物联网“碎片化”成为其连接生活的阻碍。从概念上说，从技术开发到产品应用，物联网一直“看起来很美”。邬贺铨（中国工程院院士）表示，物联网之所以发展得不如想象中那么好，其中一个重要原因是“碎片化”，阻碍了物联网与日常生活的有效连接。实际上，“碎片化”却是物联网的“天性”。“传感器是多种多样的，有物理的传感器，化学的传感器，生物的传感器，甚至同一物理传感器也多种多样，不可能有一种通用的传感器适用于所有领域。”“物联网产业的统计边界不清晰，什么算物联网，什么不算物联网，有些数字不可信。”邬贺铨既警醒又充满期待。

——对邬贺铨院士的访谈

通过不断搜索物联网及其内容，敏锐地判断出物联网的发展在这期间不如想象中那么好（表面上看起来很美），原因有三：

其一，内容被泛化，什么相似的概念都往“物联网”里装。

其二，出现的频次有下降的趋势，可能因为把握物联网的本质这一门槛有点儿高，不利于外行进入并专业化、产品化、产业化，来自政府和市场的先期投入也逐步开启了“防忽悠”模式。

其三，“碎片化”，如下图所示，每一类典型应用被束缚在未经“格式化”的格子里。

物联网的发展需要规范化、格式化、积木化、易扩展，尽量避免碎片化；物联网网格是这一想法的一个起点。在研究物联网中间件和SOA的基础上，这里提出一种“物联网网格”（Primitive IoT）的理念，是一种描述“物”及其所在物联网环境之间关系的概念。物联网网格空间包含：物体、关系集、服务，其中：

       ●物体作为网格中的实体要素，在这个相对独立的网格空间中形成关系集。对应物联网的“感知”。

       ●关系集包括物之间的关系、物和服务之间的关系，以及在这个网格空间中能够衍生的叠加关系（物+“物和服务”）。对应物联网的“网络”。

      ● 通过网格中心对物体空间进行规范、管理和使用，从而提供服务（包括网格内服务和对外的服务接口）。对应物联网的“应用”。

可以尝试将存在关联关系的三要素定义为物联网网格，物联网网格可以作为物联网的细胞存在于物联网中。

01、物联网网格的特点

物联网网格是本地化了的基于服务和管理的智能集合，但并不只局限于地理上的本地化，可以是基于一个事件需求所形成的短期临时性结构，也可以是行业发展而形成的长期联盟，等等。局域网之于广域网，有点儿像物联网网格之于物联网；很多学者尽力想把物联网网格描述成不是标准的一组属性和规则集合，以尽量大的开放性吸纳更多的智慧，并给予物联网网格更大的发展空间。

继2013年1月于百度百科中提出“物联网网格”这一概念，并在某词条中定义的前后，出现了雾计算、工业4.0、关系网络管理、可穿戴计算等新概念，包括挑战人类围棋的AlphaGo，其中不乏物联网网格的影子。它们的共同特征是：如何使“物”及“物”的关系更加智慧，如何使物联网能够针对行业“格式化”发展；能够更好地和人相处并善解人意，走上自主智能的进化之路。

这里讨论的物联网网格的特点，可以体现在以下几个方面。

1．异构性

物的多样性不可避免地带来物联网网格的异构性。不仅不同的网格会有不同类型的结构，同一个网格中也会有各种不同的关系集表征方式。例如，在家居网格中为了实现对家庭的智能感知，需要处理各种不同类型的对象，如探测器建立的各种安防关系，家电管理所需的关系集，家居网格向小区局域网或互联网提供的煤气泄漏等警报关系等。为了构建完整准确的网格，必须综合考虑这些不同类型的网格要素及其空间结构来定义信息（语言）结构、传递信息、实现服务。进一步要考虑异构性引发的网格之间的兼容、开放、互操作问题。

2．有限性

物联网网格构造的目的，就是使将海量的“物”转换为网格中有限个要素，以便于研究和建立标准，这是一个化无限为有限的思路。虽然物联网中各个对象都能够普遍联系，每个对象都可能在变化，但在一个网格中，物的数量、特征、关系等的变化是相对有限的。在网格中如何有效地探索新的技术和方法来高效地管理和处理这些“物、关系、服务”，以及网格之间的交互、融合接口，是将“细胞”进化为“器官”并更具智能（融合、推理、判断和决策）的关键。

