2015年2月27日星期五

管中窥豹,物联网之我见 - 叶帆

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早在1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议上,就已经提出“物联网”这个概念,所谓的物联网,英文为Internet of Things,就是物物相联的网络。国内也有人称之为泛在网,其内涵更是广泛,寓意无所不在、无所不包、无所不联的网。2005年在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟发布《ITU互联网报告2005:物联网》(ITU Internet Report 2005: The Internet Of Things),将最初主要以RFID技术为中心构建的物联网(或称之为传感网)的定义和范围,作了更进一步的拓展。报告指出世界上任何物体,各种生活用品(牙刷、纸巾、轮胎和房屋等等)都可以通过互联网进行连接起来,人类对信息的掌控又开辟了一个新的维度。

十年之后的2009年,IBM提出了“智慧地球”的概念,美国基于此,把物联网研究和发展提升到一个国家战略的高度,由此世界跟随美国的脚步,都陆陆续续把物联网看着是互联网(移动互联网)之后,能掀起下一个科技和经济浪潮的新技术,都投入巨大的人力和物力去研究和发展物联网技术。

而我国最早在1999年中科院就启动了传感网的研究,但是直到2009年物联网的发展被提到国家战略层面,温总理去无锡物联网研究院考察之后,才真正得到实质发展,无锡最先在物联网领域发力,所以被称之为中国的物联网之都(感知中国的中心)。随后各地政府以构建“智慧城市”为目标,吹响了进军物联网的号角。

随着近几年的移动互联网的大发展,手机、平板平台成为互联网的最主要的入口,人们的日常生活已经逐渐融入到网络之中。“大数据”、“云计算”、“智能硬件”和“可穿戴设备”等概念更是目不暇接地涌入人们的视野。阿里巴巴、百度、腾讯这些传统的互联网巨头,更是在移动互联网的基础上,纷纷构建自己的物联网平台。移动互联网的新贵小米公司,号称和上百家硬件公司合作,构建物联网生态系统。在智能家居领域,阿里巴巴携手海尔,小米联手美的,360向格力抛出橄榄枝,互联网企业和传统白色家电合作,向物联网的纵深领域发展。在车联网领域,移动、联通牵头,依托强大的宽带网络以及领先的3G和4G网络和众多汽车厂商或集成厂商合作,共同实现“智能交通”、“互联驾驶”等愿景。

以上我们是从历史发展的角度来漫谈物联网的,下面我们从技术的角度简单来谈一下物联网的构成。

从技术架构层面来讲,物联网可以分三大部分:

一是“云”,云上可以存取数据、可以运行程序、也可以提供具体应用服务。以亚马逊、阿里巴巴为首的云服务商,提供的是一种最基础的云服务,相当于提供了一个PC,你可以自行在上面安装程序、运行程序、存取数据等等;以微软、谷歌为首的公司提供的云服务,才能真正体现所谓的“云计算”,比如微软提供了基于云的操作系统Windows Azure,可以最大限度发挥云平台的能力;以苹果、百度为首的公司其实提供的只是一种存储服务,主要就是照片和数据文件云端存储和共享; 而传统以万维网为首的网站服务商,也可以算作一种云服务,一种基于应用的服务,提供网页发布等功能。

二是“端”,随着移动互联网的发展,端的含义有了很大的变化,不在单纯的指传感器了,根据用途,可以分三种,一种是“入口端”,比如手机、平板,是数据查看,设备控制的主要入口;第二种是“数据端”就是直接产生数据的端,比如温湿度传感器、PM2.5传感器、RFID标签采集等等;第三种是“被控制端”,比如电灯、空调、热水器等等;目前赤手可热的智能硬件和可穿戴设备,可以算作一种“复合端”,即可以产生数据,也可以控制一些设备。

传统的传感器厂商是“数据端”的主要生产者,而现在的手机、平板、智能硬件厂商成为“入口端”最主要的生产者,而随着智能家居的发展,一些传统的白色家电领域的巨头摇身一变成为“被控端”最主要的生产者了。

三是“物联网中间件”,目前物联网的概念早就超出了RFID+Zigbee了,当前通用物联网系统框架如下图所示。

当下一般人眼中,所谓的物联网,就是可以方便用手机、平台和可穿戴设备获取“云”数据,也可以通过云(或直接)控制一些智能设备。从上图可以看出,为了更为容易的实现这种互联互控,“物联网中间件”技术必不可少。

比如YeeLink公司的物联网中间平台就提供了数据端(和被控端)到云,及云到入口端的快速连接的技术,这种中间件技术偏重于传感器数据采集和设备控制。APICloud公司提供入口端和云互联的快速开发中间件平台,侧重于移动入口快速开发。腾讯公司提供的“QQ物联”开发平台,更是一种标准的物联网中间件技术,每个“端”都被映射为一个QQ号,通过提供的SDK,让端和云、云和端更为简便的互联。

