加入技術(shù)交流群
“物聯(lián)網(wǎng)”似乎已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)，您的工程頭腦中一定有一些問(wèn)題揮之不去。
– 什么是物聯(lián)網(wǎng) (IOT) ？
– 為什么流行？
– 物聯(lián)網(wǎng)將如何影響未來(lái)？
– 哪些組織正在開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，他們的興趣是什么？
– 物聯(lián)網(wǎng)對開(kāi)發(fā)人員意味著(zhù)什么？
– 哪些硬件、軟件和服務(wù)屬于物聯(lián)網(wǎng)？
– 物聯(lián)網(wǎng)道路上的主要挑戰是什么？
為了進(jìn)一步增加您的胃口，值得一提的是，物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數據等是相互關(guān)聯(lián)的東西。
本教程是對其中一些問(wèn)題的適度嘗試。通過(guò)本教程，將從用戶(hù)、企業(yè)、開(kāi)發(fā)人員和服務(wù)提供商的角度等不同的角度來(lái)看待物聯(lián)網(wǎng)。將檢查物聯(lián)網(wǎng)中涉及的硬件和軟件。將通過(guò)現實(shí)生活中的例子說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)的重要性和影響，并研究物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的挑戰。所以，準備好兜風(fēng)吧。我們走吧。
什么是物聯(lián)網(wǎng)？
互聯(lián)網(wǎng)現在無(wú)所不在，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在。到 2016 年，全球 47% 的人口已連接到互聯(lián)網(wǎng)。智能手機和智能小工具對此做出了更大的貢獻。以智能手機的形式，現在每個(gè)人的口袋里都有一臺便攜式和互聯(lián)網(wǎng)連接的電腦。隨著(zhù)成千上萬(wàn)的應用程序的使用，互聯(lián)網(wǎng)已成為一種日?，F象，也是現代生活中的必備品。隨著(zhù)“物聯(lián)網(wǎng)”的興起，現在不僅僅是電腦和智能手機，我們使用的每一種可能的東西都將啟用 IT。
“物聯(lián)網(wǎng)”一詞已由不同的組織以許多不同的方式定義。有許多組織正在努力為物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)標準和技術(shù)。讓我們看一下這些標準組織中的一些規定的物聯(lián)網(wǎng)定義，以簡(jiǎn)要了解它。
根據ITU-T（國際電信聯(lián)盟）的定義，物聯(lián)網(wǎng)被定義為：信息社會(huì )的全球基礎設施，通過(guò)基于現有和不斷發(fā)展的可互操作信息和通信技術(shù)互連（物理和虛擬）事物來(lái)實(shí)現高級服務(wù)。
根據IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì )）的定義，IOT 被定義為：一個(gè)項目網(wǎng)絡(luò )——每個(gè)項目都嵌入了傳感器——連接到互聯(lián)網(wǎng)。
根據ETSI（歐洲電信標準協(xié)會(huì )）：機器對機器通信是兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體之間的通信，不一定需要任何直接的人工干預。M2M 服務(wù)旨在自動(dòng)化決策和通信過(guò)程。
根據OASIS（結構化信息標準促進(jìn)組織），IOT 被定義為：定義互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)無(wú)處不在的傳感器連接到物理世界的系統。
這些定義是全球公認的標準定義。對于普通人來(lái)說(shuō)，上述定義可能有點(diǎn)難以理解。所以為了一個(gè)共同的理解，IOT的一個(gè)簡(jiǎn)單定義可以如下：
“物聯(lián)網(wǎng)是指 IT 基礎設施與物理世界的集成，其中幾乎所有設備和電器，即我們使用的東西，都連接到（互聯(lián)網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò )?！?/span>