3．透明性

“物”的透明访问是物联网网格中定义和获取服务的重点问题之一，也就是说，我们并不需要了解物（设备）的构造和组成，只需了解如何获得服务。以家电为例，传统的“人机接口”是家电说明书，学习说明书中的操作规则就可以依照规则获取服务。同样，当“物”在家居网格中心注册时，也需要将具有一定结构、内容、服务的提供方式用通用的定义规范“告诉”网格中心。这种定义相当复杂，既要考虑具备不同智能层次的物体，又要考虑同一类物体的个体化差异，还要考虑一个物体能够提供的不同种类的服务。当然，网格中物和物的透明互访能力，以及网格对外在环境所能够提供的服务也在进一步考虑之列。

4．层次性

不同种类的物联网网格中的“物”的层次将会被划分得更细。物的作用和交互活动必将受到物品自身功能和能力的限制（如它们的计算处理能力、网络联通性、可使用的电源等），还会受到所处环境与情况的影响（如时间、空间等）。所以根据物品参与物联网中互相影响、互相交互的各种流程和活动的行为、参与方式以及它们自身的某些属性，可以借鉴欧盟2009年在《物联网研究战略路线图》中暂将物和物联网网格这个特殊的物归纳为以下5种层次。

（1）基本基础属性。“物”拥有标识，可以是“实体事物”，也可以是“虚拟事物”；“物”将是环境安全的；“物”（以及其虚拟表示）将尊重与它们相交互的其他“物”或者人的隐私，保护它们的机密信息，保障它们的安全。这些可以理解为“物权”。“物”能够互相通信，并参与现实的物质世界和数字的虚拟世界之间的信息交换。

仅具备基本基础属性的“物”，只能被动地参与信息交换。一般来讲，它们没有（先进的电子器件）电，只能被贴上标签（虚拟标签），或者被传感器观测；例如食品、货物、树木，手电、灯泡等一般电气设备。简言之，它们有标识、会被动交流。

（2）基础属性。“物”使用服务的形式作为它与其他“物”相交互的接口；“物”将在可选择的原则下与其他“物”竞争资源、服务和相应的主题内容；“物”可以附加传感器和探测设备，这样将使得它们可以与所处的环境交互，并且与环境互相影响和作用。

具备基础属性的“物”，已经具备开口“说话”的潜质或者已在“说话”；它们本身就有先进的电子器件（不论是否用于联网“说话”），例如照明、供热、供水系统等具备联网潜质的设备。简言之，它们可感知、弱隐私、会服务、能交互。

（3）社会化物品的属性。“物”可以与其他“物”、计算设备和人进行通信。“物”可以一起协作，共同创建物联网网格。“物”可以自主地发起通信和交互。

具备社会化物品属性的“物”，不仅具备前两点，具备“智能”的潜质或者已有“智能”；而且能够主动地和前两类物交流。它更具备“管理”（网关）的潜质。例如，汽车、掌上计算机、PDA、手机（可穿戴设备的网络接入）等，在场景中能够“察言观色”的各种环境传感器（湿度、温度、压力、污染和WSN），甚至具备“手”：执行器。简言之，它们有隐私、会服务、能交互、会管理。

这之前的两点更适合物联网网格中的“物”，此第三点可以作为网格属性的分界点：网格中的“物”可以彼此交流或者通过服务和人交互；这些“物”及其关系集、服务可以作为构成物联网网格的要素，网格之间也能够彼此交流或者通过服务和人交互。

此后的两点更适合物联网网格的属性。

对于人类来讲，“社会化”意味着“物”能够掌握你的或环境的隐私；通过“标准”语言交流；突破时间维度、空间维度限制为人类提供一整套流程化服务。

（4）物联网网格的属性。“物”可以自己做很多事情，自动完成很多任务。“物”可以了解、适应和改善自身所处的环境。“物”可以从环境中分析和提取既有的模式，或从其他“物”处学习到各种模式的数据、知识以及经验。“物品”可以运用其推理能力做出决策。“物”可以有选择地丰富信息，并且可以主动地传播信息。简言之，它们能管理、会思考、强隐私，会定义并思考自身的安全；可以理解为群体型智能。

（5）高级别类型的物联网网格。具有自我复制和自我管理能力的物的属性，“物”可以创建、管理并销毁其他“物”。可以理解为仿生型智能。

这一类的“物”将具备较高级智能，具备安全（和隐私保护）管理能力。

5．智能性

服务在网格中心能够通过关系集找到能够提供服务的物，同样，网格中物的升级、进化和替换也能够同步更新关系集与服务。这就是物联网网格的内省（introspection）和调整（intercession）能力，也就是支持反射机制。物联网网格的智能性还体现在自治能力，表现在：

