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揭开华为的物联网布局
金融界 2020-05-16 12:09:06
近年全球智能手机市场饱和，本来靠着手机大赚特赚的厂商，陆续布局另一个全新、但又可能比手机更要大的板块：物联网 (Internet of Things, IoT)。
但是，相对于在5G上的投入，华为在物联网上的起步相对比较慢，建构物联网生态系统上落后于几家对手。但通信技术过硬的他们，尝试以通过系统层级的技术弯路超车，并在 2020 年的 P40 系列手机、以及其 EMUI 10.1 里，秀了一波强横的多设备互联互通技术。
虎嗅最近采访华为消费者业务软件部总裁王成录，与大家探讨一下华为在物联网上的布局，以及解释当中的所采用的核心技术。
数字中枢式物联网
在探讨物联网最新的发展之前，让我们先回顾物联网近年的发展，才知道新技术的突破在哪里。
根据维基百科的说法，物联网是一个相互关联的计算设备，机械和数字机器组成的系统，该系统具有唯一的标识符，并且可以通过网络传输数据，而无需人与人或人与计算机的交互。但最初大众对物联网并没有一个很清晰的想法，受限于科技的发展，一直都不愠不火。但等到在手机统治了科技市场后，物联网被想像成一个以手机为核心的“数字中枢” (Digital hub)。
Philips Hue 是第一批知名的“智能家居”设备，通过手机可以操作灯泡的亮度和颜色。图片来源：iPhonedo。
不久，智能家居 (Smart Home) 概念出现，很多人以为使物联网就等于智能家居。这些加个 App 的家设备，能让我们通过手机，操作这些“新式家电”，进行更细致的可视化操作，甚至也可以通过手机远程操作家居设备，甚至排程操作设备。
这时候的新式家电设备，没有一个手机 App，都不好意思说自己是智能产品，也因为如此，像苹果这种传统海外手机巨头，早就通过 Homekit 在智能家居上布局，而国内厂商如小米，也早就搭建好小米生态链，建立起自己物联网生态圈。但是，这些操作并没有为家电设备带来实在的体验提升，最终广被视为“噱头”，未能成为气候。
后来，物联网开始把“数字中枢”，由手机迁移至云端，让更多设备能通过互联网互动协作，也能通过互联网突破协作的距离限制，让物联网发展跨进一大步。
通过 Dropbox 在不同设备上，同步同一个 PowerPoint 文件。图片来源：Keegan Long-Wheeler。
例如我们可以通过云端，把渠道库存数据与供应链实时同步，让工厂能自动增产或减产；也能在公司让通过互联网，用监察镜头看家中的小朋友是否安全；更可以让电视接上互联网，观看 YouTube 或 B 站的视频内容。手机和电脑之间，也通过自动化的档案传输和同步能力，实时的信息交换和同步（上图），不同的设备就能通过互联网，互相协作。
由于云端作为中枢的物联网，设备与设备之间的所有的信息交流，必须经过资料上传云端，同步后才下传，协作时难免会有时延，必炙打断工作任务的的连贯性。因此，苹果后悄悄推动另一个新的系统，能把让几个设备快速而直接地互相沟通。
分布式物联网系统
这个新式的物联网系统，就是分布式系统 (Distributed operating system)。分布式系统一般是指一组计算机，透过网络相互连接、相互通信后合并，协同实现一个共同的目标。然而，要做到这每一个设备都可以单独与另一个设备直接沟通，一点也不容易。各个设备之间都需要涉及大量系统级别的优化工作，最初也就只有拥有完整生态链的苹果，才能把个各设备互通起来。
苹果最初在 2004 年推出的 AirPort Express 小型路由器上，加入了 AirPlay 的功能。当时的 AirPlay 还很原始，但只要你的音响设备通过音频线与AirPort Express 相连，你就能在电脑的 iTunes 里，通过无线网络，把音乐发送到音箱里。
后来，苹果进一步把 AirPlay 改良成能把影像串流到 Apple TV 的 AirPlay 2，把列印指令发送到打印机的 AirPrint、以及无线档案传送技术 AirDrop。用户不用等待文件在上传互联网、同步和下传，而且近距离设备之间不但可以直接交换信息和送文件，更能直接传送个整个工作任务 (Task) 。