以上从技术架构层面简单阐述了物联网的相关组成,其实这是站在互联网公司的角度来看物联网的,在我眼中,物联网却是下面这个样子。

我从2001年进入工控行业,主要为冶金行业的一些企业做自动化系统,对一些工业领域产品厂商及相关技术相对熟悉,比如西门子、施耐德、AB、三菱、研华、MOXA和周立功等国内外厂商,比如各种PLC、各种智能采集和控制模块、LonWoeks、Profibus、CAN和工业以太网等各种现场总线技术。我眼中的物联网其实是工控网的一种外延:立足于可靠成熟稳定的设备,及各种现场总线技术所构建的物物相联的网络。

所以说,物联网的大发展,其核心推动力,应该来源于这些传统以工控技术为主的公司。但是诡异的是,在最近几年的工控产品行业会上,却很少看到或听到说物联网概念的,推物联网产品的,发展的重点却是工业机器人和3D打印技术。

说是诡异,其实也不是诡异,现在所谓的物联网通信技术,各种智能硬件,相对于工业现场总线技术和采集、控制设备来讲,是相对皮毛的技术(或者说是早已经成熟,相对基础的技术),只不过由原来要求相对严格的工控应用领域,拓展到民用领域而已。而互联网公司当下为了实现下一步的业务转型,新瓶装旧酒,以云平台、手机和平板为核心,结合一些监控和互联的技术,来包装物联网的概念,并以颠覆传统生产制造行业的面目出现,这确实或多或少蒙蔽了不少人的眼睛。

现在物联网发展的困局不在云、不在手机、平板输入端、也不在网络基础平台,这也是互联网公司最擅长的领域,其实这部分技术在我眼中是完全偏软的技术,因为其基础硬件平台发展到现在,都已经成熟,并且差异化也没有那么大。如果是基于软件技术,那么规模就相对容易做大,基于网络推广和发布,即使出现问题,其付出的代价也是相对小的。真正的难点在于要能以最小的代价,制造出差异化的,能提供二次开发、并且能长期稳定运行的智能硬件。

互联网公司和传统白色家电厂商合作,其实从另一种眼光来看,不是在颠覆什么,对硬件产品来说,添加了一个联网的新功能,对营销角度来说,多了一个宣传的新名词。只是对这些传统白色家电产业发展遇到了天花板之后,又重新有了一次洗牌的机会。

其实真正的物联网绝对不是简单的互联网企业和传统制造商结合而生出的怪胎。目前来看,似乎也不是那些现在变的有些傲慢,反应有些迟钝,对当前一些软硬件新技术有些视而不见的传统工控领域巨头所引领下的工控网的外延。

以我个人的眼光来看,倒是在ARM公司和在其领导一下的一些芯片制造商在扎扎实实地推进物联网技术的发展。硬件层面,推出基于Cortex-M技术架构为核心的物联网芯片;在软件和系统层面推出CMSIS接口标准和mbed OS物联网系统;在云和端通信层面,收购了Sensinode公司,大力发展NanoStack和NanoService产品技术,全方位构建物联网生态。

有了芯片和软件,也并不等于就能很容易构建物联网应用平台。Arduino、树莓派,相对简单的手机APP和没有什么特色的云平台,是构建不了成熟的物联网应用,更不可能成为物联网发展的基础。对于差异化,个性化,智能化的物联网应用平台应用来说,硬件的稳定可靠(工业级产品要求)、功能的可定制化(组态化)和易于开发使用是非常重要的。

回过头来看国内一些互联网企业的物联网化,其实用一句话来概括就是用新的思路和方法,改造或打破旧行业的产业格局而已。仔细来看,似乎并没有真正催生新的物联网基础层面的软硬件技术,不能不说,这是国内物联网行业发展的一种悲哀。

【说明】本文是笔者在程序员期刊上的一篇文章,网站版原文链接

http://www.csdn.net/article/2015-02-21/2824000


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Oracle Essbase入门系列(一) - Cheney Shue  阅读原文»

1. 开篇序

本文是几年前做Hyperion Planning项目时写的,后来陆陆续续有些补充。本来打算将整个EPM写一系列的教程,但HFM写到1/3就没动力了。不过至少Essbase这部分是完整的。

Essbase主要是作为Planning后端数据库使用。Planning的技术难点在于Essbase,所以搞Planning深入下去就是在搞Essbase;反过来说,熟悉了Essbase,上手Planning就很简单,无非是在Essbase基础上加了Form、Process Management等功能,再学学Driver-based Planning、Rolling Forcasting等知识,就算是Planning专家了。

