什么是物联网？物联网是指全球数十亿物理设备连接到互联网，可以收集和共享数据。物联网的最终目标是让一切都成为网络的一部分。将所有这些不同的对象连接起来并向它们添加传感器，可以为原本笨拙的设备增加一层数字智能，使它们能够在没有人工参与的情况下实时交流数据。物联网正在使我们周围世界的结构变得更智能、响应更快，从而融合了数字世界和物理世界。以物联网为例。几乎任何物理对象都可以通过将它们连接到Internet来控制或传递信息而转变为IoT设备。可以使用智能手机应用程序打开的灯泡是物联网设备，办公室中的运动传感器或智能恒温器也是如此。IoT设备可以像儿童玩具一样毛茸茸，也可以像无人驾驶卡车一样硬核。一些较大的物体本身可能充满许多较小的物联网组件，例如今天的喷气发动机，它装有数以千计的传感器，收集和传输数据以确保其高效运行。在更大范围内，智能城市项目正在用传感器填充整个区域，帮助我们了解和控制我们的环境。物联网一词主要是指通常没有互联网连接并且可以独立于人类行为与网络通信的设备。出于这个原因，计算机通常不被视为物联网设备，智能手机也不被视为物联网设备，即使后者装有传感器。但是，智能手表或健身环或其他可穿戴设备可能算作物联网设备。物联网的历史20世纪80年代和90年代，人们一直在谈论为基本物体添加传感器和智能的想法，但除了一些早期的项目，比如联网的自动售货机，进展一直很缓慢。原因很简单，因为技术还没有准备好。芯片太大太笨重，再加上通信行业的限制，物体之间没有办法进行有效的通信。在连接数十亿设备的成本效益最终成为一种负担得起的方式之前，需要廉价、节能的处理器，而不是一次性的。可以无线通信的低功耗芯片RFID标签解决了一些问题，宽带互联网、蜂窝和无线网络的日益普及也是如此。IPv6也是物联网扩展的必要步骤，为世界上的每一台设备提供足够的IP地址。凯文·阿什顿(KevinAshton)于1999年创造了“物联网”一词，又用了二十年时间才使这项技术成型。“物联网融合了人类文化、我们与‘一切’、数字信息系统和互联网的相互联系。这就是物联网，”阿什顿在接受采访时说。将RFID标签添加到昂贵的设备以帮助跟踪位置是物联网的首批应用之一。但从那以后，为物体添加传感器和互联网连接的成本持续下降，专家预测，这一基本功能有一天可以将所有东西连接到互联网，只需几分钱。物联网的发展最初主要是针对商业和制造场景，当时也叫M2M（Machine-to-Machine）。但现在的重点是让智能设备充满我们的家庭和生活，将它们变成与几乎每个人都相关的东西。早期关于联网设备的建议包括“blogjects”（可以将自己的数据记录到Internet的对象）、普适计算（或“ubicomp”）和隐形计算。总之，这些就是我们现在定义的物联网。物联网到底有多大？越来越大——世界上的物联网设备已经比世界上的人口还要多。技术分析公司IDC预测，到2025年，连接的物联网设备总数将达到416亿，其中工业和汽车设备看到了连接物联网的最大机会，但智能家居和可穿戴设备的采用在短期内将放缓。高的。另一家技术分析师Gartner预测，今年企业和汽车领域的设备数量将达到58亿，比2019年增长近四分之一。公用事业将成为物联网的最大用户，受益于智能电表的持续推出。以入侵检测和网络摄像头形式出现的安全设备将成为物联网设备的第二大用途。楼宇自动化（如联网照明）将是增长最快的部分，其次是汽车（联网汽车）和医疗保健（慢性病监测）。物联网对企业有哪些好处？物联网对企业的好处取决于它的实施方式，敏捷性和效率通常是首要考虑因素。企业可以有能力获得更多关于自身产品和内部系统的数据，从而获得更大的变革能力。制造商正在为其产品的某些部分添加传感器，以便他们可以传回有关其性能的数据。这可以帮助企业发现某个部件何时可能出现故障，并在它造成损坏之前更换它。公司还可以使用这些传感器生成的数据来提高他们的系统和供应链的效率，因为他们将拥有更准确的数据来了解实际情况。“随着全面、实时数据收集和分析的引入，生产系统的响应能力可以显着提高。”顾问麦肯锡表示。