机智云CTO刘琰：物联网云平台将成为产业生态的核心
摘要：智能硬件市场经历了持续爆发的成长期后进入到稳定期，更多智能开发者回归到产品和用户体验本身，也开始注入物联网云平台技术让产品具备智能化能力，赋予创新商业模式，发挥更大的价值。物联网云平台将成为产业生态的核心，为智能硬件提供数据收发、数据存储、数据分析处理和转换、OTA固件升级等基础功能，以及应用延伸、业务逻辑定制化、雾计算、智能决策等进阶服务。
关键词：物联网云平台智能硬件机智云人工智能
智能硬件市场经历了持续爆发的成长期后，现在已进入了稳定期。目前，更多智能硬件开发者回归产品本身，更加重视用户体验，通过创新产品功能和新商业模式让产品发挥更大价值。智能硬件多是集成了多种传感器、元器件的嵌入式硬件，通过网络通信模块或者网关接入到互联网，并由智能云端系统进行统一数据收发和信息处理，实现特定功能，提供相应管理运营能力和服务。
比如传统的刷牙方式是使用非通电的普通牙刷；电动牙刷是在牙刷上装上电路板和电池，可以让牙刷按照固定的力度和频次实现刷牙；在电动牙刷上再装上传感器和联网模块接入物联网云服务平台，用户刷牙时产生的震动曲线汇集到云平台来统计牙齿的平整度，再结合云端算法分析出牙齿的健康情况，反馈给用户，更有可能自动调整震动的力度和频次，提升用户体验，这便是智能牙刷（如图1所示）。
图1领先的物联网云服务平台
物联网云平台将成产业生态的核心
物联网云平台对于智能硬件来说非常重要。这是因为，硬件本身受到成本和体积等因素的影响，在计算、存储等方面的技术和能力是有限的。而把硬件接入物联网云平台则可以扩展硬件的能力。只需把硬件本身的基本业务逻辑写在硬件里，硬件本身承载不了的更复杂的算法、更丰富的功能和智能决策可以借助云平台来实现，得出的结果再传送到硬件，让硬件变得更加智能和灵活。
这过程可以通过，比如说机智云早期推出的一款GoKit开源开发套件来快速学习。其中一个开源案例“智能宠物屋”的一个功能，是当温湿度到达一定指标时，会自动启动抽风装置来调节环境温度。这个具体的温湿度阈值，是由云平台根据宠物屋内是什么宠物、地理位置是北方还是南方、是白天还是晚上等综合条件来进行决策。这比原来直接写在硬件里的基本业务更多样化和智能化。
硬件可以通过多种网络通信方式（Wi-Fi/GPRS/BLE/NB-IoT/Lora等）接入到云平台，使用云平台的能力和服务。原本这需要开发者自行开发通信协议，时间成本都非常长，但是现在有了自助的开发平台，就变得更加简单容易。比如机智云将联网协议封装成一个叫GAgent的固件程序，可以运行在硬件平台里，通常是联网模块，也可以在硬件的主控芯片里。这个固件实现了硬件与云端连接的能力、硬件工程师只需要面向业务逻辑进行编程，无需过多考虑云平台通信的细节（如图2所示）。
图2物联网金三角
GAgent在传输层支持MQTT、HTTP/S、WebSocket等多种协议。其中消息队列遥测传输（MQTT：MessageQueuingTelemetryTransport）是由IBM开发的一个即时通讯协议，并成为最先被倡导的一套专门用于物联网的协议，支持所有平台，几乎可以把所有联网设备和外部连接起来；同时它又是基于二进制的数据格式，特别适用于硬件上的嵌入式开发。而HTTP/S和WebSocket则适用于应用开发，如微信应用或HTML5应用。这些多元化的接口可以让开发者根据应用场景自由选择和组合。
解决了联网的难题，智能硬件开发还需要实现底层硬件与通信模块、云端与应用端的对话。原先开发者需要编写智能硬件设备底层驱动、服务器开发、移动端开发、业务逻辑等，依旧需要大量的、周期长的研发工作。不论是大公司还是创业团队，都会谨慎选择从零开始开发，会更多选择一些简单易用成熟稳定的开发平台。
比如机智云为开发者提供了邮箱即时注册使用的免费在线自助开发工具和完整的开发教程，使得开发者可以通过简单的表单操作，用数据点部署的方式来完成一款智能硬件产品功能定义。其中开源开发工具还包括嵌入式开发的协议文档、硬件/移动应用SDK、云端接口、用于演示产品功能的移动APP，以及运行在云端便于调试的虚拟设备，帮助企业/开发者能够在一行代码都不用编写的情况下，验证自己产品的各项功能。
在硬件侧，机智云提供了MCU代码自动生成工具，选择适配的MCU型号，云端会根据开发者自定义的数据点和MCU型号，自动生成对应的串口通信协议和MCU工程框架，该框架封装了设备与云服务器交互的协议层，一切操作均以数据点事件呈现，轻松实现底层硬件与通信模块的对话。开发者只需要在对应的事件处理逻辑中添加传感器的控制函数，就可以完成产品的开发。
在应用侧，提供了APP（iOS/Android/HTML5）代码自动生成工具，会根据开发者定义的数据点直接生成APP源码，开发者一键下载后便可直接运行，实现“零编码”编程，也可以在源码的基础上进行二次开发，比如UI调整和功能优化等，快速开发APP等应用，让智能硬件开发变得更有趣，更“傻瓜”。这样通过云管端的开发，实现设备智能化。
