romi 发表于 2023-10-8 17:53:51

什么是物联网?其发展前景如何?

我是一个学物联网专业的学生,对于物联网我很迷茫.在知乎看了很多说法依然没有想法.

design8 发表于 2023-10-8 17:54:19

”物联网“如果按英文而言是Internet of Things,所以本身的定义上还是集中于Internet,是一种物与物之间的连接方式。不过就目前物联网的发展趋势而言,其已经不是一个单纯的Internet,而进一步成为一种抽象意义的系统,或者说生态,我们目前更多的不是在关注其网络的连接,而是利用物联网构成了一种什么样的系统。我们借用一些《图解物联网》里面的概念:

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往小的说,传统的internet是关于人的连接网络,主要是人与人时间传递信息,而发展到物联网之后,就不仅仅是人与人之间的连接了,更多的是人与物,物与物之间的连接关系,形形色色的“物”都可以通过internet相连。
物联网本身是从连接的方式来定义的,但是目前随着物联网的发展,物联网更多的是与智能结合在一起。物联网目前应该是包含了传感器,网络连接,终端设备三个角色的具有智能的反馈型网络。
还是借用《图解物联网》给的例子来说,目前我非常认同的观点是,物联网必须和智能化连接在一起的,那么下图是描述了一个场景:

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那么大致是4个步骤

[*]连接:家用电器和可穿戴设备要连接到网络。
[*]传感:所有的设备要采集信息,反馈到云服务器,反馈的内容包含人的身体情况,传感器数据等等
[*]分析:云服务器采用数据分析技术(也就是AI技术了),分析人的身体情况之类,接着向空调或者灯泡发出控制信号,调温度之类
[*]控制:最后是根据这些控制信息,对电器进行具体的控制。
以上实际上就是一种具有智能控制的物联网场景。那么在现实中,也已经有一些方案在具体实施过,比如说cisco的Cisco Digital Ceiling,这个曾经被翻译为“数字化天花板”。(参考:Cisco Digital Ceiling & Asset/Energy Mgmt,Cisco Digital Ceiling)。不过最后这个设计也没起来,或者说应用的很少。
Digital Ceiling为我们描述的场景主要是一个智能化办公的场景,比如说办公室的灯光会根据室外的光照进行动态调节,空调温度会根据室内外环境调节之类。而且进一步是根据每一个user来做一些custom设置,让用户可以直接享受到智能化的感觉。。。

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其在网络连接上主要具有两个特点,1)所有的设备,包含电器以及传感器,都是通过网络汇总到一个公共接入点,然后依赖云端进行控制,2)所有的设备用PoE的方式代替传统的供电方式,直接通过PoE进行供电。实际上这也是物联网的一个趋势,供电和网络应该是整合到一起的,要不是网线供电PoE,要不然是电力线供网(PLC)。

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为了安全性,所有的设备都还是要通过VLAN进行隔离的,当时看到该方案的时候,主要是一个灯光部分的控制,所以标注一下。

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那么最后整个网络的连接架构如下,其给出了一种中心式的物联网架构,一般中心式也都是企业网,或者商业普片采用的一种模式。

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那么所有的设备,包含了Intellignet driver,sensors等等,实际上都是汇总到网关上。然后网关和云端的Energy Management进行实时互动,同时Energy Management也可以通过多种接口收集用户的信息或者需求,综合这些为用户提供智能化服务。

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上图是IoT应用到现实中的一个大致步骤,那么一开始是连网,设备能够连接到网络上。(其实目前大部分IoT,尤其是家用这一块应该都处于整个阶段)。然后当设备都联网之后,通过一个智能化平台,要控制不同的设备,简单而言,就是一个小区域的智能化。最后当多个小区域智能化以后,那么就是一个面向用户的个性化配置的阶段了,完全智能化的场景下,用户在任意一个场景都可以获得根据自己的习惯,喜好所定义的物联网环境。这可能就是最后物联网要达到的一种智能化的效果。

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最后借用一张图解物连网里的图,物联网最后发展估计就是各种各样的设备,场景都被统一连接起来,在连接完成后,我们可以做的智能化操作也越来越多,不过我们目前看到的还仅仅是愿景,当下的物联网确实还没有出现过一个杀手级应用,所以究竟哪一天会真正引爆还是一个变数哈。

