什么是物聯(lián)網(wǎng)？這里有你需要了解的一切

　　什么是物聯(lián)網(wǎng)?

　　物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things，IoT)指的是世界各地數十億個(gè)連接到互聯(lián)網(wǎng)的物理設備，所有設備都在收集和共享數據。得益于超低價(jià)電腦芯片的到來(lái)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的普及，任何東西都有可能成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，小到一粒藥片，大到一架飛機。物聯(lián)網(wǎng)將這些不同的對象連接起來(lái)并為其添加傳感器，為設備增加了一定程度的數字智能，從而使其能夠在人類(lèi)不干涉的情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)數據通信。物聯(lián)網(wǎng)正在將數字世界和物理宇宙融合在一起，使我們的生活變得更加智能、靈敏。

　　生活中關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)設備的例子

　　幾乎所有能連接到互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制或交流信息的物理對象，都可以將其看作物聯(lián)網(wǎng)設備。

　　一個(gè)能夠用手機應用程序控制的燈泡是物聯(lián)網(wǎng)設備，辦公室里的運動(dòng)傳感器、智能恒溫器或連接的路燈也是物聯(lián)網(wǎng)設備。一些較大的物體本身可能就裝有許多較小的物聯(lián)網(wǎng)組件，例如噴氣引擎裝有成千上萬(wàn)個(gè)傳感器，這些傳感器收集并傳輸數據以確保其有效運行。

　　物聯(lián)網(wǎng)一詞主要用于那些通常不具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的設備，因此一般不將PC視為物聯(lián)網(wǎng)設備，盡管智能手機裝滿(mǎn)了傳感器，但也不是物聯(lián)網(wǎng)設備。

　　物聯(lián)網(wǎng)的歷史

　　在1980年代和1990年代，人們就有了在基本物體上添加傳感器的想法，但是由于芯片體積太大且十分笨重，除了與互聯(lián)網(wǎng)連接的自動(dòng)售貨機等一些早期項目之外，其他的進(jìn)展十分緩慢。

　　在成為可以連接數十億個(gè)設備且經(jīng)濟高效的處理器之前，需要的是價(jià)格低廉、能耗低且可以一次性使用的處理器。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)射頻識別標簽(RFID標簽，一種可以無(wú)線(xiàn)通信的低功耗芯片)的采用以及寬帶互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可用性的提高解決了部分問(wèn)題。IPv6的采用也是物聯(lián)網(wǎng)擴大規模的必要步驟。

　　凱文·阿什頓(Kevin Ashton)在1999年提出了“物聯(lián)網(wǎng)”一詞，不過(guò)該技術(shù)至少又花了十年的時(shí)間才趕上了“萬(wàn)物互聯(lián)”這一愿景。

　　將人類(lèi)文化的互聯(lián)性(生活中的“事物”)與數字信息系統的互聯(lián)性(“互聯(lián)網(wǎng)”)整合在一起，這就是物聯(lián)網(wǎng)。”在昂貴的設備上添加RFID標簽以跟蹤其位置是最早的物聯(lián)網(wǎng)應用之一。
 

 

　　物聯(lián)網(wǎng)有多大?

　　物聯(lián)網(wǎng)規模越來(lái)越大，畢竟聯(lián)網(wǎng)設備的數量比人類(lèi)多多了。

　　IDC預測，到2025年，聯(lián)網(wǎng)的IoT設備總數將達到416億個(gè)，近期智能家居和可穿戴設備也開(kāi)始廣泛應用。

　　Gartner預測，今年企業(yè)和汽車(chē)行業(yè)將占58億臺物聯(lián)網(wǎng)設備，比2019年增長(cháng)近四分之一。由于智能電表的不斷推出，公用事業(yè)將是物聯(lián)網(wǎng)的最大用戶(hù)。入侵檢測和網(wǎng)絡(luò )攝像頭等安全設備將是物聯(lián)網(wǎng)設備的第二大用途。建筑自動(dòng)化(如聯(lián)網(wǎng)照明)將是增長(cháng)最快的行業(yè)，其次是汽車(chē)(聯(lián)網(wǎng)汽車(chē))和醫療行業(yè)(慢性病監測)。

　　物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)有什么好處?

