什么是物联网？这里有你需要了解的一切

　　什么是物联网?

　　物联网(The Internet of Things，IoT)指的是世界各地数十亿个连接到互联网的物理设备，所有设备都在收集和共享数据。得益于超低价电脑芯片的到来和无线网络的普及，任何东西都有可能成为物联网的一部分，小到一粒药片，大到一架飞机。物联网将这些不同的对象连接起来并为其添加传感器，为设备增加了一定程度的数字智能，从而使其能够在人类不干涉的情况下进行实时数据通信。物联网正在将数字世界和物理宇宙融合在一起，使我们的生活变得更加智能、灵敏。

　　生活中关于物联网设备的例子

　　几乎所有能连接到互联网进行控制或交流信息的物理对象，都可以将其看作物联网设备。

　　一个能够用手机应用程序控制的灯泡是物联网设备，办公室里的运动传感器、智能恒温器或连接的路灯也是物联网设备。一些较大的物体本身可能就装有许多较小的物联网组件，例如喷气引擎装有成千上万个传感器，这些传感器收集并传输数据以确保其有效运行。

　　物联网一词主要用于那些通常不具有互联网连接功能的设备，因此一般不将PC视为物联网设备，尽管智能手机装满了传感器，但也不是物联网设备。

　　物联网的历史

　　在1980年代和1990年代，人们就有了在基本物体上添加传感器的想法，但是由于芯片体积太大且十分笨重，除了与互联网连接的自动售货机等一些早期项目之外，其他的进展十分缓慢。

　　在成为可以连接数十亿个设备且经济高效的处理器之前，需要的是价格低廉、能耗低且可以一次性使用的处理器。随着无线射频识别标签(RFID标签，一种可以无线通信的低功耗芯片)的采用以及宽带互联网、蜂窝网络和无线网络可用性的提高解决了部分问题。IPv6的采用也是物联网扩大规模的必要步骤。

　　凯文·阿什顿(Kevin Ashton)在1999年提出了“物联网”一词，不过该技术至少又花了十年的时间才赶上了“万物互联”这一愿景。

　　将人类文化的互联性(生活中的“事物”)与数字信息系统的互联性(“互联网”)整合在一起，这就是物联网。”在昂贵的设备上添加RFID标签以跟踪其位置是最早的物联网应用之一。
 

 

　　物联网有多大?

　　物联网规模越来越大，毕竟联网设备的数量比人类多多了。

　　IDC预测，到2025年，联网的IoT设备总数将达到416亿个，近期智能家居和可穿戴设备也开始广泛应用。

　　Gartner预测，今年企业和汽车行业将占58亿台物联网设备，比2019年增长近四分之一。由于智能电表的不断推出，公用事业将是物联网的最大用户。入侵检测和网络摄像头等安全设备将是物联网设备的第二大用途。建筑自动化(如联网照明)将是增长最快的行业，其次是汽车(联网汽车)和医疗行业(慢性病监测)。

　　物联网对企业有什么好处?

　　物联网对企业的好处取决于具体的实现，敏捷性和效率通常是首要考虑的因素。其想法是，企业应该有权访问更多关于其自身产品和内部系统的数据，从而获得更大的改变能力。

　　制造商正在为其产品组件添加传感器，这样他们就可以将数据传送回来，以了解其产品的性能。这可以帮助公司发现组件何时出现故障，并在造成损坏之前将其替换。公司还可以利用这些传感器生成的数据来提高其系统和供应链的效率。

　　麦肯锡表示：“随着全面、实时数据收集和分析的引入，生产系统的响应速度可能会显著提高。”

　　企业对物联网的使用可以分为两个部分：

　　特定行业的产品，例如发电厂中的传感器或用于医疗的实时定位设备;

　　可用于所有行业的物联网设备，例如智能空调或安全系统。

　　虽然特定行业的产品将在初期投入使用，但Gartner预测，到2020年，跨行业设备将达到44亿台，而垂直行业设备将达到32亿台。

　　2019年全球物联网支出达到7450亿美元，比2018年的6460亿美元增长15.4%，IDC的预测2022年将突破1万亿美元大关。

　　物联网应用的主要行业是 discrete manufacturing (支出1,190亿美元)、 process manufacturing(780亿美元)、运输业(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;在运输领域，货运监控和车队管理将是重中之重;公用事业行业的物联网支出以电力、天然气和水力等智能电网项目为主。

　　消费者物联网支出预计将达到1,080亿美元，成为第二大行业板块。智能家居、个人健康和联网汽车将成为消费的主要部分。

　　从用例来看，制造业务(1000亿美元)、生产资产管理(442亿美元)、智能家居(441亿美元)和货运监控(417亿美元)将是最大的投资领域。

　　什么是工业物联网?

