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什么是物联网?

物联网(或 IoT)是一个相互关联的计算设备系统,无需人工输入即可通过无线网络收集和传输数据。

这不仅关乎笔记本电脑和智能手机:几乎任何带有开/关开关的东西都可能连接到互联网,使其成为物联网的一部分。例如,物联网中的“物”可能是一个佩戴心脏监测植入物的人、一个在沿海水域实时传输野生动物影像的摄像头,或者是一辆带有内置传感器以提醒驾驶员潜在风险的汽车。从本质上讲,任何可以被分配给互联网协议 (IP) 地址并可以通过网络传输数据的对象都可以构成物联网的一部分。

物联网如何运作?

物联网系统包括通过某种连接形式与云进行通信的传感器/设备。一旦数据到达云端,软件就会对其进行处理并决定是否执行操作,例如调整传感器/设备,而无需用户输入或发送警报。

完整的物联网系统有四个显著元素。传感器或设备、连接性、数据处理和用户界面。让我们依次检查:

传感器/设备

这些从所在的环境中收集数据。一个设备可能有多个传感器——例如,智能手机包含 GPS、摄像头、加速度计等。本质上,一个或多个传感器为了特定目的从环境中收集数据。

连接性

设备收集数据后,需要将其发送到云端。它以不同的方式实现这一点——包括 Wi-Fi、蓝牙、卫星、低功耗广域网 (LPWAN) 或通过以太网直接连接到互联网。具体的连接选项将取决于 IoT 应用程序。

数据处理

一旦数据到达云端,软件就会对其进行处理并可能决定执行操作。这可能涉及在没有用户输入的情况下发送警报或自动调整传感器或设备。不过,有时需要用户输入,这就是用户界面的用武之地。

用户界面

如果需要用户输入或者如果用户想要检查系统,用户界面会启用此功能。用户执行的任何操作都会通过系统以相反的方向发送。从用户界面到云端,再回到传感器/设备,以进行请求的更改。

支持 Web 的设备使用的精确连接、网络和通信协议根据特定的 IoT 应用程序而异。物联网越来越多地使用人工智能 (AI) 和机器学习来使数据收集过程变得更加轻松和快捷。

物联网应用

有大量的物联网应用。一些最著名的包括:

可穿戴设备

对于日常用户来说,可穿戴设备可能是物联网最明显的方面。其中包括健身追踪器、智能手表、智能眼镜、虚拟现实耳机等。

智能家居

智能家居系统与家电连接以自动执行特定任务,通常远程控制。智能家居中的示例物联网设备可能包括无线厨房电器、情绪感应音乐系统、智能照明、电动百叶窗、自动门窗、智能水电表等。

智慧城市

智慧城市使用物联网设备(例如连接的传感器和仪表)来收集和分析数据。这些数据可用于改善基础设施、公用事业和服务。

自动驾驶汽车

自动驾驶汽车通常具有基于物联网的技术系统,可以共享有关车辆本身以及行驶道路的信息。汽车的计算机系统收集和分析有关交通、导航、外部环境等的数据,使其能够自行驾驶。

零售

物联网越来越多地用于零售业。例如,想想自动结账、个性化折扣、智能货架(当库存不足时提醒零售商)、机器人员工和优化的供应链管理。Amazon Go(来自亚马逊的概念店)是物联网弥合在线和实体店之间差距的一个例子。这些商店不使用现金,因为钱从客户的亚马逊钱包中扣除。当客户从货架上挑选产品时,他们还会实时将商品添加到客户的购物车中。

远程医疗

远程医疗(有时称为远程医学)指通过技术提供医疗服务。物联网是远程医疗的一个重要方面(首字母缩写词 IoMT 有时用于指代医疗物联网)。示例包括远程医疗诊断、医学影像数字通信、专家视频咨询等。

智慧农业

智能农业涉及使用数字技术来改善农业工作。例如,农民可以使用连接的传感器、摄像头和其他设备来改善农场的整体视野并调整操作以提高产量。

这份清单并不详尽——在多个行业中,物联网正在改变运营和工作方式。物联网设备示例包括智能手机、智能冰箱、智能手表、健身追踪器、智能火灾报警器、智能门锁、智能自行车、医疗传感器、智能安全系统,以及 Alexa 和 Google Home 等虚拟助手,不胜枚举。

物联网的历史

“物联网”一词经常被归功于凯文·阿什顿。1999 年,阿什顿在宝洁从事供应链优化工作,使用该短语作为他正在从事的一个新传感器项目的演示文稿的标题,它流行起来。然而,物联网早于这个标签:

1970 年代:连接设备的想法当时被称为“普适计算”。

1980 年代初期:世界上第一台物联网设备在卡内基·梅隆大学发明。一群学生创造了一种方法,以确保校园的可口可乐自动售货机通过网络报告其内容,以防他们在没有饮料时访问机器。他们在机器中安装了微型开关,以报告有多少可乐罐可用以及是否冰镇。