结果，AirPlay 流行起来、AirPrint 也成为打印机必然的标准，而 AirDrop 也大受欢迎，物联网也从“i 设备年代”，进入了 “Air 服务”年代。
Handoff（接力）能把目前的整个工作进程，直接传送到另一个设备。图片来源：TheMacUdotcom。
然后在 2014 年全球开发者大会 (WWDC) 里，苹果进一步加入了各种设备之间的直连功能，包括了能一键连上手机热点的Instant Hotspot （智能热点）、通过 iPad 或 Mac 来讲电话的 iPhone Cellular Calls（iPhone 蜂窝网络通话）等等。当中最重要的，是被 CNET 视为最重要功能的 Handoff （接手）：你在在 iPad 上写了一半的邮件，可以随时切换在 iPhone 上继续完成（上图）。
Handoff 技术的出现，象徵了我们不但能在让设备之间传送任务，更能直接传送完成了部份的工作进程 (Process) ，实现设备与设备之间的无缝切换体验。
iOS 的“连续互通”相机效果。图片来源：TheMacUdotcom。
然后在 2018 年，苹果正式把这些设备之间的直接功能，统称 Continuity（连续互通）系统，并进一步拓展其功能性，例如加入了能把 iPad 成为第二屏幕的 Sidecar（随航）、让 Mac 调用 iPhone 相机作为扫描器的Continuity Camera（连续互通相机）（上图）等，让不同设备的硬件，也能在机器之间互相调用和协同。
通过苹果的Continuity 系统，苹果生态圈里的设备就能有机整合，但由于系统封闭、安全性和隐私考虑的关系，使用时限制甚多。举例说，我们无法在第三方软件里调用 iPhone 的相机，又或是无法把 Mac 的影像转发到 iPhone 里，在使用不支持 Handoff 的 App 也无法享受无缝切换的体验。因此，苹果系统先天的特性，严重限制了这套物联网应用场景。
多设备犹如一个设备
到了 2019 年，华为通过发布鸿蒙 OS，提出分布式系统路线，不过，华为也不是复制苹果，而是进一步深化了整个设备互通的程度。王成录表示，EMUI 10.1 基于分布式技术的生态，多设备用户系统连接成一个新的软件定义，真正的突破了单手机的限制，其目标是：
让应用在跨设备体验上，如同运行在同一个设备上一样。
华为手机与平板的多屏协同功能。图片来源：华为。
分屏协同功能并不止于“多屏”，也不是单向地调动设备上的硬件、或是传送数据和任务，而是把当刻的整个手机设备，整合到另一台设备之上。
华为手机调用运动相机，进行畅连通话。图片来源：华为。
此外，华为也开放了分布式能力的SDK，让第三方的软件和硬件都可以快速与华为终端设备建立连接并调用相应的能力。以上图为例，只要其他厂商愿意支持集成分布式能力，运动相机可以成为华为的手机的第三个摄像头，替手机拍摄出影像。第三方应用也可以调用华为手机相机的能力。除此之外，HiAi 语音助手也能通过分布式计算，既跑在手机上、又能跑在电视上，又可以跑在扫地机器人上，甚至可以跑在小耳机上。
王成录的理想目标，是多设备之间的连接，能做到接近同一台手机里一样，相机、芯片、内存、屏幕和传感器等不同的模块，犹如安装在同一块电路板之上，带来低延时而连贯的操作体验。用户就像在同一台设备上运行，完全感觉不到换了硬件设备一样。
这才是分布式系统最最精髓的地方，但同是也是难度最大的部份。这个里面要涉及到非常多通讯本身协议的优化，包括应用调度的进程本身的优化。
分布式技术背后的秘密
分布式的精在哪里？王成录告诉虎嗅，他们把整个系统解构成大量不同的模块，为不同的场景、不同的权限、以及适用的设备，在不同的模块打上标签。这个模块就保证了多个物联网设备之间，互通语言的一致，让各种设备互联互通。
当有新设备加入，这个设备只要报上硬件性能，系统就能自动把相应场景和权限的模块组装和加载，再把新的硬件“模拟”成手机的传感器。以先前提到的 HiAI 语音助手为例，这个 SDK 本身就被也解构成很多的模块，每个模块都有标签，如果耳机要想装这个系统，你只要把耳机的硬件配置告诉给这个语音，那这个语音助手包会根据耳机硬件的能力，选择相应的模块加载在耳机里面来。