企业对物联网的使用可分为两部分：行业特定的产品，例如发电厂中的传感器或用于医疗保健的实时定位设备；以及可用于物联网的物联网设备。应用于所有行业，如智能空调或安防系统等，虽然行业特定产品处于staking的早期阶段，但Gartner预测，到2020年，跨行业设备将达到44亿，而垂直特定设备将达到3.2十亿美元。消费者正在购买更多的设备，企业将花费更多：去年消费者在物联网设备上花费了大约7250亿美元，而企业在物联网设备上花费了15亿美元，这家分析公司表示。9640亿美元。到2020年，企业消费者在物联网硬件上的支出将达到近3万亿美元。根据IDC的数据，2019年全球物联网支出将从2018年的6460亿美元增长到745亿美元。美元增长15.4%，到2022年将突破1万亿美元大关。预测报告中物联网的主要行业是离散制造（支出1190亿美元）、流程制造（780亿美元）、运输（710亿美元）和公用事业（610亿美元）。对于制造商而言，支持资产管理的项目将是关键；在运输方面，货运监控和车队管理将是重中之重。互联支出将以电力、天然气和水的智能电网项目为主。消费者物联网支出预计将达到1080亿美元，成为第二大行业领域：智能家居、个人健康和互联汽车信息娱乐将占支出的大部分。什么是工业物联网？工业物联网(IIoT)或第四次工业革命或工业4.0都是物联网技术在商业环境中应用的名称。这个概念与家庭中的消费物联网设备相同，但在这种情况下，目的是结合使用传感器、无线网络、大数据、人工智能和分析来衡量和优化工业流程。如果在整个供应链中引入，而不仅仅是单个企业，那么通过及时交付材料和从头到尾管理生产，影响可能会更大。提高劳动生产率或节省成本是两个潜在目标，但IIoT还可以为企业创造新的收入来源：制造商不仅仅销售独立产品，例如，销售发动机的制造商也可以销售发动机的预测性维护和维修服务.物联网对消费者有什么好处？物联网有望使我们的社会环境更加智能化和可衡量，例如我们的家庭、办公室和车辆。智能音箱和现在比较流行的物联网设备一样，可以方便我们播放音乐、设置闹钟或者查询一些信息。家庭安全系统可以更轻松地监控内部和外部发生的事情，或者与访客见面和交谈。与此同时，智能恒温器可以帮助我们在家中保持温暖，直到我们回来，而智能灯泡可以让我们看起来像在家，即使我们不在家。放眼家庭之外，传感器可以帮助我们了解环境的嘈杂程度或污染程度。自动驾驶汽车和智慧城市可以在更大程度上改变我们的城市空间和运行方式。但是，这些创新可能会对我们的个人隐私产生重大影响，我们将在后面详细说明。物联网和智能家居智能家居可能是消费者最容易“连接”的事物，也是主要科技公司（尤其是亚马逊、谷歌和苹果）激烈竞争的领域。除了我们前面提到的智能音箱，还有智能插头、灯泡、摄像头、恒温器，还有被戏称为智能冰箱的智能插头。但除了拥有一些很酷的功能外，智能家居还有更重要的一面。它可以让老年人或残疾人保持独立，让家人或他们的照顾者更容易与他们沟通，监控和观察他们的生活状况。物联网的安全问题安全是物联网最大的问题之一。在许多情况下，这些传感器会收集关于我们在家中所说和所做的极其敏感的数据。保持这些数据的安全对于消费者的信任至关重要，但到目前为止，物联网在这方面做得很糟糕。太多的物联网设备很少考虑基本的安全问题，例如在传输和静止时加密数据。还有一点就是很多物联网设备不具备“打补丁”的能力，比如软件中的漏洞后期无法维护，长期处于风险之中。随着物联网的发展，黑客正积极瞄准路由器和网络摄像头等物联网设备，因为它们本质上不太安全，更容易入侵，而且更“有用”。研究人员发现，至少有100,000个网络摄像头很容易被黑客入侵，而一些联网的儿童智能手表被发现存在安全漏洞，黑客可以通过这些漏洞跟踪佩戴者的位置、窃听对话，甚至直接与用户通信。政府越来越关注物联网的风险。英国政府发布了有关消费者物联网设备安全的指南。它希望设备拥有唯一的密码，公司将提供一个公共联系点，以便任何人都可以报告漏洞（并且他们将采取行动），并且制造商将明确设备获得安全更新的频率。这不是一个全面的指南，但它是一个很好的起点。