物联网教程

什么是物联网 (Internet of Things)?

物联网 (IoT) 是一个由物理对象或人(称为“物”)组成的网络,这些“物”嵌入了软件、电子设备、网络和传感器,使其能够收集和交换数据。物联网的目标是将互联网连接从计算机、手机、平板电脑等标准设备扩展到像烤面包机这样的相对简单的设备。

物联网通过数据收集、人工智能算法和网络的力量,改善我们生活的方方面面,使几乎所有东西都变得“智能”。物联网中的“物”也可以是植入了糖尿病监测器的人,或者是带有追踪设备的动物等。这份物联网初学者教程涵盖了所有物联网的基础知识。

Internet of Things (IoT)
什么是物联网?

物联网的历史

  • 1970年- 首次提出了连接设备的实际想法
  • 1990年- John Romkey 创造了一个可以通过互联网开关的烤面包机
  • 1995年- 西门子推出了首个为 M2M(机器对机器)构建的蜂窝模块
  • 1999年- Kevin Ashton 在宝洁公司工作期间使用了“物联网”一词,并被广泛接受
  • 2004年 – 该术语在《卫报》、《波士顿环球报》和《科学美国人》等著名出版物中被提及
  • 2005年- 联合国国际电信联盟 (ITU) 发布了其关于该主题的第一份报告。
  • 2008年- 物联网诞生
  • 2011年- 市场研究公司 Gartner 将“物联网”技术纳入其研究范围

物联网如何工作?

How IoT works
物联网如何工作

整个物联网流程始于设备本身,如智能手机、智能手表、电视、洗衣机等电子设备,这些设备帮助您与物联网平台进行通信。

现在,在本物联网教程中,我们将学习物联网系统的四个基本组成部分

1) 传感器/设备:传感器或设备是帮助您从周围环境中收集实时数据的关键组件。所有这些数据可能具有不同程度的复杂性。它可能是一个简单的温度监测传感器,也可能是视频流的形式。

一个设备可能拥有多种类型的传感器,除了传感之外,还执行多种任务。例如,手机是一种拥有多种传感器(如GPS、摄像头)的设备,但您的智能手机无法感知这些事物。

2) 连接性:所有收集到的数据都发送到云基础设施。传感器应通过各种通信媒介连接到云端。这些通信媒介包括移动或卫星网络、蓝牙、WI-FI、广域网等。

3) 数据处理:一旦数据被收集并到达云端,软件就会对收集到的数据进行处理。这个过程可能只是检查空调或加热器等设备的温度读数。然而,有时它也可能非常复杂,比如使用计算机视觉识别视频中的物体。

4) 用户界面:信息需要以某种方式提供给最终用户,这可以通过触发他们手机上的警报或通过电子邮件或短信向他们发送通知来实现。用户有时可能需要一个可以主动检查其物联网系统的界面。例如,用户在家中安装了摄像头。他希望借助 Web 服务器访问视频录像和所有视频流。

然而,这并不总是单向通信。根据物联网应用和系统的复杂性,用户也可能能够执行可能产生连锁效应的操作。

例如,如果用户检测到冰箱温度的任何变化,借助物联网技术,用户应该能够通过他们的手机来调节温度。

另请查看:最佳物联网 (IoT) 公司

物联网应用

现在,在本物联网教程中,我们将看到各种物联网应用

IoT Applications

物联网应用

物联网解决方案被广泛应用于各行各业的众多公司。下面列出了一些最常见的物联网应用

应用类型 描述
智能恒温器 通过了解您的使用模式,帮助您节省取暖费用。
联网汽车 物联网帮助汽车公司自动处理账单、停车、保险和其他相关事务。
活动追踪器 帮助您在手腕上捕捉心率模式、卡路里消耗、活动水平和皮肤温度。
智能插座 远程开关任何设备。它还允许您跟踪设备的能耗水平,并直接在智能手机上接收自定义通知。
停车传感器 物联网技术帮助用户在手机上实时识别停车位的可用性。
互联健康 互联医疗系统的概念促进了实时健康监测和患者护理。它有助于基于患者数据做出更优的医疗决策。
智慧城市 智慧城市提供了各种用例,包括从交通管理到水资源分配、废物管理等。
智能家居 智能家居囊括了您家中的连接性。它包括烟雾探测器、家用电器、灯泡、窗户、门锁等。
智能供应链 帮助您实时追踪在途货物,或让供应商交换库存信息。

另请查看:最佳物联网设备

物联网的挑战

目前,物联网面临许多挑战,例如:

  • 不充分的测试和更新
  • 对数据安全和隐私的担忧
  • 软件复杂性
  • 数据量和解读
  • 与人工智能和自动化的集成
  • 设备需要持续供电,这很困难
  • 交互和短距离通信

物联网的优势

Advantages of IoT

物联网技术的主要好处如下:

  • 技术优化:物联网技术在改进技术并使其变得更好方面有很大帮助。例如,借助物联网,制造商能够从各种汽车传感器收集数据。制造商分析这些数据以改进其设计并提高效率。
  • 改进的数据收集:传统的数据收集有其局限性,其设计用于被动使用。物联网促进了对数据的即时行动。
  • 减少浪费:物联网提供实时信息,从而实现有效的决策和资源管理。例如,如果制造商发现多台汽车发动机存在问题,他可以追踪这些发动机的制造计划,并在生产线上解决这个问题。
  • 改善客户互动:物联网通过检测问题和改进流程,让您能够提升客户体验。

物联网的劣势

现在,让我们在本物联网教程中看看物联网的一些缺点:

  • 安全性:物联网技术创建了一个互联设备的生态系统。然而,在此过程中,尽管有足够的安全措施,系统可能提供的认证控制很少。
  • 隐私:物联网的使用会在用户没有主动参与的情况下,极其详细地暴露大量个人数据。这带来了许多隐私问题。
  • 灵活性:关于物联网系统的灵活性存在巨大担忧。这主要涉及到与另一个系统的集成,因为过程中涉及许多不同的系统。
  • 复杂性:物联网系统的设计也相当复杂。此外,它的部署和维护也不容易。
  • 合规性:物联网有其自己的一套规则和法规。然而,由于其复杂性,合规性任务相当具有挑战性。

物联网最佳实践

我们现在将在本物联网教程中学习物联网的最佳实践。

  • 为可靠性和安全性设计产品
  • 使用强身份验证和安全协议
  • 禁用非必要服务
  • 确保互联网管理和物联网管理中心及服务是安全的
  • 应为系统设计节能算法,以使其能够更长时间地保持活动状态。

摘要

  • 物联网简介:物联网 (IoT) 是一个由物理对象或人(称为“物”)组成的网络,这些“物”嵌入了软件、电子设备、网络和传感器,使其能够收集和交换数据。
  • 连接设备的实际想法是在1970年提出的
  • 物联网框架的四个关键组成部分是 1) 传感器/设备,2) 连接性,3) 数据处理,4) 用户界面
  • 物联网的各种应用包括智能恒温器、联网汽车、活动追踪器、智能插座、互联健康等。
  • 技术优化、改进数据收集、减少浪费、改善客户互动是物联网的主要好处
  • 安全性、隐私、复杂性、合规性是物联网的主要挑战