因此，隨著(zhù)信息技術(shù)的這種集成，日常使用的一切都變得相互連接并連接到互聯(lián)網(wǎng)。就像家用電器可以通過(guò)智能手機控制和操作，安全攝像頭和鎖可以從世界任何地方訪(fǎng)問(wèn)，雨傘可以感知天氣狀況并提醒出門(mén)前必須帶上，****帽開(kāi)始閃爍表示該服用劑量等。因此，基本上每一種常用物品（如家用電器、汽車(chē)、車(chē)輛、能源網(wǎng)絡(luò )、健康小工具和日常使用中的每一種可能的商品）都嵌入了軟件智能，相互連接并連接到互聯(lián)網(wǎng)平臺，使這些常見(jiàn)的對象以自己的方式變得更智能、更好和智能。
圖 1：物聯(lián)網(wǎng)的概念
通過(guò) IT 支持，這些常見(jiàn)對象變得智能和智能。這些需要與 IT 基礎設施相集成，他們可以使用互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送、接收和交流信息。物聯(lián)網(wǎng)保護傘下的所有這些東西都不是通用計算機、智能手機或平板電腦。這些是帶有嵌入式電子設備的日常使用對象，通過(guò)從物理世界、其他設備或 IT 平臺（云）感應或收集信息，它們可以智能地發(fā)揮作用。這些東西服務(wù)于特定目的，它們嵌入了電子設備、傳感器以及與其他設備或云平臺的連接。
物聯(lián)網(wǎng)的目的不僅僅是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接來(lái)解決的。事物必須能夠與物理世界交互。為了與物理世界的交互，這些東西被提供了傳感器和執行器。傳感器和執行器是有助于與物理環(huán)境交互的設備。傳感器從周?chē)h(huán)境收集數據，就像溫度傳感器感應周?chē)h(huán)境的溫度一樣。同樣，智能手機中的 GPS 位置接收器和加速度計也是傳感器。洗衣機有水位傳感器，冰箱有恒溫器來(lái)感應冰箱的溫度。傳感器的例子不勝枚舉。
物聯(lián)網(wǎng)對象通過(guò)傳感器感知和收集數據后，將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )或云端的邊緣。這些對象可以通過(guò)各種接口連接到云/網(wǎng)絡(luò )，如Wi-Fi、藍牙、Zigbee、GPRS 或以太網(wǎng)。在云服務(wù)器上，數據被存儲然后處理。該處理可以像檢查讀取溫度是否在用戶(hù)定義的可接受范圍內一樣簡(jiǎn)單。
數據在云服務(wù)器上進(jìn)行處理以供決策。就像如果傳感器讀取的溫度高于正常溫度，空調必須打開(kāi)。決策必須在執行器的幫助下在物理世界中實(shí)現。這可以通過(guò)直接通過(guò)云服務(wù)器控制 AC 或向用戶(hù)發(fā)送她需要打開(kāi) AC 的警報來(lái)自動(dòng)完成。
傳感器、網(wǎng)絡(luò )接口、云服務(wù)器和執行器共同構成了物聯(lián)網(wǎng)框架的核心基礎設施。這些是物聯(lián)網(wǎng)的構建塊，可以使最常見(jiàn)的人類(lèi)使用對象啟用 IT。
圖 2：物聯(lián)網(wǎng)的通信模型
為什么物聯(lián)網(wǎng)是趨勢？
物聯(lián)網(wǎng)被視為第四次工業(yè)革命。第三次工業(yè)革命伴隨著(zhù)信息技術(shù)及其對生產(chǎn)自動(dòng)化的使用。而且，現在第四次工業(yè)革命將伴隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在無(wú)數方法和應用中的應用而來(lái)。有了“萬(wàn)物互聯(lián)”的理念，人類(lèi)的生活將變得更加智能和輕松。
物聯(lián)網(wǎng)將成為人們 IT
比如舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子。假設你出站了，所以你鎖了你的家。在你不在的時(shí)候，你的父母來(lái)看你，但他們發(fā)現你的家被鎖了?，F在假設如果您的家通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現自動(dòng)化，并且您可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)您家的門(mén)鎖，那么您可以從很遠的地方打開(kāi)門(mén)鎖，這樣即使您不在，您的父母也可以呆在那里。這將是物聯(lián)網(wǎng)的力量，以及它如何影響人們的生活方式。
IOT 被認為是人 IT，普通人可以通過(guò)智能小工具訪(fǎng)問(wèn)信息世界，并在一秒鐘內滿(mǎn)足他們的各種個(gè)人和專(zhuān)業(yè)要求。這可以通過(guò)無(wú)處不在的連接、日常物品的智能數字化和響應迅速的實(shí)時(shí)信息基礎設施來(lái)實(shí)現。
大數據在玩
物聯(lián)網(wǎng)提出了一個(gè)技術(shù)概念，其中每個(gè)常見(jiàn)的事物都與互聯(lián)網(wǎng)集成，并具有智能嵌入式電子設備以實(shí)現更好和增強的功能。其次，它設想日常使用的對象與云服務(wù)連接，它們可以實(shí)時(shí)交換數據。
