在距今5.42億年前，有一段時(shí)期出現(xiàn)了大量的較高等生物，物種多樣性呈爆發(fā)式增長(zhǎng)——這就是寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。至于爆發(fā)的原因，一些科學(xué)家認(rèn)為是因?yàn)槟承┥?比如著名的三葉蟲)進(jìn)化出了眼睛。有了眼睛之后，這些生物開始追逐捕食其他生物。更為重要的是，眼睛作為一種傳感器，能夠收集大量數(shù)據(jù)，而隨著數(shù)據(jù)量的增加，大腦的學(xué)習(xí)周期就會(huì)加快，從而進(jìn)一步推動(dòng)之后的生物進(jìn)化。

物聯(lián)網(wǎng)被視為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，從進(jìn)化的視角來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上就是人類社會(huì)進(jìn)化出的“眼睛”?！渡虡I(yè)內(nèi)參》(BIIntelligence)今年發(fā)布的《2019年全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究報(bào)告》指出，預(yù)計(jì)到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將超過(guò)640億個(gè)，遠(yuǎn)高于2018年的100億和2017年的90億。據(jù)預(yù)測(cè)，到2035年將有超過(guò)1萬(wàn)億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)器件能在云端保存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”正在來(lái)臨。

物聯(lián)網(wǎng)的前世今生

物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。說(shuō)來(lái)有些不可思議，物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念的提出最初來(lái)源于一款脫銷的口紅。

上世紀(jì)90年代，麻省理工學(xué)院教授凱文·艾什頓在寶潔公司做品牌經(jīng)理時(shí)，發(fā)現(xiàn)一款棕色的口紅總是缺貨，但實(shí)際上庫(kù)存里卻還有不少。于是他開始思考：如果在口紅的包裝中內(nèi)置一種應(yīng)用了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的無(wú)線通信芯片，并且有一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能隨時(shí)接收芯片傳來(lái)的數(shù)據(jù)，那么零售商們就可以隨時(shí)知道貨架上有哪些商品，并且及時(shí)補(bǔ)貨?！拔锫?lián)網(wǎng)”這個(gè)概念由此提出，凱文·艾什頓也因此被稱為“物聯(lián)網(wǎng)之父”。

RFID是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，并且在第二次世界大戰(zhàn)期間就出現(xiàn)了最早的雛形。當(dāng)時(shí)，英國(guó)軍隊(duì)利用無(wú)線電發(fā)射器加上雷達(dá)來(lái)識(shí)別敵軍和友軍的飛機(jī)。2000年后，RFID技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用，基于物流和供應(yīng)鏈管理的物聯(lián)網(wǎng)開始構(gòu)建起來(lái)。“當(dāng)我們需要把所有‘物’連接在一起的時(shí)候，一個(gè)重要的問(wèn)題就是如何判斷出誰(shuí)是誰(shuí)，而射頻識(shí)別技術(shù)就是為了解決‘唯一性’問(wèn)題，為每一個(gè)‘物’貼上一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的身份標(biāo)簽?！睆埫髡f(shuō)。

物與物之間除了要相互識(shí)別外，還要能進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)交換，這就不得不提到傳感器了。這個(gè)詞乍聽之下你可能覺得有點(diǎn)陌生，但事實(shí)上我們周圍無(wú)處不是傳感器，比如氣象衛(wèi)星、監(jiān)控?cái)z像頭、無(wú)人機(jī)等，都可以看作是采集數(shù)據(jù)的傳感器。此外，手機(jī)上也有大量的傳感器，比如GPS、重力感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器、攝像頭、環(huán)境光感受器等。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，手機(jī)其實(shí)就是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)集成設(shè)備。未來(lái)，內(nèi)置豐富傳感器的智能手機(jī)可以發(fā)揮測(cè)量?jī)x器的作用，收集氣溫、大氣壓和大氣潮汐等數(shù)據(jù)。

除了射頻識(shí)別和傳感器技術(shù)外，物聯(lián)網(wǎng)還包括智能處理和嵌入式技術(shù)。根據(jù)張明對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的分析判斷，正在迅猛發(fā)展的5G技術(shù)將成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史上的重大里程碑事件，讓“萬(wàn)物互聯(lián)”從根本上擺脫網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的制約，極大地降低物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)成本，并使物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)水平突飛猛進(jìn)。

