2022年11月28日 星期一

· 什麼是物聯網 (IoT)?你需要知道的一切

什麼是物聯網 (IoT),它是如何運作的? 



不只是縮時,還有粉塵、噪音、位移偵測


AVSYSTEM




如果你想要一個更像 wiki (維基百科)的定義「什麼是物聯網?」,我們可以將其視為連接到 Internet 的全球對象網路,這些對象能夠在沒有人為干預的情況下,相互交互和交換數據。符合這一的一般定義的解決方案,包括監測和控制永續城市基礎設施營運等大型專案,或家庭自動化系統或可穿戴技術等小規模部署。無論可能應用的實際範圍和範圍如何,工業、商業和我們日常生活的物聯網不斷為企業所有者和用戶帶來巨大的利益。

近年來,圍繞物聯網的炒作即使不增加也無濟於事。不斷湧現的關於智慧汽車、智慧建築和大量其他智慧設備(包括智慧牙線分配器)的新聞衝擊著我們的大腦,但無助於我們理解概念本身的本質。雖然對於普通物聯網用戶來說,熟記物聯網歷史上的每一個事實似乎並不重要,但從商業角度來看,瞭解物聯網背後的故事和好處,可能會真正改變遊戲規則。因此,「什麼是物聯網?」這個問題非常重要。一次又一次地被問到,因為這個術語本身正在經歷一個不斷演變的意義,以及推動它的技術進步。

綜上所述,什麼是物聯網?在過去的十年裡,它的成長速度驚人,如果不是猖獗的話。專家預測,到 2020 年,超過一半的新業務將採用物聯網技術的某些元素,因為以前認為不切實際的物聯網用途將變得越來越可行。物聯網融合了實體物理世界和虛擬數字世界以產生智能現實,其中「事物」無需人工干預即可交互和共享數據,物聯網將智慧設備組合在一起,以創建比其各個部分的總和更智慧的連接系統。它目的在建構一個智慧現實,提供即時分析、有用的預測和所提供數據的有形價值。

但物聯網不僅僅是透過連接解決方案,將大量技術和硬體組合在一起,以進行交互、共享資訊,並為用戶提供有用的見解。物聯網重新定義了我們對日常體驗、企業和社會的幾乎每個方面的設想方式,使我們能夠釋放我們創造的技術的全部潛力,並推動創造力和創新的界限。因此,它需要詳細查看,以便能夠為你和你的企業確定其中的實際內容。

 


物聯網歷史:這一切是如何開始的?

儘管物聯網出現已有 20 多年,但我們可以非常有把握地斷言,有人在物聯網到來前將近一百年就預見到了它的興起。這個人就是尼古拉·特斯拉,一位著名的塞爾維亞夢想家,他在 1926 年表示「......當無線技術得到完美應用時,整個地球將變成一個巨大的大腦......以及我們將能夠使用的儀器」與我們目前的電話相比,要做到這一點將非常簡單。一個人將能夠在他的背心口袋裡攜帶一個。

即使我們把特斯拉的宏偉想法放在一邊,仔細看看通信技術的時間表,很明顯,作為物聯網基礎的機器對機器通信的概念自發明以來,就一直存在並且在實踐中發揮作用。電報。儘管它們很簡單,但 19 世紀下半葉的遙測設備可以透過有線傳輸電路,收集和傳輸有關野生動物或天氣的部分數據,例如 1874 年安裝在伯朗峰上的雪深感測器系統,能夠將即時資訊直接傳輸到巴黎,僅舉一個例子。

快進一百年,一群口渴的卡內基梅隆大學程式員,在面對位於校園內的快速清空冷藏可口可樂自動售貨機的問題時,被迫做出必要的美德。為了知道他們最喜歡的飲料是否仍然可用並適當冷藏,他們設計了一個感測器系統,來追蹤每一列玻璃汽水瓶的狀態,並透過 ARPANET(今天互聯網的前身)發送訊息,然後可以任何有權訪問 ARPANET 連接電腦的人都可以查看。因此,他們希望避免不必要地接觸機器,這促使他們建造了可能是地球上第一台智慧設備,而這一切在物聯網似乎仍然是遙不可及的幻想的時代。

