什么是物联网(IoT)?_南北极之间的博客-程序员秘密_物联网iot

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IoT(即物联网)一词是指互联设备的集合网络,以及促进设备与云之间以及设备自身之间通信的技术。由于价格低廉的计算机芯片和高带宽电信的出现,我们现在已有数十亿台设备连接到互联网。也就是说,牙刷、吸尘器、汽车、机器等日常设备可以利用传感器收集数据,智能地为用户服务。  

物联网将日常“事物”与互联网相结合。90 年代以来,计算机工程师一直在为日常用品添加传感器和处理器。但是,这项工作最初进展十分缓慢,因为芯片又大又笨重。名为 RFID 标签的低功耗计算机芯片是首个用于跟踪昂贵设备的芯片。随着计算设备尺寸不断缩小,这些芯片也越来越小,速度越来越快,并且更加智能。


将计算能力整合至小型物件中的成本如今已经大大下降。例如,您可以为嵌入 RAM 小于 1MB 的 MCU(例如电灯开关)添加 Alexa 语音服务连接功能。整个物联网行业如雨后春笋般涌现,让我们的家庭、企业和办公室充满物联网设备。这些智能物件可自动与互联网进行数据往来传输。所有这些“看不见的计算设备”及与此相关的技术统称为物联网。

IoT 的工作原理是什么?

一般的 IoT 系统通过实时收集和交换数据来运作。IoT 系统有三个组件:

智能设备

即具有计算能力的电视、安全摄像头或运动设备等装备。智能设备从环境、用户输入或使用模式中收集数据,通过网络与 IoT 应用程序进行数据通信。

IoT 应用程序

IoT 应用程序是一种服务和软件集合,整合了从各种 IoT 设备接收的数据。它使用机器学习或人工智能(AI)技术来分析此数据并据此做出明智决策。这些决策会传输回 IoT 设备,然后 IoT 设备会以智能方式对输入进行响应。 

图形用户界面

用户可以通过图形用户界面管理 IoT 设备或设备机群。常见示例包括用于注册和控制智能设备的移动应用程序或网站。 

IoT 设备示例有哪些?

我们看看目前使用的一些物联网系统示例:

互联汽车

汽车等车辆可通过多种方式连接到互联网。这可以通过智能仪表盘、信息娱乐系统设置车辆连接的网关实现。它们从加速器、制动器、车速表、里程表、车轮和油箱收集数据,以监测驾驶员的表现和车辆运行状况。互联汽车用途广泛:

  • 监控租赁车队以提高燃油效率并降低成本。
  • 帮助父母跟踪孩子的驾驶行为。
  • 发生车祸时自动通知朋友和家人。
  • 预测车辆维护需求并防止类似需求。

互联家居

智能家居设备致力于提高房屋的使用效率和安全性,并改善家庭联网能力。智能插座等设备可以监测用电量,智能温度调节器可以更好地控制温度。水耕系统可以使用 IoT 传感器管理庭院,而 IoT 烟雾感知器可以检测烟草烟雾。门锁、安全摄像头和漏水检测器等家庭安全系统可以检测和防范威胁,并向房主发出警报。 

家居互联设备可用于:

  • 自动关闭未在使用的设备。
  • 出租房产管理和维护。
  • 寻找放错地方的物品,例如钥匙或钱包。
  • 自动执行日常任务,如吸尘、煮咖啡等。

智慧城市

IoT 应用程序提高了城市规划和基础设施维护效率。政府正在使用 IoT 应用程序来解决基础设施、健康和环境方面的问题。IoT 应用程序可用于:

  • 测量空气质量和辐射水平。
  • 通过智能照明系统降低能源成本。
  • 检测街道、桥梁和管道等关键基础设施的维护需求。
  • 高效管理车辆停放事宜,从而提高利润。

智能建筑

大学校园和商业建筑等建筑物使用 IoT 应用程序来提高运营效率。在智能建筑中,IoT 设备可用于:

  • 减少能源消耗。
  • 降低维护成本。
  • 更高效地利用工作空间。

什么是工业 IoT?


工业 IoT (IIoT) 是指,制造、零售、健康和其他企业用来提高业务效率的智能设备。从传感器到设备等各种工业设备可为企业主提供详细的实时数据,这些数据可用来改进业务流程。它们提供有关供应链管理、物流、人力资源和生产的见解,从而降低成本并增加收入来源。 

我们来看一下现有的智能工业设备在不同行业中的应用情况:

制造业


制造业企业 IoT 通过预测性维护来减少计划外停机时间,并采用可穿戴技术进一步保护工人安全。IoT 应用程序可以在机器故障发生之前预测到故障,从而减少生产停机时间。头盔和腕带中的可穿戴设备以及计算机视觉摄像头可用来警告工人注意潜在危险。

汽车


基于传感器的分析和机器人技术可提高汽车制造和维护效率。例如,工业传感器用于提供内部车辆组件的 3D 实时图像。可更快完成诊断和故障排除,同时 IoT 系统会自动订购替换部件。  

物流和运输


商业和工业 IoT 设备可为供应链管理提供帮助,包括库存管理、供应商关系、车队管理以及定期维护。航运公司利用工业 IoT 应用程序跟踪资产,优化运输路线的燃料消耗。这项技术对于需要严格控制温度的冷藏集装箱特别有用。供应链经理可通过智能计算路线和重新计算路线算法做出明智预测。

零售

Amazon 正在推动零售业中的自动化和人机协作创新。Amazon 设施利用联网机器人来跟踪、定位、分类和搬运产品。

IoT 如何改善我们的生活?

物联网对人类生活与工作有着广泛影响。它可以让机器承担更多繁重工作,代劳冗长乏味的任务,并让生活更加健康、更有效率且更加舒适。 

例如,互联设备可能会改变您整个上午的日常生活。在您按下“小睡”按钮后,您的闹钟会自动启动咖啡机并打开您的百叶窗。您的冰箱会自动检测快消耗完的食品杂货,然后订购上门送货。您的智能烤箱会告知您今天的菜单,它甚至可以烹饪预先调配好的食材,并确保为您准备好午餐。您的智能手表会安排好会议,而您的互联汽车会自动设置 GPS 以方便停车加油。IoT 领域的机会数不胜数!

对于企业而言,IoT 有哪些优势?

加速创新

物联网能够使企业进行高级分析,发现新机遇。例如,企业可以收集有关客户行为的数据,从而制作针对性强的广告活动。

利用 AI 和 ML,将数据转化为洞察和行动

可根据收集的数据和历史趋势来预测未来结果。例如,保修信息可以与 IoT 收集的数据结合,用于预测维护事件。可据此主动为客户提供服务,从而提升客户忠诚度。

提高安全性

对数字和物理基础设施的持续监控可以优化性能、提高效率并降低安全风险。例如,可将从现场监控器中收集的数据与硬件和软件版本数据结合,自动安排系统更新。

扩展差异化解决方案

IoT 技术能够以客户为中心的方式进行部署,提高客户满意度。例如,可以及时补充热门产品,避免库存短缺。

有哪些 IoT 技术?

IoT 系统中使用的技术可能包括: 

边缘计算

边缘计算是指让智能设备向 IoT 平台发送或从中接收数据以及执行其他操作的技术。它提高了 IoT 网络边缘的计算能力,减少了通信延迟并缩短了响应时间。

云计算

云技术用于远程数据存储和 IoT 设备管理,可以让网络中的多个设备访问数据。

机器学习

机器学习是指用于处理数据并根据相关数据做出实时决策的软件和算法。这些机器学习算法可以部署在云中或边缘。

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