物聯網（IoT）指的是物理設備（如電器和車輛）之間的互聯互通。這些設備嵌入了軟件、傳感器和連接功能，使其能夠相互連接并交換數據。這項技術實現了從龐大的設備網絡中收集和共享數據，為打造更高效、自動化的系統創造了機會。
物聯網是物理對象的網絡，這些對象在其架構中嵌入了電子元件，以便相互之間或與外部環境進行通信和感知交互。在未來幾年，基于物聯網的技術將提供更高級別的服務，并切實改變人們的日常生活方式。醫學、能源、基因療法、農業、智慧城市和智能家居等領域的進步，只是物聯網廣泛應用的幾個典型例子。
物聯網是一個由相互關聯的事物、計算設備、機械和數字機器、物體、動物或人組成的系統，這些元素都被賦予了唯一標識符，并具備在無需人與人或人與計算機交互的情況下通過網絡傳輸數據的能力。
物聯網的歷史
在這里，你將了解物聯網是如何發展的，通過對每個階段的解釋，你會明白物聯網在這些創新中所扮演的角色！
1982 年 —— 自動售貨機：物聯網首次嶄露頭角，卡內基梅隆大學的一臺自動售貨機連接到互聯網，用于報告其庫存和狀態，為遠程監控開辟了道路。
1990 年 —— 烤面包機：早期的物聯網創新，一臺烤面包機連接到互聯網，用戶可以遠程控制它，預示著智能家居設備的便利性。
1999 年 —— 物聯網概念提出：凱文?阿什頓創造了 “物聯網” 這個術語，用于描述設備相互通信和共享數據的互聯網絡，為一個新的連接時代奠定了基礎。
2000 年 ——LG 智能冰箱：LG 智能冰箱取得了突破，用戶可以遠程查看和管理冰箱內的物品，展示了物聯網在日常生活中的潛力。
2004 年 —— 智能手表：智能手表的出現將物聯網引入可穿戴技術領域，提供健身追蹤和即時通知功能。
2007 年 —— 智能 iPhone：蘋果的 iPhone 成為了變革性產品，通過應用程序整合了物聯網功能，將用戶與眾多服務和設備連接起來，把智能手機變成了樞紐。
2009 年 —— 汽車測試：物聯網進入汽車行業，通過傳感器為車輛提供實時診斷、性能監測和遠程測試功能。
2011 年 —— 智能電視：智能電視的推出將物聯網帶入客廳，實現互聯網連接，用于流媒體播放、應用程序使用和互動內容。
2013 年 —— 谷歌鏡頭：谷歌鏡頭展示了物聯網在圖像識別方面的潛力，讓智能手機能夠提供有關現實世界物體的信息。
2014 年 ——Echo：亞馬遜的 Echo 配備了虛擬助手 Alexa，展示了語音激活物聯網的強大功能，使智能家居更加直觀和響應迅速。
2015 年 —— 特斯拉自動駕駛：特斯拉的自動駕駛系統是物聯網在汽車領域的典范，通過互聯的傳感器和軟件引入了半自動駕駛功能。
物聯網的四個關鍵組件：（1）設備或傳感器（2）連接性（3）數據處理（4）接口
物聯網是嵌入日常物品中的互聯計算設備網絡，使它們能夠發送和接收數據。
截至目前，超過 90 億個 “物”（物理對象）已連接到互聯網。在不久的將來，這個數字預計將飆升至 200 億。
物聯網中使用的主要組件
低功耗嵌入式系統：在電子系統設計中，低功耗和高性能是重要的因素。
傳感器：傳感器是任何物聯網應用的重要組成部分。它是一種物理設備，能夠測量和檢測特定的物理量，并將其轉換為信號，可作為輸入提供給處理或控制單元進行分析。
不同類型的傳感器：溫度傳感器、圖像傳感器、陀螺儀傳感器、障礙物傳感器、射頻傳感器、紅外傳感器、MQ - 02/05 氣體傳感器、光敏電阻傳感器、超聲波距離傳感器。
控制單元：它是單個集成電路上的小型計算機單元，包含微處理器或處理核心、內存以及可編程輸入 / 輸出設備 / 外設。它負責物聯網設備的主要處理工作，并在此執行所有邏輯操作。
云計算：通過物聯網設備收集的數據量巨大，這些數據必須存儲在可靠的存儲服務器上。這就是云計算發揮作用的地方。數據經過處理和分析，為我們發現系統中的電氣故障等問題提供了更多可能。
大數據的可用性：我們知道物聯網嚴重依賴傳感器，尤其是實時傳感器。隨著這些電子設備在各個領域的普及，它們的使用將引發大量大數據的流動。
網絡連接：為了實現通信，互聯網連接必不可少，每個物理對象都由一個 IP 地址表示。然而，根據 IP 命名規則，可用的地址數量有限。由于設備數量不斷增加，這種命名系統將不再可行。因此，研究人員正在尋找另一種替代命名系統來表示每個物理對象。
構建物聯網的方式
構建物聯網有兩種方式：（1）形成一個僅包含物理對象的獨立網絡。（2）使互聯網的覆蓋范圍更加廣泛，但這需要諸如嚴格的云計算和快速大數據存儲等核心技術（成本高昂）。
在不久的將來，物聯網在范圍上將變得更廣泛、更復雜。它將在 “隨時隨地連接任何事物” 方面改變世界。
物聯網促成因素