因为制造智能对象的成本越低，这些问题就越普遍和棘手。所有这些同样适用于商业世界，但风险要高得多。将工业机械连接到物联网网络增加了黑客发现和攻击这些设备的可能性。工业间谍活动或对关键基础设施的破坏性攻击是潜在的风险。这意味着企业需要确保这些网络是隔离和保护的。传感器、网关和其他组件的数据加密和安全性是必要的。然而，物联网技术的当前状态使其更加难以确保，因为跨组织缺乏一致的物联网安全规划。鉴于黑客愿意篡改连接到互联网的未受保护的工业系统，这非常令人担忧。物联网连接了数字世界和物理世界，这意味着黑客设备可能会给现实世界带来危险的后果。入侵控制发电站温度的传感器可能会诱使操作员做出灾难性的决定；控制无人驾驶汽车可能会以灾难告终。物联网隐私问题由于所有这些传感器都会收集您所做的一切数据，因此物联网可能成为一个巨大的隐私和安全问题。以智能家居为例：它可以告诉你什么时候起床（智能灯泡），你刷牙多好（智能牙刷），你喜欢听什么音乐（智能音箱），你吃什么食物喜欢吃东西（智能烤箱或冰箱）。)，您的孩子在做什么（智能玩具），以及谁来访和路过您的房子（智能门铃）。虽然绝大多数公司只是想通过卖东西来赚钱，但物联网的商业模式也可能涉及出售一些私人数据。这些数据会发生什么是一个极其重要的隐私问题。并非所有智能家居公司都围绕收集和销售您的数据建立商业模式，但有些公司会这样做。值得注意的是，物联网数据可以与其他数据相结合，为您创建令人惊讶的“个人肖像”。从几个不同的传感器读数中，可以发现关于一个人的大量信息。在一个项目中，一位研究人员发现，仅通过分析记录家庭能源消耗、一氧化碳和二氧化碳水平、全天温度和湿度的数据，他们就可以计算出一个人的晚餐会是什么。物联网和网络战的话题比较大。因为物联网体现了网络的力量，如果物联网设备出现问题，将对现实世界产生重大影响，国家层面在规划网络战战略时也正在考虑这一点.根据在线公开信息，美国情报机构表示，该国的关键基础设施和“被称为物联网的连接消费者和工业设备的更广泛生态系统”正受到威胁。该国正在将国家关键基础设施的关键要素（例如水坝、桥梁和电网要素）添加到物联网中，这将使安全变得更加重要。IoT和数据IoT设备可能包含一个或多个传感器来收集数据。这些传感器收集的内容取决于单个设备及其任务。工业机械内部的传感器可能会测量温度或压力；监控摄像头可能有接近传感器，也有声音和视频，而您的家用恒温器可能有湿度传感器。所有这些传感器数据都必须发送到某个地方，以便对数据进行分析和处理以及执行指令，这意味着物联网设备将需要传输数据，并将通过Wi-Fi、4G、5G等进行传输。技术分析机构IDC统计，物联网设备将在五年内产生79.4兆字节的数据。IDC表示，其中一些物联网数据将是“小的、突发的”，例如来自传感器的温度读数或来自智能电表的读数等快速更新。其他设备，例如使用计算机视觉的视频监控摄像头，可能会产生大量数据流量。据IDC预测，物联网设备产生的数据量将在未来几年快速增长。它说大部分数据是由视频监控生成的，但其他工业和医疗用途会随着时间的推移生成更多数据。此外，无人机也将成为使用相机创建数据的重要驱动力。展望未来，自动驾驶汽车还将产生大量丰富的传感器数据，包括音频和视频，以及更专业的汽车传感器数据。物联网和大数据分析物联网产生大量数据，这也意味着物联网是大数据分析项目的重要驱动力，因为它允许企业创建庞大的数据集并对其进行分析。为制造商提供有关其组件在现实世界中的行为方式的大量数据可以帮助他们更快地进行改进，而来自城市周围传感器的数据可以帮助规划者更有效地规划城市交通。这些数据将以多种不同的形式出现，例如语音请求、视频、温度或其他传感器读数，所有这些都可以被挖掘出来进行分析。正如IDC所指出的，IoT元数据类别是一个不断增长的数据源，需要对其进行管理和利用。“元数据是一个主要的候选者，可以被输入到像MongoDB这样的NoSQL数据库中，从而为非结构化内容带来结构，或者进入认知系统，从而为外部随机环境、智能和秩序带来新的理解。”此外，物联网将提供大量的实时数据。