總之，真正的物聯(lián)網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò)連接的感應(yīng)器自動(dòng)捕獲、分析數(shù)據(jù)，自行作出決定，需要機(jī)器具備自主學(xué)習(xí)、自主決策的能力，整個(gè)過(guò)程不再需要人的干預(yù)。

氣象+物聯(lián)網(wǎng)

中國(guó)信息通信研究院發(fā)布的《2018物聯(lián)網(wǎng)白皮書》指出，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2008年的500億美元增長(zhǎng)至2018年的1510億美元。在連接數(shù)快速增長(zhǎng)和梅特卡夫定律的作用下，物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的新一輪應(yīng)用已經(jīng)開啟，落地增速加快，物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)數(shù)字化變革中的賦能作用已非常明顯。

氣象行業(yè)作為大數(shù)據(jù)的應(yīng)用者，較早地接受了物聯(lián)網(wǎng)的賦能。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警、氣象預(yù)報(bào)、氣象信息傳輸和氣象服務(wù)等各個(gè)層面。例如，美國(guó)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，已實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)地面觀測(cè)。2012年6月，美國(guó)國(guó)家天氣局成功應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)了無(wú)線緊急預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)惡劣天氣經(jīng)過(guò)的路徑確定受影響區(qū)域，以此搜尋該區(qū)域內(nèi)所有手機(jī)發(fā)出的信號(hào)，自動(dòng)匹配發(fā)送人群，既提高了預(yù)警準(zhǔn)確性，又避免了信息擾民。日本氣象廳于2007年就建成了基于物聯(lián)網(wǎng)的地震感知預(yù)警系統(tǒng)。

韓國(guó)氣象廳采用RFID技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)天氣變化，通過(guò)布設(shè)無(wú)線感應(yīng)器，建立自動(dòng)天氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、氣壓、濕度、風(fēng)、沉淀物、降雪、可視性、云層、地表地下溫度等要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和天氣系統(tǒng)的追蹤，有效提高了氣象服務(wù)能力和保障水平。

“在國(guó)內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已應(yīng)用到氣象信息監(jiān)測(cè)、氣象信息發(fā)布服務(wù)和專業(yè)氣象服務(wù)等領(lǐng)域，并初步開發(fā)了部分應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品?！崩罱ò钫f(shuō)。

目前，中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心正在研發(fā)下一代地面觀測(cè)系統(tǒng)，這就是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用。該系統(tǒng)采用了具備嵌入式系統(tǒng)的全數(shù)字智能傳感器和具備網(wǎng)絡(luò)管理功能的智能集成處理器作為控制節(jié)點(diǎn)，在臺(tái)站級(jí)組網(wǎng)上采用“紫蜂”(Zigbee)短距離無(wú)線通信方式，遠(yuǎn)距離通信則采用高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，配套輔以智能云計(jì)算平臺(tái)。這套系統(tǒng)使得網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)均可進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、升級(jí)和維護(hù)。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)可以通過(guò)相互“訂閱”的方式實(shí)現(xiàn)臺(tái)站間質(zhì)量控制。

物聯(lián)網(wǎng)將手機(jī)、車輛甚至雨傘等物件的潛力完全釋放了出來(lái)，使其一一成為獲取天氣數(shù)據(jù)的手段。各種各樣的傳感器很快就將遍布各個(gè)角落，這意味著天氣數(shù)據(jù)將無(wú)處不在?！拔锫?lián)網(wǎng)的發(fā)展最終將徹底改變氣象行業(yè)?！睆埫髡f(shuō)，在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備急劇增加并相互連接的條件下，獲取氣象數(shù)據(jù)的渠道將被前所未有地拓寬，氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度也將得到前所未有的提升。

