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2021年物联网(IoT)初学者指南

时间:2023-03-17 23:50:58 科技观察

我们可以从几英里外办公室的桌子上打开家里的灯。嵌入在冰箱中的内置摄像头和传感器可以很容易地关注货架上的物品以及物品何时即将过期。当我们回到家时,恒温器已将温度调节到我们喜欢的微温。这些不是未来科幻小说中的例子。这些只是当今部署的数百万物联网(IoT)框架中的一小部分。物联网正在重新定义我们互动、沟通和开展日常工作的方式。从家庭到维护再到城市,物联网设备生态系统正在让我们的世界变得更加创新和高效。在本指南中,我们将向您介绍您需要了解的有关日益互联的物联网世界的所有信息。本指南深入讨论:什么是物联网(IoT)?IoT的历史IoT示例IoT生态系统:它是如何运作的?传感器技术和物联网基于传感器的物联网的优势物联网和数据安全和隐私要点和物联网的未来什么是物联网?物联网(IoT)包括所有连接到互联网和其他设备的物理对象(“事物”)。随着该术语越来越多地用于描述相互交互和“交谈”的对象,物联网的定义也在不断发展,这样我们就有机会更有效地做事。更具体地说,物联网设备的特点是能够收集周围环境的数据,与其他电子设备共享这些数据,并最终帮助最终用户获取信息、解决问题或完成任务。为了形象化这个概念,想象一下当你去酒店浴室时,灯自己打开了。有没有想过这是怎么发生的?可能有一个运动检测传感器来检测运动,它会自动连接到灯上以将其打开。这只是物联网解决方案最简单的形式之一,因为该技术现在正用于创建更大的生态系统,例如智能家居和智能城市。如果您使用语音控制的虚拟助手阅读电子邮件,使用智能手表测量您的步数和心跳,或者通过手机控制您的安全系统,那么您每天都会受益于物联网解决方案。物联网的历史物联网一词是由凯文·阿什顿(KevinAshton)于1999年创造的。不过,这个想法已经存在了很长时间,可以追溯到80年代初期卡内基梅隆大学的可口可乐机器。该大学的一群学生设计了一个系统,让他们的校园可口可乐自动售货机报告其内容,以避免不得不检查机器是否没有可口可乐的麻烦。除了库存报告外,他们还可以让设备让他们知道刚灌装的饮料是否冷。然后,在1990年,约翰·罗姆基(JohnRomkey)首次将烤面包机连接到互联网。不久之后,剑桥大学的另一组学生使用网络摄像头监控计算机实验室中可用的咖啡量。最后,在1999年,凯文·阿什顿(KevinAshton)在代表跨国消费品公司宝洁(Procter&Gamble)发言时创造了物联网一词。在那里担任品牌经理期间,Ashton被指派帮助推出化妆品系列。他注意到,一种特殊颜色的棕色唇膏似乎总是卖完,尽管供应链中的许多员工会报告仓库中有这种颜色。因此,Ashton发表了关于“物联网”的演讲,并建议每个产品都有一个射频识别(RFID)标签,可以在整个供应链中识别和跟踪特定对象。到2000年代末和2010年代初,世界各地的组织都对物联网感到兴奋——就像他们今天对人工智能和机器学习一样。国际商业机器公司(IBM)开始致力于智慧地球计划,麦肯锡开始发表关于物联网技术条件的研究。2011年,思科宣布物联网在2008年和2009年左右“诞生”,当时连接到网络的机器或物体比地球上的人还多。物联网最初对商业和工业发展最具吸引力,它的使用通常被称为机器对机器(M2M)。尽管如此,重点已经转移到让我们的家庭和工作场所充满智能设备,几乎每个人都从中受益。目前全球安装了350亿台物联网设备——预计到2021年底这一数字将达到460亿台。物联网示例??我们根据其用途将物联网设备分为四大类:消费者、组织、工业和基础设施应用程序。消费者物联网指的是数十种个人设备,包括智能手机、可穿戴技术、时尚产品和越来越多的联网家用电器,不断收集和分发信息。在组织环境中,物联网主要广泛应用于医疗保健和设施管理领域。具体来说,物联网设备正被用于远程监控和创建人员、建筑物和资产的紧急通知系统。COVID-19大流行还敦促使用物联网进行智能清洁和智能入住,以便所有类型的工作场所都可以借助技术返回办公室。工业物联网(IIoT)将设备、云、分析和人员结合在一起,以提高工业流程的执行力和生产力。工业物联网(IIoT)支持设备监控、预测性维护、状态监控、错误检测等解决方案。最后,基础设施物联网设备可以监测和控制可持续城乡基础设施的运行,例如桥梁、铁轨、陆上和海上风电场。这些技术通过节省成本、优化时间、提高工作日质量、无纸化工作流程和提高生产力来帮助建筑行业。物联网生态系统:它是如何运作的?物联网在无限网络上运行,因此它需要各种组件来形成一个有凝聚力的系统。我们将这些组件分为三大类:输入、分析和输出。首先,您需要一个从现实世界收集输入的设备。这通常是通过从周围环境收集实时数据的传感器来完成的。它们通常也被称为“检测器”,因为它们的主要目的是检测周围环境中最细微的变化。例如,智能空调或恒温器使用传感器来感知室温和湿度并进行相应调整。通常,这些传感器/检测器也可以捆绑在一起作为设备的一部分,而不仅仅是感知事物:手机由多个传感器组成,例如GPS、摄像头、指南针、指纹检测,可以帮助我们执行很少的任务。为了让传感器连接到其他设备并最终将数据转化为行动,它需要一种“传输介质”或连接性。