第一部分 原理与实践
一 概述——原理与实践
许多人认为物联网（IoT）是涉及面包机与冰箱的交流。毫无疑问有朝一日会出现非常有用的消费者物联网应用，然而本书的重点将在于企业物联网的应用。本书是一本向商业和技术专业人士提供与供应商完全无关的框架的实用指南。企业物联网应用很复杂且没有框架，它可能很难将理想与现实分开。对于框架的五个层次——设备、连接、采集、学习、应用中的每一个，本书将涵盖几个在现在和未来都很重要的关键原理。作为实用指南，本书还希望能让读者了解这些原理在当今世界中的一些实践。最后，本书将把所有五个层次结合在一起，并带读者了解近期建造精密机械的案例，以及这些案例对现代基础设施的影响，包含电力、水务、农业、交通和医疗保健几个方面。
1．经济学
在开始之前，我们需要了解的是由于计算经济学的根本性转变才让我们有机会建立精密的网络以及更精准地操作它们。
企业应用（例如财务、销售、营销、采购、工资、人力资源管理）向云的转移是由经济学的一个数量级的变化推动的。这是因为企业应用的真实成本不是购买价格，而是管理应用和支持应用的所有硬件和软件的安全性、可用性、性能和替换的成本。一个简单的经验公式是，管理企业应用的成本是每年购买价格的四倍，这意味着在四年内，将花费16倍的购买价格来管理应用。最主要的管理应用的成本便是人力成本。尽管在工资较低的国家进行管理会降低成本，但仍有一个限度。
企业应用云服务的成本已显著降低，这是由于企业应用已经使其流程和基础设施标准化，并让其安全性、可用性、性能和替换的管理变得自动化，即用计算机替代人力。同样的原理现在被应用于计算和存储基础设施，这也使得成本大幅降低且灵活性增加。
笔者几年前开始在中国的清华大学讲授一门关于云计算的课程。为了支持该课程，亚马逊的AWS团队非常友好地捐赠了价值3000美元的计算时间。当时，这些钱可在北弗吉尼亚购买一个小型服务器，可使用3.5年，有趣的是这没有使得任何一个学生兴奋。但当学生知道，3000美元也可以购买10000台计算机的30分钟使用时间，每个人便开始思考。
2．物联网不同于人联网
大多数第一代和第二代企业软件关注的都是人（个体或团体）。从事企业软件开发和应用的人必须这样做，因为这些应用程序必须做一些对人有用的事情，例如帮助人们购买一本书，发布采购订单，招聘更多员工或与他人进行沟通。
但设备不同于人，这是很明显的，下面讨论三个设备与人的根本区别。
1）设备比人多得多
互联网上有关于多少设备将连接起来的一些声明。思科公司前首席执行官约翰·钱伯斯（John Chambers）宣布，到2024年将有5000亿件设备连接。这个数字几乎是全球人口的100倍。
2）设备能告诉人们更多数据
人们主要通过键盘来向应用程序传递信息，大多数应用程序则通过类似于简单数据量收集的方式获取每个人的信息。设备拥有更多的传感器。一个典型的手机有近14个传感器，包括加速度计、GPS和辐射探测器。像风力涡轮机、基因测序仪或高速插入器这类的工业设备常有超过100个传感器。
3）设备可以不间断地给出信息
来自人联网（IoP）应用程序的大多数数据都是鼓励人们购买东西或是招聘过程的一部分。总之，人们不经常将数据输入到电子商务、人力资源（HR）、购买商品、客户关系管理（CRM）或企业资源规划（ERP）的应用中。与之不同的是，公用电网功率传感器可以每秒发送60次数据，施工叉车则是一分钟一次，高速插入器可以每两秒发送一次数据。
再次说明，设备不同于人。
3．下一代企业软件
来自SAP、Oracle、Siebel、PeopleSoft和Microsoft的第一代企业应用软件利用低成本的客户端服务器计算，实现关键财务、人力资源、供应链和采购流程的自动化。采用的商业模式是购买软件使用权限后，商家将管理安全性、可用性以及性能和替换的责任与成本交于软件使用者。
在2000年，第二代企业应用软件开始使用。它在交付模式上与第一代软件相比发生了根本性的变化。在第二代软件中，软件提供者负责管理软件，并且随着这一变化，软件的商业模式也发生了变化。软件即服务（SaaS）模式的出现，允许客户每月或每年购买服务，而不是提前付清许可费。读者可能听说过来自这个时代的许多供应商，包括Salesforce.com、WebEx、Taleo、SuccessFactors、NetSuite、Vocus、Constant Contact和Workday等。
因此，大多数基本功能——销售、营销、采购、招聘、福利、会计已经实现自动化。读者可能会质疑这些功能的有效性，但这在很大程度上是一个已经解决的问题。尽管通过CRM或ERP软件来提高运营效率被证明是有效的，但却不是革命性的。只有在零售（如亚马逊）和银行（如eTrade、PayPal）领域中软件改变了商业模式。
也许是现在，随着计算经济学的不断变化，通信技术的不断创新和传感器成本的降低，我们可以向第三代企业软件转变，以应对精准农业、电力、水务、医疗保健和交通带来的挑战，从根本上改造企业和环境。
4．物联网
物联网与盲人摸象的故事有一定相似性，每个人摸到大象身体的不同部分，就产生了不同版本的大象。这意味着，不同的人对物联网的定义有不同的想法。本书将建立一个涵盖所有物联网应用主要组件或部件的框架（包含示例）。它是一个五层、供应商中立的框架，可供技术人员和商业人员使用。
此框架下，第一部分由多组原理和实践章节组成。原理章节旨在描述基本技术原理。如果读者是机器学习或网络方面的专家，这些章节看起来会很简单。它们是为了给读者介绍一些基本原理，这些原理是与物联网密切相关技术产品的基础。五个原理章节都有一个实践章节与之对应。在这些章节中，读者将看到能源、农业、医疗保健和交通方面的具体案例，所有这些案例都将说明实践中的一些基本原理。
第二部分给出了一系列案例：有设备的制造商和个体用户的情况。例如，农业机械制造商美国艾科集团（AGCO）及使用农业机械的农民Nick August的案例。通过使用精准技术，基因测序仪、风力涡轮机和叉车的制造商可以构建精密机器，这将让他们能以更低的成本提供更好的服务，并且最终在某些情况下从根本上改变他们的商业模式。对于那些在公用事业、航空公司、医院和农场方向使用这些新型精密机器的人，他们将能够降低运营成本，提高服务质量，并在许多情况下提高产品的寿命和安全性。在一个人口不断增加并试图提高人民生活水平的世界中，让地球转变为一个更精准的星球将对每个人都有好处。