物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈

不管一個(gè)人的能力有多強(qiáng)，他都只能觀察到事物的某些切面，并且其觀察范圍主要限于人體感官所能達(dá)到的區(qū)域。要想獲得宏觀視角甚至“上帝視角”，我們就需要不斷拓展自身的感知能力，讓“觸角”不斷延伸。物聯(lián)網(wǎng)最大的作用之一就是讓人類社會(huì)擁有了“上帝視角”，極大地拓展了人類的感知能力，開辟了信息采集的新維度。

如果說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是人類社會(huì)進(jìn)化出的“眼睛”，那么人工智能就是“大腦”。氣象數(shù)據(jù)當(dāng)前總量大約為23PB，僅每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就達(dá)幾十個(gè)TB。事實(shí)上，這樣體量的數(shù)據(jù)已經(jīng)讓氣象工作者疲于應(yīng)對(duì)，很多數(shù)據(jù)的價(jià)值根本沒時(shí)間去挖掘。

試想一下，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量達(dá)到千萬(wàn)級(jí)甚至億級(jí)時(shí)，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將龐大得讓人難以想象，之前的數(shù)據(jù)量根本無(wú)法與之同日而語(yǔ)。這時(shí)，運(yùn)用人工智能來(lái)處理傳感器數(shù)據(jù)幾乎就成為唯一選擇。

此外，如此海量的數(shù)據(jù)如果全部部署到業(yè)務(wù)端或本地，那么所花代價(jià)將隨搬遷數(shù)據(jù)體量的倍增而呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，原本已因系統(tǒng)過(guò)多而不堪重負(fù)的業(yè)務(wù)單位將雪上加霜。云計(jì)算可以將業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需要的一切資源部署在云端，而人工智能就可以直接在“云”上處理海量氣象數(shù)據(jù)。

更為重要的是，在海量氣象數(shù)據(jù)的“喂養(yǎng)”下，人工智能成長(zhǎng)的速度也將驚人的快。屆時(shí)，“超級(jí)人工智能”或許就將出現(xiàn)，這種技術(shù)就會(huì)變成超級(jí)智力。最終，機(jī)器的智力會(huì)超過(guò)人類的集體智力。

“物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、云計(jì)算的發(fā)展是密不可分的，三者就像打開氣象寶藏的三把鑰匙一樣，只有同時(shí)擰動(dòng)才能開啟寶藏之門。單純把物物相連的意義非常有限，只有讓這種連接變得智能才能將物聯(lián)網(wǎng)的潛能完全釋放出來(lái)?！睆埫髡f(shuō)。

然而，物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前面臨的最大問(wèn)題之一就是信息安全問(wèn)題，一旦被黑客或病毒侵入，后果將不堪設(shè)想。好在，具有高透明、可追溯和防篡改特性的區(qū)塊鏈為這個(gè)問(wèn)題提供了很好的解決方案。氣象數(shù)據(jù)一旦上鏈，上鏈的時(shí)間和內(nèi)容均是公開透明的，且一旦上鏈便難以篡改，上鏈的內(nèi)容也將逐步具有法律效力，因此可溯源追責(zé)，這就為不同機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享提供了信任基礎(chǔ)，用技術(shù)解決了信任和安全問(wèn)題。

“物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合會(huì)產(chǎn)生區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)，而區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)可以大幅降低安全風(fēng)險(xiǎn)?！标愩@說(shuō)，更為重要的是，區(qū)塊鏈作為一種交易處理工具對(duì)物聯(lián)網(wǎng)而言是革命性的創(chuàng)新，許多人機(jī)交互會(huì)被機(jī)器間基于規(guī)則的交互取代。

此外，成功的物聯(lián)網(wǎng)解決方案必然有強(qiáng)大的價(jià)值主張，物聯(lián)網(wǎng)中的每一個(gè)設(shè)備都可以充當(dāng)獨(dú)立的商業(yè)主體，以極低的交易成本與其他設(shè)備共享能力和資源。可以想象通過(guò)基于區(qū)塊鏈的智能合約和智能賬本等技術(shù)，我們可以使得每部氣象物聯(lián)網(wǎng)中的觀測(cè)設(shè)備都轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛姓吆陀脩糁g的交易點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值創(chuàng)造點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合所促成的一系列變革將使得物理世界像數(shù)字世界一樣流動(dòng)、個(gè)性化和高效。