• 物聯網技術的認知特點(上)

    物聯網技術的認知特點上 百恒物聯 2018-11-05 858
      物聯網技術的本質是通過信息化的觀測感知方式來認識客觀狀態的變化,通過對數據和信息的理解完成技術認知過程,使得物物之間通過信息網絡來建立聯系。

      互聯、傳感網絡會產生大量的數據,這是由于傳感器是以秒來進行測量和記錄的,它們所產生的數據量,很可能會快速超過網站上由人類產生的信息、文本等數據量。而相對于通過人體感覺器官和腦神經支配的大腦存儲信息來說,物聯網開發技術更具備了它獨特的優勢。它是通過傳感器、數據存儲、計算等科技方式實現物聯網技術體系與外界的人、物之間的交互和認知,技術認知形態大大地豐富了對傳統認知方式的理解,以信息流處理方式的認識視角來分析認知過程,技術認知方式可以量化、精確化地控制認知過程,是對傳統認知方式的優化。

      總結來看,物聯網技術的認知特點主要表現在以下幾個方面:

      1.認知過程中的信息化


      (1)重要轉向——信息化。

      如今互聯網已深入到每個人的生活并且給我們的生活帶來了天翻地覆的改變,我們的思維、技術、行業等各方面都受到了深刻的影響,但我們卻并不止步于此,網絡還會給我們帶來更加意想不到的驚喜。

      互聯網使得信息資源得以共享。信息本身就是一堆數據,它相對于物質與能源這些物理實體形式來說比較抽象,但是二者之間是存在著聯系并可以相互轉化的。信息可以為各種實體資源提供方向,而物理實體也可以在加工處理后變成數據或信息,在挖掘和分析之后變成更有現實意義和價值的信息。數據是客觀事物的屬性、數量、位置及其相互關系的抽象表示。數據的表現形式是多樣的,既可以是數值的,也可以是文字的、圖形的等。

      由于信息時代的來臨,物理世界中對物質、能量、信息三大資源的占有、開發、利用的形式將發生重大的改變。眾所周知,地球上的資源并不能源源不斷地供給我們使用,資源是有限的,而我們的需求是無限的,如何利用有限的資源來服務我們的需求,提高利用率就迫在眉睫了。而將其轉向信息化也許會是一種不錯的策略。美國科學家香農(Claude Elwood Shannon)明確地把信息量定義為隨機不確定性程度的減少。這就表明了他對信息的理解:信息是用來減少隨機不定性的東西,或者說,信息是確定性的增加。現在,質量、能量和信息量已經成為科學研究領域的三個非常重要的量。

      信息資源是無窮盡的,通過收集并積累各種各樣的信息,以信息流代替物流和能量流,進一步加快各種產業的轉型是提高經濟效益和管控水平較好的思路,即將傳統的產品、思維、服務向信息化邁進,做到物盡其用,從而提高效率和效益。具體來講是指利用網絡精確、智能地計算出各種資源所需的用量,實現資源的合理有效配置,利用各種有效信息來模擬出實體環境或場景。通過這種智能化、信息化的管理系統來合理地配置資源,滿足供求需要。因此信息化控制、預判形式具有重要的現實意義。

      物聯網技術在探究更加本質、普遍、深刻、抽象性的東西中起著越來越重要的作用,它比物質與能量更加高效與精確。它必須從系統的角度出發才能發揮出有效控制的作用。而作為其基礎的信息處理也是至關重要的,信息作為引導使控制不會變得盲目。所以,系統論、控制論、信息論三門學科息息相關,可以這樣表述它們之間的關系:系統論提出系統概念并揭示其一般規律,控制論研究系統演變過程中的規律性,信息論則研究控制的實現過程。因此,信息論是控制論的基礎,二者共同成為系統論的研究方法。

      物聯網技術是在信息與物質、信息與能量之間建立一種聯系,使得物物、物能、能能之間通過信息化相互轉換,最終實現反映、控制、預測與應用等目的,其本質是以“信息”串聯起來并以信息化方式控制物質流、能量流,從而節省資源避免浪費達到可持續化目標,便于有效地提高資源利用效率,優化配置資源,從而促進發展。