超导 发表于 2023-10-8 17:54:56

大家好,我是小枣君。

今天,我想和大家聊聊物联网。
最近几年,物联网的概念非常火爆,和物联网相关的技术,例如NB-IoT、LoRa、eMTC等,都频繁地出现在我们的眼前,出现在新闻里,出现在展会上。


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其实,「物联网」并不是一个新鲜词,20年前就有这样的叫法。而且,“物联网很重要”、“物联网一定会火”、“物联网一定能改变世界”……类似这样的言论,被翻来覆去说了很多年,大家也听了很多年。

为什么现在又老调重弹?这次的物联网,和以往的有什么不同?这次还是“噱头”吗?会成功吗?
为什么需要物联网?
通信的历史,和人类史一样漫长。
可以说,没有它,就没有人类社会。


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人类诞生之日起,就有了通信。
换句话说,人类发展史,就是通信技术的发展史。从烽火台,到驿站,再到无线电报、固定电话、手机,都是通信技术。


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这几十年以来,通信技术的主要奋斗目标,就是把每一个人连接起来。

现在,至少在我们国家,在欧美发达国家,都已经基本上做到了“人均一部手机”,有的人甚至有好几部手机。
可以说,把每一个人连接起来的目标,已经基本实现了。


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接下来,该怎么办呢? 就此停歇?停止通信技术的发展?
显然不会的。
我们虽然实现了空前紧密的人类联结,但还远远没有实现世界的联结。
是的,这个世界,除了“人”,还有“物”。
这个“物”,既包括动物,也包括植物,还有所有没有生命的物体。
人连接的目的,是为了信息传递,例如情感沟通,资讯分享,社交连接。

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物为什么要连接呢?

因为人类需要更好地生存,更有效率地生产,而生产离不开工具。
从木棒石块开始,到青铜钢铁,再到蒸汽机,再再到计算机。我们使用越来越多的工具,越来越发达的工具。


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交通工具的进化

以前,没有发达的工具和技术,一个人的控制能力非常有限——搬一个石头、捕获一条鱼。

今天,在发达工具和技术的帮助下,一个人的能量和效率能得到最大的发挥。例如,只需要一个司机,就能驾驶一辆几千吨重的火车。


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通信工具也是工具,借助强大的通信网络,可以无限扩大人类的控制边界。

人类能控制的已经不再是身边的物体,而是遥远的物体,或者庞大的系统。例如一个城市级的系统,甚至是一个国家级的系统。

物联网,就是这样的工具,帮助你连接和控制万物。

我们来设想一下,如果可以控制能想到的任何物体,我们会做些什么?

我可以远程集中管理公共基础设施,例如所有的洒水喷头,这样能大大降低成本,提升效率。

我还可以设计研发智能耳钉,给女士们使用,监控身体健康的各项指标。

我甚至可以开一个无人船运公司,随时随地为用户提供远洋物流服务。

……

怎么样?只有想不到,没有做不到!物联网简直打开了一个全新世界的大门!


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物联网应用举例

世界上的人口加在一起,只有70多亿。那么,世界上的物体呢?加起来有多少?

世界上有多少路灯?
世界上有多少个摄像头?
世界上有多少辆汽车?
世界上有多少只野生动物?
……

这是多么庞大的体量?!物联网的连接数,将达到人类连接数的成百上千倍!

有场景,就是有需求。
有需求,就是有市场。
有市场,就是有MONEY(钱)。

这,就是物联网蕴藏的巨大价值和潜力。

为什么物联网突然“火”了?

如前文所说,物联网并不是一个新概念。

1990年,就出现了第一台物联网设备——施乐公司的网络可乐贩售机
1995年,比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网

1999年,麻省理工学院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的定义

……

迄今为止,二三十年都过去了。人们一直都在谈论物联网,一直在宣扬它的价值,但是,它也一直处于“叫好不叫座”的境地。

为什么呢?

