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在当下这个“万物协同”的时代，物联网要想获得长远发展，就不能只依靠自身优势，而是应该与一些前沿技术融合，如5G、区块链、人工智能、AR/VR等。这些技术与物联网是相辅相成的关系，彼此之间可以相互促进，共同成长与进步。
现在，很多技术都开始和物联网融合，受到广泛关注的5G也是其中一个。通信技术的发展带动了一大批行业的创新，同时也使人们的生活发生了巨大变化。同为当下技术发展的热点，物联网与5G也可以实现融合，更有力地推动彼此的发展。
在物联网的带动下，联网设备会大幅度增多。根据Juniper Research提供的数据，2020年，联网设备的数量已经超过380亿，与2015年相比增长280%以上；到2030年，联网设备的数量将超过1千亿。不过，传统基站无法承载如此大规模的联网设备，也无法满足用户对带宽体验的高要求。因此，在物联网环境下，网络必须具备一定的智能性，同时还要有极低的时延，以及极大的容量，这样才可以适应时代的发展。
以车联网为例，为了充分保障自动驾驶的安全性，汽车与汽车之间、汽车与云端之间的时延必须控制在5ms（毫秒）以内。此外，当汽车发生堵塞或大量节点共享有限的频谱资源时，传输的可靠性和安全性也要得到保障。
随着物联网发展，当前的网络已经无法实现流量速率、网络延迟等方面的高要求，但自从5G出现后，这样的情况就得到了改善。5G是物联网的动力，其对网络的进一步升级使物联网的大范围应用成为可能。
借助超密集组网、天线阵列、全频谱接入、新型多址等多项关键技术，5G可以满足各种物联网场景下的个性化要求；通过用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性与用户峰值速率等多个核心指标（如表3-1所示），5G可以推动物联网顺利落地。
表3-1 5G的核心指标
在5G的覆盖下，包括电视、冰箱、家庭监控、空调、门锁在内的智能家居设备都可以联网，我们只需要有手机或iPad就可以对自己房间的情况了如指掌。而对于日常的通勤、信息获取等，5G也可以发挥作用，即通过高效、快速地传输，让我们在最短的时间内查询到所需的资料，帮助我们避免不必要的麻烦。
而且，5G的发展还可以促进人工智能和大数据的进步，从而使我们的工作变得更智能、更高效。对公司来说，通过基于5G的自动化运作解决问题不仅可以节省人力，还可以提高效率。未来，物与物的连接、物与网的连接、人与网的连接都将成为现实。
为了推动5G与物联网的融合发展，中国移动接连做了大规模部署，构建了“云、网、边、端”一体化的服务能力，坚持为垂直领域（如芯片模组、开放平台、智能硬件等）赋能，积极打造商业新生态，进一步提升物联网的质量。
得益于5G的发展和应用，物联网将有更广阔的市场前景，以中国移动为代表的公司也将继续打造成功案例。例如，深圳市鹏城农夫光明葡萄园是和而泰C-Life智慧农业的示范基地之一，现在那里的农民已经由原来的每天走路巡园变成用手机或iPad巡园。
与4G相比，5G有明显的优势，如速度更快、时延更低等。此外，5G也解决了4G无法支持物联网及其相关垂直应用的问题。有了5G的支撑，物联网可以在更多场景得到应用，万物互联的实现指日可待。
根据IHS Markit市场分析，到2035年，5G将带动超过12万亿美元的销售活动，会对多个产业造成影响。在2021到2035年这十几年内，全球实际GDP将以2.9%的年平均增长率增长，其中5G将贡献0.2%的增长。此外，5G还会为全球创造大约3万亿美元的经济效益，这对很多国家来说都是非常有利的。
就目前的情况来看，5G的应用场景主要有三个：增强型移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、大规模机器类型通信（Massive Machine Type Communication，mMTC）、高可靠与低时延通信（Ultra-reliable and Low Latency Communication，uRLLC）。
