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眾多常見物品和機器中都裝配了微型計算機，這些計算機控制著它們的運轉，同時可以啟用各種有用的應用軟件。越來越多的此類嵌入式系統(tǒng)逐漸聯系起來，匯聚成一個“物聯網”。展望未來，在網絡中實現互聯互通的各類機器將推動生產、能源分配和交通系統(tǒng)發(fā)生重大變革。

單片機無處不在。單片機本質上是內嵌于機器中的微型計算機，它們統(tǒng)御著迅速擴張的功能王國。舉例而言，在洗衣機中，單片機可以讀取衣物標簽上的電子 標簽，從而識別出衣物質地是免燙材料，還是羊毛。利用其他傳感器傳遞的信息，單片機能夠判斷衣物的臟污程度。它們還可以控制洗滌強度，并確保機蓋蓋嚴。

借助RFID芯片，西門子物流中心可對進貨進行自動登記。

幾乎在所有的機器中都可以找到嵌入式單片機的身影，小到DVD播放器和電動工具，大到汽車和計算機斷層掃描儀，都離不開它們。單片機在體積和處理能 力上有別于個人計算機。嵌入式系統(tǒng)通常配備單片機、內存及用于與外界交互的接口，但是它們在體積上要遠遠小于個人計算機。通常情況下，整個電子電路就集成 于一枚芯片上。盡管此類單片機的外觀十分小巧，它們卻可以憑借軟件的力量輕而易舉地控制機器，甚至駕馭復雜機器也不在話下。

“幾十年后，人們將很難再看到不帶內嵌計算機的工業(yè)產品。”德國計算機科學家Karl Steinbuch早在1966年時便如此預言。如今他的預言早已成真，德國行業(yè)協(xié)會Bitkom和羅蘭•貝格管理咨詢公司的數據顯示，目前全球嵌入式系 統(tǒng)的市場總額約達2000億歐元，并且這個數字仍在迅速增長。

嵌入式系統(tǒng)對于西門子而言尤為重要，因為西門子出售的幾乎所有產品中都配備了這種小到近乎看不到、碰不著的袖珍計算機，從醫(yī)療設備和自動化設備，到樓宇管理系統(tǒng)、列車、配電系統(tǒng)和輪機，不一而足。

塑料加工公司Rehau AG 利用RFID系統(tǒng)實時監(jiān)測生產。

與普通計算機一樣，單片機依靠軟件工作，西門子在該領域積累了深厚的專業(yè)特長。公司現有17000名程序員，每年在軟件研究方面的投資約達20億歐 元。同時，西門子在這一領域的活動并不局限于嵌入式系統(tǒng)。“我們是歐洲僅次于SAP的第二大軟件公司。”西門子企業(yè)發(fā)展部的Gerhard Kress如是道。

在該領域，西門子的重心逐步向所謂的“行業(yè)IT”信息解決方案轉移，也就是“針對具體領域量身打造的信息技術解決方案。”Kress介紹說。他還指 出“相對而言，通用IT同時適用于很多領域。比如說Microsoft Office軟件，以及采購、銷售、資源調度和數據庫管理方面的各種軟件。西門子的重心不在此類解決方案和應用上。”

通常情況下，行業(yè)IT以嵌入式系統(tǒng)為基礎進行構建，并不斷向用戶提供新功能。例如，有了嵌入式智能技術以后，操作一臺現代化CT掃描儀的醫(yī)生可以在 本地監(jiān)視器上查看機器生成的掃描圖像，同時該數據還可以通過集成的外部接口傳輸到診斷軟件，例如西門子的syngo.via。醫(yī)生掌握此類數據后，可以更 好地診斷病情，例如他們可以將患者的掃描圖像與之前的圖像進行比較，再做出判斷。“這為醫(yī)生帶來了更大好處，同時還可促進我們的硬件銷 售。”Kress表示，“這樣，行業(yè)IT已經成為西門子的競爭優(yōu)勢。”

客戶同樣也將受益于行業(yè)IT的優(yōu)勢。例如，某家汽車制造商通過引進西門子的*工程解決方案，已經成功地將研發(fā)時間縮短近一半之多。這些解決方案 包括面向設計、計算和模擬的NX軟件；在產品生命周期內管理產品數據的Teamcenter軟件；面向工廠設計和生產自動化的Tecnomatix和全集 成自動化（TIA），以及面向工廠實時過程的SIMATIC IT系統(tǒng)。

上述系統(tǒng)不僅可以在產品研發(fā)中大顯神威，汽車制造商還可以用它們來設計新工廠，優(yōu)化生產率，乃至在虛擬環(huán)境中開發(fā)機器。這樣既節(jié)約了時間和成本，還能避免人為失誤。此外，從制造過程中采集的信息可以饋回研發(fā)流程，進而促進產品的改進。

“通用IT市場的年增長率大概是4%，但是行業(yè)IT的增長速度為9%。” Kress指出。正因如此，行業(yè)IT才成為“西門子IT變革”的核心，這項變革計劃旨在開辟介于西門子傳統(tǒng)解決方案與通用IT之間的新市場。