任何云平臺都將連接數十億臺設備，數以萬(wàn)億計的傳感器將從世界各地收集信息。這將是來(lái)自被動(dòng)、主動(dòng)和霧設備的海量數據。這開(kāi)辟了大數據分析的另一個(gè)領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)設備收集的數據將有助于企業(yè)獲取業(yè)務(wù)信息并調整業(yè)務(wù)運營(yíng)模式以實(shí)現更好的服務(wù)質(zhì)量（QoS）和體驗質(zhì)量（QoE）。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的產(chǎn)品將與不同的服務(wù)平臺連接，這些服務(wù)平臺將具有自適應應用程序，以改善和定制用戶(hù)體驗。有許多服務(wù)架構，如面向服務(wù)架構 (SOA)、面向資源架構 (ROA)、模型驅動(dòng)架構 (MDA)、事件驅動(dòng)架構 (EDA) 和微服務(wù)架構 (MSA)，以涵蓋范圍廣泛、數據種類(lèi)繁多物聯(lián)網(wǎng)系統的可變性和可擴展性。
同時(shí)，增強的消費者體驗將被很好地抽象化，因此物聯(lián)網(wǎng)設備所使用的服務(wù)的實(shí)現對最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)仍然是隱藏的。
企業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)
任何物聯(lián)網(wǎng)平臺都將與所有企業(yè)級應用程序集成，從而使生產(chǎn)和服務(wù)變得復雜并適應最高要求。例如，制造工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)將與企業(yè)資源規劃 (ERP)、供應鏈管理 (SCM)、知識管理 (KM) 和客戶(hù)關(guān)系管理 (CRM) 應用程序集成。通過(guò)這樣的整合，工廠(chǎng)的生產(chǎn)可以得到最好的優(yōu)化，以最大限度地利用資源，根據客戶(hù)的需求和供應可行性增加或減少產(chǎn)量，并且可以根據客戶(hù)的實(shí)時(shí)反饋改進(jìn)或定制產(chǎn)品。
物聯(lián)網(wǎng)作為下一代網(wǎng)絡(luò )
最初的網(wǎng)絡(luò )（Web 1.0）是為了閱讀信息而開(kāi)發(fā)的。這演變成 web 2.0，它是一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò )，不僅意味著(zhù)讀取信息，還意味著(zhù)寫(xiě)入信息。物聯(lián)網(wǎng)將把網(wǎng)絡(luò )發(fā)展到網(wǎng)絡(luò ) 3.0，其中信息不僅可以被讀取、寫(xiě)入，而且還可以鏈接到多個(gè)來(lái)源、服務(wù)和應用程序。這將是一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)，它將通過(guò)自動(dòng)搜索提供相關(guān)和正確的信息。它不會(huì )止步于此，并將把網(wǎng)絡(luò )帶到下一個(gè)版本——Web 4.0，在該版本中，可以實(shí)時(shí)提取和交付信息，同時(shí)具有相關(guān)性和可操作的洞察力。
行業(yè)預期
全球行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)寄予厚望。根據最近的一份報告，可穿戴技術(shù)將成為消費物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。2015 年全球出貨量約為 8000 萬(wàn)臺可穿戴設備。據IDC稱(chēng)，預計到 2019 年這一數字將超過(guò) 2.14 億臺。市場(chǎng)上已經(jīng)有很多初創(chuàng )公司，如IOTEX Systems、Leaf Wearable、Salted Venture等，都在致力于物聯(lián)網(wǎng)可穿戴技術(shù)。Like Leaf Wearable 正致力于為女性安全開(kāi)發(fā)智能首飾。另一家初創(chuàng )公司 Cicret 正致力于開(kāi)發(fā)基于觸摸和投影的手環(huán)，這將是傳統智能手機的絕佳替代品。
未來(lái)幾天，連接物聯(lián)網(wǎng)設備的價(jià)格將非常便宜——在某些情況下每月低至 50 美分。低成本將來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設備所需的最少傳輸數據。