1989 年 Tim Berners-Lee 提出萬維網後不久,第一台家用電器連接到新成立的互聯網上。John Romkey 的智慧烤麵包機,可以透過網路打開和關閉,雖然它在其他功能方面幾乎沒有提供任何東西,但嚴格來說它被認為是第一款物聯網設備。

1999 年,Kevin Ashton 在他關於 RFID 技術的演講中創造了「物聯網」這個詞,恰逢物聯網革命真正開始獲得動力的時候。從那一刻起,技術機構、企業和社會等逐漸將注意力轉向物聯網理念,並開始尋求將這一新願景付諸實踐的方法。

藍牙或 WiFi 等連接標準的興起,以及智慧硬體的迅速普及(想想無處不在的智慧手機!)和雲端運算的成長,極大地推動了物聯網技術的發展。到 2008 年,連接到網路的設備比地球上居住的人還多,對未來幾年的估計毫無疑問地表明物聯網場景的未來:物聯網市場預計到 2020 年成長到 8.9 億美元,全球聯網設備數量達到令人難以置信的 303 億台。

什麼是物聯網故事?簡而言之,物聯網歷史:

 

物聯網在行動:它是如何工作的

然而,要全面回答「什麼是物聯網?」這個問題,我們不僅需要探索它的起源,更重要的是我們要超越普通的物聯網用戶體驗,一窺物聯網的幕後花絮瞭解系統實際如何運作。為了做到這一點,我們應該瞭解構成物聯網環境,並啟動它的四個基本要素,以及每個物聯網系統背後的運行管理模式。

物聯網不可或缺的四大要素是:



這一層幾乎包括我們能想像到的任​​何物體。從專用的專用感測器、微控制器和執行器開始,到標誌性的咖啡機或智慧汽車等日常實用物品,再到樹木或牡蠣等不尋常的應用,如今的一切都可以連接到網路,因此成為物聯網的一部分。智慧物件的任務不僅包括簡單的數據收集,更重要的是,它們與彼此和遠端伺服器或雲(取決於所使用的技術)「交談」/通信,並根據收到的命令執行操作。



如果連接的設備目的在「談論」它們感知到的東西,或它們所處的位置,則必須為它們提供一種它們可以做到這一點的語言,以及一種它們可以用來傳輸「話語」的通道。所有這些都是由物聯網的連接組件提供的。雖然「語言」由給定部署中使用的特定物聯網協議表示,但通信通道由眾所周知的連接解決方案(如 Wi-Fi 或藍牙)或鮮為人知的技術(包括遠端廣域網)確保網絡(採用 Sigfox 或窄頻物聯網等領先標準)。給定解決方案的應用在很大程度上,取決於特定物聯網專案的要求和限制。



這是物聯網通常隱藏在普通物聯網最終用戶視線之外的部分,但請不要誤會:雖然它離主舞台有點遠,但它實際上是物聯網行動的真正領域。軟體賦予事物「思考」和行動的能力。借助它,可以對智慧對象收集的數據,進行結構化、分析和管理。基於此,軟體決定是否應採取任何行動,或是否應通知用戶。



聽起來很簡單,這是最終用戶介入並控制的部分。由於應用層,收集和分析的數據被可視化,用戶可以深入瞭解整個系統的工作情況。更重要的是,他能夠影響設備的管理方式,並在需要人為操作時收到警報,這通常發生在系統的自我管理能力耗盡時。



