什(shí)麽是物聯網 (IOT)?
發表時間:2022-12-23
物聯網 (IoT) 是配(pèi)備傳感器、軟件和其他技術的物理對象網(wǎng)絡。連接(jiē)到(dào)互聯網後,這些“事物(wù)”能(néng)夠通(tōng)過網絡與其他連接的設備和係統交換實(shí)時(shí)數據。這些(xiē)連接的(de)設備與自動化係統相結合,收集物聯網數據,可以分析這(zhè)些數據以協助完(wán)成(chéng)任務或學習(xí)如何改進流程。
有些人爭辯說,僅僅因為一(yī)個對象可以連接(jiē)到 Internet 並共享數據,並不一定意味著它應該這樣做。然(rán)而,盡管如此,越來越(yuè)多(duō)的對象正在加入物聯網,以(yǐ)提供信息、提高應用的工業效率、節省時(shí)間和排放,以及改善向(xiàng)公眾提供服務的方式。
盡管物聯網提供了許多積極因素,但也存在對數據集、IP 地(dì)址等隱私和安全性的擔憂。行業和政府正在努力通(tōng)過製定國際(jì)物聯網標(biāo)準(zhǔn)來解決這些問題。
物聯網定義
物聯網是連接到 Internet 的物理對象網(wǎng)絡,以便(biàn)它們可以交換數(shù)據和信息,以提高生產力、效率、服務等。
物聯網技術可以在越來(lái)越(yuè)多的地方找到,包(bāo)括工業,使智能家居的概念成(chéng)為現(xiàn)實,甚至協助整個智慧城市的基礎設施建設。
它是如何工作的?
由於一係列技術、實時分析、傳感器、嵌入式係統、無線(xiàn)係統、自動化、控製係統和機器學習的發展和融合,物聯網已經成為可(kě)能。
物聯(lián)網通過帶有內(nèi)置傳(chuán)感器的設備和對(duì)象工作,這些傳感器連接到互聯網並將數據共享到(dào)一(yī)個平台,該平台應用分析並與旨在滿足特定需求的(de)應用程(chéng)序共享信息。
物聯網(wǎng)平台(tái)旨在確(què)定哪(nǎ)些數據有用,哪些可以丟棄(qì),以便通常在問題發生之前檢測模式、提出建議和發現問題(tí)。
這一切都使流程(chéng)變得更加高效,並使某些任務自動化,尤其是那些重複(fù)性、耗時或危險的任務。例如,如果您(nín)在開車時(shí)看到發動機故障燈(dēng)亮起,您的聯網汽車可以在向製造商發送數據之前檢查傳(chuán)感器並與車(chē)內其他人(rén)進行通信。然後,製造商可以預約在離您最近的經銷(xiāo)商處修複故障,並確保所需的更換(huàn)零件有庫存,可以在您到達時使用。
曆史
誰發明了物聯網(wǎng)?
智能設備(bèi)網絡的想法於 1982 年首次被討論,卡內基梅隆大學(xué)改進後的(de)可口可樂自動(dòng)售貨機成為第一台聯網設備。這台機器能夠報告其庫(kù)存以及新裝入的飲料是否冷。
然而,是 Mark Weiser 1991 年的論文(wén)“ 21世紀的計算機”以及(jí)在 UbiComp 和 PerCom 等地(dì)方的工作產生(shēng)了物聯網的當代願景。
這一願景在 1990 年(nián)代得到了擴展,直到 Kevin Ashton 於 1999 年創造(zào)了“物聯(lián)網”一詞,他曾在寶潔公司和麻省理工(gōng)學院的自動識別中心工作過。盡管他實(shí)際上更喜歡“物聯網”這個詞,但阿什頓認為雷達頻(pín)率識別 (RFID)對(duì)於物聯網來說是必不可少的,以(yǐ)便讓計算機管理每個(gè)設備(bèi)或對象。
雖然物聯網直到 2008 年至(zhì) 2009 年左右才完全實現(見下文),但可以說它是由 Weiser 和 Ashton 構想的,建立在可口可樂機器等過去的(de)工作之上,即使(shǐ)他們沒有完全實現'發明'它。
它是什麽時候創建的?