根據麥肯錫的數據，到 2025 年，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的價(jià)值將高達 11 萬(wàn)億美元，而根據思科的數據，屆時(shí)將達到 19 萬(wàn)億美元左右。不管哪個(gè)是對的，企業(yè)都會(huì )有很多機會(huì )從這個(gè)巨大的市場(chǎng)中賺錢(qián)。未來(lái)五年將有近 6 萬(wàn)億美元用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
世界各國政府都致力于提高生產(chǎn)力、降低成本和改善本國的生活質(zhì)量。公共部門(mén)將成為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統的第二大采用者。
物聯(lián)網(wǎng)將造福于所有人——創(chuàng )造者、行業(yè)、企業(yè)和消費者。每個(gè)人都會(huì )以一種或另一種方式受益。
將物聯(lián)網(wǎng)理解為開(kāi)發(fā)人員
物聯(lián)網(wǎng)系統的開(kāi)發(fā)是一項復雜的任務(wù)。它可能涉及以下兩個(gè)或多個(gè)方面——
智能設備——物聯(lián)網(wǎng)設備是智能設備，其中可能嵌入了一個(gè)或多個(gè)傳感器和執行器。傳感器和執行器可以通過(guò)控制器或處理器連接。該設備必須具有有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信接口才能與其他設備或互聯(lián)網(wǎng)連接。
機器對機器通信——機器對機器通信是物聯(lián)網(wǎng)設備的主要特征。任何物聯(lián)網(wǎng)設備都需要與其他設備、電子標簽、貼紙、智能手機、小工具或計算機進(jìn)行交互。通信技術(shù)也正在經(jīng)歷巨大的轉變，通過(guò)提高數據傳輸率和同時(shí)實(shí)現多個(gè)通道的數據通信來(lái)滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)設備的通信需求。對于無(wú)處不在的設備到設備 (D2D) 集成，標準機構、政府部門(mén)、電信和 IT 公司、服務(wù)提供商、系統集成商和企業(yè)齊心協(xié)力，以實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統。在這樣的生態(tài)系統中，無(wú)數的嵌入式設備將聯(lián)網(wǎng)在一起，并通過(guò)多個(gè)渠道以高速數據進(jìn)行交互。
設備到云集成——物聯(lián)網(wǎng)設備只能通過(guò)連接一個(gè)或多個(gè)服務(wù)接口來(lái)啟用服務(wù)。這需要設備到云 (D2C) 的集成。通過(guò)連接到不同的服務(wù)接口，物聯(lián)網(wǎng)設備可以公開(kāi)和請求它們的功能。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )和云支持，設備可以充當服務(wù)提供實(shí)體，其中服務(wù)的實(shí)際實(shí)現隱藏在服務(wù)接口后面。許多設備可以組合和協(xié)調在一起，以高效、同步地完成任務(wù)。此外，通過(guò)設備到云的集成，可以通過(guò)一個(gè)通用平臺維護、監控、更新和操作大量設備。為實(shí)現高效的設備到云集成，開(kāi)放服務(wù)網(wǎng)關(guān)倡議 ( OSGi) 模型正在開(kāi)發(fā)中，并將被證明是實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統的轉型里程碑。
全球已經(jīng)有許多設備特定的云平臺和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )為數百萬(wàn)的物聯(lián)網(wǎng)設備提供服務(wù)。不同的云架構正在開(kāi)發(fā)用于設備特定應用程序、大數據分析、關(guān)鍵操作和智能手機服務(wù)。毫無(wú)疑問(wèn)，設備到云的集成是任何物聯(lián)網(wǎng)系統最重要的方面，沒(méi)有它甚至不能歸類(lèi)為物聯(lián)網(wǎng)范式。
平臺即服務(wù)——物聯(lián)網(wǎng)的真正力量只能通過(guò)基于云的集成平臺來(lái)體現。典型的平臺即服務(wù) (PaaS) 解決方案需要針對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化和增強，以便它們能夠管理數百萬(wàn)臺設備、實(shí)時(shí)收集和交換數據、管理大量設備之間的特定目的交互，并能夠成功地與企業(yè)應用程序集成比如企業(yè)資源規劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）、知識管理（KM）和客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）。