其中，eMBB会产生大量数据，向云端传输；mMTC可以对万物互联这样需要大量连接和自动化灵活控制的应用场景提供核心支撑；uRLLC借助5G的低时延实现微秒级响应时间，可以在无人驾驶和远程医疗等方面发挥作用。
上述几个应用场景都和物联网有关系，但物联网是一个非常宽泛的概念，还包括人对机器（Man to Machine，M2M）、手机、智能家居、智能制造等多个方面。当5G和物联网融合在一起后，这些方面都可以成为5G的收入来源和落地方向。例如，如果对M2M的流量费用进行计算，那5G在物联网上的价值将超过65亿美元；如果对M2M的连接费用进行计算，那5G在物联网上的价值还会更高，很可能达到750亿美元。
再以智能制造为例，工人只需要用手机或iPad对设备进行扫描，就可以看到与设备相关的数据，包括内部结构、电压、温度等。这种场景已经出现在爱立信利用5G和物联网打造的无线工厂中。未来，工人将更多地从事智慧生产而不是体力劳动。
在5G的支持下，机器视觉识别、远程操控等应用场景正在不断普及。越来越“聪明伶俐”的生产线让定制化服务成为可能。例如，智能试衣镜会采集你的身高、胸围、臂长、肩宽等信息传到工厂的设备中，工人或机器人就可以据此为你生产合身的服装。
如今，物联网正在逐渐普及，受到关注的程度也越来越高，甚至已经对人类生活的许多方面产生了深刻影响。在5G大规模正式落地后，这些变化将更明显。而物联网与5G也可以在多个产业上产生上百亿美元的价值。
近几年，物联网正在以迅猛的态势不断发展，联网设备也越来越多。但即使如此，市场对物联网的缺点仍存在不少质疑。传统的物联网是中心化模式，难免会存在一定的安全隐患。如果物联网基础建设的单点遭到攻击，所有联网设备都会受到影响。然而，在点对点验证的区块链出现后，物联网就可以选择新的运作模式—去中心化模式。
区块链有一个别具一格的特征—去中心化，物联网恰巧需要这样的去中心化。当二者融合在一起时，将驱使缺乏信任和缺乏效率，以及成本过高的领域发生巨大变革。
在交易中，因为无法解决信任问题而产生机会成本的现象非常普遍，下面先来看两个机会成本的案例，如图3-1所示。
图3-1 机会成本的案例
通过上述两个案例可以知道，机会成本不是真正意义上的资金开支，而是指为了获得某样东西而放弃另一样东西的最大价值。机会成本不是只有经营者才要懂的概念，任何一个在社会上生活的人都应当知道如何做一件事是最有利的，怎样可以最大限度地获得经济效益。
在经济活动中，我们经常为第三方中介信任付出机会成本，这与社会信任度的高低直接相关。通常来说，社会信任度越高，效率就越高，我们付出的机会成本就越低；反之，社会信任度越低，效率就会越低，付出的机会成本就会越高。
然后，我们可以分析一下区块链。由于人为的问题，中心化模式总是存在暗箱操作的可能，而区块链让人们在不认识的基础上产生信任。作为一个分布式网络记账本，区块链上记录和存储的信息在理论上是不会被伪造的。
因此，当区块链与物联网融合在一起后，中心化的成本可以大幅度降低，使用联网设备的用户也不需要再为第三方中介信任付出机会成本。
区块链之所以能和物联网融合，主要原因或许就是该项技术能够消灭中心化的系统。通过区块链，不同联网设备之间可以进行数据的直接交换与传输，物物相连的构想也可以进一步实现。
从某种意义上来讲，区块链是各参与方通过共享共识的方式建立的公共账本，所以只要是存储在上面的信息就相当于已经得到了所有参与方的认可，而且还可以作为唯一的信息源使用。这也就意味着，当物联网与区块链融合在一起后，交易流程中的某些环节（如对账、结算、清算等）就可以简化甚至消除，从而使效率得到大幅度提升。
物联网基础设施成本非常高。首先，芯片、传感器等硬件设备种类众多，而且缺少规模优势，购置时需要花费大量的资金；其次，中心化服务商无法满足过量联网设备的运算需求，而且这些联网设备的投入和维护成本也无法估量。