物聯網的可能性:您可以用物聯網做什麼

在過去的二十年裡,物聯網實際上已經成為數量如此之多的解決方案、專案和技術的總稱,以至於現在幾乎不可能一一列舉,並對每一個進行合理的詳細描述。源源不斷的技術解決方案,已成為許多不同生活領域物聯網專案背後的驅動力,包括但不限於健康服務、工業應用、消費者應用和娛樂。給定項目中使用的物聯網部署的具體特徵,取決於其具體要求和限制,但請記住物聯網技術的快速發展,可以假設實際物聯網應用的可能性列表,是幾乎無邊無際。

儘管物聯網的未來看起來一片光明,但該行業面臨著一個巨大的挑戰,那就是碎片化,或者換句話說,缺乏標準化。我們可以將互聯事物的內在異質性稱為造成這種情況的原因之一,但這並不能真正為當今物聯網市場缺乏總體標準提供強有力的理由。與智慧手機技術中所做的標準化工作進行比較,可以清楚地看到它們導致了後者的廣泛普及、成本降低和可用應用的種類繁多。如果不同的物聯網環境逐漸實現更高級別的互操作性,並克服安全問題(本報導後面將詳細討論),

IoT 應用:你可以在哪裡使用 IoT

回到實際物聯網應用的問題,從物聯網提供的解決方案中獲利巨大的眾多業務領域之一,是所謂的資源受限設備領域。此類別包括任何小型、低功耗和(通常)電池供電的設備,例如企業中使用的感測器或執行器,在這些企業中,提高彈性、通信穩健性和降低能耗是成功的關鍵。

必須滿足此類項目的特定需求,以便以可承受的成本實現給定的物聯網部署,同時提供所有必需的功能和一流的安全性。在連接解決方案方面,通信行業通過使用一系列低功耗廣域網 (LPWAN)(例如 Sigfox、NB-IoT 或 LTE Cat M1)擴展其低端產品來響應上述需求,其目的是在建築物深處提供更好的覆蓋。現在我們大致瞭解了可供選擇的連接解決方案,但啟用實際機器對機器通信的解決方案又如何呢?就此而言,有相當多的物聯網協議專為資源受限設備的管理而設計,其中 OMA SpecWorks 的LwM2M可以作為一個很好的例子。輕量級 M2M 協議的開發考慮到了行業的內在局限性,它提供了一個簡單而高效的技術堆棧來降低功耗和數據消耗。



反過來,這可以被視為其在物聯網平台提供商中受歡迎的原因之一。LwM2M 為 AVSystem 的 Coiote IoT 設備管理平台提供了基礎,這只是各種 IoT 提供商的眾多其他實施中的一個實例。

除了資源受限的設備外,物聯網技術還在環保項目中找到了應用。除了人類的聰明才智之外,沒有其他障礙,物聯網最近已擴展到植物生命,現在還包括智能樹。Cargo Tracck 是一家總部位於巴西的定位服務公司,它正在與巴西環保機構和營運商合作,透過在每棵樹上安裝追蹤設備來阻止亞馬遜地區的森林砍伐。透過使用專門設計的機器對機器無線電模塊,操作員能夠檢測樹木是否已被砍伐和運輸。

這種物聯網方法的獨特之處在於它需要在熱帶雨林的最深處使用監控設備,而傳統的蜂窩網絡幾乎不提供任何連接或根本不提供連接。巴西系統的巨大優勢在於,如果樹木安然無恙,監控設備將永遠不必傳輸任何數據。

物聯網安全:物聯網安全嗎?

物聯網的迅速發展使整個環境面臨安全威脅和數據洩露的巨大風險,這不足為奇。然而,儘管存在永久性安全問題,但人們認為物聯網將繼續傳播,使其用戶越來越依賴它。人們廣泛接受的觀點是,以方便和授權的名義,人們將能夠接受隱私丟失和安全漏洞的孤立實例。


但撇開心理動機不談,安全絕對是阻礙物聯網行業發展的重大挑戰之一,因此需要格外小心。因此,物聯網市場似乎必須在物聯網連接設備產生的商業利益,與認識到這些智慧對象,已成為駭客和網路犯罪分子,攻擊的誘人且易受攻擊的平面之間找到平衡點,這可能會導致敏感信息的中斷和洩漏數據。

