物聯(lián)網(wǎng)IOT系列之1：物聯(lián)網(wǎng)簡介

“物聯(lián)網(wǎng)”似乎已經(jīng)聽說過，您的工程頭腦中一定有一些問題揮之不去。

– 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？

– 哪些組織正在開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，他們的興趣是什么？

– 物聯(lián)網(wǎng)對開發(fā)人員意味著什么？

– 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(zhàn)是什么？

為了進一步增加您的胃口，值得一提的是，物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等是相互關(guān)聯(lián)的東西。

本教程是對其中一些問題的適度嘗試。通過本教程，將從用戶、企業(yè)、開發(fā)人員和服務(wù)提供商的角度等不同的角度來看待物聯(lián)網(wǎng)。將檢查物聯(lián)網(wǎng)中涉及的硬件和軟件。將通過現(xiàn)實生活中的例子說明物聯(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(zhàn)。所以，準備好兜風吧。我們走吧。

什么是物聯(lián)網(wǎng)？

互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在無所不在，無時無刻不在。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(xiàn)在每個人的口袋里都有一臺便攜式和互聯(lián)網(wǎng)連接的電腦。隨著成千上萬的應(yīng)用程序的使用，互聯(lián)網(wǎng)已成為一種日常現(xiàn)象，也是現(xiàn)代生活中的必備品。隨著“物聯(lián)網(wǎng)”的興起，現(xiàn)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(guī)定的物聯(lián)網(wǎng)定義，以簡要了解它。

根據(jù)ITU-T（國際電信聯(lián)盟）的定義，物聯(lián)網(wǎng)被定義為：信息社會的全球基礎(chǔ)設(shè)施，通過基于現(xiàn)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）事物來實現(xiàn)高級服務(wù)。

根據(jù)IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）的定義，IOT 被定義為：一個項目網(wǎng)絡(luò)——每個項目都嵌入了傳感器——連接到互聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)ETSI（歐洲電信標準協(xié)會）：機器對機器通信是兩個或多個實體之間的通信，不一定需要任何直接的人工干預(yù)。M2M 服務(wù)旨在自動化決策和通信過程。

根據(jù)OASIS（結(jié)構(gòu)化信息標準促進組織），IOT 被定義為：定義互聯(lián)網(wǎng)通過無處不在的傳感器連接到物理世界的系統(tǒng)。

這些定義是全球公認的標準定義。對于普通人來說，上述定義可能有點難以理解。所以為了一個共同的理解，IOT的一個簡單定義可以如下：

“物聯(lián)網(wǎng)是指 IT 基礎(chǔ)設(shè)施與物理世界的集成，其中幾乎所有設(shè)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問，雨傘可以感知天氣狀況并提醒出門前必須帶上，****帽開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、車輛、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 IT 支持，這些常見對象變得智能和智能。這些需要與 IT 基礎(chǔ)設(shè)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(shè)備的日常使用對象，通過從物理世界、其他設(shè)備或 IT 平臺（云）感應(yīng)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(shè)備、傳感器以及與其他設(shè)備或云平臺的連接。

物聯(lián)網(wǎng)的目的不僅僅是通過互聯(lián)網(wǎng)連接來解決的。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(zhí)行器。傳感器和執(zhí)行器是有助于與物理環(huán)境交互的設(shè)備。傳感器從周圍環(huán)境收集數(shù)據(jù)，就像溫度傳感器感應(yīng)周圍環(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，冰箱有恒溫器來感應(yīng)冰箱的溫度。傳感器的例子不勝枚舉。

物聯(lián)網(wǎng)對象通過傳感器感知和收集數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)被存儲然后處理。該處理可以像檢查讀取溫度是否在用戶定義的可接受范圍內(nèi)一樣簡單。

數(shù)據(jù)在云服務(wù)器上進行處理以供決策。就像如果傳感器讀取的溫度高于正常溫度，空調(diào)必須打開。決策必須在執(zhí)行器的幫助下在物理世界中實現(xiàn)。這可以通過直接通過云服務(wù)器控制 AC 或向用戶發(fā)送她需要打開 AC 的警報來自動完成。

傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口、云服務(wù)器和執(zhí)行器共同構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)框架的核心基礎(chǔ)設(shè)施。這些是物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建塊，可以使最常見的人類使用對象啟用 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)革命伴隨著信息技術(shù)及其對生產(chǎn)自動化的使用。而且，現(xiàn)在第四次工業(yè)革命將伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在無數(shù)方法和應(yīng)用中的應(yīng)用而來。有了“萬物互聯(lián)”的理念，人類的生活將變得更加智能和輕松。

物聯(lián)網(wǎng)將成為人們 IT

比如舉個簡單的例子。假設(shè)你出站了，所以你鎖了你的家。在你不在的時候，你的父母來看你，但他們發(fā)現(xiàn)你的家被鎖了?，F(xiàn)在假設(shè)如果您的家通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動化，并且您可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問您家的門鎖，那么您可以從很遠的地方打開門鎖，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，普通人可以通過智能小工具訪問信息世界，并在一秒鐘內(nèi)滿足他們的各種個人和專業(yè)要求。這可以通過無處不在的連接、日常物品的智能數(shù)字化和響應(yīng)迅速的實時信息基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)。

大數(shù)據(jù)在玩

物聯(lián)網(wǎng)提出了一個技術(shù)概念，其中每個常見的事物都與互聯(lián)網(wǎng)集成，并具有智能嵌入式電子設(shè)備以實現(xiàn)更好和增強的功能。其次，它設(shè)想日常使用的對象與云服務(wù)連接，它們可以實時交換數(shù)據(jù)。

任何云平臺都將連接數(shù)十億臺設(shè)備，數(shù)以萬億計的傳感器將從世界各地收集信息。這將是來自被動、主動和霧設(shè)備的海量數(shù)據(jù)。這開辟了大數(shù)據(jù)分析的另一個領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)將有助于企業(yè)獲取業(yè)務(wù)信息并調(diào)整業(yè)務(wù)運營模式以實現(xiàn)更好的服務(wù)質(zhì)量（QoS）和體驗質(zhì)量（QoE）。物聯(lián)網(wǎng)時代的產(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(yīng)應(yīng)用程序，以改善和定制用戶體驗。有許多服務(wù)架構(gòu)，如面向服務(wù)架構(gòu) (SOA)、面向資源架構(gòu) (ROA)、模型驅(qū)動架構(gòu) (MDA)、事件驅(qū)動架構(gòu) (EDA) 和微服務(wù)架構(gòu) (MSA)，以涵蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)種類繁多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可變性和可擴展性。

同時，增強的消費者體驗將被很好地抽象化，因此物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所使用的服務(wù)的實現(xiàn)對最終用戶來說仍然是隱藏的。

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(yīng)用程序集成，從而使生產(chǎn)和服務(wù)變得復雜并適應(yīng)最高要求。例如，制造工廠的生產(chǎn)線將與企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP)、供應(yīng)鏈管理 (SCM)、知識管理 (KM) 和客戶關(guān)系管理 (CRM) 應(yīng)用程序集成。通過這樣的整合，工廠的生產(chǎn)可以得到最好的優(yōu)化，以最大限度地利用資源，根據(jù)客戶的需求和供應(yīng)可行性增加或減少產(chǎn)量，并且可以根據(jù)客戶的實時反饋改進或定制產(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發(fā)的。這演變成 web 2.0，它是一個社交網(wǎng)絡(luò)，不僅意味著讀取信息，還意味著寫入信息。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、寫入，而且還可以鏈接到多個來源、服務(wù)和應(yīng)用程序。這將是一個語義網(wǎng)，它將通過自動搜索提供相關(guān)和正確的信息。它不會止步于此，并將把網(wǎng)絡(luò)帶到下一個版本——Web 4.0，在該版本中，可以實時提取和交付信息，同時具有相關(guān)性和可操作的洞察力。