　　工业物联网(IIoT)、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使用时的名称，这一概念与家用物联网设备的概念相同，但是在这种情况下，其目标是利用传感器、无线网络、大数据、人工智能和分析技术来衡量和优化工业流程。

　　如果将其引入整个供应链，而不仅仅是单个公司，那么对材料的及时交付以及从头到尾的生产管理的影响可能会更大。提高劳动力生产力或节省成本是两个潜在的目标，但IIoT还可为企业创造新的收入来源。制造商还可以销售预测性维护服务，而不仅仅只出售独立产品。

　　物联网对普通人有什么好处?

　　物联网使我们的生活变得更智能，Amazon的Echo、Google Home、天猫精灵和小爱同学等智能音箱使播放音乐、设置闹钟或获取其他信息变得更加容易;家庭安全系统使生活更加安全;智能恒温器可以在我们外出回家之前为房屋调温。

　　放眼家庭之外，传感器可以帮助我们了解环境状况;自动驾驶汽车和智慧城市可能会改变我们建设和管理公共场所的方式。

　　然而，这些创新可能会对我们的个人隐私产生重大影响。

　　对于消费者而言，智能家居可能是他们接触互联网事物较多的地方之一，这也是大型科技公司(尤其是亚马逊，谷歌和苹果)在激烈竞争的领域。

　　物联网的安全性如何?

　　安全是物联网的最大问题之一。在许多情况下，这些传感器会收集一些极其敏感的数据，比如你在自己家里所言所行。保持安全对消费者的信任至关重要，但是到目前为止，物联网的安全性一直很差，太多的物联网设备缺乏对安全性的考量，例如对数据进行加密处理等。

　　软件经常会发现一些漏洞，但许多物联网设备都缺乏补丁功能，这意味着它们将一直处于危险之中。像路由器和网络摄像头等物联网设备，固有的安全性不足使它们很容易被黑客攻击。

　　研究人员发现，黑客可以轻松地攻击十万个网络摄像头，同时一些儿童智能手表也存在着安全漏洞，这些漏洞使黑客能够追踪佩戴者的位置、窃听对话、甚至直接与用户通信。

　　政府越也越来越担心这种的风险，英国政府已经发布了有关消费物联网设备安全性的指南。它希望公司将提供公开的联系方式，以便任何人都可以报告漏洞，并且制造商将明确声明设备安全更新的时间。

　　将工业机器连接到物联网网络，增加了黑客发现和攻击这些设备的风险，企业需要确保自身的网络隔离和保护，着重注意数据加密以及传感器、网关和其他组件的安全。然而，目前的物联网技术很难确保这一点，组织间也缺乏一致的物联网安全计划，这十分令人担忧。

　　物联网填补了数字世界和现实世界之间的鸿沟，但这也意味着入侵设备可能会对现实世界造成危险。例如，侵入控制发电站的温度传感器，控制无人驾驶汽车都有可能带来灾难性的后果。

　　物联网与隐私

　　由于物联网传感器收集数据的特性，其将面临一个巨大的隐私和安全问题。例如，在智能家居方面，它可以知道您何时醒来(智能咖啡机启动时)以及您刷牙的时间(智能牙刷)，收听的电台(智能音箱)，吃的食物类型(智能烤箱或冰箱)，以及谁来做客并经过您家门口(智能门铃)，这些数据都有可能会被统计然后出售。

　　数据的统计收集涉及到我们的隐私问题，虽然并非所有的智能家居公司都会出售用户的隐私数据，但有些公司确实是这样做的。

　　物联网与企业业务

　　最近的一项调查发现，80%的公司无法完全识别其网络上的所有物联网设备。不安全的物联网产品可能会导致公司网络轻易就遭受黑客的攻击，或者数据泄漏。这可能看起来微不足道，但是深入想象一下，如果某天早上你办公室的智能门锁无法打开，或者办公室的智能音箱被黑客用来创建进入公司网络的后门，后果难以想象。

　　物联网和数据

　　物联网设备可能会包含一个或多个传感器，用于收集数据。这些传感器收集的信息取决于具体的设备及其任务。例如，工业机械内部的传感器可以测量温度或压力;安全摄像头可能带有一个接近感应传感器以及声音和视频;家庭气象站可能会有一个湿度传感器。所有这些传感器数据将被发送到某个地方。也就是说，物联网设备需要通过Wi-Fi、4G、5G等进行数据传输。

　　IDC估计，五年内，物联网设备将产生79.4 ZB的数据。其表示，一些物联网数据是非常零散且碎片化的，例如传感器的温度读数或智能电表的读数等快速更新的数据;另外一些设备可能会产生大量数据流量，例如使用计算机视觉的视频监控摄像头。