　　物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)的好處取決于具體的實(shí)現，敏捷性和效率通常是首要考慮的因素。其想法是，企業(yè)應該有權訪(fǎng)問(wèn)更多關(guān)于其自身產(chǎn)品和內部系統的數據，從而獲得更大的改變能力。

　　制造商正在為其產(chǎn)品組件添加傳感器，這樣他們就可以將數據傳送回來(lái)，以了解其產(chǎn)品的性能。這可以幫助公司發(fā)現組件何時(shí)出現故障，并在造成損壞之前將其替換。公司還可以利用這些傳感器生成的數據來(lái)提高其系統和供應鏈的效率。

　　麥肯錫表示：“隨著(zhù)全面、實(shí)時(shí)數據收集和分析的引入，生產(chǎn)系統的響應速度可能會(huì )顯著(zhù)提高。”

　　企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的使用可以分為兩個(gè)部分：

　　特定行業(yè)的產(chǎn)品，例如發(fā)電廠(chǎng)中的傳感器或用于醫療的實(shí)時(shí)定位設備;

　　可用于所有行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)設備，例如智能空調或安全系統。

　　雖然特定行業(yè)的產(chǎn)品將在初期投入使用，但Gartner預測，到2020年，跨行業(yè)設備將達到44億臺，而垂直行業(yè)設備將達到32億臺。

　　2019年全球物聯(lián)網(wǎng)支出達到7450億美元，比2018年的6460億美元增長(cháng)15.4%，IDC的預測2022年將突破1萬(wàn)億美元大關(guān)。

　　物聯(lián)網(wǎng)應用的主要行業(yè)是 discrete manufacturing (支出1,190億美元)、 process manufacturing(780億美元)、運輸業(yè)(710億美元)和公用事業(yè)(610億美元)。對于制造商而言，支持資產(chǎn)管理的項目將是關(guān)鍵;在運輸領(lǐng)域，貨運監控和車(chē)隊管理將是重中之重;公用事業(yè)行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)支出以電力、天然氣和水力等智能電網(wǎng)項目為主。

　　消費者物聯(lián)網(wǎng)支出預計將達到1,080億美元，成為第二大行業(yè)板塊。智能家居、個(gè)人健康和聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)將成為消費的主要部分。

　　從用例來(lái)看，制造業(yè)務(wù)(1000億美元)、生產(chǎn)資產(chǎn)管理(442億美元)、智能家居(441億美元)和貨運監控(417億美元)將是最大的投資領(lǐng)域。

　　什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、第四次工業(yè)革命或工業(yè)4.0都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在商業(yè)環(huán)境中使用時(shí)的名稱(chēng)，這一概念與家用物聯(lián)網(wǎng)設備的概念相同，但是在這種情況下，其目標是利用傳感器、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、大數據、人工智能和分析技術(shù)來(lái)衡量和優(yōu)化工業(yè)流程。

　　如果將其引入整個(gè)供應鏈，而不僅僅是單個(gè)公司，那么對材料的及時(shí)交付以及從頭到尾的生產(chǎn)管理的影響可能會(huì )更大。提高勞動(dòng)力生產(chǎn)力或節省成本是兩個(gè)潛在的目標，但IIoT還可為企業(yè)創(chuàng )造新的收入來(lái)源。制造商還可以銷(xiāo)售預測性維護服務(wù)，而不僅僅只出售獨立產(chǎn)品。

　　物聯(lián)網(wǎng)對普通人有什么好處?

　　物聯(lián)網(wǎng)使我們的生活變得更智能，Amazon的Echo、Google Home、天貓精靈和小愛(ài)同學(xué)等智能音箱使播放音樂(lè )、設置鬧鐘或獲取其他信息變得更加容易;家庭安全系統使生活更加安全;智能恒溫器可以在我們外出回家之前為房屋調溫。

　　放眼家庭之外，傳感器可以幫助我們了解環(huán)境狀況;自動(dòng)駕駛汽車(chē)和智慧城市可能會(huì )改變我們建設和管理公共場(chǎng)所的方式。

　　然而，這些創(chuàng )新可能會(huì )對我們的個(gè)人隱私產(chǎn)生重大影響。

　　對于消費者而言，智能家居可能是他們接觸互聯(lián)網(wǎng)事物較多的地方之一，這也是大型科技公司(尤其是亞馬遜，谷歌和蘋(píng)果)在激烈競爭的領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)的安全性如何?