行業(yè)預(yù)期

全球行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)寄予厚望。根據(jù)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 萬臺可穿戴設(shè)備。據(jù)IDC稱，預(yù)計到 2019 年這一數(shù)字將超過 2.14 億臺。市場上已經(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發(fā)智能首飾。另一家初創(chuàng)公司 Cicret 正致力于開發(fā)基于觸摸和投影的手環(huán)，這將是傳統(tǒng)智能手機的絕佳替代品。

未來幾天，連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的價格將非常便宜——在某些情況下每月低至 50 美分。低成本將來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的最少傳輸數(shù)據(jù)。

根據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù)，到 2025 年，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的價值將高達 11 萬億美元，而根據(jù)思科的數(shù)據(jù)，屆時將達到 19 萬億美元左右。不管哪個是對的，企業(yè)都會有很多機會從這個巨大的市場中賺錢。未來五年將有近 6 萬億美元用于物聯(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。公共部門將成為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)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。每個人都會以一種或另一種方式受益。

將物聯(lián)網(wǎng)理解為開發(fā)人員

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)是一項復雜的任務(wù)。它可能涉及以下兩個或多個方面——

智能設(shè)備——物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是智能設(shè)備，其中可能嵌入了一個或多個傳感器和執(zhí)行器。傳感器和執(zhí)行器可以通過控制器或處理器連接。該設(shè)備必須具有有線或無線通信接口才能與其他設(shè)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(shè)備的主要特征。任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都需要與其他設(shè)備、電子標簽、貼紙、智能手機、小工具或計算機進行交互。通信技術(shù)也正在經(jīng)歷巨大的轉(zhuǎn)變，通過提高數(shù)據(jù)傳輸率和同時實現(xiàn)多個通道的數(shù)據(jù)通信來滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信需求。對于無處不在的設(shè)備到設(shè)備 (D2D) 集成，標準機構(gòu)、政府部門、電信和 IT 公司、服務(wù)提供商、系統(tǒng)集成商和企業(yè)齊心協(xié)力，以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。在這樣的生態(tài)系統(tǒng)中，無數(shù)的嵌入式設(shè)備將聯(lián)網(wǎng)在一起，并通過多個渠道以高速數(shù)據(jù)進行交互。

設(shè)備到云集成——物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備只能通過連接一個或多個服務(wù)接口來啟用服務(wù)。這需要設(shè)備到云 (D2C) 的集成。通過連接到不同的服務(wù)接口，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以公開和請求它們的功能。通過網(wǎng)絡(luò)和云支持，設(shè)備可以充當服務(wù)提供實體，其中服務(wù)的實際實現(xiàn)隱藏在服務(wù)接口后面。許多設(shè)備可以組合和協(xié)調(diào)在一起，以高效、同步地完成任務(wù)。此外，通過設(shè)備到云的集成，可以通過一個通用平臺維護、監(jiān)控、更新和操作大量設(shè)備。為實現(xiàn)高效的設(shè)備到云集成，開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)倡議 ( OSGi) 模型正在開發(fā)中，并將被證明是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型里程碑。

全球已經(jīng)有許多設(shè)備特定的云平臺和專用網(wǎng)絡(luò)為數(shù)百萬的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供服務(wù)。不同的云架構(gòu)正在開發(fā)用于設(shè)備特定應(yīng)用程序、大數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵操作和智能手機服務(wù)。毫無疑問，設(shè)備到云的集成是任何物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最重要的方面，沒有它甚至不能歸類為物聯(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基于云的集成平臺來體現(xiàn)。典型的平臺即服務(wù) (PaaS) 解決方案需要針對物聯(lián)網(wǎng)進行優(yōu)化和增強，以便它們能夠管理數(shù)百萬臺設(shè)備、實時收集和交換數(shù)據(jù)、管理大量設(shè)備之間的特定目的交互，并能夠成功地與企業(yè)應(yīng)用程序集成比如企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、知識管理（KM）和客戶關(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。通過實施以云為中心的平臺和實踐，典型的數(shù)據(jù)中心正在向云中心演進。新興的云中心可能一起提供云基礎(chǔ)設(shè)施、平臺和應(yīng)用程序，也可能只是提供云基礎(chǔ)設(shè)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(nèi)部和外部系統(tǒng)來管理多云服務(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(tǒng)和服務(wù)自動化應(yīng)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)議和運營級別協(xié)議的多個 CSP 提供。因此，這需要云編排，其中可以利用和聚合多個云和服務(wù)以生成復合數(shù)據(jù)、流程、服務(wù)或應(yīng)用程序。為了實現(xiàn)云編排，現(xiàn)在正在開發(fā)稱為云服務(wù)代理 (CSB) 的專用軟件解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

