物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的下一階段。起初,我們只將計算機(jī)和智能手機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)。現(xiàn)在,我們將各種對象、設(shè)備、流程和“事物”連接到互聯(lián)網(wǎng),這樣我們就可以從遠(yuǎn)處大規(guī)模地與它們交互,同時從它們收集有用的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)將人類解放出來,讓他們可以執(zhí)行更高級別和更重要的任務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)(或“IoT”)如何運(yùn)作?它是什么?為什么這有關(guān)系?在某些方面,回答這些不斷變化的問題是IoT For All的目標(biāo)。讓我們深入研究一個易于理解的定義,它不會回答您的所有問題,但至少可以讓您開始提出正確的問題!
要了解物聯(lián)網(wǎng)的特別之處,以及它與常規(guī)舊互聯(lián)網(wǎng)的不同之處,我們需要了解物聯(lián)網(wǎng)在電信和現(xiàn)代技術(shù)歷史中的位置。
那么,物聯(lián)網(wǎng)從何而來?
在20世紀(jì),電信技術(shù)使我們能夠通過電話進(jìn)行遠(yuǎn)距離交談。
在1980年代,我們開始將個人計算機(jī)(PC)連接到互聯(lián)網(wǎng)(當(dāng)時是一種新的電信協(xié)議),以便真正快速地跨遠(yuǎn)距離共享和訪問簡單語音數(shù)據(jù)之外的資源和信息。
從21世紀(jì)初開始,Apple憑借iPhone改變了世界。它們使我們這些普通公民能夠隨時隨地掌握互聯(lián)網(wǎng)的力量。移動一代真正開始了。
在智能手機(jī)時代開始后不久,我們開始看到能夠從各種較小的移動設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的價值。不僅要從世界上的事物“讀取”數(shù)據(jù),還要向它們“寫入數(shù)據(jù)——例如指令。
最后,這是物聯(lián)網(wǎng)(或“IoT)適合故事的地方!
物聯(lián)網(wǎng)是指將以前“超出”互聯(lián)網(wǎng)范圍的物體、設(shè)備和空間連接到互聯(lián)網(wǎng)的做法。正如我們所見,就在幾年前,互聯(lián)網(wǎng)基本上僅限于兩件事:電腦和手機(jī)?,F(xiàn)在,我們將很多東西帶到網(wǎng)上:汽車、揚(yáng)聲器(例如Alexa)、冰箱和洗衣機(jī)等家用電器、城市市政基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)設(shè)備——不勝枚舉。
物聯(lián)網(wǎng)使公民、企業(yè)和政府能夠與大量曾經(jīng)斷開連接的對象進(jìn)行遠(yuǎn)程大規(guī)模交互。它使我們能夠從他們那里收集數(shù)據(jù),從這些數(shù)據(jù)中產(chǎn)生洞察力,然后(有時)將指令發(fā)送回那些幫助這些設(shè)備(汽車、拖拉機(jī)等)更好地執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)使人類能夠?qū)⑺麄冎車奈锢硎澜邕B接到互聯(lián)網(wǎng),并通過數(shù)字表示或它的“孿生”與之交互。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心組件
硬件
物聯(lián)網(wǎng)的核心是數(shù)十億個相互連接的設(shè)備,通常是傳感器和執(zhí)行器,它們使您能夠感知(有時還可以控制)它們周圍的物理世界。除了需要網(wǎng)絡(luò)連接來傳輸它們收集的數(shù)據(jù)外,這些設(shè)備還需要一些基本的處理和存儲功能,這些功能通常由微控制器、片上系統(tǒng)(SoC)或現(xiàn)場可編程門提供陣列(FPGA)。
嵌入式編程
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是“嵌入式”設(shè)備。它們可以使用商品化的微控制器平臺(例如Arduino)進(jìn)行原型設(shè)計,并在后期開發(fā)定制印刷電路板(PCB)。使用這些平臺進(jìn)行原型設(shè)計需要電路設(shè)計技能、微控制器編程以及對串行、I2C或SPI等硬件通信協(xié)議的深入了解,這些協(xié)議用于在微控制器與連接的傳感器和執(zhí)行器之間建立通信。嵌入式程序通常使用C++或C開發(fā);然而,Python和JavaScript(用于UI和平臺)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)原型設(shè)計和擴(kuò)展方面變得越來越流行。
安全
安全是物聯(lián)網(wǎng)中最關(guān)鍵的問題之一,與數(shù)據(jù)道德、隱私和責(zé)任密切相關(guān)。它必須內(nèi)置于系統(tǒng)設(shè)計的每一步。隨著每天連接數(shù)百萬臺新設(shè)備,潛在(和實際)攻擊媒介的數(shù)量每天都在增長。面臨如此多的風(fēng)險,安全工程技能,包括威脅評估、道德黑客、加密、保護(hù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和應(yīng)用程序、事件監(jiān)控、活動日志記錄和威脅情報成為關(guān)鍵任務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)和云集成
網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和管理在物聯(lián)網(wǎng)中至關(guān)重要,因為連接設(shè)備的數(shù)量龐大,而且網(wǎng)絡(luò)設(shè)計決策可能會對大規(guī)模部署的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
連接性使設(shè)備能夠與其他設(shè)備以及在云中運(yùn)行的應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行通信。盡管云計算和物聯(lián)網(wǎng)是兩種截然不同的技術(shù),但實時數(shù)據(jù)流和云集成對于物聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。云基礎(chǔ)設(shè)施用于數(shù)據(jù)存儲、處理和分析,以及對于執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中的業(yè)務(wù)邏輯。(來源:瀚云數(shù)字工廠)
數(shù)據(jù)分析和預(yù)測
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每天,果然大數(shù)據(jù)為上傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量增加巨大的數(shù)據(jù)。開發(fā)人員需要安全可靠地攝取、存儲和查詢源自這些設(shè)備的大量異構(gòu)數(shù)據(jù)。許多IoT設(shè)備會生成對延遲或時間敏感的數(shù)據(jù),因此在網(wǎng)絡(luò)邊緣過濾或丟棄不相關(guān)的數(shù)據(jù)而不是將所有內(nèi)容發(fā)送到您的服務(wù)器也很有用。
人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)
為了提供價值并理解物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù),機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的有用工具。這些技術(shù)通過將機(jī)器暴露于大量有關(guān)情況的數(shù)據(jù)來教機(jī)器學(xué)習(xí),可以實時應(yīng)用于傳感器數(shù)據(jù)流以進(jìn)行預(yù)測分析,并根據(jù)傳入數(shù)據(jù)自主做出決策。機(jī)器學(xué)習(xí)還可以應(yīng)用于歷史數(shù)據(jù),以識別數(shù)據(jù)中的模式或異常,以便您做出重要決策。
物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響導(dǎo)致了強(qiáng)大的物理網(wǎng)絡(luò)連接的出現(xiàn),通常稱,又名為第四次工業(yè)革命即工業(yè)4.0,也稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(或“IIoT”)。互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)是指物理互聯(lián)的工業(yè)資產(chǎn),包括制造車間的資產(chǎn)以及互聯(lián)的物流車輛、流程等。