●能够自我标识，被搜索与发现，提供交互接口。

●能够在不同的条件下自我配置或重配置。

●能够自我调整达到最优性能。

●能够自我复原。

●能够自我保护（网格的安全能力，可以理解为“物权”保护）。

●知道网格的内部环境和外部环境并能够做出相应动作（例如自适应，提出和接受交互请求）。

●网格运行在开放环境中。

●对于外部环境能够隐藏自身复杂性，同时根据外部环境自我

简言之，网格是动态的、自主的、自适应的、能够自学习、自治的、支持反射、可重构、可伸缩、可进化的。网格将从第3层，逐步向高层次（第4层、第5层）进化。

6．开放性

考虑到物联网的开放架构来最大限度满足不同系统和资源之间的互操作性，同时也给研究带来相应的复杂性。在一个相对狭小的网格环境中，定义其中的要素，进而研究其抽象数据模型、接口、协议，并将这些绑定在各种开放的技术（XML、Web服务等）中，以简化物联网架构，是一个化繁为简、化整为零的思路。要充分考虑物联网网格的通用性、独立性、可互访性，便于向整个物联网架构扩展或进化。网格中心的定义也是基于此考虑。

7．可分布性与服务发现（机制）

随着LPWAN和M2M等身边的接入方式涌现，网格中的感知即接入就不只局限于集中获取已注册服务，而能够实现基于分布性的服务发现。

每个物联网网格都只有一个中心，但是服务是可分布的。以一个家居网格为例，当一台带有遥控器的电视作为家庭的一分子被主人买回家，电视即向家居网格中心注册加入家居网格，在注册中明确：“我(电视)是谁，现在属于哪个家庭，能为您做些什么”等电视作为家居网格中“物”的种种属性，主要目的是说明电视能够提供的服务。然后通过遥控器选看电视这一服务就属于家庭成员。选看服务可以在家居网格中任意控制平台实现，除了遥控器之外，手机、PAD、计算机都可以通过家居网格的控制接口实现选看，这是因为这些网格中的“物”在注册“入户”时已经向家居网格中心明确了自身的功能等属性。

网格中心统一管理着家居网格中所有的物、关系集、服务。无论身处何方、用何种方式向家居网格表明自己的主人（或主人的朋友）身份，都可以通过网络向网格中心发号施令，控制家电提供服务。家电在网格内是可分布的，不同家电提供的服务也是可分布的，通过服务发现机制，使“接入”环节对用户变得透明，实现感知即服务。

服务发现可以通过网格之间的融合实现。网格能够提供的每一种服务，都有相应的接口定义。网格之间能够按照标准接口拼接成更大一级的网格，还能够在同一网格中叠加成立体网格。也就是说，融合既可以是拼接式平面联合叠加，也可以是图层式立体重合叠加。举个例子：

当你在一个社区消费网格中，把其中的餐馆和图书馆视为已在该消费网格中注册过的“物”，社区中所有餐馆属于社区餐馆网格A，所有图书馆属于图书馆网格B，相邻社区所有餐馆属于社区餐馆网格C。当你既能点网格A的餐，又能点网格C的餐，就是基于相同服务的联合叠加（A+C）。当你在一家餐馆吃饭时就能够网上借阅图书馆的书，就是基于相同环境的重合叠加（AUB），环境不仅局限于地域。当需要考虑到网格的相对独立性时，网格之间以松耦合的形式叠加。

网格之间的融合方法还包括：网格可以作为上一级网格中的“物”，在定义了网格间融合的关系集、服务之后，网格就具备作为“物”进入上一级网格的能力。例如，车辆网格和行人网格、交通网格构成车联网。网格之间的关系集、服务需要结合网格接口重新定义。

这里仅仅是在中间件和SOA的基础上提出“物联网网格”的想法。初衷是将EPC中的思想推广，将物联网网格化，对于每个网格结构化、标签化，并通过网络实现其间的联合（融合），在尊重“物权”的基础上，引发物联网阶段性发展形式的思考。例如，从物联网各行各业的齐头并进到物联网大系统集成，再到各个行业的精细化发展，这种“分久必合、合久必分”式的网格化发展道路。

反观现在的物联网行业标准发展，正在根据行业的应用需求而制定，如果行业标准制定的过早过细，势必束缚行业内物联网应用的充分发展。如果类似物联网网格的概念，仅给出“规则集”“接口集”，预示网格个体的可进化性和群体的可沟通性，才能给予“物”自由发展的“权利”。如果过于抽象，把“接口集”比作人类的语言，把“规则集”比作国家的法律，无法限定全人类使用一种通用的语言，无法想象世界各国只使用一部法律。简言之，物联网网格，包括其概念，都将会充分地自由发展。