射頻識別（RFID）：利用無線電波以電子方式追蹤附著在每個物理對象上的標簽。
傳感器：能夠檢測環境變化的設備（例如運動探測器）。
納米技術：顧名思義，這些是尺寸通常小于一百納米的微小設備。
智能網絡：例如網狀拓撲結構。
物聯網設備的工作原理
收集和傳輸數據：為此，傳感器被廣泛應用，根據不同應用領域的需求進行使用。
基于傳感器或處理設備產生的觸發來驅動設備：如果滿足某些條件，或者根據用戶需求激活了某些觸發，執行器設備將顯示要執行的操作。
接收信息：用戶或設備可以從網絡設備獲取某些信息，用于分析和處理目的。
通信協助：通信協助是指兩個網絡之間或同一或不同網絡的兩個或多個物聯網設備之間的通信現象。
這可以通過不同的通信協議實現，如 MQTT、受限應用協議、ZigBee、FTP、HTTP 等。
物聯網的特點：（1）大規模可擴展且高效（2）基于 IP 的尋址在未來將不再適用（3）大量不使用 IP 的物理對象的存在使物聯網成為可能（4）設備通常功耗較低。不使用時，應自動設置為休眠狀態。（5）此刻連接到另一設備的設備，在下一時刻可能不再連接。（6）間歇性連接—— 物聯網設備并不總是保持連接。為了節省帶寬和電池電量，設備在不使用時會定期斷電。否則，連接可能變得不可靠，從而導致效率低下。
任何物聯網應用所需的品質
- 互聯互通性：這是任何物聯網基礎設施的基本首要要求。必須保證任何網絡上的任何設備都能連接，這樣網絡中的設備才能相互通信。
- 異構性：物聯網設備可能存在多樣性，如不同的硬件和軟件配置、不同的網絡拓撲或連接方式，但盡管存在這些差異，它們仍應能夠相互連接和交互。
- 動態性：物聯網設備應能動態適應不斷變化的環境，如不同的情況和場景。
- 自適應性和自配置技術：例如監控攝像頭，它應能靈活適應不同的天氣條件和光照情況（早上、下午或晚上）。
- 智能性：在物聯網中，僅收集數據是不夠的，從生成的數據中提取知識非常重要。例如，傳感器生成數據，但只有正確解讀這些數據才有用。因此，智能性是物聯網的關鍵特征之一。因為數據解讀是任何物聯網應用的主要部分，沒有數據處理，我們就無法從數據中獲得任何見解。因此，大數據也是物聯網領域最關鍵的使能技術之一。
- 可擴展性：連接到物聯網區域的元素（設備）數量日益增加。因此，物聯網設置應能夠處理這種擴展。它可以通過提升處理能力、存儲等方面的能力進行垂直擴展，或者通過簡單克隆進行水平擴展。
- 身份標識：每個物聯網設備都有一個唯一的身份標識（例如 IP 地址）。這個標識有助于通信、追蹤以及了解設備狀態。如果沒有標識，將直接影響任何系統的安全性，因為沒有區分，我們就無法確定一個網絡與誰連接或與誰進行通信。因此，物聯網網絡和設備之間應該有清晰、合適的區分技術。
- 安全性：當設備連接到互聯網時，用戶的敏感個人信息可能會受到威脅。因此，數據安全是一個重大挑戰，這可能給用戶帶來損失。龐大的物聯網網絡中的設備也可能面臨風險。因此，設備安全也至關重要。
- 架構：應該是混合架構，支持不同制造商的產品在物聯網網絡中運行。
需要注意的是，物聯網包含數萬億個傳感器、數十億個智能系統和數百萬個應用程序。
應用領域
物聯網目前主要應用于以下四個熱門領域：（1）制造業 / 工業業務 - 40.2%（2）醫療保健 - 30.3%（3）安全 - 7.7%（4）零售 - 8.3%
現代應用：（1）智能電網與節能（2）智慧城市（3）智能家居 / 家庭自動化（4）醫療保健（5）地震檢測（6）輻射檢測 / 有害氣體檢測（7）智能手機檢測（8）水流監測（9）交通監控（10）可穿戴設備（11）智能門鎖保護系統（12）機器人與無人機（13）醫療保健與醫院、遠程醫療應用（14）安全（15）生物芯片轉發器（用于農場動物）（16）心臟監測植入物（例如起搏器、心電圖實時追蹤）（17）農業（18）工業
物聯網的優勢：（1）提高任務的效率和自動化程度。（2）增加信息的便利性和可獲取性。（3）更好地監控和控制設備與系統。（4）增強收集和分析數據的能力。（5）改進決策制定。（6）節省成本。
物聯網的劣勢：（1）安全擔憂以及遭受黑客攻擊或數據泄露的潛在風險。（2）與個人數據收集和使用相關的隱私問題。（3）對技術的依賴以及系統故障的潛在風險。（4）設備之間標準化和互操作性有限。（5）復雜性和維護要求增加。（6）初始投資成本高。（7）部分設備電池續航有限。（8）對自動化導致工作崗位流失的擔憂。（9）物聯網的監管和法律框架有限，可能導致混亂和不確定性。
本文轉載自 雪獸軟件
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