　　安全是物聯(lián)網(wǎng)的最大問(wèn)題之一。在許多情況下，這些傳感器會(huì )收集一些極其敏感的數據，比如你在自己家里所言所行。保持安全對消費者的信任至關(guān)重要，但是到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)的安全性一直很差，太多的物聯(lián)網(wǎng)設備缺乏對安全性的考量，例如對數據進(jìn)行加密處理等。

　　軟件經(jīng)常會(huì )發(fā)現一些漏洞，但許多物聯(lián)網(wǎng)設備都缺乏補丁功能，這意味著(zhù)它們將一直處于危險之中。像路由器和網(wǎng)絡(luò )攝像頭等物聯(lián)網(wǎng)設備，固有的安全性不足使它們很容易被黑客攻擊。

　　研究人員發(fā)現，黑客可以輕松地攻擊十萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò )攝像頭，同時(shí)一些兒童智能手表也存在著(zhù)安全漏洞，這些漏洞使黑客能夠追蹤佩戴者的位置、竊聽(tīng)對話(huà)、甚至直接與用戶(hù)通信。

　　政府越也越來(lái)越擔心這種的風(fēng)險，英國政府已經(jīng)發(fā)布了有關(guān)消費物聯(lián)網(wǎng)設備安全性的指南。它希望公司將提供公開(kāi)的聯(lián)系方式，以便任何人都可以報告漏洞，并且制造商將明確聲明設備安全更新的時(shí)間。

　　將工業(yè)機器連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，增加了黑客發(fā)現和攻擊這些設備的風(fēng)險，企業(yè)需要確保自身的網(wǎng)絡(luò )隔離和保護，著(zhù)重注意數據加密以及傳感器、網(wǎng)關(guān)和其他組件的安全。然而，目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很難確保這一點(diǎn)，組織間也缺乏一致的物聯(lián)網(wǎng)安全計劃，這十分令人擔憂(yōu)。

　　物聯(lián)網(wǎng)填補了數字世界和現實(shí)世界之間的鴻溝，但這也意味著(zhù)入侵設備可能會(huì )對現實(shí)世界造成危險。例如，侵入控制發(fā)電站的溫度傳感器，控制無(wú)人駕駛汽車(chē)都有可能帶來(lái)災難性的后果。

　　物聯(lián)網(wǎng)與隱私

　　由于物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集數據的特性，其將面臨一個(gè)巨大的隱私和安全問(wèn)題。例如，在智能家居方面，它可以知道您何時(shí)醒來(lái)(智能咖啡機啟動(dòng)時(shí))以及您刷牙的時(shí)間(智能牙刷)，收聽(tīng)的電臺(智能音箱)，吃的食物類(lèi)型(智能烤箱或冰箱)，以及誰(shuí)來(lái)做客并經(jīng)過(guò)您家門(mén)口(智能門(mén)鈴)，這些數據都有可能會(huì )被統計然后出售。

　　數據的統計收集涉及到我們的隱私問(wèn)題，雖然并非所有的智能家居公司都會(huì )出售用戶(hù)的隱私數據，但有些公司確實(shí)是這樣做的。

　　物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)業(yè)務(wù)

　　最近的一項調查發(fā)現，80%的公司無(wú)法完全識別其網(wǎng)絡(luò )上的所有物聯(lián)網(wǎng)設備。不安全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可能會(huì )導致公司網(wǎng)絡(luò )輕易就遭受黑客的攻擊，或者數據泄漏。這可能看起來(lái)微不足道，但是深入想象一下，如果某天早上你辦公室的智能門(mén)鎖無(wú)法打開(kāi)，或者辦公室的智能音箱被黑客用來(lái)創(chuàng )建進(jìn)入公司網(wǎng)絡(luò )的后門(mén)，后果難以想象。

