1.3 AIoT的技术特征
1.3.1 AIoT“物”的特征
接入物联网中的“物”有很多种类型,人们习惯将它们称为“实体”“设备”“对象”或“智能对象”。一些文献将物联网定义为“智能对象”之间通信的系统。为了统一“物”的名称,ITU-T Y.2060将“物”用实体(entity)、端节点(node)、对象(object)、设备(device)与CPS设备(CPS device)表述。本书中统一用“实体”或“设备”来表述。
实体与设备的定义如下:
• 实体:物理世界(物理实体)或虚拟世界(虚拟实体)中的一个对象,能够被识别和集成到通信网络中。
• 设备:必须具有通信功能,并可能具有感知、移动、数据收集、存储和处理功能的装置。
理解实体与设备定义的内涵时,需要注意以下几个问题:
第一,很多自然界中的实体并不具有通信与计算能力,例如人、动物、商品、零件、树、岩石、水、空气等。一些低端的传感器、执行器也不具备通信与计算能力。这些实体根据物联网应用的具体需求,可以通过嵌入式技术集成到物联网智能终端中,借助智能终端设备接入物联网;或者通过配置智能设备(如可穿戴计算设备等),使它具备通信和计算能力,并接入物联网中;再或者通过传感器监控对象(例如树、岩石、水、空气等)的状态,间接地接入物联网。
第二,在日常生活中,人们所说的“物”(things)、“实体”(entity)一般是指物理世界中看得见、摸得着的物体。由于物联网系统中大量采用虚拟化技术,因此ITU-T Y.2060将物联网中的“实体”从“物理实体”扩展到“虚拟实体”。虚拟实体包括虚拟机、虚拟网络、虚拟存储器、虚拟服务器、虚拟路由器、虚拟集群、数字孪生体等,它也是物联网中可标识、可接入、可识别、可寻址、可控制的对象。
第三,物联网的“设备”采用嵌入式技术,将传感器、执行器集成到嵌入式设备中,再将嵌入式设备接入物联网。例如,将嵌入血糖传感器、血压传感器与胰岛素注射装置的智能医疗手环佩戴在糖尿病患者的腕上,手环每隔1分钟将患者的血糖、血压值发送到远程监控中心。医生可根据采集到的数据结合数学模型,分析和判断患者的身体状况。一旦指标出现异常,系统会在必要时发出注射胰岛素的指令,手环将执行注射操作,并继续向医疗中心发送实施注射之后感知的人体生理参数。这样,嵌入式智能设备使人体具有一定的通信与计算能力。物联网硬件设备与被监测实体就变成了物联网中的一个感知/执行节点。
应用于不同场景的物联网节点的共同特征是:
• 具有唯一的、可识别的身份标识。
• 具备一定的通信、计算与存储能力。
图1-3描述了物联网中“物”的特征。
图1-3 物联网中“物”的特征