不是因为需求不足,也不是因为资金不够,而是因为技术没有成熟。

过去,我们所说的物联网,是基于无线局域网(WLAN)技术的物联网。物联网终端,接入的是无线路由器或专门的网关设备。你家的摄像头、门窗传感器、智能灯,只能连接Wi-Fi,通过Wi-Fi进行控制,就和家里的PC电脑一样。


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Wi-Fi 智能家居网关

Wi-Fi物联网虽然方便,但是太耗电了。例如门窗传感器,不到一周就要换电池。

所以慢慢有了Zigbee,有了蓝牙(Bluetooth)。但是,功耗依然很高,电池依然不够用。


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而且,它们的传送距离太短了。例如蓝牙,你房子稍微大一点,就没有信号了,连接中断。

WLAN物联网,家庭使用需求都无法满足,更别说工业企业应用场景了——

放牧牲畜的时候,总不能只在50平方米范围之内放吧?
监控井盖的时候,总不能每个井盖边上都放WiFi路由器吧?
监控水表电表的时候,总不能三天两头去换电池吧?

所以,WLAN物联网一直未能被市场所接受。

现在,以NB-IoT、LoRa为代表的「LPWAN」物联网技术崛起了。


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LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功耗广域网)物联网技术,彻底解决了WLAN物联网的问题。


以NB-IoT为例,它的优点如下:

<li data-pid="S0mkeZy9">广覆盖,增益高,覆盖面积大,信号质量好,网络建设成本低!省钱!<li data-pid="BJr69kMx">低功耗,一个电池用10年,摆脱了对电源和电线的依赖。彻底的无“线”!又是省钱!<li data-pid="OWV1KGNZ">大连接,决定了它支持海量的终端,一个小区就能hold住几万个点!又又是省钱!<li data-pid="NuaCiNf6">低成本,每个通讯模块才几十块钱(将来甚至几块钱),价格便宜!又又又是省钱!
成本是决定一项技术能否投入应用的一项关键指标。而目前,像NB-IoT这样的技术,既拥有良好的性能参数,又拥有市场可以接受的低成本,已经具备了成熟应用的条件。


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所以说,现在的物联网,才是真正的物联网。物联网爆发的时代,万物互联的时代,真的到来了。

另外介绍下物联网和5G的关系:

5G和物联网之间的关系非常紧密。

与其说发展5G是为了满足人类日常通讯的需求,更应该说,发展5G是为了物联网。

5G的三大应用场景(eMBB、mMTC、uRLLC),其中有两大,是物联网场景。

eMBB
增强型移动宽带,Enhance Mobile Broadband
人与人之间通信,人类上网,主要用这个。

mMTC
海量物联网通信,Massive Machine Type Communication
物联网主要用这个。

uRLLC
低时延、高可靠通信,Ultra Reliable & Low Latency Communication
主要用于智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务。


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请大家记住,技术是无法拯救行业的,只有需求和场景,才能做到这点。
十年前,是谁拯救了当时增长乏力的通信行业?
不是3G,是iPhone。或者说,是人类的移动应用需求(看视频,玩网游)。

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现在,能够拯救通信行业的,也不会是5G,而是物联网,还有它背后的需求。

需求带来场景,场景带来产品。颠覆性的产品,才能形成市场,才能拯救行业。
所以,准确来说,是物联网需求召唤5G技术,5G技术支撑物联网需求。

如果没有需求的支撑,以5G那么惊人的投资成本,是不可能有所作为的。


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无人驾驶,虚拟现实,智慧城市,工业4.0,这些才是5G存在的意义

总而言之,在我看来,盲目追求技术指标和参数,寄希望于5G靠技术性能拯救行业,是不现实的。物联网领域的应用场景挖掘,以及物联网应用的用户体验,才是真正需要关注的重点。

万物互联的时代已经到来,势必会有更多优秀的企业崛起,也会有大量的人才需求。如果你厌倦了传统通信领域的衰退,请一定不要错过这次宝贵的机遇!

