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物联网究竟是什么?

       随着通信、计算机和电子技术的不断发展,移动通信正在从人与人向人与物,再到物与物的通信方向转变,万物互联已成为移动通信发展的必然趋势。

       物联网 (IoT) 在此背景下应运而生。它被认为是继计算机和互联网产业之后的世界信息产业的第三次浪潮。
 

什么是物联网


       物联网利用信息技术推动人类生活和生产服务的全面升级。其应用发展前景广阔,行业带动能力强。欧美国家已将物联网发展纳入其整体信息化战略,我国也明确将物联网纳入国家中长期科技发展规划(2006-2020年)和2050年国家产业路线图。

       物联网最早由麻省理工学院的 Kevin Ash-ton 教授于 1991 年提出,但当时只是一个想法。直到 1995 年,比尔·盖茨才在他的《通往未来之路》中正式提出了一个比较完整的物联网概念,但只是基于当时的技术和环境。 2005年,国际电信联盟发布了《ITU Internet Report 2005: Internet of Things》,正式提出了物联网的概念。

 


物联网是什么意思?

       简单地说,物联网就是把所有的物体连接起来相互作用,形成一个互联互通的网络,这就是物联网。如果说互联网是我们身体的虚拟大脑,那么物联网就是我们身体的感知系统,就像眼睛和耳朵一样,让我们能够感知外部事物。

       物联网包括感知、网络和应用三个方面。感知是数据的获取,包括听觉(语音识别)、视觉(摄像头、人脸识别)、感觉(气体、烟雾、红外传感器)、运动(振动、加速度传感器)等识别感知系统和芯片;网络是平台/运营商等存储和分析数据;应用立马实现,共享单车就是一个很好的例子。
 

       物联网(IoT)将生活中事物以网络进行连接,彼此交换信息。整个世界借由设备连接成一体。
 
       对于消费者而言,这意味着您可以在大洋彼岸远程调节家中的恒温器。但是对企业而言,物联网不仅创造了连接客户和合作伙伴的新机会,还能有效收集、存储和分析海量数据。

物联网如何运作?
       物联网指的是只需有限的人工干预即可通过无线网络接收和传输数据的任何物理设备系统。这一切之所以成为可能,正是源自计算设备在各种对象中的集成。例如,智能恒温器(智能二字通常就代表接入了物联网)可以从您的智能汽车接收位置数据。这些互联设备让您能够调节住宅温度,甚至您不在家中时也行。
 
       一个典型物联网系统要维持正常工作,就要在反馈回路中不断发送、接收和分析数据。而根据物联网技术,分析既可以由人进行,也可以由人工智能和机器学习(AI/ML)代劳,时长也从近实时到较长时间不等。例如,为了预测在您到家前调控智能恒温器的最佳时间,物联网系统可能会连接到 Google Maps API 以获取有关您所在区域实时交通模式的数据,同时还可利用您的互联汽车所收集的长期数据来得出您的通勤习惯。此外,为了进行大规模优化,公用事业公司也会对从各个智能恒温器客户那里收集的物联网数据进行分析。
 
企业物联网
       物联网经常受到消费者的关注,他们在使用可穿戴智能手表等技术时,总是十分担心与持续联网相伴相生的隐私和安全问题。消费者的这种疑虑在各类企业物联网项目中普遍存在,尤其当终端用户为普通大众时。
 
       企业物联网解决方案可以让企业改进现有业务模式,并与客户和合作伙伴建立新的联系,但这个过程可能并不容易。智能设备系统产生的数据量可能极为庞大(通常被称为大数据)。将大数据整合到现有系统中并设置数据分析以对其采取行动,也会非常复杂。
 
在构建物联网系统时,物联网安全性是一个重要的考虑因素。尽管如此,对于许多公司而言,物联网仍然值得一试,而且几乎各行各业都有企业物联网应用的成功案例。

物联网与边缘计算

       边缘计算可以将更多计算能力带到物联网网络的边缘,从而降低物联网设备与设备所连接的中央 IT 网络之间的通信延迟。

       对于实时快速地分析数据而言,设备的计算能力正变得越来越宝贵。简单地收发数据标志着物联网的出现。但与物联网应用一同发送、接收、分析数据才是未来的趋势。

       在云计算模式中,计算资源和服务通常集中在大型数据中心内。这些数据中心将由位于网络边缘的物联网设备访问。这种模式可以降低部分成本,提高资源共享效率。但是,要想提高物联网效率,需要在更加靠近物理设备的位置增加计算能力。

       边缘计算将计算资源分配到边缘,而所有其他资源则集中在云端。这种特殊的计算布局可以利用时效性数据提供快速可操作的智能分析。用智能跟踪设备来协调运输集装箱的无人驾驶车队是物联网中十分引人注目的案例,但在这个领域中,还有很多更为实用的应用,例如,即时分析护理数据从而改善医疗保健效果。

       试想一下 RFID 和运输业:RFID 和扫码器之间的通信总是单向的。RFID 无法接收更新,中央 IT 网络也无法将数据传回 RFID。它不是一个连续的监控系统,这意味着仅可在某些地点核查物流跟踪信息。但若物联网设备可以与安装在运输车辆中的物联网传感器相互协调,那么所有数据都可以由中央 IT 网络进行管理。

       然而,这种互联场景意味着每一个物联网物理设备都需要具备强大的计算能力,尤其当物流公司使用无人驾驶汽车等复杂的机器时。此时物联网设备就不能只是简单地收发信息了(即始终等待通过 Wi-Fi 接收集中式数据中心发送来的指令),而是需要自行处理数据并做出明智决策。这种在靠近网络外部边缘而非在集中式数据中心内进行计算的能力,被称为边缘计算。

       最后一个例子,我们来思考一下建筑工地的情况。假设一家建筑公司将一台支持蓝牙的机器带到了工地现场。这台机器通过工人的智能手机发送数据,帮助公司追踪机器的使用情况和位置。如果有 10 名员工在这台机器周围工作,他们的智能手机就会不断发送信息给中心服务器,报告机器的位置。这种过于频繁的服务器活动会让 IT 系统超负荷运转。但可以通过移动物联网应用将智能手机用作一个低功耗的小型服务器,减少向中心服务器反馈不必要信息的频率。


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