有許多突出的技術(shù)將在未來物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)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越多的物體中。因此，未來的集成電路將在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮主要作用。

數(shù)字化——借助標簽、貼紙、信標、芯片、控制器、可穿戴設(shè)備、植入物和傳感器對盡可能多的物體進行數(shù)字化，這將有助于實現(xiàn)真正的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

通信技術(shù)——未來的通信技術(shù)，如 5G、低功耗藍牙、近場通信 (NFC)、RFID、LoRa WAN 等，將使設(shè)備到設(shè)備和設(shè)備到云的通信更加快捷高效。

云和大數(shù)據(jù)——物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)將處理海量數(shù)據(jù)，并將實時進行知識工程。因此，大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`將在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)

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(tǒng)的形式出現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)將為現(xiàn)有的計算機和通信設(shè)備互聯(lián)世界添加大量傳感器和執(zhí)行器。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是有目的的發(fā)展，顯然只能通過應(yīng)用程序域來簡化。通過應(yīng)用，可能有以下物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)——

– 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

– 消費者物聯(lián)網(wǎng)

– 社交物聯(lián)網(wǎng)

– 語義物聯(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(shè)備能夠?qū)崟r通信，以檢測制造故障、提高效率和增加產(chǎn)量。從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)可用于改進和增強產(chǎn)品、更好的自動化和改進資源規(guī)劃。物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⒓舛思夹g(shù)嵌入自然語言處理、機器學習和人工智能等產(chǎn)品中，這將極大地提升未來的客戶體驗。一些新興的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括AWS IOT和AutoDesk SeeControl。

消費者物聯(lián)網(wǎng)——在這個物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品被設(shè)想為數(shù)字資產(chǎn)。提供給消費者的產(chǎn)品將具有先進的人機界面電子設(shè)備和應(yīng)用程序，以便與客戶互動并接收反饋。下一代產(chǎn)品將能夠監(jiān)控客戶行為并相應(yīng)地調(diào)整服務(wù)和應(yīng)用程序。這些設(shè)備將配備生物識別系統(tǒng)，因此只能由經(jīng)過身份驗證的用戶使用。從消費設(shè)備收集的數(shù)據(jù)不僅可以調(diào)整服務(wù)和應(yīng)用程序，還可以改善收入模式、供應(yīng)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(yīng)性和可靠性，通過不同的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)更好的社交網(wǎng)絡(luò)。

語義物聯(lián)網(wǎng)——設(shè)備到設(shè)備的集成是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。設(shè)備數(shù)量越多，它們可以相互通信的方式越多，就可以開發(fā)出更好的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。就像車、人、車位可以進行某種交流一樣，人的交通資源和時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(shè)備之間的這種上下文感知通信，需要語義技術(shù)。這種語義技術(shù)將包括語義注釋、本體、資源描述框架等。在語義物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中，異構(gòu)設(shè)備能夠以高度的互操作性相互通信，從而實現(xiàn)各種設(shè)備的集成體驗。

認知物聯(lián)網(wǎng)——通過整合自然語言處理、圖像分析、視頻分析、文本分析和機器學習，可以開發(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(tǒng)。