据思科统计，到2021年，支持物联网应用的机器对机器连接将占到271亿设备和连接总数的一半以上，占全球IP流量的5%。物联网和云计算的海量物联网应用产生的数据意味着许多公司将选择在云端进行数据处理，而不是构建庞大的内部容量。云计算巨头已经在向这些公司示好。微软拥有其Azure物联网套件，而亚马逊AWS和谷歌云提供一系列物联网服务。这里我们就不展开了。物联网与智慧城市通过在城镇或城市中分布大量传感器，规划者可以实时了解城市运行的真实情况。因此，智慧城市项目是物联网的重要应用场景。城市已经产生了大量数据（来自安全摄像头和环境传感器），并且已经包含大型基础设施网络（例如控制交通信号灯的网络）。物联网项目的目的是将这些连接起来，然后为系统增加更多的智能。例如，西班牙计划用500,000个传感器覆盖巴利阿里群岛，将它们变成物联网项目的实验室。该项目的一个计划是更好地服务岛上的老年人，另一个计划是使用传感器来识别海滩的拥挤程度，从而为当地旅游部门和游客提供替代方案。另外，AT&T正在推出一项服务，该服务使用LTE传感器来监控桥梁、道路和铁路等基础设施，以检测裂缝和倾斜等结构变化。更好地了解城市的运作方式将使规划者能够做出及时而准确的改变，从而改善居民的生活。除了政府，许多大型科技公司也将智慧城市项目视为一个潜力巨大的领域。物联网和5G如何连接和共享数据？IoT设备使用各种方法来连接和共享数据。今天的大多数设备都会使用某种形式的无线连接：家庭和办公室使用Wi-Fi或蓝牙；其他人将使用LTE（现有技术包括NB-IoT和LTE-M，主要用于发送有限数据量的技术）。小型设备）甚至卫星连接进行通信。然而，大量不同的选择导致一些人认为物联网通信标准需要像今天的Wi-Fi一样被接受和操作。未来几年的一个增长领域无疑将是利用5G网络来支持物联网项目。5G提供了在一平方公里内托管多达100万个5G设备的能力，这意味着可以在非常小的区域内使用大量传感器，从而实现大规模的工业物联网部署。不过，5G的广泛部署可能还需要一段时间。爱立信预测，到2025年，将有大约50亿台物联网设备连接到蜂窝网络，但其中只有大约四分之一是宽带物联网，其中大部分将通过4G连接。根据Gartner的数据报告，户外监控摄像头将是5G物联网设备的最大市场，短期内将成为5G物联网设备的最大市场，占今年5G物联网设备的70%，但会下降到30左右%，届时将被联网汽车超越。物联网的另一个发展趋势是将更少的数据发送到云端进行处理。为了降低成本并在设备上执行更多处理，将来只能将有用的数据发送回云端。这种策略就是我们最近常说的“边缘计算”。但这将需要新技术，例如可以远离云端或企业数据中心收集和分析数据的防篡改边缘服务器。物联网数据和人工智能物联网设备会产生大量数据，可能是发动机温度、车门是否打开或关闭、智能电表读数等信息。所有这些物联网数据都需要收集、存储和分析。公司使用这些数据的一种方式是将其输入人工智能系统，然后人工智能系统使用这些物联网数据进行预测。例如，谷歌让AI负责冷却其数据中心。该系统使用从数千个物联网传感器中提取的数据，并将这些数据输入深度神经网络，预测不同的选择将如何影响未来的能源消耗。通过使用机器学习和人工智能，谷歌已经能够提高其数据中心的效率，并表示同样的技术也可以应用于其他工业环境。物联网的下一个方向是什么？随着传感器和信息通信的价格不断下降，向物联网添加更多设备变得更具成本效益，即使在某些情况下消费者并不明显受益。但物联网的部署仍处于早期阶段，大多数涉及物联网的公司目前都处于试验阶段，主要是因为传感器技术、5G和机器学习驱动的分析仍处于合理的早期发展阶段。现在物联网领域有许多竞争平台和标准，许多不同的参与者，从设备制造商到软件公司再到网络运营商，都想从中分一杯羹，但尚不清楚哪一方会获胜。但如果没有标准，并且安全问题是一个持续存在的问题，那么未来几年我们可能会看到更多的物联网安全事件。随着连接设备数量的不断增加，我们的生活和工作环境将充满智能产品——假设我们愿意接受安全和隐私权衡。