　　物聯(lián)網(wǎng)和數據

　　物聯(lián)網(wǎng)設備可能會(huì )包含一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于收集數據。這些傳感器收集的信息取決于具體的設備及其任務(wù)。例如，工業(yè)機械內部的傳感器可以測量溫度或壓力;安全攝像頭可能帶有一個(gè)接近感應傳感器以及聲音和視頻;家庭氣象站可能會(huì )有一個(gè)濕度傳感器。所有這些傳感器數據將被發(fā)送到某個(gè)地方。也就是說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)設備需要通過(guò)Wi-Fi、4G、5G等進(jìn)行數據傳輸。

　　IDC估計，五年內，物聯(lián)網(wǎng)設備將產(chǎn)生79.4 ZB的數據。其表示，一些物聯(lián)網(wǎng)數據是非常零散且碎片化的，例如傳感器的溫度讀數或智能電表的讀數等快速更新的數據;另外一些設備可能會(huì )產(chǎn)生大量數據流量，例如使用計算機視覺(jué)的視頻監控攝像頭。

　　IDC表示，物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的數據量將在未來(lái)幾年快速增長(cháng)。目前大部分數據是通過(guò)視頻監控生成的，但是隨著(zhù)時(shí)間的推移，其他工業(yè)和醫療用途的設備將生成更多的數據。無(wú)人機也將成為利用攝像頭創(chuàng )建數據的一大推動(dòng)力。未來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)還將產(chǎn)生大量豐富的傳感器數據，包括音頻、視頻，以及更專(zhuān)業(yè)的汽車(chē)傳感器數據。

　　物聯(lián)網(wǎng)和大數據分析

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大量數據意味著(zhù)它同時(shí)也是大數據分析項目的重要推動(dòng)力，它允許企業(yè)創(chuàng )建龐大的數據集并對其進(jìn)行分析。例如，向制造商提供有關(guān)其組件在實(shí)際情況下的性能的大量數據可以幫助他們更快地進(jìn)行改進(jìn)，而從城市周?chē)膫鞲衅魇占臄祿梢詭椭巹澣藛T更有效地進(jìn)行交通規劃。

　　這些數據將以許多不同的形式出現-語(yǔ)音請求、視頻、溫度或其他傳感器讀數，所有這些都可以被挖掘出來(lái)以供深入研究。正如IDC所指出的那樣，物聯(lián)網(wǎng)元數據是一個(gè)日益增長(cháng)的需要管理和利用的數據來(lái)源。

　　思科表示，到2021年，支持物聯(lián)網(wǎng)應用的M2M連接將占全球271億臺設備和連接的一半以上，占全球IP流量的5%。

　　物聯(lián)網(wǎng)與云計算

　　物聯(lián)網(wǎng)應用產(chǎn)生的海量數據意味著(zhù)許多公司將選擇在云上進(jìn)行數據處理。目前，云計算巨頭已經(jīng)有所動(dòng)作，微軟擁有自己的Azure物聯(lián)網(wǎng)套件，亞馬遜網(wǎng)絡(luò )服務(wù)(AWS)提供一系列物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，谷歌云也是如此。

　　物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市

　　通過(guò)在城鎮或城市中安裝大量傳感器，規劃人員可以實(shí)時(shí)地更好地了解實(shí)際情況，改善居民的生活。因此，智慧城市項目是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵用例。物聯(lián)網(wǎng)項目旨在將城市中產(chǎn)生的大量數據(例如監控攝像頭和環(huán)境傳感器)以及大型基礎設施網(wǎng)絡(luò )(如控制交通信號燈的網(wǎng)絡(luò ))連接起來(lái)，然后向系統中添加更多智能。

　　例如，西班牙計劃在巴利阿里群島覆蓋50萬(wàn)個(gè)傳感器，并將其改造為物聯(lián)網(wǎng)項目的實(shí)驗室;AT&T正在啟動(dòng)一項服務(wù)，通過(guò)啟用LTE傳感器來(lái)監測橋梁、道路和鐵路等基礎設施的裂縫和傾斜等結構變化。

　　大型科技公司將智慧城市項目視為一個(gè)擁有巨大潛力的領(lǐng)域，移動(dòng)運營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò )公司等都在積極參與其中。

　　物聯(lián)網(wǎng)和5G如何連接和共享數據?