云到云集成——云服務(wù)提供商 (CSP) 的云中心位于不同的地理位置。通過(guò)實(shí)施以云為中心的平臺和實(shí)踐，典型的數據中心正在向云中心演進(jìn)。新興的云中心可能一起提供云基礎設施、平臺和應用程序，也可能只是提供云基礎設施。一些流行的云管理平臺包括VMware 解決方案、OpenStack Distributions、Apache Cloudstack、BMC 軟件、Citrix Cloud、Rackware、IBM Bluemix Cloud、Microsoft Cloud、Cisco Systems、Oracle Enterprise Manager 等。這些平臺集成了內部和外部系統來(lái)管理多云服務(wù)。這些平臺負責將本地云與私有托管云、公共云服務(wù)（如 Microsoft Azure、IBM Bluemix、谷歌云平臺、亞馬遜網(wǎng)絡(luò )服務(wù)等）、企業(yè)管理系統和服務(wù)自動(dòng)化應用程序集成。在新興趨勢中，相同的云服務(wù)由具有不同服務(wù)級別協(xié)議和運營(yíng)級別協(xié)議的多個(gè) CSP 提供。因此，這需要云編排，其中可以利用和聚合多個(gè)云和服務(wù)以生成復合數據、流程、服務(wù)或應用程序。為了實(shí)現云編排，現在正在開(kāi)發(fā)稱(chēng)為云服務(wù)代理 (CSB) 的專(zhuān)用軟件解決方案。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
有許多突出的技術(shù)將在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)系統的發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。其中一些技術(shù)是——
電子小型化——微米級和納米級電子元件和電路的發(fā)展將使電子元件嵌入到越來(lái)越多的物體中。因此，未來(lái)的集成電路將在物聯(lián)網(wǎng)系統的發(fā)展中發(fā)揮主要作用。
數字化——借助標簽、貼紙、信標、芯片、控制器、可穿戴設備、植入物和傳感器對盡可能多的物體進(jìn)行數字化，這將有助于實(shí)現真正的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統。
通信技術(shù)——未來(lái)的通信技術(shù)，如 5G、低功耗藍牙、近場(chǎng)通信 (NFC)、RFID、LoRa WAN 等，將使設備到設備和設備到云的通信更加快捷高效。
云和大數據——物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統將處理海量數據，并將實(shí)時(shí)進(jìn)行知識工程。因此，大數據分析和數據挖掘實(shí)踐將在物聯(lián)網(wǎng)系統的運行中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統
由于其可擴展性和多功能性，物聯(lián)網(wǎng)將以全球生態(tài)系統的形式出現。物聯(lián)網(wǎng)將為現有的計算機和通信設備互聯(lián)世界添加大量傳感器和執行器。物聯(lián)網(wǎng)系統是有目的的發(fā)展，顯然只能通過(guò)應用程序域來(lái)簡(jiǎn)化。通過(guò)應用，可能有以下物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統——
– 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
– 消費者物聯(lián)網(wǎng)
– 社交物聯(lián)網(wǎng)
– 語(yǔ)義物聯(lián)網(wǎng)
– 認知物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)——制造公司正在迅速采用物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)使制造設備能夠實(shí)時(shí)通信，以檢測制造故障、提高效率和增加產(chǎn)量。從設備收集的數據可用于改進(jìn)和增強產(chǎn)品、更好的自動(dòng)化和改進(jìn)資源規劃。物聯(lián)網(wǎng)能夠將尖端技術(shù)嵌入自然語(yǔ)言處理、機器學(xué)習和人工智能等產(chǎn)品中，這將極大地提升未來(lái)的客戶(hù)體驗。一些新興的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統包括AWS IOT和AutoDesk SeeControl。