关于上述问题，区块链有很好的解决方案。具体来说，通过引入共享的分布式账本，区块链可以使被闲置的算力和联网设备得到充分利用，从而降低物联网基础设施成本。
对物联网来说，区块链的应用价值已经显现出来，这也是二者会走向融合的重要原因之一。总而言之，与单一的物联网相比，“区块链+物联网”要更有意义，也更有优势。
在中心化的记账结构中，物联网的所有数据或信息都会存储到中央服务器中。以智能灯具和智能空气净化器这两种智能设备的使用为例，尽管智能灯具的使用频率较低，上传的信息也比较少，但是智能空气净化器可以说是随时都在监测、反馈和接收信息，存储到中央服务器中的数据几乎是难以估量的。
规模越大的物联网，拥有的节点越多，产生的数据也越多，这就需要中心服务器具有超强的存储和计算能力。但必须承认的是，传统的中央服务器并没有如此强大的能力，经常会不堪重负，耗费大量的运营成本。
而且智能设备的更换频率也比较低，例如，智能门锁、智能灯具、智能冰箱、智能空调等家用设备往往几年时间才更换一次，这对设备制造商来说是一个很大的难题。
另外，智能设备经过长期使用后还会出现大量的数据冗余、承受极大的系统负担，一方面会提升运营商和服务商的管理难度，另一方面会增加运营商和服务商的维护成本。
区块链能够让物联网中的智能设备通过点对点直接互联的方式传输数据，这样不仅可以省去中央服务器的传输，还可以有效分散巨量的计算压力。区块链也能够充分利用闲置设备的算力、存储空间及带宽，从而大大降低数据的计算与存储成本。
区块链能够解决物联网的架构问题，具体体现在以下三个方面：
（1）点对点分布式数据传输及存储架构；
（2）分布式环境下数据加密保护及验证机制；
（3）方便可靠的费用结算和支付。
解决了架构问题后，物联网解决方案不需要引入大型数据中心进行数据的同步和管理，很多操作都可以通过区块链的网络完成，如数据采集、指令发送、软件更新等。
通过使用区块链，不同所有者的联网设备可以直接通过加密协议传输数据，去中心化特点将极大解决物联网的运营成本。一般来说，区块链系统应该是建立在IP通信协议和分布式网络的基础上，不依靠传统的电路去交换信息，而是依靠互联网。
在区块链的网络中，所有节点都具有同等的地位，不存在任何特殊化的中心节点和层级结构。不仅如此，每个节点也都会承担网络路由、验证数据区块等功能，这就可以使物联网的中心运营成本大大降低，从而促进物联网的大规模应用。
区块链被认为是新时代催生出来的技术，有些公司希望借助这项技术打造一个更安全的物联网。在保证物联网安全方面，区块链的作用比较大，主要包括以下几项内容。
在不可篡改特性及数字加密技术的基础上，区块链可以充分保护记录在其上的信息。因为区块链的每一个节点都参与了信息的记录和存储，所以，只要不超过51%的节点发生故障或遭遇恶意袭击，那区块链就可以继续工作。
而且，不是所有信息都必须跑在“链”上，也不是所有信息都必须公开、透明。除了数据共享交易的各参与方以外，其他任何一方都不可以获得信息，这就在很大程度上保证了信息的私密性，防止信息被泄露和篡改。
区块链之所以能够保证物联网安全，一个很重要的原因就是始终在寻求取代PKI的可能性。PKI是Public Key Infrastructure，即公钥基础设施的简称，其作用是为电子邮件、消息应用程序、网站，以及其他通信形式的公钥加密。
不过，PKI要想充分发挥作用，必须依赖于可信第三方，因为可信第三方会为其发布、撤销、存储密钥。但在这个过程中，攻击者可以针对这些密钥破坏加密通信，然后对身份进行伪造。如今，市场上出现了很多希望通过区块链保证物联网安全的公司。
例如，初创公司REMME以区块链为基础为旗下的联网设备配置了专属的SSL证书；CertCoin通过不懈的探索，成为第一批实现PKI的公司；发展非常好的区块链公司Guardtime利用区块链创建无钥匙签名基础设施，并进行了取代PKI的大胆尝试。
自从僵尸网络出现后，有一件事已经可以证实，那就是联网设备很容易被非法入侵。为此，区块链公司Nebulis研发了一个以区块链为基础的项目，这个项目可以应对各种流量访问请求，形成分布式DNS（Domain Name System，域名系统），进而使联网设备更安全。