當樹也會“講話”的時候。人類在很久以前就掌握了全球數據網絡（或稱互聯網）。現在機器也要實現同樣的創(chuàng)舉了。 在物聯網日益開疆拓土的趨勢下，這種愿景正在變成現實，比如，有些智能化控制中心已經開始利用自己的接口直接與其他中心通信。“我們預計到2020年，將 有500億臺設備實現聯網。”愛立信*執(zhí)行官Hans Vestberg稱。愛立信公司甚至在樹木上安裝了嵌入式系統(tǒng)，目的是讓樹可以向互聯網傳遞信息。“假如你經營著一家林業(yè)公司，如果你能了解樹的感受，這 是不是會很有用？”

2011年夏季，西門子和德國科普雜志《Spektrum der Wissenschaft》同樣為愛爾蘭根植物園中一株已經生長150年的橡樹裝上了測量裝置。安裝在樹上的可吸入顆粒物傳感器和臭氧測量計可以記錄環(huán)境 數據，同時由氣象站和網絡攝像頭協(xié)助其工作。通過WiFi網絡，這棵橡樹將自己的數據發(fā)送給一臺計算機，計算機對數據進行評估，然后便能檢測出這棵樹在特 定時間的健康狀況?；ヂ摼W用戶可以直接查看相關信息，這棵“會說話的樹”經常在Facebook和Twitter上更新動態(tài)，它還會向Flickr上傳照 片，向YouTube上傳視頻。

當然物聯網的本領遠遠不止于使橡樹與人互動。實際上，整座風電場的機器之間也可以進行通信。比如，在某座風電場中，運營商并沒有讓每臺發(fā)電機滿負荷 運轉，而是利用西門子的軟件來使發(fā)電機可以相互交換數據，最終既能最大限度提高風電場的發(fā)電量，又能最大限度地減輕某些組件的磨損。

醫(yī)生可以在并非用于診斷目的的平板電腦或監(jiān)視器上觀察患者影像，并將它們發(fā)送到其他地方。

智能電網是物聯網大顯身手的另一個領域。比如，將來，洗衣機和制冷系統(tǒng)等用電設備將與互聯網實現通信，從而平衡電力供需關系。西門子和電力公司 Allgäuer überlandwerk GmbH目前就在測試一個類似的智能電網，測試工作已經進行一年多。“這里的情形如同人們期望2020年能在德國看到的情景一樣。”Allgäuer* 工程官Michael Fiedeldey透露。

到那時，汽車有可能也會實現彼此通信，與周邊環(huán)境通信，通過這種通信來避免交通事故，確保交通通暢。舉例而言，如果交通堵塞超過了一定程度，車輛會通過無線網絡向后面的車輛發(fā)出提醒。機器還會與其他機器通信，做好緊急救助的準備。

制造業(yè)的變革。很多工業(yè)領域也對物聯網技術躍躍欲試，究其原因，是因為物聯網可以推動制造業(yè)實現真正意義上的變 革。德國聯邦政府的高科技戰(zhàn)略舉措中有一項行動叫做“工業(yè)4.0”，西門子也是其參與成員之一。這個行動的*就持此觀點。“工業(yè)4.0”的愿景是構建 以分布式智能為特色的體系，在該體系下，工廠將擺脫集中生產模式。

在這一藍圖中，待處理部件和制造機器將進行對話，借此自行優(yōu)化制造工藝。“每件原材料上都有一個很小的嵌入式系統(tǒng)，這個系統(tǒng)相當于一個微型Web服 務器，它配備一個無線接口，可以看做是它的數字化內存。” 德國人工智能研究中心（位于Saarbrücken）負責人Wolfgang Wahlster教授說道，“嵌入式系統(tǒng)可以確切地判斷出應該如何處理原材料產品，然后單獨向工廠中的相應機器請求所需的操作。”

在不遠的將來，通過與周遭設備通信，包裹能在物流網絡中自己找到運輸路線。

在歷經機械化生產、大規(guī)模電氣化生產和生產工藝的電子自動化之后，第四次工業(yè)革命將是物聯網和分散式控制的舞臺，它們所具備的靈活性會讓單件產品的制造也有利可圖。這種趨勢必將有助于高收入國家創(chuàng)造就業(yè)機會，保持競爭優(yōu)勢。

與此同時，工廠中執(zhí)行同類任務的機器也將能在生產線與生產線之間靈活切換，而無需中央控制系統(tǒng)干預。Wahlster套用PC領域的“即插即用”術語將之稱為“即插即產”。

西門子目前在負責一個歐盟項目的協(xié)調工作，項目名為“應用物聯網”，該項目旨在促進生產領域實現靈活的物聯網。在“工業(yè)4.0”框架下，西門子還參 與了RES-COM項目（依托情景觸發(fā)的機器對機器通信節(jié)約資源）。該項目由Wahlster牽頭，由德國聯邦教育與研究部撥款實施，其初衷在于促進能 源、淡水、空氣和原材料等寶貴資源得到高效利用。