      (2)可視化信息與感知技術——以二維碼為例。

      為了實現精確、可靠、穩定的量化控制,我們以信息轉譯的方式進行并獲得了重大的實踐應用意義。而此項技術的實施需要特殊的信息才能實現智能、高效的控制。信息是經過加工的數據,數據又分為結構性數據和非結構性數據,而目前大數據潮流的核心,并不是數值數據等結構化數據,而是網站點擊流數據和社交數據或者是傳感器數據等這些無法存放在傳統關系型數據庫中的非結構化數據,依托Hadoop可以有效處理以非結構化數據為主的大數據,而新浪微博、人人網、QQ空間等社交網絡中發表的文本數據,以及由物聯網所產生的各種傳感器網絡數據,這些都是大數據的一部分。

      根據存儲、計算處理得出相應的模式為預測、控制提供支持。可視化在信息處理過程中是效率較高的,它是以平面幾何空間形式為基礎的。視覺效應向受眾直觀、生動、形象地提供生活畫面,從而使受眾簡明便捷地產生審美想象的效果,可視化通過視覺效應與大腦建立起高效互動機制,提升計算分析效率并以更直接的感官效應進行處理,人腦是以視覺處理的信息為原料,由于視覺器官獲取信息在認知、理解和反應的效率上,視圖形式將快于文本形式,反應速度和信息處理速度更快,不需要經過兩次或多次處理就可以實現準確的理解認知。所以數據圖形的可視化形式會更加簡潔化、直觀化,使得數圖形式對人腦和視覺造成沖擊反應更加靈敏,人腦的視覺神經對數字圖片圖像具有較高的敏感性,可以高效率地處理高密度信息。

      可視化信息或平面化(2D)信息對提升處理分析信息的效率有重大作用,依靠視覺機能、二維方式就可以直接高效地獲取信息,因此它也是最簡潔方式。所以可視化、符號化的處理形式將成為數據識讀過程中優先采用的方式,如條形碼、二維碼等可視化掃描技術。而更高效率的RFID則可以不需要看見物體,以無線感知方式(如Wifi)即只要在一定的頻率范圍內就可識別、讀取物品信息。下面以二維碼為例說明,它就是在縱橫兩軸上(即兩個維度)對符號數據進行分析、提取進行方便快捷地識讀信息,大大提升了傳感技術和識讀分析系統的工作效率。

      譬如,識讀可以對物體的屬性信息如顏色、形狀、位置、標記、圖案、材質、功能等方面進行對比、篩選、分析,最終實現對該信息的理解。感知技術或傳感技術是物聯網體系的核心之一,是今后物聯網技術的重點發展項目。而在全新的信息讀取識別方式中二維碼技術又發揮著重要作用。電子產品標簽與無線射頻技術相仿,例如:無線射頻技術是可以非接觸識別,識別距離可從十厘米至幾十米不等,可識別高速運動物體、抗惡劣環境、保密性強,可同時識別多個對象等。通過內置芯片存儲、傳輸信息。而更為方便快捷的方式還有二維碼,就是給物品貼上了一個專屬標簽來識別并區分物品的屬性,也是用在傳感器識讀過程中所要傳遞的信息。2D平面技術有著其本身獨具的優越性,例如易于掃描、節省空間、易于制造、攜帶方便、信息量大、密度高、可加密性,但是物有兩面,它也有著自身的缺點,比如易損、寫人息不易更改等問題。

      (3)信息化與實踐應用。

      依據香農(Shannon)的信息理論可以認為,獲取信息可以降低甚至消除不確定性,而反過來要想增加對事物的把控力度和提高認知能力的確定性就需要獲得高質量、精確、可靠的信息資源,才能夠有效地把控認識過程和發展過程,同時也能夠對未來進行分析、預測,并把握住未來發展的趨勢走向。所以將“信息化智能化(技術手段)”“精確有效地控制及預判”“認知過程”三者進行有機的結合。如今,我們可以將信息化、智能化的方法應用于現代企業中,改變以往的思維管理模式,通過信息化的方式解決問題。如“現今社會正由工業社會向信息社會邁進,信息化是這個時代的特征,我們正經歷著從有形的物質產品起主導作用的社會到無形的信息產品起主導作用的社會的轉型。”

      該文為物聯網技術的認知特點上半部分,余文可閱讀物聯網技術的認知特點(下)
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