物聯網概念下的程式設計

物聯網（Internet of Things）」是最近另一火紅的名詞。在市場上，有愈來愈多的裝置、設備，打著物聯網的名號，紛紛快速推出。什麼是物聯網呢？簡單來說，傳統的網際網路，連上網的都是電腦，不論是大型還是小型，通通都是電腦，所以基本上是個電腦網路。

隨著技術進步，大家都知道連行動電話也都具備上網能力了，這是因為現在的智慧型電話，裡子其實也都是電腦，這都是拜電腦技術進步之賜。之後，連電視也上網，所以我們有了「智慧型電視」這個名詞，而本質上，智慧型電視也是電腦。

透過各種裝置連網的機會，已經大幅提升

即使這些外觀上不是電腦的連網裝置本質上都是電腦，也因此得到了連網的能力，但是在普遍的認知上，他們還是我們所熟悉的生活中的常見物件。透過一些物件漸漸獲得了連網能力後，只有電腦才能連網的概念及界線逐漸變得模糊。

而接下來，幾乎可以預測的是，會有更多更多在我們生活中的物件或裝置，都會被賦予連網的能力，而且透過連網的能力，可以因此創造出更多有潛力的生活應用。

舉例來說，在醫院中做一些基本的健康檢查，會需要量測身高、體重、血壓、……等等數據。傳統的方式，由護理人員量測後，記錄於紙本之上。但是試著想像一下，當這些量測儀器都具備連網、連網傳送資料的能力之後，當受檢者完成檢驗的同時，這些資料已經自動傳送至中央資料庫中，並且和受檢者的身份關聯在一起。少去了人工作業，不但整個程序更快速、也不容易出錯。

各種在我們生活中現在看似尋常的物件，像是電燈、電器開關，在獲得了連網能力，並且足以和外在環境互動時，的確極有可能提供許多有趣的應用可能性。也因此，在「物聯網」口號喊的震天價響的同時，也正有各種不同型態的物件，正被嘗試賦予連網的能力，同時構思進階的應用。

物聯網的大方向看起來是確切了，在過去的幾年裡，連網手持裝置數量的大幅提升，讓在消費市場中為主的個人電腦，在消費者生活中逐漸的不再居於中心的位置。許多人除非工作，否則已經不太使用個人電腦，因為，他們的需求，絕大多數都可以被平板電腦或是手機所滿足。這是使得平板電腦及手機銷售數量持續提升的原因。

在過去，個人電腦是我們接觸資訊、操作所有設備的中心點，漸漸的，這個角色已經被手持連網裝置所取代。

例如，假設你家裡有 Apple TV，過去你的音樂檔案可能儲存在電腦裡，然後想要播放時，再從電腦連至 Applet TV 播放出去。但現在，很有可能你常聽的音樂都在手機上了，你會想直接從手機送至 Apple TV 播放，而不會再想打開電腦。

除了手持裝置的數量大幅提升、而且愈來愈重要之外，另一個可以看到的變化是，連網裝置的數量也會開始持續增加。伴隨著個人電腦數量成長的消退，手持裝置會成為使用者要操作這些連網裝置時的主要介面之一。

物聯網對於軟體應用架構的衝擊

物聯網的重心僅在硬體裝置嗎？其實，在物聯網的應用裡軟體也很重要。雖然，物聯網實體上必須倚靠諸般硬體裝置部署到使用端去，但要建構出各種應用、落實在生活中，還是得倚靠軟體。而在物聯網的應用架構下，對於軟體開發的生態，又會有什麼樣的改變呢？我想這是身為程式設計者會關心的議題。

首先，在連網的物件端，我想，初期許多小型的物件都不會擁有實際連上 Internet 的能力，而是透過另一個閘道（gateway）裝置來連網，這些小型物件並不直接連上 Internet，因為要連上Internet 所需的計算資源太過沉重了，所以真正連接 Internet 的能力，會被放在閘道裝置裡，而諸般小型物件，則以一個更輕量級的通訊協定（例如，在藍牙之上，再建構的應用層級協定），來和閘道裝置相互連接，並且透過閘道裝置對外連網。

在這種架構之下，一個閘道裝置可以對應多個小型物件，除了具備管理這些物件的能力之外，同時也提供了這些小型物件對外連網通訊的能力。

這個閘道裝置會是個運行典型作業系統的裝置，我想實務上這幾年可以看到的，會是以嵌入式 Linux 為主。接下來的短期內，閘道裝置應該還是會有重要的角色，因此，在建構一個物聯網的應用裡，在閘道裝置上開發軟體，會是一個必要的工作。而這一塊，就會和傳統上開發嵌入式 Linux 軟體差不多。

除了閘道裝置之外，一些比較「重量級」的裝置、也就是具備較高階計算資源裝置，就不需要閘道裝置的輔助，自身即具有連網及計算的能力，像是機上盒、智慧型電視、……等等，其作業系統除了 Linux 之外，也有可能是 Android 。

裝置與雲端上的軟體應用，影響力大增

在物聯網的軟體組成裡，還有一個重心是在手持裝置端。

物聯網中的物件，大多可能都不具備顯示的介面，甚至也沒太多輸入的控制途徑。那麼，要怎麼和它們互動，像是取得資訊、以及做控制呢？手持裝置會是最重要的途徑，因為，手機或平板會成為使用者面對物聯網中裝置的最主要終端，個人電腦反倒不是。

因此，當我們在建構一個物聯網的應用時，終端的介面應該都會先以手持裝置上的 App 為主，個人電腦上的軟體反而可有可無，即使是有，優先順序可能也會比較低。

實際上，手持裝置上的 App 凌駕於個人電腦應用軟體的這個趨勢，會是一個很重要的變化。之後和使用者互動的終端，勢必以手持裝置上的 App 為主流了。

在個人電腦上，不論是傳統作業系統上的原生應用軟體，或是網頁型態的服務，都會因為個人電腦角色的弱化，而將部份重要性移轉至手持裝置上的 App。

除了手持裝置 App 的重要性會再持續提升之外，雲端上軟體的重要性，在物聯網的體系下，也只會顯得更關鍵。

原因就在於，物聯網中的物件，除了讓使用者透過手持裝置和其互動之外，更多的時候，這些物件之所以要連網的原因，不單只是為了讓使用者透過手持裝置與其聯繫，而且更重要的是，它們得以和雲端上的服務交互運用。像是將它們所收集到的資訊，上傳到雲端的「資料庫」裡，或者是從雲端的服務取得它們被設置的組態，因而得以依據這些組態，控制它們自身的行為反應，以符合組態設定。

另一方面，即使物聯網中的裝置擁有連網的能力，但不意謂著他們必然擁有高階的計算能力──在整個架構裡，真正有計算能力的，是在雲端服務這一層。

舉例來說，若是有一套連網的人臉辨識門禁管理記錄系統，在拍攝裝置欲進入者的臉部圖像後，拍攝裝置可能即將圖傳傳送至雲端，由雲端上的辨識系統從雲端上允許進入的人臉資料庫中進行比對，並且計算是否相符，最後，回應門禁裝置是否授權進入。

從上述的例子就可以說明，雲端的服務在物件網的架構中有多重要，因為，雲端才是擁有大多數計算資源、提供大多數計算服務的所在。而手持裝置也會透過雲端的服務，得以和物件相連接，以進行狀態取得及相關的控制。因此，整個雲端，才是物聯網的中心。

整體而言，物聯網應用下的程式開發，手持裝置的應用程式，以及雲端服務的開發會扮演關鍵的角色。對於程式開發人員，若有志於此，更可把方向往此設定。