连接负责将数据传输到在线世界。最流行的物联网无线协议和标准包括蓝牙、Wi-Fi、DDS、蜂窝BLE、Z-wave等。网络的选择取决于几个因素,例如所需的数据速度、传输、范围、功耗和网络的整体效率。数据被收集并通过通信介质传输到云端后,需要对其进行处理。这是物联网生态系统的第二个组成部分,所有“智能事物”,即上下文和分析,都在这里发生。分析工具的主要作用是调查情况并根据洞察力做出决策。这可以像分析室温何时落在所需范围内一样简单,也可以像分析汽车即将发生碰撞一样复杂。IoT系统的最后一个元素是最终用户设备或用户界面。这是用户用来访问、控制和设置其偏好的可见设备或应用程序。在当今的物联网世界中,用户友好且有吸引力的设计是一个重要的考虑因素。公司一直致力于集成便捷的工具,例如触摸界面或颜色、字体、语音,为出色的客户体验奠定坚实的基础。传感器技术和物联网为了使要连接的对象和物联网栩栩如生,必须有一种设备来收集传输的信息(输入)。正如我们提到的,对于许多应用程序,这是通过传感器完成的。传感器收集的内容取决于单个设备及其任务。但从广义上讲,传感器是检测和响应环境变化的工具,这些变化可能来自各种来源,例如光、温度、压力和运动。由于物联网传感器可以收集的输入范围广泛,因此它们被广泛用于各种领域,并已成为当今许多企业运营的关键。这些传感器最重要的优势之一是它们能够触发分析,警告您潜在问题,使公司能够执行预测性维护并避免代价高昂的损坏。基于传感器的物联网的好处物联网对医院和餐馆的好处物联网非常适合医疗保健和医院服务。首先,物联网提高了患者的舒适度。借助智能恒温器、智能床和可定制的照明控制等解决方案,患者可以获得更愉快的体验、减轻压力并更快康复。接下来,物联网通过可穿戴技术(包括电子腕带、高级助听器、可穿戴心脏监护仪等)实现远程健康监测和紧急通知系统。此类设备使医生能够更精确地监测患者,并最终提出更明智的治疗方案。医院中基于传感器的物联网设备的另一个显着优势与患者和员工的安全有关。温度传感器和冷藏确保食品、血液和药品的安全储存。水传感器可防止潜在的泄漏和危险;占用传感器监控等候区以控制容量;卫生系统保持社区卫生;和更多。例如,英国国家卫生服务局(NHS)正在使用传感器来自动化日常医院任务,例如药物温度检查、防火门监控、患者舒适温度等,从而提高患者安全并降低成本。另一个受到重大影响的物联网行业是食品行业,尤其??是餐馆和连锁餐厅。最显着的好处与食品安全和监测系统有关。借助物联网温度传感器,餐厅可以全天24小时远程监控冷藏设备,确保温度变化不被忽视,从而降低食物变质和食物浪费的风险。IoT应用程序还可以远程监控设备并修复潜在问题,以避免故障和维修成本。这些应用程序甚至会定期向餐厅经理发送提醒以安排维护。物联网对建筑物和工作场所的好处房地产和设施管理公司正在选择物联网传感器技术和智能基础设施,以帮助减少与COVID相关的担忧和风险。例如,将接近传感器放置在浴室隔间中;环卫人员可以了解工人使用洗手间的频率。然后团队可以根据实际浴室占用情况而不是手动清洁程序在需要时进行清洁。这可以验证清洁计划、优化办公资源并改善员工的整体健康和福祉。接近传感器还可以通过提醒警报确保安全的社交距离,以便在房间入住率开始增加时让员工彼此保持适当的距离。物联网在工业环境中的优势工业物联网(IIOT)使用智能传感器来增强制造和工业流程。IIoT设备最受吹捧的好处之一是它们可以实现预测性维护。预测性维护意味着公司可以根据对资产寿命的准确预测来安排维护活动。这些好处导致提高资产利用率、资产状况可见性和最佳维护活动计划。预测性维护的第二个显着优势在于工业设施管理和智能变电站。传感器可以监控振动、温度、湿度和其他可能导致不利操作条件和警报管理的因素,以便它们可以采取措施修复或防止损坏。物联网和数据安全与隐私由于所有这些设备不断收集我们所做的一切,物联网很容易受到许多隐私和安全问题的影响。今天的主要担忧是网络犯罪和数据盗窃的风险。网络犯罪分子在不断发展并寻找破解密码、电子邮件和使用恶意软件冒充员工的方法。这是一个越来越令人担忧的问题,因为大流行迫使人们和企业完全远离。IoT的安全历史也无助于防止这些问题,因为许多IoT设备不考虑基本的安全协议,例如数据加密、阻止标签、身份验证等。它们运行很长时间而没有监督或更新,并且使用容易出现网络安全风险的廉价、低成本系统。话虽如此,一些负责任的制造商会更加努力地全面保护其产品中内置的嵌入式软件或固件。那么,您可以做些什么来拥有您的数据和隐私呢?最重要的一步是研究——了解您的物联网解决方案提供商。他们遵守联邦协议和法规的情况如何?他们的隐私标准是什么?他们是否实施了任何加密工具?虽然我们知道这可能很可怕,但您还必须每次都阅读服务、设备和应用程序的条款和条件,以了解您同意的内容。然后,为了在您购买或安装产品后增加保护,禁用允许多个设备与第三方共享数据的功能,不断删除数据历史记录,及时安装更新,在适用时使用双因素身份验证,并始终创建复杂的安全代码.这就是我们的物联网指南!随着连接设备数量的增加,我们的家庭和工作场所将越来越多地充满智能小工具——假设我们准备好接受一些隐私和安全权衡。有些人会为即将到来的先进世界而欢欣鼓舞。其他人会怀念过去的美好时光,那时一张桌子只是一张桌子。