“但是如果有人認為物聯網只會采集傳感器數據，那他就錯了。”西門子中央研究院的Joachim Walewski說道，“它還必須要輸出具有可操作性的信息。”比如說，如果材料運送車輛中的傳感器只知道如何識別紅燈，那還不夠。系統(tǒng)必須能知道這輛貨 車在朝哪個方向行駛，知道前方有交通燈，同時系統(tǒng)還要做出正確判斷，也就是說現在需要剎車了。

位于多特蒙德的弗勞恩霍夫物流研究院院長Michael ten Hompel教授將數據包比喻為貨物集裝箱，并喜歡用“互聯網物流”這個詞。在不遠的將來，包裹通過與周邊環(huán)境設備進行通信，自己就可以在物流網絡中找出 運輸路線。“如此一來，緊急的貨物會得到更快的運輸，其他包裹則需要等待。”他介紹道。集裝箱中的嵌入式系統(tǒng)配備有微處理器、傳感器并無線連網，它們不僅 可以找到正確的運輸路線，還具有其他功能，比如利用溫度傳感器監(jiān)視易腐貨物，從而充當產品存儲器。

“云”在未來的物流領域也將發(fā)揮核心作用，這個概念是通過互聯網按需獲取處理能力、軟件和存儲空間。“所有與貨物搬運和送貨有關的IT流程都將轉移 到云中。” ten Hompel說，“那么，比如說RFID掃描儀，它不會連接到倉庫中的某臺服務器，而是連接到云中的計算機。”在從產地運輸到收貨地點的過程中，貨物將全 方位獲取服務市場的信息，頗似軟件模塊記錄貨物的到貨情況，并將該信息存儲到數據庫中。這樣的小應用可以像樂高積木一樣，根據需要組合成更為復雜的服務， 很多供應商會提供此類服務。

面向所有人的服務。這正是“服務互聯網”背后的構想。在這種構想下，全球計算機網絡將演變成一個龐大的軟件模塊 庫，所有模塊均采用標準化接口，因此這些模塊可以輕松地進行組合，構成更高級的服務。為實現上述目標，Michael ten Hompel的研究院已經嘗試對杜伊斯堡的一座配送倉庫進行改造，為其配置了云技術。

“我們的云服務器以各種軟件模塊為載體，支持31種‘業(yè)務對象’。比如，它們包括倉庫管理和貨物接收方面的軟件。這些軟件模塊是由十幾家供應商提供 的，但是它們全部遵循既定的標準，所以可以輕松地進行集成。”ten Hompel說。這座倉庫只用兩周時間便改造完成，可以開門營業(yè)，而通常情況下，倉庫改造工程可能需要長達數月的時間。

風力發(fā)電機可以互相“交談”，從而優(yōu)化產能。在愛爾蘭根，一株裝有測量裝置的橡樹常常在“Twitter”上更新動態(tài)，報告自身狀況。

未來的服務互聯網可能同樣會讓我們過上更舒適的生活。比如，一些研究人員預見到一個可以為所有人提供靈活組合的服務的網上市場。假如某個家庭的供熱 系統(tǒng)出現故障，戶主不必再聯系工人上門維修，而只需在服務平臺上發(fā)一條幫助請求。系統(tǒng)利用語義技術，能夠根據季節(jié)和天氣預告判斷問題類型和嚴重程度。然 后，系統(tǒng)會根據所有相關維修工的日程安排自動查找到合適的維修工，并安排這次維修服務。實現上述構想的前提條件是推行“統(tǒng)一服務描述語言”（USDL）中 所載的標準化服務描述。USDL是在德國“Theseus”IT研究項目框架下開發(fā)出的一種語言，西門子在其開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。

同樣，成長于互聯網中的自主服務也將在未來的智能電網中發(fā)揮重要作用，其形式是軟件代理，這種代理可以代表消費者和電力生產者獨立完成電能的購買與銷售交易。此類網上電力交易的電價將不只取決于供需狀況（目前則取決于供需狀況），還會考慮到以往經驗和預測數據。

放眼未來，互聯網中的海量數據將成為新型服務的基礎。屆時我們可能會看到根據不同季節(jié)的日常用電需求模型而為建筑物和家庭用戶提供的服務，根據每天 不同時段的交通量為交通規(guī)劃師提供的服務，以及根據天氣預報數據為樓宇自動化系統(tǒng)提供的服務。例如，如果建筑物能預先了解天氣轉暖情況，便可以提前逐步調 低供熱溫度。

能積累經驗的網絡甚至可以探明即將發(fā)生的組件故障。例如，西門子的燃氣輪機利用數千只傳感器向神經網絡中饋入數據，從而可以監(jiān)視自身的運轉情況，最終達到優(yōu)化發(fā)電機效率的目的。

西門子從全世界近400家工廠采集此類數據，然后根據這些數據來預測部件的損耗情況，確保在部件發(fā)生故障以前就予以更換。有了預防性維修，便能避免讓人措手不及的故障——讓機器具備報告自身狀況的能力，大有裨益！