什么是物聯(lián)網(wǎng)?

　　物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things，IoT)指的是世界各地數(shù)十億個連接到互聯(lián)網(wǎng)的物理設(shè)備，所有設(shè)備都在收集和共享數(shù)據(jù)。得益于超低價電腦芯片的到來和無線網(wǎng)絡(luò)的普及，任何東西都有可能成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，小到一粒藥片，大到一架飛機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)將這些不同的對象連接起來并為其添加傳感器，為設(shè)備增加了一定程度的數(shù)字智能，從而使其能夠在人類不干涉的情況下進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通信。物聯(lián)網(wǎng)正在將數(shù)字世界和物理宇宙融合在一起，使我們的生活變得更加智能、靈敏。

　　生活中關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的例子

　　幾乎所有能連接到互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制或交流信息的物理對象，都可以將其看作物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　一個能夠用手機(jī)應(yīng)用程序控制的燈泡是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，辦公室里的運動傳感器、智能恒溫器或連接的路燈也是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。一些較大的物體本身可能就裝有許多較小的物聯(lián)網(wǎng)組件，例如噴氣引擎裝有成千上萬個傳感器，這些傳感器收集并傳輸數(shù)據(jù)以確保其有效運行。

　　物聯(lián)網(wǎng)一詞主要用于那些通常不具有互聯(lián)網(wǎng)連接功能的設(shè)備，因此一般不將PC視為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，盡管智能手機(jī)裝滿了傳感器，但也不是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　物聯(lián)網(wǎng)的歷史

　　在1980年代和1990年代，人們就有了在基本物體上添加傳感器的想法，但是由于芯片體積太大且十分笨重，除了與互聯(lián)網(wǎng)連接的自動售貨機(jī)等一些早期項目之外，其他的進(jìn)展十分緩慢。

　　在成為可以連接數(shù)十億個設(shè)備且經(jīng)濟(jì)高效的處理器之前，需要的是價格低廉、能耗低且可以一次性使用的處理器。隨著無線射頻識別標(biāo)簽(RFID標(biāo)簽，一種可以無線通信的低功耗芯片)的采用以及寬帶互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)可用性的提高解決了部分問題。IPv6的采用也是物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大規(guī)模的必要步驟。

　　凱文·阿什頓(Kevin Ashton)在1999年提出了“物聯(lián)網(wǎng)”一詞，不過該技術(shù)至少又花了十年的時間才趕上了“萬物互聯(lián)”這一愿景。

　　將人類文化的互聯(lián)性(生活中的“事物”)與數(shù)字信息系統(tǒng)的互聯(lián)性(“互聯(lián)網(wǎng)”)整合在一起，這就是物聯(lián)網(wǎng)。”在昂貴的設(shè)備上添加RFID標(biāo)簽以跟蹤其位置是最早的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之一。
 

 

　　物聯(lián)網(wǎng)有多大?

　　物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模越來越大，畢竟聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量比人類多多了。

　　IDC預(yù)測，到2025年，聯(lián)網(wǎng)的IoT設(shè)備總數(shù)將達(dá)到416億個，近期智能家居和可穿戴設(shè)備也開始廣泛應(yīng)用。

　　Gartner預(yù)測，今年企業(yè)和汽車行業(yè)將占58億臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，比2019年增長近四分之一。由于智能電表的不斷推出，公用事業(yè)將是物聯(lián)網(wǎng)的最大用戶。入侵檢測和網(wǎng)絡(luò)攝像頭等安全設(shè)備將是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的第二大用途。建筑自動化(如聯(lián)網(wǎng)照明)將是增長最快的行業(yè)，其次是汽車(聯(lián)網(wǎng)汽車)和醫(yī)療行業(yè)(慢性病監(jiān)測)。

　　物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)有什么好處?

　　物聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)的好處取決于具體的實現(xiàn)，敏捷性和效率通常是首要考慮的因素。其想法是，企業(yè)應(yīng)該有權(quán)訪問更多關(guān)于其自身產(chǎn)品和內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，從而獲得更大的改變能力。

　　制造商正在為其產(chǎn)品組件添加傳感器，這樣他們就可以將數(shù)據(jù)傳送回來，以了解其產(chǎn)品的性能。這可以幫助公司發(fā)現(xiàn)組件何時出現(xiàn)故障，并在造成損壞之前將其替換。公司還可以利用這些傳感器生成的數(shù)據(jù)來提高其系統(tǒng)和供應(yīng)鏈的效率。

　　麥肯錫表示：“隨著全面、實時數(shù)據(jù)收集和分析的引入，生產(chǎn)系統(tǒng)的響應(yīng)速度可能會顯著提高。”