　　物聯(lián)網(wǎng)設備使用多種方法來(lái)連接和共享數據，盡管大多數設備將使用某種形式的無(wú)線(xiàn)連接：家庭和辦公室將使用標準的Wi-Fi、Zigbee或低功耗藍牙(如果移動(dòng)性要求不是特別強的話(huà)，甚至可以使用以太網(wǎng));其他設備將使用LTE(現有技術(shù)包括NB-IoT和LTE-M，主要針對發(fā)送有限數據量的小型設備)甚至是衛星連接進(jìn)行通信。

　　毫無(wú)疑問(wèn)的是，未來(lái)將使用5G網(wǎng)絡(luò )來(lái)支持物聯(lián)網(wǎng)項目。5G提供了在每平方公里內安裝多達100萬(wàn)個(gè)5G設備的能力，這意味著(zhù)可以在非常小的區域內使用大量傳感器，從而使大規模工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署成為可能。英國剛剛在兩個(gè)“智能工廠(chǎng)”開(kāi)始了5G和IoT的試驗。

　　5G的部署普及可能還需要一段時(shí)間，愛(ài)立信預測，到2025年，將有大約50億個(gè)IoT設備連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò )，但其中只有大約四分之一是寬帶IoT，大部分是4G。

　　根據Gartner的調查，室外監控攝像頭將成為短期內5G IoT設備的最大市場(chǎng)，占今年5G IoT設備的70%，到2023年底這一比例將下降至30%左右，到那時(shí)它們將被聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)超越。Gartner預測，今年將有350萬(wàn)臺5G物聯(lián)網(wǎng)設備投入使用，到2023年將接近5000萬(wàn)臺。從長(cháng)遠來(lái)看，汽車(chē)行業(yè)將是5G物聯(lián)網(wǎng)應用的最大領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)還可能會(huì )推動(dòng)邊緣計算的發(fā)展，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的不斷推進(jìn)，用于云處理的數據可能會(huì )減少，為了降低成本，更多的處理可以在設備上完成，只需將有用的數據發(fā)送回云。

　　物聯(lián)網(wǎng)數據和人工智能

　　物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的大量數據，無(wú)論是發(fā)動(dòng)機溫度、車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)或智能儀表讀數的信息都必須收集、存儲和分析。企業(yè)想要充分利用這些數據可以將其與人工智能(AI)系統相結合，利用AI獲取IoT數據并預測。

　　例如，谷歌利用AI負責其數據中心冷卻系統。AI利用從IoT傳感器中提取的數據，輸入深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，預測不同的選擇將如何影響未來(lái)的能源消耗。通過(guò)使用機器學(xué)習和人工智能，谷歌能夠提高其數據中心的效率，并將同樣的技術(shù)在其他工業(yè)環(huán)境中使用。

　　物聯(lián)網(wǎng)下一步將走向何方?

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)設備的部署仍處于初期階段，大多數與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的公司目前都處于試用階段，這主要是因為必要的技術(shù)(傳感器技術(shù)、5G和機器學(xué)習分析)本身仍處于開(kāi)發(fā)初期。

　　此外，在平臺開(kāi)發(fā)和標準制定方面，從設備制造商到軟件公司再到網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商，大家都想分一杯羹，目前尚不清楚哪些公司將勝出。但是如果缺乏標準，再加上安全問(wèn)題，未來(lái)幾年我們可能會(huì )看到更多的大型物聯(lián)網(wǎng)安全事故。

　　隨著(zhù)聯(lián)網(wǎng)設備的不斷增加，未來(lái)，我們的生活和工作環(huán)境將充斥著(zhù)智能產(chǎn)品，安全跟隱私之間的取舍可能會(huì )成為很多人關(guān)注的重點(diǎn)。