但是为了保障用户的隐私和安全，如果有新的设备要进入系统，先要做设备的认证和绑定。只有在同一个用户 ID 下经过认证的设备，才可以运用到现在数据的查找和使用能力。但即使在同一个 ID 下的多个设备，也需要包括指纹识别、面部识别的能力、token 以及端到端的数据加密等安全系统，进行识别和加密。
王成录还透露，华为将合作伙伴分为南向和北向（上图），提供相应的软件工具开发包 (SDK)。南向是指面向硬件模块的厂家，能与华为的生态设备之间，实现这种分布式的互联互通的能力。南向的 SDK 将涵盖了所有可能的硬件模块，小到一个小的家用传感器、空气传感器都可以接入进来。
而北向则是面向 App 开发者，让开发者可以调用华为生态系统、以致南向合作伙伴的硬件模块。由于南向的硬件模块，均通过分布式系统模拟成手机自己的传感器，所以，应用开发者只需要开发一次，代码就能自动适配于这台设备之上，不用特别针对特定的南向硬件模块，重新开发。
让我们以耳机为例，南向的硬件模块开发者，可以通过分布式计算的开发工具包，轻松把自家的耳机，加入华为的生态系统里。而北向的App开发者，用一套北向的开发工具包，就可以让应用接入分布式技术，拓展更多使用场景，比如京东里可以拨打畅连电话。这样，开发者就能轻松拓展应用调用的硬件种类，为开发者提供了一个非常巨大的机会，构建全新的生态应用。
分布式系统爆发，可能还要等一两年
可是，王成录认为分布式技术的体验能成为消费者选购的首要卖点，最少还要在一年、一甚至两年左右。
他认为消费者对在感知软件上跟硬件最不一样的地方，是软件的体验有着明显的滞后性。他认为硬件本身非常容易衡量重量、尺寸、大小，各种数据都非常的漂亮，但是软件本身是需要一个慢慢的体验的过程，需要有很好的环境，也需要做软件的产品和厂家真正能够沉下心来，把场景做好做到位，让消费者体验以后才会真正喜欢，这样就有希望。
因此，他认为分布式系统爆发的滞后时间，取决于几个因素。首先是硬件上的支持，他希望为业界作出一个示范，唤醒业界的更多硬件生产厂家。其次，就是消费者慢慢体验到了某些喜欢的功能，让他留在这个系统上，并进一步会发现更多新的功能，成为这个系统里面非常忠实的使用者，但是这个使用者多了就会建立口碑，向四周的亲朋好友介绍。
物联网是个大饼，整个生态系统相当广泛，也有各种不同的发展路向。分布式系统是否能成为华为在弯路超车大杀器，改变整个物联网的赛道？让我们在两年后再来验证。
金融界 2020-05-16 12:09:06
近年全球智能手机市场饱和，本来靠着手机大赚特赚的厂商，陆续布局另一个全新、但又可能比手机更要大的板块：物联网 (Internet of Things, IoT)。
但是，相对于在5G上的投入，华为在物联网上的起步相对比较慢，建构物联网生态系统上落后于几家对手。但通信技术过硬的他们，尝试以通过系统层级的技术弯路超车，并在 2020 年的 P40 系列手机、以及其 EMUI 10.1 里，秀了一波强横的多设备互联互通技术。
虎嗅最近采访华为消费者业务软件部总裁王成录，与大家探讨一下华为在物联网上的布局，以及解释当中的所采用的核心技术。
数字中枢式物联网
在探讨物联网最新的发展之前，让我们先回顾物联网近年的发展，才知道新技术的突破在哪里。
根据维基百科的说法，物联网是一个相互关联的计算设备，机械和数字机器组成的系统，该系统具有唯一的标识符，并且可以通过网络传输数据，而无需人与人或人与计算机的交互。但最初大众对物联网并没有一个很清晰的想法，受限于科技的发展，一直都不愠不火。但等到在手机统治了科技市场后，物联网被想像成一个以手机为核心的“数字中枢” (Digital hub)。
Philips Hue 是第一批知名的“智能家居”设备，通过手机可以操作灯泡的亮度和颜色。图片来源：iPhonedo。
不久，智能家居 (Smart Home) 概念出现，很多人以为使物联网就等于智能家居。这些加个 App 的家设备，能让我们通过手机，操作这些“新式家电”，进行更细致的可视化操作，甚至也可以通过手机远程操作家居设备，甚至排程操作设备。
