驾驶技术。
当飞机插上物联网的翅膀也会演化出全新的商业模式，其中最典型的例子是 GE 公司的飞机发动机业务，GE公司重塑了整个航空发
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]