什么是物联网 (IoT)？ – 射频技术研习社

物联网或物联网是一个由相互关联的计算设备、机械和数字机器、物体、动物或人组成的系统，这些设备具有唯一标识符 ( UID )，并且能够通过网络传输数据而无需人与人之间的交流。人机交互或人机交互。

物联网中的事物可以是植入心脏监测器的人、带有生物芯片应答器的农场动物、具有内置传感器以在轮胎压力低时提醒驾驶员的汽车或任何其他自然或人造的可以分配 Internet 协议 (IP) 地址并能够通过网络传输数据的对象。

各行各业的组织越来越多地使用物联网来提高运营效率，更好地了解客户，以提供增强的客户服务、改进决策并增加业务价值。

物联网如何运作？

物联网生态系统由支持网络的智能设备组成，这些设备使用嵌入式系统（例如处理器、传感器和通信硬件）来收集、发送和处理从环境中获取的数据。物联网设备通过连接到物联网网关或其他边缘设备来共享它们收集的传感器数据，在这些设备中，数据要么发送到云端进行分析，要么在本地进行分析。有时，这些设备与其他相关设备进行通信，并根据它们从彼此获得的信息采取行动。这些设备无需人工干预即可完成大部分工作，尽管人们可以与设备进行交互——例如，设置它们、给它们指令或访问数据。

与这些支持网络的设备一起使用的连接、网络和通信协议在很大程度上取决于部署的特定物联网应用程序。

物联网还可以利用人工智能 (AI) 和机器学习来帮助使数据收集过程更容易、更动态。

为什么物联网很重要？

物联网帮助人们更智能地生活和工作，并完全掌控自己的生活。除了提供智能设备来实现家庭自动化之外，物联网对业务也至关重要。物联网为企业提供了对其系统实际工作方式的实时了解，提供对从机器性能到供应链和物流运营的所有方面的洞察。

物联网使公司能够自动化流程并降低劳动力成本。它还减少了浪费并改善了服务交付，降低了制造和交付商品的成本，并为客户交易提供了透明度。

因此，物联网是日常生活中最重要的技术之一，随着越来越多的企业意识到连接设备的潜力以保持竞争力，它将继续发展。

物联网对组织有什么好处？

物联网为组织提供了多种好处。有些好处是特定于行业的，有些则适用于多个行业。物联网的一些共同好处使企业能够：

监控他们的整体业务流程；

改善客户体验（CX）；

节省时间和金钱；

提高员工生产力；

整合和调整商业模式；

做出更好的商业决策；和

产生更多的收入。

物联网鼓励公司重新思考他们处理业务的方式，并为他们提供改进业务战略的工具。

一般来说，物联网在制造、运输和公用事业组织中最为丰富，利用传感器和其他物联网设备；然而，它也为农业、基础设施和家庭自动化行业的组织找到了用例，引导一些组织走向数字化转型。

物联网可以让农民的工作更轻松，从而使他们受益。传感器可以收集有关降雨、湿度、温度和土壤含量以及其他因素的数据，这将有助于实现农业技术的自动化。

监控基础设施周围运营的能力也是物联网可以提供帮助的一个因素。例如，传感器可用于监测结构建筑、桥梁和其他基础设施内的事件或变化。这带来了好处，例如节省成本、节省时间、生活质量工作流程更改和无纸化工作流程。

家庭自动化企业可以利用物联网来监控和操纵建筑物中的机械和电气系统。在更广泛的范围内，智慧城市可以帮助市民减少浪费和能源消耗。

物联网涉及各个行业，包括医疗保健、金融、零售和制造行业。

物联网的优缺点是什么？

物联网的一些优势包括：

随时随地在任何设备上访问信息的能力；

改进了连接的电子设备之间的通信；

通过连接的网络传输数据包，节省时间和金钱；和

自动化任务有助于提高企业服务的质量并减少人工干预的需要。

物联网的一些缺点包括：

随着连接设备数量的增加和设备之间共享的信息越来越多，黑客窃取机密信息的可能性也在增加。

企业最终可能不得不处理大量甚至数百万的物联网设备，从所有这些设备收集和管理数据将是一项挑战。

如果系统中存在错误，则每个连接的设备都可能会损坏。

由于物联网没有国际兼容性标准，不同制造商的设备很难相互通信。

物联网标准和框架

有几个新兴的物联网标准，包括：

IP v6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks ( 6LoWPAN)是 Internet 工程任务组 ( IETF ) 定义的开放标准。6LoWPAN 标准使任何低功率无线电都能与互联网通信，包括 804.15.4、蓝牙低功耗 ( BLE ) 和Z-Wave（用于家庭自动化）。

