物聯(lián)網(wǎng)基礎知識和初學者指南
人們需要探索物聯(lián)網(wǎng)的好處和挑戰(zhàn),以及物聯(lián)網(wǎng)的消費者、商業(yè)和工業(yè)應用。
物聯(lián)網(wǎng)指的是通過有線和無線網(wǎng)絡連接的物理對象。更具體地說,它指的是能夠在互聯(lián)網(wǎng)上自主通信的聯(lián)網(wǎng)設備的集合,而不需要人類發(fā)起通信。
人們可能會問自己,這和大多數(shù)人通常理解的“互聯(lián)網(wǎng)”有什么不同?這真的沒有什么不同,它只是一種談論互聯(lián)網(wǎng)的方式,只是特別關注“物體”而不是人員。
以下深入了解物聯(lián)網(wǎng)的基礎知識,為什么它很重要的原因,以及物聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)和消費領域的應用。
物聯(lián)網(wǎng)代表什么?意味著什么?
麥肯錫咨詢公司提供了物聯(lián)網(wǎng)的基本描述:“嵌入物理對象中的傳感器和執(zhí)行器通過有線和無線網(wǎng)絡連接,通常使用連接互聯(lián)網(wǎng)的相同互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)。”
KevinAshton創(chuàng)造了“物聯(lián)網(wǎng)”這個術語,他更喜歡用“物聯(lián)網(wǎng)”這個單詞。雖然沒有被廣泛使用,但這個術語為理解物聯(lián)網(wǎng)背后的概念提供了一種有用的方法。將從PC或智能手機訪問的“正常”互聯(lián)網(wǎng)視為人員的互聯(lián)網(wǎng),將物聯(lián)網(wǎng)視為相互關聯(lián)的計算設備、機械和數(shù)字機器、對象等的互聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)無處不在。它被用于一系列行業(yè),既有企業(yè)用途,也有消費者用途。例如,如今的汽車通常有幾十個傳感器,用于收集和傳輸數(shù)據(jù),用于安全、維護、娛樂、車隊管理和其他目的。這些聯(lián)網(wǎng)汽車被認為是物聯(lián)網(wǎng)的一部分,因為它們通過互聯(lián)網(wǎng)與其他設備進行通信,基于環(huán)境的輸入,而不僅僅是人類的直接操縱。
物聯(lián)網(wǎng)的起源和歷史
物聯(lián)網(wǎng)一詞的歷史可以追溯到1999年,當時它是由麻省理工學院自動識別中心的聯(lián)合創(chuàng)始人凱文?阿什頓創(chuàng)造的。阿什頓曾在寶潔公司從事供應鏈優(yōu)化工作,他在一次關于射頻識別(RFID)的演講中首次使用了這個術語。
然而,物聯(lián)網(wǎng)這個術語直到2010年左右才成為主流,部分原因是谷歌街景的出現(xiàn)。谷歌街景為終端用戶提供360度的街景照片,并將大量數(shù)據(jù)存儲在終端用戶的無線網(wǎng)絡中。這讓人們猜測,谷歌的長期目標是將物理世界(作為物聯(lián)網(wǎng))和互聯(lián)網(wǎng)建立索引。
然而,物聯(lián)網(wǎng)背后的概念在阿什頓提出這個概念之前已經(jīng)存在了幾十年。在過去,業(yè)界通常將這一概念稱為嵌入式互聯(lián)網(wǎng)或普惠計算,英特爾推動了前者的標簽,直到物聯(lián)網(wǎng)一詞在公眾眼中變得清晰。
在這個術語出現(xiàn)之前,物聯(lián)網(wǎng)的一個著名例子是1982年改裝的可口可樂自動售貨機,它成為第一個互聯(lián)網(wǎng)連接設備。這臺機器位于卡內基梅隆大學,它會報告它的庫存以及里面的飲料的保存溫度。
物聯(lián)網(wǎng)是如何工作的?