随着大批存在漏洞的联网设备流入市场，攻击物联网的成本和难度会越来越低，这就为攻击者提供了良好的条件，促使违法行为的不断增多。不过，自从区块链与物联网实现融合后，像Nebulis这样的案例持续涌现，这在很大程度上提升了物联网的安全性。
在DDoS（Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务）攻击的过程中，攻击者会访问很多受感染的计算机，淹没目标网络和一些敏感数据，最终导致其关闭。因为受感染的计算机可以轻松租用，所以，每个人都能在没有太多障碍的情况下拆除网络。例如，一个心怀不满的游戏玩家使用DDoS攻击导致Twitter、Netflix、Reddit、CNN崩溃。
DDoS攻击的部署成本并不太高，有些甚至只需要150美元/周，这也滋长了攻击者的嚣张气焰。但根据过往经验，阻止DDoS攻击的成本一点都不低。基于此，降低阻止DDoS攻击的成本便成为当务之急，区块链的出现恰巧可以解决这个棘手的难题。
以初创公司Gladius为例，其目标就是创建一个完全分散的点对点无服务器节点网络，将尚未使用的带宽、储存池与寻求保护的网站相连。在区块链的帮助下，私钥和网络上的系统连接在一起，实现了相互通信，通过这些私钥，联网设备可以安全地传输数据。
另外，因为区块链比较分散，所以，攻击者即使获得了访问私钥的权限，也还是要入侵所有系统，这无疑进一步加大了DDoS攻击的难度，使联网设备和数据变得更安全、可靠。
在对物联网做的所有探索中，物付宝（Tilepay）是不得不提的一个。物付宝是在区块链的基础上，为现有物联网领域提供一种人到机器或机器到机器的支付解决方案，从而达到实时接入支付物联设备传感器的目的。
物联网之父凯文·阿什顿曾经说过：“物联网的价值不在于数据采集，而在于数据能否共享。”物付宝就在此基础上进一步挖掘出了物联网的真正价值—传感器的数据。目前，虽然数据的数量是无限的，但公司没有办法对其进行很好的采集，在这种情况下，一个与互联网相连的传感器网络就建立起来。
另外，通过自动化传感设备，计算机可以得到各种各样的信息。但当下真正需要的应该是在传感器网络中获取整体图景，这也是形成物联网的必要条件。在物联网的架构中，传感器铺设是最基础也是最重要的一个。不过，私有网络目前掌握着非常多的传感器，而且只服务于单一的应用服务，这就违背了数据共享的物联网愿景。
举两个比较容易理解的例子。为了确切掌握停车位的剩余数量，停车场管理公司会安装一个传感器网络，这样的大型设备往往需要花费很高的安装费用和维护成本，但现在只能发挥最基本的作用，其中蕴藏的宝贵数据却不能被很好地利用。
某些规模较大的水务公司很可能会把传感器安装在水龙头上，卫生组织就非常希望可以通过水龙头上的传感器追踪人们的洗手频率，并使其成为制定政策的依据。不过，因为这些数据都是属于水务公司的，所以，卫生组织也是“有苦难言”。
通过上述两个例子可以知道，数据并没有被很好地利用，也没有发挥最大的作用。之所以会出现这种情况，主要有以下两个原因：
（1）市场对数据的极度渴求并没有引起公司的重视；
（2）物联网的商业模式存在缺陷，导致数据无法被很好地分享和交易。
基于此，一个可以进行数据分享和交易的全球数据市场就应该被建立起来，而且必须以物联网为核心。这里就出现一个问题：既然数据是由传感器提供的，那在获取数据时是不是可以直接把费用付给传感器呢？
这个问题就是物付宝正在尽力解决的—对全球物联网数据进行整合，实现设备自盈利的目标，建立传感器与传感器之间的“支付宝”（这个“支付宝”必须是去中心化的）。
去中心化是区块链的四大特征之一，物付宝就在此基础上建立了一个名为SPV（Simplified Payment Verification）的支付系统。在该系统的助力下，传感器可以用最快的速度加入区块链网络。不仅如此，如果用户想要注册硬件设备，只要将硬件设备传感器的IP地址填写清楚就可以。用户注册成功后，联网设备会有一个独具特色的令牌，这个令牌的主要目的是通过区块链对支付进行接收。