zhaoxiaoning 发表于 2023-10-8 17:55:09

楼上一些回答太形而上学了,都是理论,简单的事情整复杂了,非常容易把人往沟里带。
本人从事物联网专业(说实话做了不少产品,但目前OSI七层协议都背不全),分享下自己的答案,希望能给题主一些帮助。
物联网其实是互联网的一个延伸,互联网的终端是计算机(PC、服务器),我们运行的所有程序,无非都是计算机和网络中的数据处理和数据传输,除了计算机外,没有涉及任何其他的终端(硬件)。
物联网的本质还是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器。这是计算机科技发展的必然结果,为人类服务的计算机呈现出各种形态,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。
不过物联网的概念目前被炒到过热。鄙人大概十年前开始学习嵌入式,那个时候还没物联网、智能硬件这么高大上的字眼。相信很多前辈那时跟我一样,学的是单片机编程,大家都用“单片机”来概括这个行业。大概2012年左右,很多热钱从房市涌出,投入资本市场。正是这个时候,一大波高大上词汇来袭。服务器技术叫“云”,单片机叫“智能硬件”,网络单片机应用叫“物联网”,车载单片机应用叫“车联网”。。。呵呵。这种现象是商业进展的必要性,我们搞技术的只能跟着改头换脸,谁叫发薪水的是老板呢,呵呵。
不过受限于技术上的瓶颈,物联网的发展,其实无法像当初互联网那样爆发。或者换通俗一点的说法,大家有没有发现很多物联网的应用,其实是锦上添花的东西,需求性并没有那么强,这也就是为什么很多智能硬件卖得并不是很好的根本原因;正是因为需求性原因,所以商业上也不会出现滴滴打车那样的持续性投入,又一定钳制了技术的进一步发展。
到今年,这一波的投资热潮冷却了很多,但是在这波浪潮里,我们的社会还是发生了很多变化。首先是关注物联网的人越来越多,从业者也越来越多。而且很多大学也开设了相关课程,政府也出台了行业鼓励政策。前面我们说过物联网的概念被炒得有点过热,所以在物联网的大群体里,有两类人最为迷茫。其一就是专注物联网的创业者,其二就是物联网专业的学生。鄙人也曾经属于第一类人。
物联网的技术前景是广阔的,近些年上市的一些空气净化器产品,穿戴设备,家庭环境监控设备,在过去是不曾有的,在目前的消费背景下,正服务着大众。未来还会有更多的新式设备出现,这些正是物联网技术发展的必然结果,所以投身于物联网的技术研发,是很有前景的一件事。
然而物联网的商业前景却是复杂的,特别是对于创业者而言,这不是一个好消息。既然创业,目的肯定是赚钱,然而放眼人类社会,最赚钱的事情,其实归类起来就那么几样。首先是资源、再就是获取资源的工具,以及信息。每个企业,想要活得好,目标只有一个,就是垄断。然而社会上的大部分资源,都是垄断在大企业手里,小企业参与的,往往是跟民生有关的门槛低的行业,竞争激烈,赚钱辛苦。回到计算机行业,虽然计算机行业开放程度很高,然而垄断的存在并不亚于其他行业。英特尔、ARM等公司,基本垄断了处理器行业。微软、Google(Android)、苹果垄断了操作系统。物联网是新兴市场,虽然目前容量不大,但各家各户都盯着,对于创业者而言,无法创造垄断,很难存活。创业者大部分都是小公司,你无论多么牛逼的技术,一旦有市场,大公司都可以迅速投入数倍于你的资金,在非常短的时间内模仿你,超过你,压垮你。你是小公司,宣传推广,也不可能投入像大公司那样的资金及影响力,所以产品再好,也不一定卖得好,这是每个技术型创业者,不得不面对的事实。
正是因为上述压力,很多创业者非常迷茫。本人过去四年间一直从事物联网行业,因此结识了很多同行,其中大部分都是创业者。这些创业者非常勤奋,对自己的想法充满热情,也往往敢于坚持。然而这些并没有什么用,大部分创业者,都没有走到今天,因为投资人的钱总是会烧完的。
我觉得想走向成功,物联网行业的创业者应该处理好两个问题。首先,应该认识到,计算机行业想突破垄断,对于大企业而言,是技术积累。然而对于个人或小团队而言,唯一的方法是缩小用户群体。就是我们应该专注于一个领域一项技术去解决一个问题。如果你说你的客户是大众每一个人,那你的东西基本一个都卖不出去。但是如果你的客户是“捷达轿车车主”+“装过电子导航系统”,那你的东西会比较好卖。缩小用户群体的好处,是大企业不会来跟你抢饭吃,而你又非常容易精准的找到你的客户并说服他们买你的东西。其次,个人或小团队,不应该有任何一刻在亏本,否则你终会难以坚持。最好的状态,应该是大家都有正职工作(收入),但是比较闲,一起来维护一款小产品,这样的情形,往往容易成功(最后团队或项目被大公司收购,实现财务自由,或职位上升)。
对于在大企业进行物联网方向研发的人员,自然不用担心收入问题,然而可能大部分时间,都要接受来自上层的任务分配。作为物联网技术从业者,我们应该认识到,这个行业的技术,还是有很多方面需要突破的,个人将一些觉得需要突破的技术陈列如下,希望在物联网方向的研发人员,可以在闲暇之余,做一下这么几方面的技术积累:
1.目前国内低功耗网络技术都做得不好,包括zigbee,其实也被过分夸大宣传。
2.传感器和传感输入部分,其实有很大的空间,人之所以聪明,跟手、眼、口、鼻、耳有很大关系,然而计算机的手眼口鼻耳,没一项可以跟人比。由于个人很难在芯片技术上积累,所以只能做做算法,对于视觉识别技术,各个领域,都有非常大的潜力,可以研究积累。
3.降低研发难度的工具,可以关注下,目前物联网还属于教学推广阶段,能够快速帮助从业者提高研发效率的工具,可以研究积累。(鄙人正是做这一块)
4.特定环境下的语音对话算法,可以研究下。目前所有的语音识别,几乎都不过是语音转文字而已,然后计算机通过词汇分析来执行任务,基本都做不了上下文对话。非特定环境下的语音对话,估计国外的苹果、google,国内的讯飞、腾讯、百度都在研究,个人技术者基本没有必要也没有机会。不过在特定环境下(比如自动导航这个环境,人的指令,只会围绕“导航”这个主题),语音对话是非常有效率的输入输出工具,值得个人研究积累。
说完创业者,再来说说各大高校的物联网专业的学习者。
其实我个人是不建议在本科搞物联网专业的,因为物联网专业不是基础学科,在本科开设,没能力的学校,也就是一个幌子,会坑不少人。有点能力的学校,也无法指望在当前的教学构架下,能让学生学到点什么。其原因就是,物联网涵盖的内容太多,随便列举列举:
1.数电模电、单片机编程技术:要做物联网产品,起码,你能看得懂电路板吧,你得能给单片机写几行代码,点个流水灯什么的吧。要知道,这过去是放到自动化专业四年要学的东西啊。电路板画得好,就算在内陆省会城市,月薪也随便上万的啊,单片机写得好,月薪也一样上万的啊。打什么物联网的幌子啊!
2.网络技术:光给单片机编单机程序还不行,你还得能让单片机上网吧,否则叫什么物联网。既然上网,最简单的“客户端-服务器”模型,你好歹得在云端放个服务器吧。且不说服务器程序你要自己写,到阿里云买个服务器,绑定个域名,估计你都得折腾一个礼拜。写服务器程序,那在本科也是一门专业啊,起码VC要学吧(时髦点学java)。你即会上位机,又会单片机,那你是全栈工程师啊,这工资不是更高?
3.无线技术:很多产品,光一个单片机还不行,你还得整多个单片机,然后多个单片机互相整个网络,这就涉及到组网。用wifi,功耗太高。用zigbee,光协议就看死你。用蓝牙,人家构架就没这么整过。那只好自己写吧,从驱动到组网协议,你要能写全,还不出问题,那以后还有什么软件构架你整不了啊?
4.传感器技术:就目前而言吧,很多传感器都是数字型的,直接丢数值出来,单片机只需连上去就可以用,难到不难。但问题是量多,测温度吧,有温度传感器;测光照吧,有光照传感器;测空气吧,有空气质量传感器;还有加速度传感器、心率传感器、颜色传感器、分贝传感器。。。大学也就四年,学单片机编程估计都要三年,你看你剩下的时间能整几个吧。
5.终端技术(App):物联网物联网,你把用户搁哪啊,总要给用户丢个App来看看产品状态吧,那就得学习App怎么做。iOS和Android你还得都学了,不然用户就得减少一半,呵呵。
所以本科开设的物联网专业真的是坑啊,明摆着学校不可能教全的嘛,就算学校愿意教,学生也学不过来啊。给点可行性建议吧:
1.明确正确的技术观,物联网是一个行业,而不是一个专业。学好物联网里任何一项技术,都可以独当一面,迅速实现个人价值积累(收入很赞的哦)。如果贪多贪快,除了给自己带来无尽的失望和打击,没什么好处。
2.明确正确的发展方向,物联网涉及软硬件、互联网、App等多个领域,作为个人而言,只可能精其一样。如果是做硬件,那就好好学数电模电、应用电路、布线画板、传感器特性等等。如果是做软件,明确方向,一般建议本科阶段学好单片机编程、熟悉一两种传感器或应用,做一两款小产品即可。毕业后,可逐步过渡,学会和其他工程师配合,学会组网应用,多出作品练手。
3.实践大于理论,学物联网或者嵌入式一定要勤上手,多出作品。多出作品,不仅可以增长技术能力、了解物联网构架,最重要的是可以提高自信心。人与人的区别,大部分都在教育,而教育成功与否,自信是非常重要的评估法则。当然,由于物联网一般都是系统产品,建议学习者可以基于成熟的构架去做产品,这样容易成功做出完整产品。可以用我们酷享物联系统,也是选择之一。
4.毕业后,尽量不要去初创公司,不过初创公司也很少招应届生。一定要去中型企业或大企业的核心团队,哪怕打杂都行。无论未来是打算做市场还是做技术,一定要记得毕业招工作的时候,要想办法进企业的核心研发团队,大公司进不了,就进小一点的,再进不了,就再小一点。可能有人会问,人家不一定要我啊。对,人家不一定要你,你本科期间作出的物联网作品,就是敲门砖。
5.就业后,不要急于成功,闷下心思,跟着团队技术带头人做技术。有什么做什么,尽多培养不同领域的应用,多结实靠谱的技术朋友。三五年后,某一天,你会发现你自己有技术、有团队,可以做任何产品的时候,你的路也会宽阔起来。