由於上述原因,數字安全領域的領先專家 Bruce Schneier 呼籲,物聯網服務提供商和美國政府機構等認真關注該問題。因此,希望我們可以期待政府在這個問題上的監管,這將對物聯網行業參與者施加壓力,以增加對物聯網安全技術的投資。

然而,儘管可能正在製定立法,但已經存在解決方案,為更安全的物聯網部署帶來希望。在與過時或易受攻擊的設備軟體相關的安全威脅方面,已採取措施為連接的設備,提供有效的軟體更新策略。得益於 SOTA(代表「空中軟體」)和 FOTA(空中韌體)標準,連接設備的軟體、設置和其他數位編程可以使用無線連接進行更新。這帶來的好處不僅在於該方法的無縫性和成本效益,還在於在克服設備安全挑戰方面有顯著改進。



考慮到以上所有因素,絕對沒有理由陷入對物聯網安全的恐慌模式。鑑於物聯網剛剛經歷的早期發展階段,我們必須時刻注意可能發生的或大或小的安全失誤。然而,可以肯定的是,物聯網暴徒的日子會很艱難;雞蛋就是雞蛋。毫無疑問,領先的物聯網市場參與者以及數百家小型物聯網技術開發商已經解決了這個問題,並將對網路犯罪分子採取強硬態度,盡最大努力使物聯網成為物聯網用戶的安全場所。畢竟,物聯網是一項太大的業務,不能將其留給自己的設備。

物聯網的未來:物聯網將帶來哪些影響?

綜上所述,到目前為止,可能沒有一個行業不會受到物聯網的影響。雖然他們中的一些人,已經設法將物聯網提供的賦能轉化為他們的利益,但其他部門才剛剛開始意識到其重要性。


作為對上述論點的支持,值得一提的是最近涉及塔斯馬尼亞牡蠣產業的物聯網項目。牡蠣養殖似乎是一項艱鉅的業務,因為牡蠣受到水環境許多不同變化的負面影響。透過使用一系列水下感測器平台測量多個變量(水溫、鹽度和深度),最近建成的牡蠣物聯網平台可以收集數據,並分析過去、當前和預測的水參數,為牡蠣提供有用的見解農民,使他們能夠更好地安排農場經營,並在需要時採取預防措施。

回到一般情況下,提議的數百萬設備即時互連對商業(例如零售貿易)的真正作用是收集有價值的數據,並為商家提供即時洞察力。未來的關鍵物聯網部署包括供應鍊和智能商店應用程序。另一方面,在醫療保健領域,個人健身和健康追蹤器已經取得進展,尤其是在智慧手機用戶中。更重要的是,毫無疑問,物聯網健康技術的進一步普及,將給疾病的治療和診斷過程帶來巨大的變化。遠端患者監控以及嵌入式醫療物聯網設備,將有助於更有效地追蹤患者的健康狀況

結語:前途光明

綜上所述,物聯網到底是什麼?物聯網遠非另一種技術概念,而是對更智能、更美好未來的承諾和夢想。未來,連接的製造工廠無需人工操作甚至監督即可訂購供應品、安排自己的維護甚至執行維護。一個萬物互聯並相互感知的未來,提供反饋或共享信息以協助下一個對象,並最終幫助人們過上更智能的生活。

總而言之,擁抱物聯網革命對於業務發展而言似乎至關重要,這可能適用於任何企業。無論是牡蠣養殖還是交通控制系統,物聯網最好的地方在於它是開放的,隨時準備迎接新的挑戰,並且有足夠的空間容納任何可以想像的商業想法。因此,回答「什麼是物聯網?」的關鍵。不一定在於提供一個嚴格的定義,而是要改變你自己的思維方式,開始想像物聯網能為你的企業做些什麼。



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