1990 年: 约翰·罗姆奇首次将烤面包机连接到互联网。

1991:剑桥大学的一群学生使用第一个网络摄像头原型来监控他们计算机实验室咖啡壶中的咖啡量。他们通过对网络摄像头进行编程来做到这一点,使其每分钟拍摄 3 次咖啡壶的照片。摄像头将图像发送到本地计算机,以便用户检查是否有咖啡。

2000 年: LG 电子推出了世界上第一台连接到互联网的冰箱。这使消费者能够在线购买食品并进行视频通话。

2008 年:第一届物联网国际大会在瑞士召开。

2010 年:物联网这个词开始受到关注。越来越多的人知道,谷歌的街景服务不仅制作 360 度全景照片,而且存储了人们的 Wi-Fi 网络数据。这引发了一场关于谷歌是否计划不仅索引互联网而且还索引物理世界的争论。同年,中国政府宣布物联网将成为其五年计划的战略重点。

2011 年:发明“新兴技术炒作周期”的市场研究公司 Gartner 将物联网作为新兴现象列入其名单。

2012 年:欧洲当时最大的互联网会议 Le Web 以“物联网”为主题召开。与此同时,《福布斯》和《连线》等杂志越来越多地开始使用物联网作为其词汇的一部分。

2014 年:谷歌宣布将以 32 亿美元收购 Nest,该交易让大众意识到了物联网。同年,在拉斯维加斯举办的消费电子展(CES)以物联网为活动主题。

2010 年代中后期:在此期间,内置 Wi-Fi 和 3G/4G 连接的设备变得更小、更强大且生产成本更低。这增加了物联网的传播。

到 2021 年,估计有超过 460 亿台设备连接到物联网,专家预计到 2030 年这个数字将超过 1000 亿台。

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物联网 - 优点和缺点

观察家声称物联网既有优点也有缺点。这些包括:

物联网的优点:

效率——机器对机器的交互可以提高效率,节省人们的时间以专注于其他任务。

自动化——自动化可导致任务的一致性,这可以提高服务质量并减少人工干预的需要。

节省成本——更高的效率和自动化可以减少浪费和劳动成本,从而降低制造和交付货物的成本。

质量控制——物联网可促进设备之间的通信,从而实现更好的质量控制。

更高的透明度——在任何设备上随时随地访问信息的能力可以简化决策并提高透明度。

物联网缺点:

兼容性——如果没有国际兼容性标准,来自不同制造商的设备可能难以相互通信。

更少的工作——随着物联网加速自动化,它可能会取代工作场所的熟练职位。

复杂性——鉴于物联网网络的庞大规模,许多设备都依赖于它,一次软件或硬件故障就可能产生不成比例的后果。

隐私和安全——有如此多的日常设备连接到互联网,大量信息在线。这会产生隐私和安全风险,我们将在下面更详细地探讨。

物联网隐私和安全问题

与物联网相关的一些关键隐私和安全问题包括:

数据过多——物联网设备累积产生大量数据。这为黑客创造了可能的切入点,使敏感信息容易受到攻击。

黑客攻击漏洞——例如,来自微软和密歇根大学的一组研究人员发现了三星智能家居平台的安全漏洞

不必要的公开资料——使用物联网设备通常涉及接受服务条款,但许多人并不费心阅读冗长的文档就点击接受。公司根据他们的物联网设备广泛收集用户信息——例如,保险公司在计算人寿保险时可能会根据您的智能汽车收集有关您驾驶习惯的数据。健身追踪器也是如此。

窃听——制造商或黑客可以使用联网设备窃听某人的家。

您可以在此处阅读卡巴斯基关于物联网安全最佳实践的文章。

物联网的未来会怎样?

更加注重安全

鉴于物联网的规模和复杂性,物联网设备可能很容易受到网络攻击和数据泄露。业界对此非常重视,正在努力为消费者提供更好的安全保障。未来,我们将看到对嵌入式和端到端安全解决方案的更多使用,以及用于物联网设备的人工智能、区块链和边缘计算解决方案。

物联网的更多医疗保健应用

在新冠疫情之后,物联网医疗设备和物联网医疗保健系统似乎将发挥比以往更加突出的作用。多年来,专家们一直在预测医疗保健领域的物联网革命,而这次疫情加速了进展。越来越多的医疗预约通过远程会诊进行,我们正在看到远程监控解决方案和基于物联网的智能可穿戴设备、健康追踪器和传感器的兴起。

智慧城市的兴起

世界各地的城市将越来越多地寻求智能技术来提高运营效率,与公众共享信息,提供更优质的政府服务和公民福利。

人工智能和机器学习将变得更加普遍

未来几年物联网基础设施的最大支出将用于人工智能和机器学习。人工智能驱动的物联网创造了智能机器,可以在很少或没有人为干预的情况下实现智能行为和决策。

5G网络将继续推动增长

5G(或第五代蜂窝无线)意味着更快的速度。更快的网络意味着您的物联网设备收集的数据将得到更大规模的分析和管理。这可能会加速物联网的发展。然而,随着越来越多的物联网设备直接连接到 5G 网络而不是 Wi-Fi 路由器,新的隐私和安全问题将会出现。

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