物聯(lián)網(wǎng)是什么?什么是萬物互聯(lián)?
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)是當(dāng)下概念最炙手可熱的技術(shù)領(lǐng)域之一。早在1999年,Kevin Ashton在一次演講中第一次提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念,并因此被譽(yù)為物聯(lián)網(wǎng)之父。隨后,麻省理工學(xué)院的Neil Gershenfeld教授出版了《When Things Start to Think》一書,正式開啟了物聯(lián)網(wǎng)的序幕。
物聯(lián)網(wǎng)的核心概念
物聯(lián)網(wǎng)的核心概念是將各種物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)物與物之間的智能交互??梢哉f,只要能夠與網(wǎng)絡(luò)連接的任何物品都可以成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。比如我們?nèi)粘I钪信宕鞯闹悄苁直?、使用的共享單車、馬路上行駛的汽車、家中的智能冰箱以及街道上的智能路燈甚至一棵樹,只要利用工業(yè)路由器,它們就能夠連接到網(wǎng)絡(luò),就能共同構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的一部分。這些物品通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞和處理,實現(xiàn)人與物、物與物之間的智能互通。
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將給人們的生活帶來巨大的變化。通過低成本、大規(guī)模地使用可通訊的物品,我們可以從這些物品中獲取各種數(shù)據(jù),并依托于這些數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)出各種服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動先進(jìn)的感應(yīng)技術(shù)的普及,從而能夠更好地了解和預(yù)測真實世界。通過實時、大規(guī)模地收集人、物、環(huán)境數(shù)據(jù),我們可以建立新型的社會基礎(chǔ)設(shè)施,優(yōu)化城市運(yùn)作,監(jiān)測和預(yù)警與民生相關(guān)的危險和災(zāi)害。
物聯(lián)網(wǎng)和M2M
在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的過程中,機(jī)器對機(jī)器通信(M2M)等關(guān)鍵技術(shù)備受矚目。雖然物聯(lián)網(wǎng)和M2M在很多方面可以互換使用,但嚴(yán)格來說它們是不同的。M2M強(qiáng)調(diào)的是機(jī)器和機(jī)器之間無需人為干預(yù)的通信,重點在于機(jī)器間通信的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。而物聯(lián)網(wǎng)更注重為信息接收者提供服務(wù),作為一個服務(wù)網(wǎng)絡(luò),其范圍更廣泛。
從普通用戶的角度來看,物聯(lián)網(wǎng)可以分為四個主要組成部分:物聯(lián)網(wǎng)終端、傳感器、網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)
物聯(lián)網(wǎng)終端
物聯(lián)網(wǎng)終端是指我們使用的各種物品,例如智能手機(jī)、平板電腦、汽車、家電、自行車、手表、手環(huán)等。這些物聯(lián)網(wǎng)終端扮演著感知和反饋的雙重角色。感測就是指收集終端設(shè)備的狀態(tài)和周圍環(huán)境的狀態(tài),并將這些信息傳達(dá)給系統(tǒng)。而反饋則是指接收系統(tǒng)發(fā)來的通知后,執(zhí)行特定操作或顯示相應(yīng)信息。
傳感器
為了收集設(shè)備和周圍環(huán)境的信息,我們需要使用傳感器這種電子器件。傳感器的作用是將物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為電子信號輸出。通過利用傳感器轉(zhuǎn)換的電子信號,系統(tǒng)可以獲取現(xiàn)實世界中物體的狀態(tài)或周邊環(huán)境的狀態(tài)。傳感器通常被嵌入到各種物聯(lián)網(wǎng)終端中使用。
網(wǎng)絡(luò)連接
網(wǎng)絡(luò)連接是物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一環(huán)。物聯(lián)網(wǎng)需使用兩類網(wǎng)絡(luò):終端相互連接的網(wǎng)絡(luò)和連接至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。有些終端無法直接接入互聯(lián)網(wǎng),但通過連接到負(fù)責(zé)搜集傳感器數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,可以將這些終端再匯聚至互聯(lián)網(wǎng)。至于終端之間的連接方式,藍(lán)牙、ZigBee、LoRa和WIFI是幾種典型的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。而將終端直接連接到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng),通常需要通過互聯(lián)網(wǎng)訪問,依靠WIFI、寬帶網(wǎng)絡(luò)、GPRS/3G/4G/5G以及NB-IoT等移動網(wǎng)絡(luò)連接方式。
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心,對普通用戶而言,物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是接收和發(fā)送物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)的過程,并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲。物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)接收終端直接傳輸?shù)臄?shù)據(jù),包括終端上傳感器收集的信息和用戶對終端的操作。為了應(yīng)用這些龐大的數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,了解終端的運(yùn)行情況,識別潛在趨勢,并及時發(fā)現(xiàn)可能的異常情況。從非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中提取有用的信息,并結(jié)合大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行分析,將物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)從簡單的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)提升為幫助用戶創(chuàng)造價值的服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅局限于個人生活中,還滲透到了幾乎所有的產(chǎn)業(yè)中。從服裝、行李箱到照明等,各種行業(yè)都開始將物品與機(jī)器通信聯(lián)系起來,進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,讓人們的生活更加便捷。而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等核心領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更是具有顛覆性的影響。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一直被提及在國家最高決策機(jī)構(gòu)的“新基建”計劃中,并將持續(xù)受到人們的關(guān)注和推動。
物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)代科技進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。通過連接物品與互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)物與物之間的智能互通,物聯(lián)網(wǎng)將在各行各業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。無論是個人生活的便利化還是社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)都將持續(xù)引領(lǐng)科技創(chuàng)新的潮流。