消費者物聯(lián)網(wǎng)——在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統中，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品被設想為數字資產(chǎn)。提供給消費者的產(chǎn)品將具有先進(jìn)的人機界面電子設備和應用程序，以便與客戶(hù)互動(dòng)并接收反饋。下一代產(chǎn)品將能夠監控客戶(hù)行為并相應地調整服務(wù)和應用程序。這些設備將配備生物識別系統，因此只能由經(jīng)過(guò)身份驗證的用戶(hù)使用。從消費設備收集的數據不僅可以調整服務(wù)和應用程序，還可以改善收入模式、供應鏈和產(chǎn)品質(zhì)量。
社交物聯(lián)網(wǎng)——在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，下一代小工具和智能手機將更具情境感知、適應性和可靠性，通過(guò)不同的應用程序實(shí)現更好的社交網(wǎng)絡(luò )。
語(yǔ)義物聯(lián)網(wǎng)——設備到設備的集成是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。設備數量越多，它們可以相互通信的方式越多，就可以開(kāi)發(fā)出更好的物聯(lián)網(wǎng)系統。就像車(chē)、人、車(chē)位可以進(jìn)行某種交流一樣，人的交通資源和時(shí)間可以得到更有效的管理。此外，運輸資源將變得易于獲取和追溯。對于人和設備之間的這種上下文感知通信，需要語(yǔ)義技術(shù)。這種語(yǔ)義技術(shù)將包括語(yǔ)義注釋、本體、資源描述框架等。在語(yǔ)義物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統中，異構設備能夠以高度的互操作性相互通信，從而實(shí)現各種設備的集成體驗。
認知物聯(lián)網(wǎng)——通過(guò)整合自然語(yǔ)言處理、圖像分析、視頻分析、文本分析和機器學(xué)習，可以開(kāi)發(fā)具有強大感知能力和人工智能的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統。
現實(shí)生活中的物聯(lián)網(wǎng)應用——
物聯(lián)網(wǎng)將變得非常重要，因為它將幫助人們顯著(zhù)改善他們的生活、工作和學(xué)習方式。物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了一個(gè)令人信服的承諾，即通過(guò)自動(dòng)化任務(wù)為個(gè)人提供更多時(shí)間，并通過(guò)更好地利用數據來(lái)提高業(yè)務(wù)生產(chǎn)力。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)讓我們變得更加主動(dòng)，反應更少。
物聯(lián)網(wǎng)已在智能家居、智能建筑、旅游和運輸、醫療保健、零售、家禽和養殖等各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到應用。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也在改變自動(dòng)化和物流。
圖 3：物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統
一些流行的物聯(lián)網(wǎng)應用如下 -
1) 智能家居——家庭局域網(wǎng)（HAN）和智能家居正在成為新趨勢。幾乎每個(gè)人都希望他/她的家能夠完全自動(dòng)化，大多數家庭操作都可以在沒(méi)有任何人為干預的情況下完成。有許多公司和初創(chuàng )公司正在研究智能家居物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。這些公司的目標是提供能夠智能地管理時(shí)間和能源資源的低成本產(chǎn)品。智能家居產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)的另一個(gè)維度屬于家庭安全和門(mén)禁系統。飛利浦、海爾、Nest、Ecobee、Ring、August 等公司被視為提供智能家居物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案的家喻戶(hù)曉的品牌。
[視頻****：
https://youtu.be/NjYTzvAVozo]