ZigBee是一种低功耗、低数据速率的无线网络，主要用于工业环境。ZigBee 基于电气和电子工程师协会 (IEEE) 802.15.4 标准。ZigBee 联盟创建了 Dotdot，这是一种物联网通用语言，使智能对象能够在任何网络上安全地工作并相互理解。

LiteOS是用于无线传感器网络的类 Unix 操作系统 (OS)。LiteOS 支持智能手机、可穿戴设备、智能制造应用、智能家居和车联网 (IoV)。该操作系统还用作智能设备开发平台。

OneM2M是一种机器对机器的服务层，可以嵌入到软件和硬件中以连接设备。创建全球标准化机构 OneM2M 的目的是开发可重用的标准，以使不同垂直领域的物联网应用程序能够进行通信。

数据分发服务 (DDS)由对象管理集团 (OMG) 开发，是一种用于实时、可扩展和高性能M2M通信的物联网标准。

高级消息队列协议 ( AMQP )是一种开源发布的有线异步消息传递标准。AMQP 支持在组织和应用程序之间进行加密和可互操作的消息传递。该协议用于客户端-服务器消息传递和物联网设备管理。

受限应用协议 ( CoAP )是由 IETF 设计的协议，它指定低功耗、计算受限的设备如何在物联网中运行。

远程广域网 (LoRaWAN)是一种用于 WAN 的协议，旨在支持具有数百万低功耗设备的大型网络，例如智能城市。

物联网框架包括以下内容：

Amazon Web Services (AWS) IoT是亚马逊发布的物联网云计算平台。该框架旨在使智能设备能够轻松地与 AWS 云和其他连接的设备连接并安全地交互。

Arm Mbed IoT是一个基于Arm 微控制器开发物联网应用程序的平台。Arm Mbed 物联网平台的目标是通过集成 Mbed 工具和服务，为物联网设备提供可扩展、连接和安全的环境。

Microsoft 的Azure IoT Suite是一个平台，由一组服务组成，使用户能够与其 IoT 设备进行交互和接收数据，并对数据执行各种操作，例如多维分析、转换和聚合，并将这些操作可视化以适合业务的方式。

Google 的 Brillo/Weave是一个用于快速实施 IoT 应用程序的平台。该平台由两个主要主干组成：Brillo，一种基于 Android 的操作系统，用于开发嵌入式低功耗设备，以及 Weave，一种面向物联网的通信协议，用作设备和云之间的通信语言。

Calvin是爱立信发布的开源物联网平台，旨在构建和管理使设备能够相互通信的分布式应用程序。Calvin 包括一个供应用程序开发人员使用的开发框架，以及一个用于处理正在运行的应用程序的运行时环境。

消费者和企业物联网应用

物联网有许多现实世界的应用，从消费者物联网和企业物联网到制造和工业物联网 ( IIoT )。物联网应用跨越众多垂直领域，包括汽车、电信和能源。

例如，在消费领域，配备智能恒温器、智能电器以及连接供暖、照明和电子设备的智能家居可以通过计算机和智能手机进行远程控制。

带有传感器和软件的可穿戴设备可以收集和分析用户数据，向其他技术发送有关用户的信息，目的是让用户的生活更轻松、更舒适。可穿戴设备还用于公共安全——例如，通过提供到达某个位置的优化路线或跟踪建筑工人或消防员在危及生命的地点的生命体征，提高紧急情况下急救人员的响应时间。