物聯(lián)網(wǎng)通過無線網(wǎng)絡技術、物理設備、高級數(shù)據(jù)分析和云計算的組合來工作。物聯(lián)網(wǎng)工作的基本過程如下:
一組物理設備是有線或無線連接到彼此和/或一個中心區(qū)域。
設備使用某種傳感器從外部世界收集數(shù)據(jù)。
然后,這些數(shù)據(jù)被存儲在某個地方,無論是在云端、中間網(wǎng)絡位置,還是在設備本身。
然后通常通過機器學習和人工智能對數(shù)據(jù)進行處理。
處理后的數(shù)據(jù)被物理設備用來執(zhí)行一些操作。
例如,將此過程應用于智能恒溫器將是這樣的:
恒溫器有一個傳感器,可以讀取房間的溫度。
恒溫器存儲并處理這些數(shù)據(jù)。
如果溫度超過某一值,恒溫器將自動調節(jié)溫度到某個預定義值。
恒溫器通過電線將周期性溫度讀數(shù)傳輸?shù)侥茉垂痰耐獠繑?shù)據(jù)庫
如果溫度超過某一值,恒溫器將自動調節(jié)溫度到某個預定義值。
恒溫器通過無線網(wǎng)絡將周期性溫度讀數(shù)傳輸?shù)侥茉垂痰耐獠繑?shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)分析應用程序從數(shù)據(jù)中獲取見解,通過調整恒溫器的溫度設置來提高能源效率。
了解更多關于智能恒溫器和其他使用互聯(lián)網(wǎng)連接設備遠程管理設備和系統(tǒng)的智能家居技術。
該圖說明了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)如何工作的一個例子:從數(shù)據(jù)收集到整理和傳輸數(shù)據(jù),再到分析數(shù)據(jù)并采取行動。
物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、概念和術語
物聯(lián)網(wǎng)的四大支柱和需要理解的主要概念是:
數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術提供了無數(shù)種收集物理世界數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的燃料,也是物聯(lián)網(wǎng)如此重要的原因。
設備。物聯(lián)網(wǎng)中收集這些數(shù)據(jù)的實際物理組件或事物。
分析。通過將原始數(shù)據(jù)轉化為可操作的見解,使收集到的數(shù)據(jù)有用的過程。
連接。使共享數(shù)據(jù)和見解成為可能,增加數(shù)據(jù)的價值。這是物聯(lián)網(wǎng)中的互聯(lián)網(wǎng)。
熟悉物聯(lián)網(wǎng)概念的人應該知道以下密切相關的術語:
物聯(lián)網(wǎng)的具體類型及其應用:
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)。指物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)應用中的應用。
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)。物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)學中的應用。
戰(zhàn)場物聯(lián)網(wǎng)(IoBT)。當物聯(lián)網(wǎng)被用于軍事目的時。
物聯(lián)網(wǎng)技術帶來的好處
物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)最直接的好處是幫助企業(yè)更多地了解并改進自己的內部流程和結構,最終提供更好的產品和/或更有效的服務。物聯(lián)網(wǎng)增加了企業(yè)可以自主檢索數(shù)據(jù)的地方的數(shù)量和類型,提供了更多的信息。它還能使內部系統(tǒng)反應更靈敏。
物聯(lián)網(wǎng)對消費者的主要好處是方便易用,例如,對于醫(yī)療設備來說,這一點并非微不足道。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和滲透到公共領域,將會出現(xiàn)更多切實的社會效益,包括:
更明智的環(huán)境選擇,因為更準確地了解我們對環(huán)境、污染等的影響。
徹底改變城市環(huán)境功能的智能城市。
看到文化和政治的變化是這些事情的結果。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡和智慧城市創(chuàng)造的大量數(shù)據(jù)將使人們對以前受可用實時數(shù)據(jù)量限制的領域有新的見解。這種影響政治的例子包括實施無地點投票系統(tǒng),以及將生物識別選民登記和身份驗證與物聯(lián)網(wǎng)相結合,以簡化投票并提高安全性
物聯(lián)網(wǎng)技術的挑戰(zhàn)
盡管物聯(lián)網(wǎng)潛力巨大,但它也面臨著一些挑戰(zhàn),其中包括:
物聯(lián)網(wǎng)的安全。通常情況下,物聯(lián)網(wǎng)設備旨在實現(xiàn)流程自動化,因此人類不會像智能手機等消費設備(本身就是一種物聯(lián)網(wǎng)設備)那樣頻繁地與它們交互。例如,物聯(lián)網(wǎng)設備(如智能攝像頭)的管理員更有可能忽略更改制造商設置的默認密碼。其結果是一個面向外部的物聯(lián)網(wǎng)設備,有一個簡單的默認密碼可以破解。
數(shù)據(jù)隱私。隨著物聯(lián)網(wǎng)變得越來越普遍,人們也對數(shù)據(jù)權利和消費者數(shù)據(jù)隱私感到擔憂。隨著越來越多的聯(lián)網(wǎng)設備自主共享數(shù)據(jù),對所有數(shù)據(jù)負責變得越來越困難;例如,帶有隱藏攝像頭的廣告牌可以跟蹤行人的人口統(tǒng)計信息(在他們不知情或不同意的情況下),并保護智能醫(yī)療設備在醫(yī)院內外收集的患者數(shù)據(jù)。
安全。物聯(lián)網(wǎng)設備——尤其是那些用于工業(yè)、醫(yī)療、交通和基礎設施應用的設備——通常承擔的任務是,如果執(zhí)行不當,可能會危及生命。如果智能汽車的警告系統(tǒng)出現(xiàn)故障,可能會導致司機忽視障礙物或行人。如果錯過了關鍵的警告信號,工業(yè)工廠的傳感器故障可能是災難性的。
互操作性。許多物聯(lián)網(wǎng)設備都有其運行的獨特或小眾協(xié)議或專有服務,如果不進行相當大的調整,就無法與其他設備或服務交互。談論物聯(lián)網(wǎng)也沒有通用的標準術語集,或者當這些設備在公共領域被廣泛采用時,也沒有一套通用的規(guī)定。
環(huán)境的影響。許多物聯(lián)網(wǎng)設備中使用的重金屬使得在不造成重大環(huán)境和人力成本的情況下很難制造、處理和回收這些設備。與此相關的是,一些物聯(lián)網(wǎng)供應商是如何通過禁用設備運行所需的專有服務來故意破壞(使其無用)產品的。
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