2) 可穿戴設備——繼智能手機之后，新的風(fēng)潮是智能可穿戴設備。智能首飾、手鐲、智能手表、手環(huán)甚至衣服都將成為新時(shí)尚。這些可穿戴設備安裝有傳感器和軟件，可收集有關(guān)用戶(hù)的數據和信息。這些數據稍后會(huì )進(jìn)行預處理，以提取有關(guān)用戶(hù)的基本見(jiàn)解。這些可穿戴設備類(lèi)別廣泛涵蓋健身、健康、電信和娛樂(lè )需求?？纱┐鲬玫奈锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的先決條件是超低功耗和小尺寸。在過(guò)去幾年中，可穿戴設備的需求呈爆炸式增長(cháng)。蘋(píng)果、Fitbit、三星、華為、Blend Style & function、IOTEX、Leaf wearable、Salted Venture等公司正在開(kāi)發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的可穿戴產(chǎn)品。
【視頻****：
https://youtu.be/h8-TAqzYrno】
3) 智慧城市——智慧城市是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)演化而來(lái)的現代城市新概念。智能監控、自動(dòng)化交通、智能能源管理系統、配水、城市安全和通過(guò)電子監控實(shí)現的環(huán)境保護都是智慧城市物聯(lián)網(wǎng)應用的例子。智慧城市的概念已被政府迅速采用，各種公共部門(mén)組織現在正在與物聯(lián)網(wǎng)供應商和 IT 公司合作，使城市變得更加智慧。
智慧城市旨在解決生活在城市中的人們面臨的主要問(wèn)題，例如污染、交通管制、水和電力短缺等。傳感器和網(wǎng)絡(luò )應用程序將在智慧城市解決方案中發(fā)揮重要作用。Evreka、Bigbelly等是一些提供智慧城市解決方案和服務(wù)的公司。
[視頻****：
https://youtu.be/Br5aJa6MkBc]
4) 智能電網(wǎng)——智能電網(wǎng)的概念在全世界變得非常流行。未來(lái)的電網(wǎng)不僅足夠智能，而且高度可靠。假設，如果一個(gè)人能夠通過(guò)節省房子的電費來(lái)節省她20％的錢(qián)，那么一年將節省很多。消費者還可以通過(guò)預付費能源充值來(lái)調整能源消耗。智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)概念包括智能計量、使用高效智能電器、可再生能源和節能資源。智能電網(wǎng)背后的基本概念是以自動(dòng)化方式遠程收集數據并分析電力消費者和供應商的行為，以提高電力使用的效率、可靠性和經(jīng)濟性。
【視頻****：
https://youtu.be/JwRTpWZReJk】
5）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將徹底改變制造過(guò)程。它將包括跟蹤貨物的應用程序、供應商和零售商之間關(guān)于貨物目錄的實(shí)時(shí)信息交換以及自動(dòng)交付以提高行業(yè)供應鏈效率。據通用電氣稱(chēng)，物聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)生產(chǎn)力的提高將在未來(lái) 15 年內為全球創(chuàng )造 10 萬(wàn)億至 15 萬(wàn)億美元的 GDP。
【視頻****：
https://youtu.be/8NGzrtK7eV0】
6) 聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)——借助聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)技術(shù)，車(chē)輛將能夠使用傳感器技術(shù)以自動(dòng)化方式優(yōu)化其運行。這些汽車(chē)將能夠相互通信以避免發(fā)生事故。這些汽車(chē)還可以與停車(chē)傳感器進(jìn)行通信，以找到正確停車(chē)的可用性和幫助。大多數大型汽車(chē)制造商以及一些初創(chuàng )公司都在研究聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)解決方案。特斯拉、寶馬、蘋(píng)果、谷歌等主要品牌目前都在這個(gè)領(lǐng)域工作。
【視頻****：
https://youtu.be/0HxZuQ0woLY】