在医疗保健领域，物联网提供了许多好处，包括通过分析生成的数据更密切地监控患者的能力。医院经常使用物联网系统来完成诸如药品和医疗器械的库存管理等任务。

例如，智能建筑可以使用检测房间内住户人数的传感器来降低能源成本。温度可以自动调节——例如，如果传感器检测到会议室已满，则打开空调，或者如果办公室中的每个人都回家了，则将温度调低。

在农业领域，基于物联网的智能农业系统可以使用连接的传感器帮助监测农田的光照、温度、湿度和土壤湿度等。物联网还有助于实现灌溉系统的自动化。

在智慧城市中，物联网传感器和部署，例如智能路灯和智能电表，可以帮助缓解交通、节约能源、监控和解决环境问题以及改善卫生状况。

物联网安全和隐私问题

物联网将数十亿台设备连接到互联网，涉及使用数十亿个数据点，所有这些都需要得到保护。由于其扩展的攻击面，物联网安全和物联网隐私被认为是主要问题。

2016 年，最近最臭名昭著的物联网攻击之一是 Mirai，这是一个僵尸网络，它渗透到域名服务器提供商 Dyn 并在很长一段时间内关闭了许多网站，这是有史以来最大的分布式拒绝服务 ( DDoS ) 攻击之一见过。攻击者通过利用安全性差的物联网设备来访问网络。

由于物联网设备紧密相连，黑客所要做的就是利用一个漏洞来操纵所有数据，使其无法使用。不定期或根本不更新设备的制造商使他们容易受到网络犯罪分子的攻击。

此外，联网设备经常要求用户输入他们的个人信息，包括姓名、年龄、地址、电话号码甚至社交媒体账户——这些信息对黑客来说是无价的。

黑客并不是物联网的唯一威胁；隐私是物联网用户的另一个主要问题。例如，制造和分销消费物联网设备的公司可以使用这些设备来获取和出售用户的个人数据。

除了泄露个人数据外，物联网还对电力、交通和金融服务等关键基础设施构成风险。

物联网的历史是什么？

麻省理工学院 (MIT) Auto-ID 中心的联合创始人 Kevin Ashton 在 1999 年向宝洁 (P&G) 做的一次演讲中首次提到了物联网。 ) 引起宝洁公司高级管理层的注意，阿什顿将他的演讲称为“物联网”，以融入 1999 年很酷的新趋势：互联网。麻省理工学院教授 Neil Gershenfeld 的书《When Things Start to Think》也出现在 1999 年。它没有使用确切的术语，但提供了物联网发展方向的清晰愿景。

物联网是从无线技术、微机电系统 ( MEMSes )、微服务和互联网的融合发展而来的。这种融合有助于打破运营技术 ( OT ) 和信息技术 (IT) 之间的隔阂，从而能够分析机器生成的非结构化数据以获得洞察力以推动改进。

虽然 Ashton 是第一次提到物联网，但连接设备的想法自 1970 年代就已经存在，其绰号是嵌入式互联网和普适计算。

例如，第一个互联网设备是 1980 年代初期卡内基梅隆大学的可乐机。使用网络，程序员可以检查机器的状态，并确定是否有冷饮等着他们，如果他们决定前往机器。

物联网从 M2M 通信演变而来，即机器通过网络相互连接，无需人工交互。M2M 是指将设备连接到云、对其进行管理和收集数据。

将 M2M 提升到一个新的水平，物联网是一个由数十亿智能设备组成的传感器网络，将人、系统和其他应用程序连接起来以收集和共享数据。作为其基础，M2M 提供支持物联网的连接性。

物联网也是监督控制和数据采集 ( SCADA ) 的自然延伸，SCADA 是一类用于过程控制的软件应用程序，从远程位置实时收集数据到控制设备和条件。SCADA 系统包括硬件和软件组件。硬件收集数据并将其输入安装了 SCADA 软件的计算机，然后在计算机上及时处理和呈现数据。SCADA 的演变使得新一代 SCADA 系统发展成为第一代物联网系统。

然而，物联网生态系统的概念直到 2010 年年中才真正形成，当时中国政府部分表示将物联网作为其五年计划的战略重点。