2. OLAP概念

联机分析处理OLAP通常是以多维的形式对数据进行钻取、汇总、切片、旋转等操作,以满足多层次、多角度数据分析的过程。OLAP包括两部分——提供用户多维操作的前端和支持多维分析的后端数据库。多维数据库,既可以是将数据以星形结构组织的RDBMS,也可以是Essbase这种专门的多维数据库。

Essbase的维度是value-based dimension,即树型结构,维度中的成员按照层次组织,形成父子级关系,其中的每个成员可包含若干个子成员。最底层的成员没有子成员,称作叶成员(Leaf Member)或基成员(Base Member),而最顶级成员是根成员。如下图的帐户维,将家庭收支项按层级关联起来形成树型结构。

维度的层级结构决定了数据沿向上合并(consolidation)和向下分配(allocation)的计算路径,如下图。

上面是单个维度的结构后,然后再来谈论多维的情况。多维数据库,顾名思义是由多个维度组成,各维度成员的组合是数据存储的最小单位,称为单元格(cell)。作为例子,假定一个家庭记账的多维数据库,由如下三个维度组成。为了便于说明,这里的维度仅截取了部分成员。

  • 日期维,成员包括一季度、一月、二月、三月,其中一季度是父成员。
  • 支出帐户维,成员包括日用品、衣物、洗涤,其中日用品是父成员。
  • 家庭成员维,成员包括家庭、张大明、王翠花,其中家庭是父成员。

在这个多维数据库中,日期维有4个成员,支出帐户维有3个成员,家庭成员维有3个成员。那么一共有4 × 3 × 3 = 36中维度成员组合,即有36个单元格,意味着这个数据库仅能存储36个数值。将这个数据库形象的描绘成下图的三维立方体,三个维度是立方体的轴。图中以维度成员将立方体进行分割,形成了36个小块,这些小块就是单元格。如暗色单元格,是由成员组合(一月,日用品,张大明)构成。

在三个维度中,日期维的叶成员有3个,支出维的叶成员有2个,家庭成员维的叶成员有2个。则36个单元格中,有3 × 2 × 2 = 12个是叶成员组合单元格。类似单一维度成员合并方法,非叶单元格可沿维度层次,由叶单元格合并而得。例如维度成员组合(一月,日用品,张大明),由(一月,衣物,张大明)和(一月,洗涤,张大明)两个单元格汇总。

3. Essbase概念

EPM系统按产品可创建不同类型的应用程序,Essbase的应用程序是多维数据库的集合,即每个应用程序下可包含若干个多维数据库,每个数据库有独立的维度模型和数据存储。

Essbase将数据库的维度模型称为大纲(Outline),多维数据库的开发工作很大部分是大纲开发,大纲开发主要是创建维度成员和定义计算方法。

Essbase中以“代(Generation)”和“级(Level)”来标注维度层次,根成员被标注为1代,其下一层被标注为2代,依次向下代数逐渐增大;反过来,叶成员被标注为0级,其上一层被标注为1级,依次向上级数逐渐增大。以下图的维度层次为例,成员名称前的G表示代数,L表示级数。

维度的成员之间存在子代(Children)、后代(Descendants)、同级(Siblings)、父级(Parent)、祖级(Ancestors)共5种关系,说明如下。

系统架构上,Essbase是由多个组件组成。下图将Essbase的组件分成三部分,左边是Essbase Server,它是多维数据库服务,Essbase应用程序会部署到Essbase Server;右边是客户端工具,含OLAP前端应用工具和Essbase开发管理工具;在Essbase Server和客户端工具之间的是中间层服务,负责双方之间的通讯。

此外跟Essbase相关的工具主要有:

  • Hyperion Planning — Planning使用Essbase作为数据库存储和计算数据。
  • Hyperion Profitability and Cost Management — 跟Planning类似,HPCM使用Essbase BSO做分摊计算,使用Essbase ASO做报告。
  • Essbase Analytics Link for Hyperion Financial Management — 可以将HFM数据导到Essbase中做分析。
  • Hyperion Smart View — Oracle BI和EPM的客户端,跟Office整合,能直接连接Essbase数据库。
  • Hyperion Visual Explorer — Tableau的OEM版本,在以前版本中会随Smart View一起安装,同样支持Essbase数据源。
  • Oracle Crystal Ball — 蒙特卡罗模拟工具,新版本跟EPM整合,可以使用Essbase内部的计算代替Excel上的计算公式做模拟。
  • Oracle BIEE — Oracle的BI产品,可使用Essbase作为数据源。
  • Hyperion Essbase Spreadsheet Add-in — Office插件,已被Smart View取代。

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