7) 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)——隨著(zhù)世界人口的日益增加，對食品供應的需求也在增加。政府正在幫助農民使用先進(jìn)的技術(shù)和研究來(lái)增加糧食產(chǎn)量。智能農業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。物聯(lián)網(wǎng)傳感器將向農民提供有關(guān)作物產(chǎn)量、降雨、蟲(chóng)害和土壤營(yíng)養的信息，以改進(jìn)耕作技術(shù)并獲得生產(chǎn)產(chǎn)出。
【視頻****：
https://youtu.be/q0FnMD2_0Fw】
8) 智能零售——在今天的場(chǎng)景中，智能零售在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的零售領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。智能零售系統將為零售商提供一個(gè)健康的機會(huì )，與消費者聯(lián)系，根據客戶(hù)需求提供商品。零售商可以通過(guò)智能手機與客戶(hù)互動(dòng)。信標技術(shù)將在智能零售物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。使用 Beacon 技術(shù)，零售商可以更好地了解他們的客戶(hù)，并可以根據他們的特定需求為他們的客戶(hù)服務(wù)。他們還可以跟蹤客戶(hù)通過(guò)商店的路徑并改進(jìn)商店架構。
[視頻****：
https://www.youtube.com/watch?v=vTGw_hAjTZc]
為什么物聯(lián)網(wǎng)如此具有挑戰性？
由于面臨多重挑戰，開(kāi)發(fā)成功的物聯(lián)網(wǎng)應用并非易事。這些挑戰包括：移動(dòng)性、可靠性、可擴展性、管理、可用性、互操作性、安全性和隱私性。其中一些挑戰如下所述——
1) 設備管理——Gartner估計，到 2020 年，除了智能手機、平板電腦和 PC 之外，將有超過(guò) 250 億“物”連接到互聯(lián)網(wǎng)。傳感器、設備和網(wǎng)關(guān)的數量將非常龐大，它們將分布在地理上分散的大型地點(diǎn)。確保設備完全自動(dòng)化且可遠程管理是一項挑戰。
管理所有設備并密切關(guān)注故障、配置并監控如此大量設備的性能和安全性絕對是物聯(lián)網(wǎng)的挑戰。服務(wù)提供商將需要管理其互連設備的故障、配置、性能和安全性，并且每個(gè)方面的責任將是他們的主要責任。
2) 硬件挑戰——今天，硬件方面的主要挑戰是所需硬件的價(jià)格和可用性。這是阻止大多數公司和最終用戶(hù)擁有更多“連接對象”的主要原因之一。硬件的一些主要問(wèn)題是：
–電池壽命：大多數物聯(lián)網(wǎng)設備將由電池供電。此外，這些設備將需要始終保持與互聯(lián)網(wǎng)的連接。因此，他們將不斷消耗電力。開(kāi)發(fā)更好的電池和管理電池電量是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的主要硬件挑戰。
–硬件尺寸：對于物聯(lián)網(wǎng)設備來(lái)說(shuō)，緊湊和小型是很重要的。因此，它們的尺寸需要使用當前可用的集成電子設備進(jìn)行優(yōu)化，以適應它們的目的、用途和應用。
3) 互操作性——互操作性意味著(zhù)異構設備和協(xié)議需要能夠相互協(xié)作。由于物聯(lián)網(wǎng)系統中使用了大量不同的平臺，這具有挑戰性?；ゲ僮餍詰蓱贸绦蜷_(kāi)發(fā)人員和設備制造商共同處理，以便在不考慮 IOT 設備的平臺或硬件規格的情況下提供服務(wù)。
4) 數據安全和隱私——從傳感器發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )的數據可能是用戶(hù)的個(gè)人數據，需要防止未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)。用戶(hù)必須擁有個(gè)人訪(fǎng)問(wèn)其數據的所有授權權利和政策，這些數據不得與任何第三方共享。盡管用戶(hù)自己應該有權將數據共享到她想要的任何地方。隨著(zhù)市場(chǎng)日益適應物聯(lián)網(wǎng)，安全和隱私正成為用戶(hù)關(guān)注的主要問(wèn)題。用戶(hù)顯然希望私下共享數據，因為還有許多黑客和竊聽(tīng)者希望不道德地訪(fǎng)問(wèn)他們的私人數據。個(gè)人訪(fǎng)問(wèn)數據應該有身份驗證、授權和傳輸層安全性，否則數據將直接暴露給各種攻擊者。
5）尋址和識別——由于數以百萬(wàn)計的智能設備將連接到互聯(lián)網(wǎng)，它們必須通過(guò)唯一的地址進(jìn)行識別，并在此基礎上相互通信。為此，每個(gè)智能對象都需要一個(gè)大的尋址空間和唯一的地址。
在下一個(gè)教程中，我們將了解 IOT 基礎設施。