这时候的新式家电设备，没有一个手机 App，都不好意思说自己是智能产品，也因为如此，像苹果这种传统海外手机巨头，早就通过 Homekit 在智能家居上布局，而国内厂商如小米，也早就搭建好小米生态链，建立起自己物联网生态圈。但是，这些操作并没有为家电设备带来实在的体验提升，最终广被视为“噱头”，未能成为气候。
后来，物联网开始把“数字中枢”，由手机迁移至云端，让更多设备能通过互联网互动协作，也能通过互联网突破协作的距离限制，让物联网发展跨进一大步。
通过 Dropbox 在不同设备上，同步同一个 PowerPoint 文件。图片来源：Keegan Long-Wheeler。
例如我们可以通过云端，把渠道库存数据与供应链实时同步，让工厂能自动增产或减产；也能在公司让通过互联网，用监察镜头看家中的小朋友是否安全；更可以让电视接上互联网，观看 YouTube 或 B 站的视频内容。手机和电脑之间，也通过自动化的档案传输和同步能力，实时的信息交换和同步（上图），不同的设备就能通过互联网，互相协作。
由于云端作为中枢的物联网，设备与设备之间的所有的信息交流，必须经过资料上传云端，同步后才下传，协作时难免会有时延，必炙打断工作任务的的连贯性。因此，苹果后悄悄推动另一个新的系统，能把让几个设备快速而直接地互相沟通。
分布式物联网系统
这个新式的物联网系统，就是分布式系统 (Distributed operating system)。分布式系统一般是指一组计算机，透过网络相互连接、相互通信后合并，协同实现一个共同的目标。然而，要做到这每一个设备都可以单独与另一个设备直接沟通，一点也不容易。各个设备之间都需要涉及大量系统级别的优化工作，最初也就只有拥有完整生态链的苹果，才能把个各设备互通起来。
苹果最初在 2004 年推出的 AirPort Express 小型路由器上，加入了 AirPlay 的功能。当时的 AirPlay 还很原始，但只要你的音响设备通过音频线与AirPort Express 相连，你就能在电脑的 iTunes 里，通过无线网络，把音乐发送到音箱里。
后来，苹果进一步把 AirPlay 改良成能把影像串流到 Apple TV 的 AirPlay 2，把列印指令发送到打印机的 AirPrint、以及无线档案传送技术 AirDrop。用户不用等待文件在上传互联网、同步和下传，而且近距离设备之间不但可以直接交换信息和送文件，更能直接传送个整个工作任务 (Task) 。
结果，AirPlay 流行起来、AirPrint 也成为打印机必然的标准，而 AirDrop 也大受欢迎，物联网也从“i 设备年代”，进入了 “Air 服务”年代。
Handoff（接力）能把目前的整个工作进程，直接传送到另一个设备。图片来源：TheMacUdotcom。
然后在 2014 年全球开发者大会 (WWDC) 里，苹果进一步加入了各种设备之间的直连功能，包括了能一键连上手机热点的Instant Hotspot （智能热点）、通过 iPad 或 Mac 来讲电话的 iPhone Cellular Calls（iPhone 蜂窝网络通话）等等。当中最重要的，是被 CNET 视为最重要功能的 Handoff （接手）：你在在 iPad 上写了一半的邮件，可以随时切换在 iPhone 上继续完成（上图）。
Handoff 技术的出现，象徵了我们不但能在让设备之间传送任务，更能直接传送完成了部份的工作进程 (Process) ，实现设备与设备之间的无缝切换体验。
iOS 的“连续互通”相机效果。图片来源：TheMacUdotcom。
然后在 2018 年，苹果正式把这些设备之间的直接功能，统称 Continuity（连续互通）系统，并进一步拓展其功能性，例如加入了能把 iPad 成为第二屏幕的 Sidecar（随航）、让 Mac 调用 iPhone 相机作为扫描器的Continuity Camera（连续互通相机）（上图）等，让不同设备的硬件，也能在机器之间互相调用和协同。
通过苹果的Continuity 系统，苹果生态圈里的设备就能有机整合，但由于系统封闭、安全性和隐私考虑的关系，使用时限制甚多。举例说，我们无法在第三方软件里调用 iPhone 的相机，又或是无法把 Mac 的影像转发到 iPhone 里，在使用不支持 Handoff 的 App 也无法享受无缝切换的体验。因此，苹果系统先天的特性，严重限制了这套物联网应用场景。