如上所述,物(wù)聯網是在(zài)早期的一係(xì)列發展(zhǎn)和突破的基礎上(shàng)產生的。雖然卡內基梅隆大學的自動售貨機是在 1982 年安裝的,但這並不(bú)能真正(zhèng)稱為整個物聯(lián)網的開始。
IoT 的概(gài)念創建於(yú) 1991 年,並在 1990 年代得到進一步發展,Reza Raji 於 1994 年在 IEEE Spectrum 上描(miáo)述了該概念。1993 年至 1997 年間,幾(jǐ)家公司提出了 IoT 風格的解決方案,之(zhī)後 Bill Joy 將設備到設備通信設想為一部分1999 年在(zài)達沃斯世界經(jīng)濟論壇上提出的“六網”框架。
“物聯網”這個實際術語是由凱文·阿什頓 (Kevin Ashton) 在 1999 年創造的,盡管物件直接連接到互聯網的時間真正開始(shǐ)於 2008 年至 2009 年之間。
它是幹什麽用的?
物聯網技術的應用範圍很廣,從家庭安全、恒溫器和照明設備(bèi)等家庭用途到製造、國防應用等工業用途。這些不同的應用可以(yǐ)大致分為商業、消費者、工業和基(jī)礎設(shè)施用途。
以下是(shì)物(wù)聯網技術的一些常見應用:
1. 消費者應用
物聯網有廣泛的消費用途,包括聯(lián)網(wǎng)車輛、聯網健康、家庭自動化(huà)(如照明和揚聲器係統)、可穿戴技術和具有遠程監控功能的電(diàn)器,如遠程視頻(pín)門鈴。其中許多也是智能家(jiā)居的一部分。
2. 智能家居(jū)應用
照明、供暖和空調(diào)以及媒體和安全係統都是支持(chí)物聯網(wǎng)的家庭的一部分。這些可以通過關閉不需要的設備來節省能源(yuán)。許多智能家居都基於與智能設備和電器連接的中央平台或集線器。這些通常由智能(néng)手(shǒu)機、平板(bǎn)電(diàn)腦或其他設備控製,有時不需要 Wi-Fi 橋(qiáo)接器。這些係統可以鏈接到獨立(lì)平台,如 Amazon Echo 或 Apple HomePod,或使用(yòng)開源生態係統,如 Home Assistant 或 OpenHAB。
3.護理應用(yòng)
支持互聯網的設備還可以為老年人或殘疾人(rén)提供寶貴的幫助,從(cóng)而提供更好的生活質(zhì)量。例如,語音控製設備(bèi)可以幫助視力或行動不便的(de)用(yòng)戶,警報係統可以直接連接到聽力受損用戶的人工耳蝸。傳感(gǎn)器還可以監測跌倒等醫療緊急情況。
4. 醫療保健應用(yòng)
物聯網可用於許多不同的醫療和保(bǎo)健目的,包(bāo)括用於研究和患(huàn)者(zhě)監測的數據收集和分析。在(zài)此類環境中使用時,IoT 被稱為“醫療物聯網(wǎng) (IoMT) ”。
IoMT,也稱為“智能醫療保健”,連(lián)接(jiē)資源和服務以提(tí)供(gòng)數字化醫療保健係統,該係(xì)統能夠監控健康和(hé)緊急情(qíng)況通知係統,包括血壓和心率(lǜ)監測器、起搏器和高級助聽器。更進一步,一些醫院安裝了“智能床”,可以檢測它們是否有人以(yǐ)及患者是否試圖起床。這些床(chuáng)也可以進行調整(zhěng),以確保自動為患者(zhě)提供正確的壓力和支撐。
在較小的規模上,電子製造的進(jìn)步意味著低成本、一次(cì)性和便攜式 IoMT 傳感器可以放置在紙或織物上,以提供護理點醫療(liáo)診斷。
IoMT 還可(kě)用於通過遠程監控管理、控製或預防慢性病。使用(yòng)無(wú)線解決方案,這允許醫(yī)療從業者捕獲患者數據並應(yīng)用算法進行健康數據分(fèn)析。
其他醫療保健應(yīng)用包(bāo)括旨在鼓勵更健康生活方式的消費設(shè)備,例(lì)如聯網秤(chèng)或健身監視器。