　　企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的使用可以分為兩個部分：

　　特定行業(yè)的產(chǎn)品，例如發(fā)電廠中的傳感器或用于醫(yī)療的實時定位設(shè)備;

　　可用于所有行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，例如智能空調(diào)或安全系統(tǒng)。

　　雖然特定行業(yè)的產(chǎn)品將在初期投入使用，但Gartner預(yù)測，到2020年，跨行業(yè)設(shè)備將達(dá)到44億臺，而垂直行業(yè)設(shè)備將達(dá)到32億臺。

　　2019年全球物聯(lián)網(wǎng)支出達(dá)到7450億美元，比2018年的6460億美元增長15.4%，IDC的預(yù)測2022年將突破1萬億美元大關(guān)。

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要行業(yè)是 discrete manufacturing (支出1,190億美元)、 process manufacturing(780億美元)、運輸業(yè)(710億美元)和公用事業(yè)(610億美元)。對于制造商而言，支持資產(chǎn)管理的項目將是關(guān)鍵;在運輸領(lǐng)域，貨運監(jiān)控和車隊管理將是重中之重;公用事業(yè)行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)支出以電力、天然氣和水力等智能電網(wǎng)項目為主。

　　消費者物聯(lián)網(wǎng)支出預(yù)計將達(dá)到1,080億美元，成為第二大行業(yè)板塊。智能家居、個人健康和聯(lián)網(wǎng)汽車將成為消費的主要部分。

　　從用例來看，制造業(yè)務(wù)(1000億美元)、生產(chǎn)資產(chǎn)管理(442億美元)、智能家居(441億美元)和貨運監(jiān)控(417億美元)將是最大的投資領(lǐng)域。

　　什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、第四次工業(yè)革命或工業(yè)4.0都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在商業(yè)環(huán)境中使用時的名稱，這一概念與家用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的概念相同，但是在這種情況下，其目標(biāo)是利用傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、人工智能和分析技術(shù)來衡量和優(yōu)化工業(yè)流程。

　　如果將其引入整個供應(yīng)鏈，而不僅僅是單個公司，那么對材料的及時交付以及從頭到尾的生產(chǎn)管理的影響可能會更大。提高勞動力生產(chǎn)力或節(jié)省成本是兩個潛在的目標(biāo)，但I(xiàn)IoT還可為企業(yè)創(chuàng)造新的收入來源。制造商還可以銷售預(yù)測性維護(hù)服務(wù)，而不僅僅只出售獨立產(chǎn)品。

　　物聯(lián)網(wǎng)對普通人有什么好處?

　　物聯(lián)網(wǎng)使我們的生活變得更智能，Amazon的Echo、Google Home、天貓精靈和小愛同學(xué)等智能音箱使播放音樂、設(shè)置鬧鐘或獲取其他信息變得更加容易;家庭安全系統(tǒng)使生活更加安全;智能恒溫器可以在我們外出回家之前為房屋調(diào)溫。

　　放眼家庭之外，傳感器可以幫助我們了解環(huán)境狀況;自動駕駛汽車和智慧城市可能會改變我們建設(shè)和管理公共場所的方式。

　　然而，這些創(chuàng)新可能會對我們的個人隱私產(chǎn)生重大影響。

　　對于消費者而言，智能家居可能是他們接觸互聯(lián)網(wǎng)事物較多的地方之一，這也是大型科技公司(尤其是亞馬遜，谷歌和蘋果)在激烈競爭的領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)的安全性如何?

　　安全是物聯(lián)網(wǎng)的最大問題之一。在許多情況下，這些傳感器會收集一些極其敏感的數(shù)據(jù)，比如你在自己家里所言所行。保持安全對消費者的信任至關(guān)重要，但是到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)的安全性一直很差，太多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備缺乏對安全性的考量，例如對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理等。

　　軟件經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些漏洞，但許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都缺乏補(bǔ)丁功能，這意味著它們將一直處于危險之中。像路由器和網(wǎng)絡(luò)攝像頭等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，固有的安全性不足使它們很容易被黑客攻擊。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，黑客可以輕松地攻擊十萬個網(wǎng)絡(luò)攝像頭，同時一些兒童智能手表也存在著安全漏洞，這些漏洞使黑客能夠追蹤佩戴者的位置、竊聽對話、甚至直接與用戶通信。

　　政府越也越來越擔(dān)心這種的風(fēng)險，英國政府已經(jīng)發(fā)布了有關(guān)消費物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全性的指南。它希望公司將提供公開的聯(lián)系方式，以便任何人都可以報告漏洞，并且制造商將明確聲明設(shè)備安全更新的時間。