物联网云平台支持和推动细分行业的商业模式创新
接入云端后，硬件就有了数据流集中、处理和疏散中心，在云端可以实现终端设备管理监测、连接管理、应用逻辑开发、数据分析等服务，可以支撑物联网技术在细分行业的应用和服务，也会产生新的商业模式，诞生新的服务和场景，推动行业效率提升。目前在智能家居、工业物联网、车联网、建筑节能、可穿戴设备等市场，已经可以看到物联网发展势头。
在单品智能化基础上，凭借云端的能力延伸，可以有效提升传统租赁服务模式的资产管理和成本管理服务。比如家电领域，目前市场需求最旺盛的“两净”（空净、水净）产品，厂家原先租赁商用净水器一般按月支付，且对资产管理和运营需要投入大多人力成本，物联网化之后，厂家可通过云端远程管理净水器，实时监控、采集使用数据、设置故障预警，需要检修、更换耗材时再分配维护人员上门服务，减少人力成本开销，增加对设备的管理能力。在云平台台还可以系统分级管理租赁的利润分成规则和报表。
设备智能化后，在整个资产基础架构上可以实现可见性、可控性和自动化。比如HIVE冷链资产管理解决方案就是采用这种技术。在冷柜中投放小体积的带传感器的物联网设备，可自动监测冷柜中的温度变化、设备可用性、冷藏环境的健康度，监控销售货品纯度、摆放位置和数量，并提供故障预警和定时数据报表。通过云平台实现设备联网监控，提高工作人员效率，降低运营维护成本，并为营销人员制定营销策略提供必要的信息。
还有自助游艺设备运营管理平台。在云端集成第三方微信/支付宝支付服务，提供远程投放点设备运行状态监控，智能化数据采集，故障预警，产品数量和投放监控等；并能进行营收统计及运营分析，自动生成数据报表，完善的账目处理流程；为一切自助设备提供物联支付数据服务，可有效降低运营成本，优化消费者体验，从而改变消费形态，助推运营商营收增长。目前在国内，奥付云的服务做得比较成熟。
应用在长短租智能公寓上。比如现在为魔方公寓等品牌公寓运营商提供服务的“宅居智能公寓运营管理平台”进行远程房源管理、租户管理、水电表统计并自动生成数据报表等，大大降低了运营成本。采用这种“供应链+金融+个性化服务”的一站式“轻”运营方案，将智能家电、智能家具、公寓配套、定制装修、系统应用、金融租赁等服务融为一体，结合云平台，通过APP、语音等主流控制终端，让家居设备互联互通，实现情景联动，提供了全新的家居体验，实实在在地提高了生活的质量和舒适度，同时也降低了运营成本。
以物联网云平台为基础，人工智能将得到更广泛应用
随着联网设备的大规模增加，为人工智能的发展奠定了基础。简单来说，人工智能分可以分为三层。
一是泛人工智能。对各种各样的模拟人类行为做出识别、决策、规划，预测的算法都可以统称为人工智能。
二是机器学习。对一个数据和多维度数据长时间的存储和分析之后，让机器自行归纳并挖掘出数据的内在规律的行为。
三是深度学习。其实是针对机器学习中神经网络的进一步演化。强调的是通过模拟人的大脑神经系统，构造出复杂并且层次较深的神经网络模型。深度学习的网络可以达到几百层甚至上千层，由此而来的模型对数据的归纳理解能力也是大大超越机器学习的。
以上这些技术在物联网云平台上将得到更广泛及更有意义的应用。比如在开发工具上，可以把复杂的大道理变成功能模块；将实用、通用的算法应用在不同场景里，赋予不同的价值，包括调度、异常检测，还有推荐、降维。也就是有很多数据，为了能够更快速的得到决策，可以采用人工智能的方法论，例如机智云就把它变成一些标准化的模块服务，将人工智能算法工具化，为开发者服务。
人工智能在物联网应用上，可以在云端建立不同的复杂模型、多个维度的数据聚合，帮助企业分析用户使用情况，并做出预测和反馈。比如机智云把人工智能服务应用在具体的新能源的充电桩、煤改电热泵、家用和商用电器，以及工业化等领域；比如在工厂智能化、楼宇智能化的趋势下，通过物联网、人工智能的手段可以帮助工厂、楼宇节省10%的用电，经济价值巨大。在家电领域，通过多维度感知(SensorFusion)与深度学习(DeepLearning)技术的支撑，为家电企业定制的人工智能管家，可以通过图像和语音，主动为用户提供服务，能够像人一样理解客户需求。
作者简介
刘琰：机智云创始人兼CTO。互联网早期技术及管理人员，中山大学毕业，前网易创始团队成员，拥有近20年互联网系统研发和软件技术架构经验，曾先后就职于韩国三星、网易（163.com）、WebexChinaLab、IBM（中国）等国内外知名企业，目前全面负责机智云核心架构设计、平台化产品部署和项目研发技术指导工作。带领团队深耕后端云技术服务，为公司组建了完整的物联网技术研发和运维团队。近年曾与微软IoT资深专家共同完成基于物联网云服务的云计算系列著作《云就该这么玩儿》（由航空工业出版社出版）。
