什么是物联网？定义和解释

Posted 2023-04-01 南北极之间

什么是物联网？

物联网（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。

​这不仅仅是笔记本电脑和智能手机：几乎所有带有开/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“东西”可能是戴着心脏监测植入物的人，在沿海水域流式传输野生动物实时馈送的摄像头，或者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，任何可以分配互联网协议（IP）地址并且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。 ​

物联网如何工作？

物联网系统包括通过某种形式的连接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不同的元素。传感器或设备、连接、数据处理和用户界面。让我们依次检查每个：

传感器/设备

它们从其环境中收集数据。设备可能具有多个传感器，例如，智能手机包含 GPS、摄像头、加速度计等。从本质上讲，传感器或传感器出于特定目的从环境中收集数据。

连接

设备收集数据后，需要将其发送到云端。它以不同的方式做到这一点 - 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。特定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，软件就会对其进行处理，并可能决定执行操作。这可能涉及发送警报或自动调整传感器或设备，而无需用户输入。但是，有时需要用户输入，这是用户界面的用武之地。

用户界面

如果需要用户输入或用户想要检查系统，用户界面将启用此功能。用户执行的任何操作都通过系统以相反的方向发送。从用户界面到云，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、网络和通信协议将因特定的 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更容易和更快捷。

物联网应用

有大量的物联网应用。一些最着名的包括：

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。这些包括健身追踪器，智能手表，智能眼镜，虚拟现实耳机等。

智能家居

智能家居系统与电器连接以自动执行特定任务，并且通常是远程控制的。智能家居中的示例物联网设备可能包括无线厨房用具、情绪感应音乐系统、智能照明、电动百叶窗、自动门窗、智能公用事业仪表等。

智慧城市

智慧城市使用物联网设备（如连接的传感器和仪表）来收集和分析数据。此数据可用于改进基础结构、公共设施和服务。

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，该系统共享有关车辆本身以及行驶道路的信息。有关交通，导航，外部环境等的数据由汽车的计算机系统收集和分析，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（在零售商缺货时提醒零售商），机器人员工和优化的供应链管理。亚马逊Go-亚马逊的概念店-是物联网弥合在线与实体店之间差距的一个例子。这些商店是无现金的，因为钱是从客户的亚马逊钱包中扣除的。当他们从货架上拣选产品时，他们还实时将商品添加到客户的购物车中。 ​

远程医疗

远程医疗 - 有时称为远程医疗 - 是指通过技术提供卫生服务。物联网是远程医疗的一个重要方面（首字母缩略词IoMT有时用于指代医疗物联网）。示例包括远程医疗诊断，医学成像的数字通信，与专家的视频咨询等。

智能农业

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图，并调整运营以提高产量。

此列表并非详尽无遗 - 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，健身追踪器，智能安全系统，以及Alexa和Google Home等虚拟助手 - 名单还在继续。

物联网的历史

“物联网”一词通常归因于凯文·阿什顿。1999年，Ashton在宝洁公司（Proctor & Gamble）从事供应链优化工作，并将这句话用作他正在从事的新传感器项目的演讲标题，并引起了人们的注意。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”。

20世纪80年代初：世界上第一台物联网设备是在卡内基梅隆大学发明的。一群学生创造了一种方法来确保他们的校园可口可乐自动售货机通过网络报告其内容，以节省他们在没有饮料的情况下访问机器的时间。他们在机器上安装了微动开关，以报告有多少个可乐罐可用以及它们是否冷。

1990年：John Romkey首次将烤面包机连接到互联网。

1991年：剑桥大学的一组学生使用第一个网络摄像头原型来监测计算机实验室咖啡壶中可用的咖啡量。他们通过对网络摄像头进行编程，每分钟拍摄三次咖啡壶的照片来做到这一点。相机将图像发送到本地计算机，以便用户可以检查咖啡是否可用。

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物和进行视频通话。

2008年：第一届物联网国际会议于2008年在瑞士举行。

2010年：物联网这个术语开始获得牵引力。众所周知，谷歌的街景服务不仅制作了360度图片，而且还存储了人们Wi-Fi网络的数据。这引发了一场关于谷歌是否计划不仅对互联网进行索引，而且还计划对现实世界进行索引的辩论。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：Gartner是一家市场研究公司，它发明了“新兴技术的炒作周期”，它将物联网列为一种新兴现象。

2012年：当时欧洲最大的互联网会议Le Web以“物联网”为主题。与此同时，像《福布斯》和《连线》这样的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32亿美元的价格收购Nest，这笔交易为物联网带来了大众市场意识。同年在拉斯维加斯举行的消费电子展（CES）以物联网为活动主题。

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

​据估计，到2021年，有超过460亿台设备连接到物联网，专家预计到2030年，这一数字将增加到1000亿台以上。 ​

物联网 - 优点和缺点

观察人士声称物联网既有优点也有缺点。这些包括：

物联网优势：

效率 – 机器对机器的交互可以提高效率，从而节省人们专注于其他任务的时间。

自动化 - 自动化导致任务的统一性，这可以提高服务质量并减少对人为干预的需求。

节约成本 – 更高的效率和自动化可以减少浪费和劳动力成本，从而降低制造和交付货物的成本。

质量控制 – 物联网有助于设备之间更好的通信，从而实现更好的质量控制。

更高的透明度 – 随时随地在任何设备上访问信息的能力可以简化决策并带来更高的透明度。

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相互通信可能会遇到困难。

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，许多设备依赖于它，软件或硬件中的单个故障都可能产生不成比例的后果。

隐私和安全 - 由于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 – 物联网设备会累积生成大量数据。这为黑客创造了可能的入口点，并使敏感信息可能容易受到攻击。

​黑客攻击的脆弱性 - 例如，来自微软和密歇根大学的一组研究人员能够在三星的智能家居平台中发现安全漏洞。 不需要的公共个人资料 - 使用物联网设备通常涉及接受服务条款，但许多人不会费心阅读冗长的文档并点击接受。公司根据用户的物联网设备收集有关用户的广泛信息 - 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的驾驶习惯的数据。健身追踪器也是如此。 窃听 - 制造商或黑客可以使用连接的设备窃听某人的家。 

物联网的未来会怎样？

更加注重安全性

鉴于物联网的规模和复杂性，物联网设备可能容易受到网络攻击和数据泄露。该行业认真对待这一点，并正在努力为消费者提供更好的安全性。未来，我们将看到嵌入式和端到端安全解决方案的更多使用，以及物联网设备的AI，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Covid之后，很明显，物联网医疗设备和物联网医疗保健系统将发挥比以前更突出的作用。多年来，专家们一直在预测医疗保健领域的物联网革命，大流行加速了进展。越来越多的医疗预约通过远程会诊进行，我们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，并提供更好的政府服务和公民福利质量。

人工智能和机器学习将变得更加普遍

未来几年，物联网基础设施的一些最大支出将是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扰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高的速度。更快的网络意味着物联网设备收集的数据将在更大范围内进行分析和管理。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。