　　將工業(yè)機(jī)器連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，增加了黑客發(fā)現(xiàn)和攻擊這些設(shè)備的風(fēng)險，企業(yè)需要確保自身的網(wǎng)絡(luò)隔離和保護(hù)，著重注意數(shù)據(jù)加密以及傳感器、網(wǎng)關(guān)和其他組件的安全。然而，目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很難確保這一點，組織間也缺乏一致的物聯(lián)網(wǎng)安全計劃，這十分令人擔(dān)憂。

　　物聯(lián)網(wǎng)填補(bǔ)了數(shù)字世界和現(xiàn)實世界之間的鴻溝，但這也意味著入侵設(shè)備可能會對現(xiàn)實世界造成危險。例如，侵入控制發(fā)電站的溫度傳感器，控制無人駕駛汽車都有可能帶來災(zāi)難性的后果。

　　物聯(lián)網(wǎng)與隱私

　　由于物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集數(shù)據(jù)的特性，其將面臨一個巨大的隱私和安全問題。例如，在智能家居方面，它可以知道您何時醒來(智能咖啡機(jī)啟動時)以及您刷牙的時間(智能牙刷)，收聽的電臺(智能音箱)，吃的食物類型(智能烤箱或冰箱)，以及誰來做客并經(jīng)過您家門口(智能門鈴)，這些數(shù)據(jù)都有可能會被統(tǒng)計然后出售。

　　數(shù)據(jù)的統(tǒng)計收集涉及到我們的隱私問題，雖然并非所有的智能家居公司都會出售用戶的隱私數(shù)據(jù)，但有些公司確實是這樣做的。

　　物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)業(yè)務(wù)

　　最近的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%的公司無法完全識別其網(wǎng)絡(luò)上的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。不安全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可能會導(dǎo)致公司網(wǎng)絡(luò)輕易就遭受黑客的攻擊，或者數(shù)據(jù)泄漏。這可能看起來微不足道，但是深入想象一下，如果某天早上你辦公室的智能門鎖無法打開，或者辦公室的智能音箱被黑客用來創(chuàng)建進(jìn)入公司網(wǎng)絡(luò)的后門，后果難以想象。

　　物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能會包含一個或多個傳感器，用于收集數(shù)據(jù)。這些傳感器收集的信息取決于具體的設(shè)備及其任務(wù)。例如，工業(yè)機(jī)械內(nèi)部的傳感器可以測量溫度或壓力;安全攝像頭可能帶有一個接近感應(yīng)傳感器以及聲音和視頻;家庭氣象站可能會有一個濕度傳感器。所有這些傳感器數(shù)據(jù)將被發(fā)送到某個地方。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要通過Wi-Fi、4G、5G等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　IDC估計，五年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將產(chǎn)生79.4 ZB的數(shù)據(jù)。其表示，一些物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是非常零散且碎片化的，例如傳感器的溫度讀數(shù)或智能電表的讀數(shù)等快速更新的數(shù)據(jù);另外一些設(shè)備可能會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)流量，例如使用計算機(jī)視覺的視頻監(jiān)控攝像頭。

　　IDC表示，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將在未來幾年快速增長。目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)是通過視頻監(jiān)控生成的，但是隨著時間的推移，其他工業(yè)和醫(yī)療用途的設(shè)備將生成更多的數(shù)據(jù)。無人機(jī)也將成為利用攝像頭創(chuàng)建數(shù)據(jù)的一大推動力。未來，自動駕駛汽車還將產(chǎn)生大量豐富的傳感器數(shù)據(jù)，包括音頻、視頻，以及更專業(yè)的汽車傳感器數(shù)據(jù)。

　　物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)意味著它同時也是大數(shù)據(jù)分析項目的重要推動力，它允許企業(yè)創(chuàng)建龐大的數(shù)據(jù)集并對其進(jìn)行分析。例如，向制造商提供有關(guān)其組件在實際情況下的性能的大量數(shù)據(jù)可以幫助他們更快地進(jìn)行改進(jìn)，而從城市周圍的傳感器收集的數(shù)據(jù)可以幫助規(guī)劃人員更有效地進(jìn)行交通規(guī)劃。

　　這些數(shù)據(jù)將以許多不同的形式出現(xiàn)-語音請求、視頻、溫度或其他傳感器讀數(shù)，所有這些都可以被挖掘出來以供深入研究。正如IDC所指出的那樣，物聯(lián)網(wǎng)元數(shù)據(jù)是一個日益增長的需要管理和利用的數(shù)據(jù)來源。

　　思科表示，到2021年，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的M2M連接將占全球271億臺設(shè)備和連接的一半以上，占全球IP流量的5%。

　　物聯(lián)網(wǎng)與云計算

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)意味著許多公司將選擇在云上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。目前，云計算巨頭已經(jīng)有所動作，微軟擁有自己的Azure物聯(lián)網(wǎng)套件，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)提供一系列物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，谷歌云也是如此。