現(xiàn)實生活中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用——

物聯(lián)網(wǎng)將變得非常重要，因為它將幫助人們顯著改善他們的生活、工作和學習方式。物聯(lián)網(wǎng)帶來了一個令人信服的承諾，即通過自動化任務(wù)為個人提供更多時間，并通過更好地利用數(shù)據(jù)來提高業(yè)務(wù)生產(chǎn)力。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)讓我們變得更加主動，反應(yīng)更少。

物聯(lián)網(wǎng)已在智能家居、智能建筑、旅游和運輸、醫(yī)療保健、零售、家禽和養(yǎng)殖等各個行業(yè)和領(lǐng)域得到應(yīng)用。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也在改變自動化和物流。

圖 3：物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)

一些流行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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。幾乎每個人都希望他/她的家能夠完全自動化，大多數(shù)家庭操作都可以在沒有任何人為干預(yù)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間和能源資源的低成本產(chǎn)品。智能家居產(chǎn)品正在開發(fā)的另一個維度屬于家庭安全和門禁系統(tǒng)。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曉的品牌。

[視頻****：
https://youtu.be/NjYTzvAVozo]

2) 可穿戴設(shè)備——繼智能手機之后，新的風潮是智能可穿戴設(shè)備。智能首飾、手鐲、智能手表、手環(huán)甚至衣服都將成為新時尚。這些可穿戴設(shè)備安裝有傳感器和軟件，可收集有關(guān)用戶的數(shù)據(jù)和信息。這些數(shù)據(jù)稍后會進行預(yù)處理，以提取有關(guān)用戶的基本見解。這些可穿戴設(shè)備類別廣泛涵蓋健身、健康、電信和娛樂需求?？纱┐鲬?yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的先決條件是超低功耗和小尺寸。在過去幾年中，可穿戴設(shè)備的需求呈爆炸式增長。蘋果、Fitbit、三星、華為、Blend Style & function、IOTEX、Leaf wearable、Salted Venture等公司正在開發(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——智慧城市是通過物聯(lián)網(wǎng)演化而來的現(xiàn)代城市新概念。智能監(jiān)控、自動化交通、智能能源管理系統(tǒng)、配水、城市安全和通過電子監(jiān)控實現(xiàn)的環(huán)境保護都是智慧城市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的例子。智慧城市的概念已被政府迅速采用，各種公共部門組織現(xiàn)在正在與物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)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(yīng)用程序?qū)⒃谥腔鄢鞘薪鉀Q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。未來的電網(wǎng)不僅足夠智能，而且高度可靠。假設(shè)，如果一個人能夠通過節(jié)省房子的電費來節(jié)省她20％的錢，那么一年將節(jié)省很多。消費者還可以通過預(yù)付費能源充值來調(diào)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(jié)能資源。智能電網(wǎng)背后的基本概念是以自動化方式遠程收集數(shù)據(jù)并分析電力消費者和供應(yīng)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)將徹底改變制造過程。它將包括跟蹤貨物的應(yīng)用程序、供應(yīng)商和零售商之間關(guān)于貨物目錄的實時信息交換以及自動交付以提高行業(yè)供應(yīng)鏈效率。據(jù)通用電氣稱，物聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)生產(chǎn)力的提高將在未來 15 年內(nèi)為全球創(chuàng)造 10 萬億至 15 萬億美元的 GDP。

【視頻****：
https://youtu.be/8NGzrtK7eV0】

6) 聯(lián)網(wǎng)汽車——借助聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù)，車輛將能夠使用傳感器技術(shù)以自動化方式優(yōu)化其運行。這些汽車將能夠相互通信以避免發(fā)生事故。這些汽車還可以與停車傳感器進行通信，以找到正確停車的可用性和幫助。大多數(shù)大型汽車制造商以及一些初創(chuàng)公司都在研究聯(lián)網(wǎng)汽車解決方案。特斯拉、寶馬、蘋果、谷歌等主要品牌目前都在這個領(lǐng)域工作。