另外，为了实现物联网数据的共享和交易，物付宝还建立了一个物联网数据交易市场，通过点对点的方式确保物联网数据的高效传输和支付的安全。
可以想象，当区块链和物联网融合在一起后，传感器可以进行数据交易。例如，某个气象站安装了一个用于监测空气质量的传感器，通过物付宝搭建的平台将这些空气质量数据销售出去，无论个人，还是公司、机构都可以购买。
不过，梦想虽然非常丰满，但现实很骨感。因为物联网的一些弊端（如上下游产业链长、复杂性强等），加之区块链还需要一段比较长的时间才可以成熟，所以，梦想中的物联网世界还没有到来。但目前，物付宝已经对物联网及区块链的相关公司进行整合，致力于制定一个符合实际的产业标准。
此外，物付宝还与硬件制造商，如Cryptotronix、ATMEL等及智能穿戴设备开发商，如Nymi等合作，为物联网领域提供了以区块链为基础的硬件小微支付方案。总之，在实现设备自盈利方面，物付宝已经取得了比较不错的成就。
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究用于模拟、延伸人类的智能的技术。随着人工智能火热发展，其已经应用于许多领域，如金融、娱乐、版权等。在人工智能大范围应用的背后不仅有大数据这个强大的推动力，还有物联网这个有力支撑。
物联网与人工智能作为两项非常重要的现代化技术，已经离不开我们的生活，正是因为如此，二者的关系也比较密切。简言之，物联网可以收集数据，这些数据会被上传至云端；人工智能会对这些数据进行分析和加工，生成有效信息。此外，人工智能可以通过深度学习帮助物联网达成更高层次的目标，也可以帮助人们完成一些工作。
人工智能是“软件”，需要物联网作为载体，物联网是“硬件”，需要人工智能作为驱动力。设备每天可以产生很多数据，如何分析这些数据就成为一个难题。随着人工智能的发展，数据分析方法可以发挥作用，为这个难题提供了非常不错的解决方案。
人工智能具备数据分析能力，可以帮助公司制定更合适的决策，其与物联网融合可以形成智能化联网设备，这些设备正走进千家万户。例如，智能音箱就是以自然语音处理技术为基础的设备、智能摄像头也依赖计算机视觉技术的实时监控功能。
上述设备只有在人工智能的加持下才可以充分展现优势。可见，物联网与人工智能就是相辅相成、携手并进、彼此依赖的关系。当物联网越来越成熟，人工智能使物理世界和数字世界“拥抱”在一起后，我们将迈向下一个时代，即万物智联时代。
物联网的发展是有迹可寻的，即从机器联网到物物联网，再到万物互联，其与人工智能融合也有规律，具体可以分为三个阶段，如图3-2所示。
图3-2 物联网与人工智能融合的三个阶段
在单机智能阶段，除非用户发起了交互请求，否则设备与设备之间是没有联系的。换言之，设备需要感知、识别、理解用户的指令（如语音、手势等）才可以执行相应的操作。例如，传统冰箱需要我们转动按钮才可以调节温度，现在的冰箱已经实现了单机智能，我们只需要通过语音的方式便可以实现温度的随意调节。
互联智能是指相互联通的产品矩阵，即“一个中控系统与多个终端”模式。例如，卧室的空调和客厅的智能音箱相互联通，其共用一个中控系统。在这种情况下，当我们在卧室对空调说“开启睡眠模式”时，客厅的智能音箱也会自动进入关闭状态。在互联智能阶段，设备与设备之间有联系，可以共同感知、识别、理解用户的指令，并执行相应的操作。
在主动智能阶段，设备就好像用户的私人秘书，可以根据用户画像、用户偏好等信息主动提供适合用户的服务。例如，洗漱台前的智能音箱会为你播报当日的天气情况，并根据你的穿衣风格为你提供穿衣建议。这意味着设备具有自学习、自适应、自提高等多种能力，可以满足用户的个性化需求。与单机智能和互联智能相比，主动智能真正实现了设备的智能化。
主动智能是未来的发展趋势，由此产生的大规模数据分析几乎是很难实现的，而数据如果无法转化为有效信息就没有太大的价值。在此过程中，人工智能可以发挥非常重要的作用，解决大规模数据分析的难题，使物联网得到更好的应用。