在(zài)醫療保健環境之外,IoMT 現在(zài)也被用(yòng)於健(jiàn)康保險行(háng)業,包括基於傳感器的解決方案,例如可穿戴設備、連接的健康(kāng)設備(bèi)和移動應用程序,以跟蹤(zōng)客戶行為並提(tí)供更準確的承保和定價模型。
5. 運輸應用
物聯網在交通領域有眾多(duō)應用,例如車(chē)內和車內通信、智能交通控製、智能停車、收費、物流(liú)、車隊管(guǎn)理、車輛控製、安全和道路援助。物聯網將車輛與交(jiāo)通基礎設施結合在一(yī)起,還可以(yǐ)提供車對萬物通信 (V2X)、車對車通信(xìn) (V2V)、車對基礎設施通信 (V2I) 和車對行人通信 (V2P) ). 這些物聯網通信係統正(zhèng)在為自動駕駛和互聯道路基礎設施鋪平道路。
6. 構建應(yīng)用程序
IoT 設備(bèi)可以(yǐ)監視和(hé)控製各種類型建築物的(de)各個方麵,包括(kuò)機械、電氣(qì)和電子係統。互聯網與建築物的集成創(chuàng)造了智能建築,有助於(yú)降低能源消耗並監控居(jū)住者的行為(wéi)。
7、工業(yè)應用
工業物聯網 (IIoT) 設備允許收(shōu)集和(hé)分析來自設備、技(jì)術和位置的數據。IIoT 還允許對(duì)資產進行自動(dòng)更新(xīn),以保持效率並防止因維修和其他情況而浪費時間和(hé)金錢。
8. 製(zhì)造(zào)應用
物(wù)聯網可以連接製(zhì)造設備以允許網絡控製和管理以提供智能製造過程。這些係(xì)統允許優(yōu)化產品、流程和供應鏈以及響(xiǎng)應產品需求。物聯網可以通過預測性(xìng)維護、統計評估和測量來(lái)幫(bāng)助提供增強的安全性和(hé)可(kě)靠性(xìng),以最大限度地提高可靠性。
9. 農業應用
農業(yè)物聯網應用包括收集天氣狀況、土壤含量或蟲害的數據。這些數據可以幫助農業技術自動化、為決策提供信息、提高安全性、減少浪費和提高效(xiào)率。使用人工智能和特定的計(jì)算機程序(xù)可以改善從土壤維護到養魚的一切。
10.基(jī)礎(chǔ)設施應用
物聯網可用於監測和(hé)控製可持續的城市和農村基礎(chǔ)設施,包括橋梁、鐵軌或風電場。為了維護資(zī)產(chǎn)並最大(dà)限度地降低風險,數(shù)據收(shōu)集可以允許對結構狀況進(jìn)行(háng)監控,以引(yǐn)入安全性和生產力改進(jìn)、成本節約、時間減少等。實時分析可以(yǐ)幫助安排維修(xiū)和維護。
11. 城市應(yīng)用
整個城市都可以在物(wù)聯網的幫助下進行管理,以創建一個為居民提供一係列好處(chù)的智慧城市。這些好處包括停車位定位、環境(jìng)監控、交通管理、減少汙染、安全係統、照明(míng)、數字(zì)標牌、公共 Wi-Fi、無紙化票務、水路管(guǎn)理、智能公交車站、智(zhì)能售貨亭等等。
12.能源(yuán)管理應用
互聯網連接可以為燈具、家(jiā)用電器、工業資產等提供能源消耗管理。可(kě)以遠程管理耗能設備,以在不需要(yào)時(shí)節省能源。作為副應用,智能電網可以收集能源使用數據,以提高效率和電(diàn)力分配。
13. 環(huán)境監測應用
監測空氣或水質是支持物聯網的傳感器改變(biàn)我們世界的另一種方式。物聯網允許收集有關(guān)野生動物活動、土壤狀況等的數據。物聯網還可以監測海嘯或地震等自然災害,幫助(zhù)簡化應急響應和損害限製。這(zhè)還包括收集、監測和分析海(hǎi)洋環境和船舶活動的“Ocean of Things”項(xiàng)目。
14. 軍事應用
物聯網技術在軍事上的應用創造了軍(jun1)事(shì)物聯網 (IoMT)。該領域的應用包括偵察、監視等,以提(tí)供戰場數據。這可能包括(kuò)使(shǐ)用傳感器、彈藥(yào)、車輛、機器人和可穿戴技(jì)術來創建(jiàn)聯合和數據高效的軍(jun1)隊。
它為什麽如此重要?