【視頻****：
https://youtu.be/0HxZuQ0woLY】

7) 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)——隨著世界人口的日益增加，對食品供應(yīng)的需求也在增加。政府正在幫助農(nóng)民使用先進的技術(shù)和研究來增加糧食產(chǎn)量。智能農(nóng)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(nóng)民提供有關(guān)作物產(chǎn)量、降雨、蟲害和土壤營養(yǎng)的信息，以改進耕作技術(shù)并獲得生產(chǎn)產(chǎn)出。

【視頻****：
https://youtu.be/q0FnMD2_0Fw】

8) 智能零售——在今天的場景中，智能零售在物聯(lián)網(wǎng)市場的零售領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。智能零售系統(tǒng)將為零售商提供一個健康的機會，與消費者聯(lián)系，根據(jù)客戶需求提供商品。零售商可以通過智能手機與客戶互動。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，并可以根據(jù)他們的特定需求為他們的客戶服務(wù)。他們還可以跟蹤客戶通過商店的路徑并改進商店架構(gòu)。

[視頻****：
https://www.youtube.com/watch?v=vTGw_hAjTZc]

為什么物聯(lián)網(wǎng)如此具有挑戰(zhàn)性？

由于面臨多重挑戰(zhàn)，開發(fā)成功的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用并非易事。這些挑戰(zhàn)包括：移動性、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(zhàn)如下所述——

1) 設(shè)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 250 億“物”連接到互聯(lián)網(wǎng)。傳感器、設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的數(shù)量將非常龐大，它們將分布在地理上分散的大型地點。確保設(shè)備完全自動化且可遠程管理是一項挑戰(zhàn)。

管理所有設(shè)備并密切關(guān)注故障、配置并監(jiān)控如此大量設(shè)備的性能和安全性絕對是物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)。服務(wù)提供商將需要管理其互連設(shè)備的故障、配置、性能和安全性，并且每個方面的責任將是他們的主要責任。

2) 硬件挑戰(zhàn)——今天，硬件方面的主要挑戰(zhàn)是所需硬件的價格和可用性。這是阻止大多數(shù)公司和最終用戶擁有更多“連接對象”的主要原因之一。硬件的一些主要問題是：

–電池壽命：大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將由電池供電。此外，這些設(shè)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。開發(fā)更好的電池和管理電池電量是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)中的主要硬件挑戰(zhàn)。

–硬件尺寸：對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說，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(shè)備進行優(yōu)化，以適應(yīng)它們的目的、用途和應(yīng)用。

3) 互操作性——互操作性意味著異構(gòu)設(shè)備和協(xié)議需要能夠相互協(xié)作。由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用了大量不同的平臺，這具有挑戰(zhàn)性。互操作性應(yīng)由應(yīng)用程序開發(fā)人員和設(shè)備制造商共同處理，以便在不考慮 IOT 設(shè)備的平臺或硬件規(guī)格的情況下提供服務(wù)。

4) 數(shù)據(jù)安全和隱私——從傳感器發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可能是用戶的個人數(shù)據(jù)，需要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。用戶必須擁有個人訪問其數(shù)據(jù)的所有授權(quán)權(quán)利和政策，這些數(shù)據(jù)不得與任何第三方共享。盡管用戶自己應(yīng)該有權(quán)將數(shù)據(jù)共享到她想要的任何地方。隨著市場日益適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)，安全和隱私正成為用戶關(guān)注的主要問題。用戶顯然希望私下共享數(shù)據(jù)，因為還有許多黑客和竊聽者希望不道德地訪問他們的私人數(shù)據(jù)。個人訪問數(shù)據(jù)應(yīng)該有身份驗證、授權(quán)和傳輸層安全性，否則數(shù)據(jù)將直接暴露給各種攻擊者。

5）尋址和識別——由于數(shù)以百萬計的智能設(shè)備將連接到互聯(lián)網(wǎng)，它們必須通過唯一的地址進行識別，并在此基礎(chǔ)上相互通信。為此，每個智能對象都需要一個大的尋址空間和唯一的地址。

在下一個教程中，我們將了解 IOT 基礎(chǔ)設(shè)施。