物联网即将大爆发,将带领我们邵阳走上全新生活?

2018-08-17 21:23:10 管理员 24

近几年来,物联网(The Internet of Things, IoT)已经成为炙手可热的名词,软银董事长兼CEO孙正义预测未来20年,物联网设备的数量将会超过人口数,物联网芯片的发货量会超过1万亿,这将是一个巨大的市场。

物联网的未来一片光明,可是每当你被问到究竟什么是物联网?具体应用在哪里呢?不要说普罗大众,就连从事这个行业的专业人士也很难一两句话讲清楚。如果你去查物联网的定义,维基百科给出的是这样的:

“物联网是互联网、传统电信网等资讯的承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络……在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。”

可是你会马上问“然后呢?它到底如何应用?它的机会在哪里?”

大多数人对物联网的本质一无所知。虽然网络中有很多介绍物联网应用场景或是发展趋势的文章,但要把很多碎片拼成一个完整的地图还是需要花费很多精力。因此今天我们和星河研究院一起希望通过接下来三周的系列文章:

第一篇:什么是物联网?

第二篇:物联网的技术基础

第三篇:物联网的应用场景

用轻松易懂的语言与你探讨究竟什么是物联网,它的应用场景和机会在哪里?希望对你有所帮助。

本篇是第一篇,将概括的介绍什么是物联网。接下来两周的每周四将向你介绍第二篇和第三篇的内容,还请大家届时关注。

1995年,比尔·盖茨撰写了一本轰动一时的书——《未来之路》,书里描写了一系列对未来“应用装置”“通往信息高速公路的途径”的预言,这是物联网的概念第一次为大众所知。

1998年,美国麻省理工学院Auto-ID中心的创办人之一,也是全球RFID标准的缔造者Kevin Ashton提出了“the Internet of Things”一词,用来表示实体物体获得通讯能力,进行各类控制、探测、识别以及服务的行为,IoT一词即开始广泛流传。那么具体什么是物联网呢?

首先举一个通俗易懂的例子,正在看这篇文章的你是用什么在阅读?电脑、平板还是手机?

不管用什么,它一定是联网的。在互联网的时代,连接互联网的终端无非就是电脑、智能手机,而在物联网的时代,连接互联网的终端就变成了一切可能的实物。为什么物体要联网,联网的好处是什么?

第一

联网可以让物体变得智能,这便是物联网的本质

当一件物品连接到互联网时,这意味着它可以发送或接收信息,或兼而有之。这种发送和接收信息的能力可以将这件物品变得智能。

以智能手机为例,你现在可以听到世界上任何一首歌,但这并不是因为你的手机存储了世界上的每一首歌,而是因为虽然世界上的歌存储在不同的地方,但是你的手机可以发送信息(发出要听某一首歌的请求),然后接收信息(在手机上播放音乐流)。因此一件物品要变得智能,并不需要有强大的存储和计算能力,它需要的只是“连接”到强大的存储和计算能力的物体(例如电脑)。

在物联网世界,这种发送和接收信息的能力会带来巨大的益处:

1、对于只收集并发送信息的物体:这主要指的是传感器,例如温度、运动、湿度、空气质量、光传感器等。就像人类的视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉,传感器就是机器对周围环境感知和了解的“器官”。这些传感器的联网,能帮助人们自动收集环境信息,使人们作出更明智的决定。

例如在农场,土壤湿度传感器可以自动获取土壤水分的信息,可以将农作物需要灌溉的准确时间和水量告诉农民,避免浇水过多(灌溉系统的过度使用)或过少(农作物损失),为农场节约成本;

2、对于只接收信息并采取行动的物体:这主要指的是不同场景的应用,例如车收到车钥匙的信号就会开锁。这样的应用可以使人们实现远距离操作机器,无论是简单的发送“开锁”的信号指令还是将复杂的3D模型发送到3D打印机,人们都可以在远距离精确的告诉机器要做什么;

3、对于既可以发送又可以接收信息的物体:这是真正全自动化,不需要人类干预的智能。还是农场灌溉的例子,在传感器感知的基础上,如果灌溉系统也可以与传感器联网,就可以根据土壤的实际情况自动开启和关闭了。再进一步,如果灌溉系统还可以接收天气信息,知道何时下雨,就可以根据土壤实际情况和天气再确定是否需要开启或关闭了。这样整套农场灌溉系统就成了全自动化,不需要农民干预的智能系统了。

第二

物联网系统是如何运转的

既然物联网是帮助任何实物实现联网的,那么究竟是如何实现的呢?一个完整的物联网系统包括4个组成部分:传感器/设备、连接网络、数据处理和用户界面。

1、传感器/设备

第一步是传感器或设备从周围的环境中收集数据。如果是传感器的话,一般收集的是环境的数据,例如温度、湿度、运动等。如果几个传感器绑在一起可以形成一个硬件设备,还可以做更多的事情,例如GPS定位、测加速度等。不管是单个传感器还是完整的硬件产品,在这第一步都是从周围的环境中收集数据。

2、连接网络

连接网络是物联网最重要的一步,它将实现传感器/设备与互联网的连接。具体包括以下四种方式:

1)设备与设备相连

物联网设备之间的互联和通讯是需要网络来实现的,由于设备之间的通讯一般是以相对低的速率在设备之间传送信息量较小的小数据包,因此这个网络一般是通过蓝牙4.0(BLE)、Z-Wave、ZigBee等通讯协议实现连接的。在这种情况下,安全问题几乎可以忽略,因为基本上这种短距离无线电连接都是一对一的。

设备间的连接在可穿戴设备中非常流行,例如与智能手表配对的心脏监视器。由于这些连接的功耗非常低,一个电池基本可以维持数月或好几年,因此便携式或可穿戴设备通常使用这种连接方式减少设备的尺寸和降低成本。

2)设备与云相连

设备与云的通讯一般是设备的数据要传输到应用服务提供商的云端去,来帮助服务商利用数据开展业务。通常使用的连接方式是传统的以太网或Wi-Fi连接,也可以使用蜂窝连接。

设备与云连接的应用场景通常是你要监控一个东西,但又不能时刻监视,因此需要设备持续的收集数据并将数据传输到云中存储,等你需要时可以随时调取,例如监控摄像头。

这种情况下,安全问题就会更复杂些,因为这涉及到两种不同类型的证书——网络访问证书(例如手机的SIM卡)和云端访问证书。

除了传统的连接方式,有很多初创公司也研发了很多设备与云连接的新技术,例如SigFox的超窄带技术,还有LoRa和NB-IoT的技术等,目的都是实现更少功耗的消耗。

3)设备与网关相连

在有一些场景中,设备是需要通过网关再连接到云端的,例如智能家居的控制hub。网关的主要作用是可以连接多个不同标准的IoT设备,进行数据聚合或转码,从而实现使用一个设备来管理多个设备的目的。

4)后端数据共享

这个模型是设备与云连接模式的扩展,以便IoT设备和传感器的数据可以由授权的第三方进行访问。在这种模式下,用户可以将云服务中的数据与来自其他来源的数据相结合,并将所有的数据发送到其他的服务中进行汇总和分析。

这四种模式和通常应用的场景不是固定的,开发者在部署IoT设备时会根据频段、能耗、尺寸以及成本等各种因素找到最合适也最合理的连接方式。

3、数据处理

一旦数据传输完成,软件就可以进行相应的处理。这种处理可能非常简单,例如检查温度读数是否在可接受的范围内,也可能非常复杂,例如对视频利用计算机图像技术识别对象(比如家里是否有小偷进入)。处理得出结果后,例如温度过高或确实有小偷进入,那么接下来怎么办?这就涉及到用户界面了。

4、用户界面

在得出结果后,向用户传输结果的方式就包括很多种,例如文字方式(电子邮件、短信通知等)、主动查询(例如有用户可以主动登陆的系统)等。

当然用户也可以主动对IoT设备进行远程操作,例如用户通过手机的应用程序远程调节家中的空调。一些IoT设备可以实现自动操作,而不直接需要人的干预,这时候用户的界面就变成了对一些阈值的设定、监控以及设定警报的触发条件等。

一个完整的物联网系统的实际工作机理可能非常复杂,但基本遵从以上四个方面,传感器/设备收集数据并通过网络进行数据交换,数据传输到云端存储和分析处理后将结果传回设备并给用户进行下一步操作的提醒。

第三

IIoT与IoT有区别吗?


除了IoT,还有一个词也越来越频繁的出现——IIoT(IndustrialIoT),工业物联网。有很多文章会将IoT和IIoT并列起来作为两个不同的领域,那它们之间有区别么?

从技术上说,IIoT是IoT的一个子集,是一个很重要的细分领域。从通常的使用上说,IoT已经越来越被限定为面向消费者的那一部分物联网产品了,例如可穿戴设备、智能家居设备等。


不管是IoT的一个子集还是独立的一个领域,IIoT都是一个非常重要且发展迅速的行业。它主要指将工业的设备联网,从而达到提高机器效率和改善机器健康水平/安全水平的目的。


IIoT最早的应用场景是制造业,一个典型的例子是机器的预测性维护。


制造业中,一个机器如果因故停工,有可能给工厂带来几百万元的损失,因此需要对机器进行定期维护。这中间的问题在于如果机器性能稳定,定期的维护是对人力和物力的一种浪费;如果机器在两次维护时间内坏了,那么仍然造成了巨大的损失,定期的维护也没有带来应有的效果。


预测性维护就是利用传感器设备收集大量的机器数据,再利用数据分析以及机器学习技术来判定机器什么时候要进行维护。这就节省了大量的成本和提高了机器的使用率。


IIoT的应用场景已经有很多了,它是物联网领域里最早被采用并最快得到发展的,因为它给工业领域带来的效率的提升和成本的降低是可以快速显现的,因此越来越多的企业会有意愿主动采用这些新技术。当然也会带来一些问题,例如会取代一部分人的工作从而造成他们的失业。这些问题在现阶段无法回答,也找不到很好的方法解决,但仍然会带来新的革命。


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