物聯(lián)網已經在(zài)幫助自(zì)動化和(hé)簡化商業、工業和(hé)家庭領域(yù)的許多日常任務。降低成本、提高生(shēng)產力和安全性(xìng)、增強客戶(hù)體驗並產生新的收入來源,物聯(lián)網可以幫助我(wǒ)們做(zuò)出更好的決策。
在商業方麵,物聯網(wǎng)提供了幾個(gè)重要的好處,包括訪問和分析數據的能力,消(xiāo)除了對外部數據分析師或市場研究人員的需求。物聯網(wǎng)能夠實時處理大數據分析,展示產(chǎn)品和服務在現實世(shì)界中的表現,並創造可以快速改進的局麵。這些數據還有助於更好地了解客戶(hù)行(háng)為,以(yǐ)便(biàn)企業能夠滿足(zú)他們的需求(qiú),同時通過(guò)管理能源使(shǐ)用和資源來降低運營(yíng)成本。最後,物聯網可以通(tōng)過與(yǔ)員工整理和(hé)共享數據來實現遠(yuǎn)程工作,無論他們身在(zài)何處。
誰擁(yōng)有數(shù)據?
數據是物聯網的核心,但(dàn)誰(shuí)擁有數據?答案是沒有人擁有數據,盡管數據的實(shí)際收集可能由(yóu)個人或公(gōng)司所(suǒ)有。了解誰能夠利用此類(lèi)數據很重要,盡(jìn)管實際上可能有多個機(jī)構參與數據收集,包括應用程序開發人員、數(shù)據庫(kù)設計人員或硬件製造商。
數據庫權限決(jué)定了誰能夠使(shǐ)用數據(jù)並(bìng)管理數據的(de)存儲和處理(lǐ)。數(shù)據庫權限取決(jué)於是否滿足三個標(biāo)準(zhǔn):
1.數據(jù)庫定義
必須以有組織的方式定義和收集數據庫以允許檢索。然而,對於(yú)與物聯網相關的大部分(fèn)實時數據(jù),不太可能在數據庫中收集數據。
2. 數據收(shōu)集
為了獲得數據庫權利,需要在數據集的收集、驗證和呈現方麵進行投資。由於連接的設備將大數據匯集在一起,因此(cǐ)數據的收集和整理是確定權利的重要部分。
3.經濟和(hé)商業聯係
例如,在歐洲,數據庫所有者需要與 EEA 國家有經濟和業務聯係,才能獲得相關的數據庫(kù)權利(lì)。
如果滿足(zú)這些標準(zhǔn),數(shù)據庫所有者通常是主動並承擔相關(guān)風險來獲取、驗證和(hé)呈現(xiàn)數據的(de)人。例外(wài)情況包括使用分包商代(dài)表另一個實體(tǐ)收集數據(jù)的情況。
數據庫權利也可以在合同(tóng)中授予,這(zhè)有助於防止以後出現所有權糾紛。
數據(jù)安全嗎?它存儲在哪裏?
安全是物聯網的一個真正問題,軟件中的缺陷使數據集和係統容易受到攻擊。由於許多智能設備固有地缺乏安(ān)全性,黑客可以(yǐ)直接將其作為(wéi)目標。
網絡攝像(xiàng)頭是安全措施不合標準(zhǔn)的設備的一個很(hěn)好的例子,使它們容易(yì)被(bèi)黑客利用。政府正試圖通過物聯網設備(bèi)指南解決這些問題,建議(yì)加密、密(mì)碼保護和定期安全(quán)更新。
隨著 IoT 設備市場的增長,安全問題將繼續增長,而工(gōng)業是一個值得關注的領域。工業間諜活動或對(duì)關鍵基礎設施的惡意(yì)黑客攻擊會帶來非常現實的風險。
當應用於現實世界的後果時,這些風險是(shì)顯而易見的(de),例如是否有人能夠遠(yuǎn)程接(jiē)管無人駕駛汽(qì)車的控製權。
物聯網設備示例
物聯網設備(bèi)種類繁多,適用於家庭使用、工業流程(chéng)、製造等(děng)領域的(de)應用。世界各地有數十億種不同的設備連接到物聯網,這裏(lǐ)太多了。但是,一些(xiē)常見(jiàn)的示例包括:
自主農業設備
生物識別
連接的設備
網絡安全掃描儀(yí)
健康監測
家庭安全係統
物流跟蹤
智能工廠(chǎng)設備
超高(gāo)速無線互聯網
無線庫存跟蹤
結(jié)論
物聯網為從日常家庭使用到工(gōng)業監控、製造甚至整個智慧城市的(de)應用提供(gòng)了豐富的好處。提高安全性、效率和時間管理隻是這些好處中的一部分,盡管物聯網的設備安全性仍然令人擔憂。
盡管如此,隨著(zhe)連通性的增長,物(wù)聯網似乎將(jiāng)成為我們日常生活中越來越重要的一部分。