关于物联网的沉思：我现在是一个“事物”

这是官方声明，我现在是物联网上的一个“事物”(I am now a ‘thing’ on the Internet of Things)!

我想我应该解释一下。正如你们当中的许多人在过去几年中阅读过我的文章和帖子所了解的那样，物联网上的医疗设备是我心中近在眼前的一个话题。字面上说，10多年来，我一直有一个起搏器（请参阅我的作品“万物互联网 - 一切相关的生态系统”），但直到上周，我并不是物联网上的一个“东西”。

鉴于我的心脏起搏器的年代久远，实际上我必须亲自到医生的办公室才能从中读取信息。上周，我的心脏病专家在我的皮肤下放置了一个植入式心脏监测器(ICM)，以便能够定期远程监测我的心律。我的医生了解到我对技术方面有兴趣，于是在两年前为我安排了设备的演示版本（右）和它的前置版本（左）。

前置版本的心脏监护仪需要一场日间手术才能将设备植入患者体内，不超过30秒的时间就能够植入我的皮肤下 - 正如其名字一样可植入式心脏监测器。尽管10年后我仍然有起搏器的疤痕，但你甚至很难分辨出它是否还在那里。我必须得承认，我内心的极客情结不禁对这个让我充分参与物联网的技术印象深刻。毫无疑问，我必须深入研究下去。

它们是怎么运行的？

在这个微型设备里面的是：

• 传感器和心脏监测电子元件。
• 用于记录结果的存储器。
• 可编程的控制电子元件，用来确定记录，保存和传输的内容。
• 射频发射器，可将信息发送到基站，又称为患者监护日志（详见下文）。
• 一颗给设备供电的电池。

随着这台微型设备一起，我在家中也得到一个基站。当我的医生控制这台设备时，它将与该基站进行配对。然后通过无线通信的方式，我的设备只会将信息发送到该基站，并且该基站只会从我的设备接收信息。该基站还内置蜂窝技术，通过蜂窝链路连接到专用网络，以此上传从我的设备接收到的信息。该专用网络上的服务器还能够分析和生成关于我的数据报告，然后直接通过电子邮件发送给我的医生。此外，医生也可通过应用程序获得原始数据。

问题。如此多的问题。

自然地存在一些问题：

• 数据隐私和安全性如何？
• 数据的绝对数量如何？
• 设备中的电池能够持续多久？
• 设备本身能使用多久？
• 如何升级设备或基站？

所有这些问题都可以应用于物联网世界中的任何设备。既然我是其中的一部分，那么这些概念就能够很快的从理论走向现实。

数据隐私和安全

如何解决数据隐私和安全问题是物联网领域的一个重大问题。对于我的设备而言，有多个步骤来解决这个问题。

• 设备和基站都没有任何关于我的个人信息，即典型的个人身份信息 (PII)。设备和基站都有唯一的ID，与数据一起传输。
• 这些ID以及配对都在接收数据的专用网络数据库中进行注册。两个ID必须与服务器上接收的数据相匹配。
• 服务器环境严格遵循标准的HIPAA隐私标准，并将传输的数据与“我是谁”联系起来。
• 设备中射频发射器的功率非常低（这也是讨论电池寿命的一部分），范围有限(约6英尺)，并且只能与其配对的基站进行通信。

数据量

物联网领域的另一个挑战是数据量。传感器通常可以收集大量的数据，就我而言，每周7天，每天24小时的收集心率数据，这算是很多信息。这可能会迅速消耗设备中的物理存储空间，以及占据通过无线方式和蜂窝网络传输数据的带宽。理解一个简单的问题就能够解决这个挑战：什么样的数据最重要？

对于我的设备而言，心率信息唯一有趣的地方是，如果发生异常事件，就会有事件提示。这在设计考虑中提供了一些灵活性：

• 该设备实际上是一个循环记录器。主存储器可以容纳20分钟的心率数据，如果没有什么不寻常的事情发生，它会再次循环并覆盖掉那些无趣的数据。
• 当事件发生时，设备记录日期，时间和事件类型。另外，它需要一个循环片段，在事件的开头和结尾都有几分钟的时间，并将其存储起来以便传输到基站。
• 如果发生其他事件，则重复该过程。
• 按照预先设定的时间间隔，设备将发送所有事件的列表，包括时间和日期，加上关于第一个事件的数据，仅向基站发送。
  • 有人解释说，限制数据仅限于第一个事件仅仅是帮助延长电池寿命。
  • 医生可以要求发送所有数据，这是通过如下操作来完成的
    • 联系我并让我按下基站上的按钮（手动干预）。
    • 前往医生办公室并使用类似的设备从设备请求信息。
  • 基站通过蜂窝网络将数据传输到服务器。

电池和设备寿命

在任何移动或物联网场景中，电池寿命都是一个持续的痛点。对于某些设备而言，充电只是一种选择。不用说，这个设备在我的胸口，我没有办法将自己连接到充电线！除此之外，对于这种类型的设备 - 心脏监测器 - 它必须能够持续很长时间，因为它用于尝试并捕捉不经常发生的心脏事件。虽然它们很容易植入，但医生和我都不想仅仅因为电池耗尽而不断更换它，这得权衡取舍。该设备的预期电池寿命为三年，能够通过提到的一些技术使它持续很长时间：

• 射频发射器的低功率以及有限射程范围。
• 数据只在特定时间传输（通常在睡眠时）。
• 默认传输最小数量的数据，也可手动选择传输全部数据（消耗更多功率）。

考虑到设备的大小，这个挑战被夸大了，但无论设备的大小如何，物联网中任何“事物”的电池寿命都是一个持续的挑战，想想你的手机就知道了。随着我们不断添加更多功能和应用程序，我们会迅速将电池耗尽。优化应用程序在任何设备上的使用情况是最佳性能与最佳电池时间之间的持续平衡问题。

软件升级

我体内的设备以及基站都是可编程设备，这意味着有软件更新潜在要求。由于基站通过蜂窝网络持续连接（类似于手机的同步更新），因此基站可以进行远程升级。而我体内的设备更具挑战性，鉴于无法保证它将保持在基站的无线范围内，在这种情况下远程更新并不是一个现实的选择。如果确实需要升级软件，则需要前往医生的办公室。升级仍将以无线方式完成，但处于受控状态。

欢迎来到万物互联网

我所提出的所有思考和问题都是在物联网日益增长的世界中的严肃考虑和挑战，无论那些“事物”是什么，与技术世界的所有东西一样，没有一个适合所有人的单一答案。我的心脏监测器如何处理这些挑战，根据这个问题所理解的，并且基于这种权衡取舍提出要求，是一件最有意义的事情。作为技术专家，我们必须始终保持疑问，并能够解释其现象，做出权衡取舍，以帮助实现适合特定业务场景的平衡。对我来说，有一件事是肯定的，在现在这样的环境中，我是一个“事物”，我将以一种全新的视角来回答这些问题！