近几年，物联网与人工智能一直保持着比较稳定的增长，由新型冠状病毒肺炎疫情引发的数字化转型更是推动了二者的加速创新。物联网和人工智能都是当下的热门话题，人工智能将帮助物联网更智能、高效地工作，物联网则会成为人工智能应用的中坚力量。
我们不妨预测一下，如果物联网与人工智能融合在一起，那会是一番怎样的景象。
物联网和人工智能让我们可以在家里与教练或老师沟通，也可以让我们和世界各地的讲师比赛。在这种情况下，学习将变得更方便、更自由。
在物联网和人工智能的帮助下，虚拟旅行将成为可能，我们可以充分感受当地的环境和氛围，并与当地人进行沟通。如果是海外虚拟旅行，我们与当地人会存在语言障碍，但随着物联网和人工智能的出现，自动翻译耳机将派上用场。未来，自动翻译耳机的翻译准确性会得到极大提高，翻译速度也会不断加快，从而让无障碍的虚拟海外旅行成为现实。
如果网上购物和物联网与人工智能连接，我们可以在家里测量尺寸，系统会根据我们的喜好为我们推荐完美的衣服，我们可以找到一种自己最喜欢的款式。
在物联网时代，可穿戴设备将成为我们的教练，鼓励和督促我们进行适度锻炼。此外，智能烹饪机器人会辅助我们做出健康、美味的饭菜，这有利于改善我们的健康情况。未来，可穿戴设备和智能机器人会进入我们的生活并成为我们的助手。就像吸尘器和洗衣机让做家务变得更轻松一样，可穿戴设备和智能机器人也会为我们带来更自由、更快乐的生活。
AR（Augmented Reality，增强现实）/VR（Virtual Reality，虚拟现实）正在刷新人们的感官，让人们可以享受身临其境般的奇妙体验。AR/VR具备可视化能力，物联网恰好需要这种能力，这为其融合创造了绝佳机会。
如果AR/VR与物联网融合，那么物联网将具备可视化能力，可以让看不见的连接转化为看得见的数据。例如，波音公司在制造飞机时引入物联网和AR/VR，使飞机中巨量且复杂的电子线路变得可视化。之前，工程师需要根据功能手册对电子线路进行处理，这项工作非常耗时、耗力；现在，波音公司使用Google Glass（一款AR眼镜）创新这项工作，使其效率提升了20%以上，工程师的出错率也降低了大约50%。
在工业生产中，发动机、泵、管道等设备都安装了传感器以监测温度、压力、速度、湿度等参数。对工人来说，这些参数有很多用途，包括了解设备的性能、监视设备的运行情况等。使用AR/VR设备，工人可以在设备运行时对其进行可视化管理。
以亮风台（AR/VR产品与服务提供商）为例，其为中海油提供了AR眼镜巡检方案。在该方案的帮助下，工人可以根据AR眼镜的指示完成巡检。此外，AR眼镜还可以与其他设备相连，将数据可视化，确保工人在第一时间了解设备的运行情况，提高巡检效率。
公司还可以定制AR/VR的可视化能力，从而加快采集与分析数据的速度，更好地找出问题所在。例如，公司将AR/VR设备内嵌在管道上，使其显示管道的压力和温度等参数，允许工人对管道中的流体进行可视化管理以便更高效地完成参数调整和故障检测。
AR/VR将物联网提升到了一个新的高度，二者融合可以带来更敏捷的工程制造，帮助公司节省人力成本。例如，将物联网与AR/VR应用于4D打印，公司就可以制造出更精确、更完美的复制品。AR/VR也可以为工程师提供安全信息，为其发出触碰非安全区域的警报。
在融合物联网和AR/VR方面，机械制造公司卡特彼勒（CAT）做得比较出色。该公司研发了一款App，工程师只要用这款App扫描发电机上的二维码，就可以得到一张发电机运行结构虚拟图。如果工程师想知道发电机的某个部位是否正常运行、零件是否需要维护等问题，可以通过这款App放大发电机的局部细节，从而更好地完成工程制造任务。
随着技术在各领域进一步渗透，自动化、可视化、智能化已经是不可避免的趋势，AR/VR与物联网自然也在为这个趋势“添砖加瓦”。AR/VR帮助物联网将虚拟世界和真实世界连接在一起，打开了创造性解决问题的大门，让我们的生活变得更美好。