多设备犹如一个设备
到了 2019 年，华为通过发布鸿蒙 OS，提出分布式系统路线，不过，华为也不是复制苹果，而是进一步深化了整个设备互通的程度。王成录表示，EMUI 10.1 基于分布式技术的生态，多设备用户系统连接成一个新的软件定义，真正的突破了单手机的限制，其目标是：
让应用在跨设备体验上，如同运行在同一个设备上一样。
华为手机与平板的多屏协同功能。图片来源：华为。
分屏协同功能并不止于“多屏”，也不是单向地调动设备上的硬件、或是传送数据和任务，而是把当刻的整个手机设备，整合到另一台设备之上。
华为手机调用运动相机，进行畅连通话。图片来源：华为。
此外，华为也开放了分布式能力的SDK，让第三方的软件和硬件都可以快速与华为终端设备建立连接并调用相应的能力。以上图为例，只要其他厂商愿意支持集成分布式能力，运动相机可以成为华为的手机的第三个摄像头，替手机拍摄出影像。第三方应用也可以调用华为手机相机的能力。除此之外，HiAi 语音助手也能通过分布式计算，既跑在手机上、又能跑在电视上，又可以跑在扫地机器人上，甚至可以跑在小耳机上。
王成录的理想目标，是多设备之间的连接，能做到接近同一台手机里一样，相机、芯片、内存、屏幕和传感器等不同的模块，犹如安装在同一块电路板之上，带来低延时而连贯的操作体验。用户就像在同一台设备上运行，完全感觉不到换了硬件设备一样。
这才是分布式系统最最精髓的地方，但同是也是难度最大的部份。这个里面要涉及到非常多通讯本身协议的优化，包括应用调度的进程本身的优化。
分布式技术背后的秘密
分布式的精在哪里？王成录告诉虎嗅，他们把整个系统解构成大量不同的模块，为不同的场景、不同的权限、以及适用的设备，在不同的模块打上标签。这个模块就保证了多个物联网设备之间，互通语言的一致，让各种设备互联互通。
当有新设备加入，这个设备只要报上硬件性能，系统就能自动把相应场景和权限的模块组装和加载，再把新的硬件“模拟”成手机的传感器。以先前提到的 HiAI 语音助手为例，这个 SDK 本身就被也解构成很多的模块，每个模块都有标签，如果耳机要想装这个系统，你只要把耳机的硬件配置告诉给这个语音，那这个语音助手包会根据耳机硬件的能力，选择相应的模块加载在耳机里面来。
但是为了保障用户的隐私和安全，如果有新的设备要进入系统，先要做设备的认证和绑定。只有在同一个用户 ID 下经过认证的设备，才可以运用到现在数据的查找和使用能力。但即使在同一个 ID 下的多个设备，也需要包括指纹识别、面部识别的能力、token 以及端到端的数据加密等安全系统，进行识别和加密。
王成录还透露，华为将合作伙伴分为南向和北向（上图），提供相应的软件工具开发包 (SDK)。南向是指面向硬件模块的厂家，能与华为的生态设备之间，实现这种分布式的互联互通的能力。南向的 SDK 将涵盖了所有可能的硬件模块，小到一个小的家用传感器、空气传感器都可以接入进来。
而北向则是面向 App 开发者，让开发者可以调用华为生态系统、以致南向合作伙伴的硬件模块。由于南向的硬件模块，均通过分布式系统模拟成手机自己的传感器，所以，应用开发者只需要开发一次，代码就能自动适配于这台设备之上，不用特别针对特定的南向硬件模块，重新开发。
让我们以耳机为例，南向的硬件模块开发者，可以通过分布式计算的开发工具包，轻松把自家的耳机，加入华为的生态系统里。而北向的App开发者，用一套北向的开发工具包，就可以让应用接入分布式技术，拓展更多使用场景，比如京东里可以拨打畅连电话。这样，开发者就能轻松拓展应用调用的硬件种类，为开发者提供了一个非常巨大的机会，构建全新的生态应用。
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因此，他认为分布式系统爆发的滞后时间，取决于几个因素。首先是硬件上的支持，他希望为业界作出一个示范，唤醒业界的更多硬件生产厂家。其次，就是消费者慢慢体验到了某些喜欢的功能，让他留在这个系统上，并进一步会发现更多新的功能，成为这个系统里面非常忠实的使用者，但是这个使用者多了就会建立口碑，向四周的亲朋好友介绍。
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