　　IDC表示，物联网设备产生的数据量将在未来几年快速增长。目前大部分数据是通过视频监控生成的，但是随着时间的推移，其他工业和医疗用途的设备将生成更多的数据。无人机也将成为利用摄像头创建数据的一大推动力。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、视频，以及更专业的汽车传感器数据。

　　物联网和大数据分析

　　物联网产生的大量数据意味着它同时也是大数据分析项目的重要推动力，它允许企业创建庞大的数据集并对其进行分析。例如，向制造商提供有关其组件在实际情况下的性能的大量数据可以帮助他们更快地进行改进，而从城市周围的传感器收集的数据可以帮助规划人员更有效地进行交通规划。

　　这些数据将以许多不同的形式出现-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以供深入研究。正如IDC所指出的那样，物联网元数据是一个日益增长的需要管理和利用的数据来源。

　　思科表示，到2021年，支持物联网应用的M2M连接将占全球271亿台设备和连接的一半以上，占全球IP流量的5%。

　　物联网与云计算

　　物联网应用产生的海量数据意味着许多公司将选择在云上进行数据处理。目前，云计算巨头已经有所动作，微软拥有自己的Azure物联网套件，亚马逊网络服务(AWS)提供一系列物联网服务，谷歌云也是如此。

　　物联网与智慧城市

　　通过在城镇或城市中安装大量传感器，规划人员可以实时地更好地了解实际情况，改善居民的生活。因此，智慧城市项目是物联网的一个关键用例。物联网项目旨在将城市中产生的大量数据(例如监控摄像头和环境传感器)以及大型基础设施网络(如控制交通信号灯的网络)连接起来，然后向系统中添加更多智能。

　　例如，西班牙计划在巴利阿里群岛覆盖50万个传感器，并将其改造为物联网项目的实验室;AT&T正在启动一项服务，通过启用LTE传感器来监测桥梁、道路和铁路等基础设施的裂缝和倾斜等结构变化。

　　大型科技公司将智慧城市项目视为一个拥有巨大潜力的领域，移动运营商和网络公司等都在积极参与其中。

　　物联网和5G如何连接和共享数据?

　　物联网设备使用多种方法来连接和共享数据，尽管大多数设备将使用某种形式的无线连接：家庭和办公室将使用标准的Wi-Fi、Zigbee或低功耗蓝牙(如果移动性要求不是特别强的话，甚至可以使用以太网);其他设备将使用LTE(现有技术包括NB-IoT和LTE-M，主要针对发送有限数据量的小型设备)甚至是卫星连接进行通信。

　　毫无疑问的是，未来将使用5G网络来支持物联网项目。5G提供了在每平方公里内安装多达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，从而使大规模工业物联网部署成为可能。英国刚刚在两个“智能工厂”开始了5G和IoT的试验。

　　5G的部署普及可能还需要一段时间，爱立信预测，到2025年，将有大约50亿个IoT设备连接到蜂窝网络，但其中只有大约四分之一是宽带IoT，大部分是4G。

　　根据Gartner的调查，室外监控摄像头将成为短期内5G IoT设备的最大市场，占今年5G IoT设备的70%，到2023年底这一比例将下降至30%左右，到那时它们将被联网汽车超越。Gartner预测，今年将有350万台5G物联网设备投入使用，到2023年将接近5000万台。从长远来看，汽车行业将是5G物联网应用的最大领域。

　　物联网还可能会推动边缘计算的发展，随着物联网的不断推进，用于云处理的数据可能会减少，为了降低成本，更多的处理可以在设备上完成，只需将有用的数据发送回云。

　　物联网数据和人工智能

　　物联网设备产生的大量数据，无论是发动机温度、车门的开关状态或智能仪表读数的信息都必须收集、存储和分析。企业想要充分利用这些数据可以将其与人工智能(AI)系统相结合，利用AI获取IoT数据并预测。

　　例如，谷歌利用AI负责其数据中心冷却系统。AI利用从IoT传感器中提取的数据，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，谷歌能够提高其数据中心的效率，并将同样的技术在其他工业环境中使用。

　　物联网下一步将走向何方?

　　目前，物联网设备的部署仍处于初期阶段，大多数与物联网相关的公司目前都处于试用阶段，这主要是因为必要的技术(传感器技术、5G和机器学习分析)本身仍处于开发初期。

　　此外，在平台开发和标准制定方面，从设备制造商到软件公司再到网络运营商，大家都想分一杯羹，目前尚不清楚哪些公司将胜出。但是如果缺乏标准，再加上安全问题，未来几年我们可能会看到更多的大型物联网安全事故。

　　随着联网设备的不断增加，未来，我们的生活和工作环境将充斥着智能产品，安全跟隐私之间的取舍可能会成为很多人关注的重点。