　　物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市

　　通過在城鎮(zhèn)或城市中安裝大量傳感器，規(guī)劃人員可以實時地更好地了解實際情況，改善居民的生活。因此，智慧城市項目是物聯(lián)網(wǎng)的一個關(guān)鍵用例。物聯(lián)網(wǎng)項目旨在將城市中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)(例如監(jiān)控攝像頭和環(huán)境傳感器)以及大型基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(如控制交通信號燈的網(wǎng)絡(luò))連接起來，然后向系統(tǒng)中添加更多智能。

　　例如，西班牙計劃在巴利阿里群島覆蓋50萬個傳感器，并將其改造為物聯(lián)網(wǎng)項目的實驗室;AT&T正在啟動一項服務(wù)，通過啟用LTE傳感器來監(jiān)測橋梁、道路和鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的裂縫和傾斜等結(jié)構(gòu)變化。

　　大型科技公司將智慧城市項目視為一個擁有巨大潛力的領(lǐng)域，移動運營商和網(wǎng)絡(luò)公司等都在積極參與其中。

　　物聯(lián)網(wǎng)和5G如何連接和共享數(shù)據(jù)?

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用多種方法來連接和共享數(shù)據(jù)，盡管大多數(shù)設(shè)備將使用某種形式的無線連接：家庭和辦公室將使用標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi、Zigbee或低功耗藍(lán)牙(如果移動性要求不是特別強(qiáng)的話，甚至可以使用以太網(wǎng));其他設(shè)備將使用LTE(現(xiàn)有技術(shù)包括NB-IoT和LTE-M，主要針對發(fā)送有限數(shù)據(jù)量的小型設(shè)備)甚至是衛(wèi)星連接進(jìn)行通信。

　　毫無疑問的是，未來將使用5G網(wǎng)絡(luò)來支持物聯(lián)網(wǎng)項目。5G提供了在每平方公里內(nèi)安裝多達(dá)100萬個5G設(shè)備的能力，這意味著可以在非常小的區(qū)域內(nèi)使用大量傳感器，從而使大規(guī)模工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署成為可能。英國剛剛在兩個“智能工廠”開始了5G和IoT的試驗。

　　5G的部署普及可能還需要一段時間，愛立信預(yù)測，到2025年，將有大約50億個IoT設(shè)備連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)，但其中只有大約四分之一是寬帶IoT，大部分是4G。

　　根據(jù)Gartner的調(diào)查，室外監(jiān)控攝像頭將成為短期內(nèi)5G IoT設(shè)備的最大市場，占今年5G IoT設(shè)備的70%，到2023年底這一比例將下降至30%左右，到那時它們將被聯(lián)網(wǎng)汽車超越。Gartner預(yù)測，今年將有350萬臺5G物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備投入使用，到2023年將接近5000萬臺。從長遠(yuǎn)來看，汽車行業(yè)將是5G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最大領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)還可能會推動邊緣計算的發(fā)展，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷推進(jìn)，用于云處理的數(shù)據(jù)可能會減少，為了降低成本，更多的處理可以在設(shè)備上完成，只需將有用的數(shù)據(jù)發(fā)送回云。

　　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和人工智能

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，無論是發(fā)動機(jī)溫度、車門的開關(guān)狀態(tài)或智能儀表讀數(shù)的信息都必須收集、存儲和分析。企業(yè)想要充分利用這些數(shù)據(jù)可以將其與人工智能(AI)系統(tǒng)相結(jié)合，利用AI獲取IoT數(shù)據(jù)并預(yù)測。

　　例如，谷歌利用AI負(fù)責(zé)其數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)。AI利用從IoT傳感器中提取的數(shù)據(jù)，輸入深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測不同的選擇將如何影響未來的能源消耗。通過使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，谷歌能夠提高其數(shù)據(jù)中心的效率，并將同樣的技術(shù)在其他工業(yè)環(huán)境中使用。

　　物聯(lián)網(wǎng)下一步將走向何方?

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署仍處于初期階段，大多數(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的公司目前都處于試用階段，這主要是因為必要的技術(shù)(傳感器技術(shù)、5G和機(jī)器學(xué)習(xí)分析)本身仍處于開發(fā)初期。

　　此外，在平臺開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定方面，從設(shè)備制造商到軟件公司再到網(wǎng)絡(luò)運營商，大家都想分一杯羹，目前尚不清楚哪些公司將勝出。但是如果缺乏標(biāo)準(zhǔn)，再加上安全問題，未來幾年我們可能會看到更多的大型物聯(lián)網(wǎng)安全事故。

　　隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，未來，我們的生活和工作環(huán)境將充斥著智能產(chǎn)品，安全跟隱私之間的取舍可能會成為很多人關(guān)注的重點。