最新动态,上述回答达于两年前,最近计划将一些好的理念,观点,知识,拍成公开课的形式,供大家参考:
1.什么是物联网? - 酷物联 - 脑洞不停,物联无限3.物联网和计算机的区别 - 酷物联 - 脑洞不停,物联无限【课程规划】一步一步成为物联网工程师 - 酷物联 - 脑洞不停,物联无限

坏人 发表于 2023-10-8 17:56:07

先戳个标,明天系统回答下。
PS:下面的内容主要是系统性梳理。我并没有列举物联网应用,实际上,物联网应用的领域太广了,农业、交通、医疗、物流、工业、安防等等等等,如下图:

http://picx.zhimg.com/48afe0a4a9ce91c4e2efed7e4a760f24_r.jpg?source=1940ef5c

目前排名第一的答案列举了几个小例子,大家可以把这几个小例子的理念共性地总结下,形成自己对物联网最入门的认识,但不要把它与物联网概念划等号。我这里资料很多,想要看具体案例的,可以在下面回复。


2.1 物联网概念
一、世界的物联网
物联网(Internet of Things,简称IOT)概念始终处于一个动态的、不断拓展的过程。

最初的物联网概念,国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。当时叫传感网。其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网,提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景,除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。

在国外,物联网概念往往以可视化的形式来深入人心,如图:

http://pica.zhimg.com/b297ef52dd2fd08cc2dcd41f65d05857_r.jpg?source=1940ef5c

—来源:http://freescale.com《物联网白皮书》
物联网体系可以形象地比喻成一棵树木,其由三部分构成:
最底层的是树根,即技术部分。由传感器技术&设备、嵌入式处理器技术&设备、连接技术&设备构成,是整个树木赖以生存和发展的根基。技术&设备的发展程度决定了树干和树冠的茂盛程度。
传感器技术&设备:压力传感器、温度传感器、湿度传感器等;
嵌入式处理技术&设备:微控制器MCU、微处理器MPU、网络处理器等;
连接技术&设备:NFC、Zigbee、GPS、WIFI等。
树根上面是树干,即软件部分。这是树木的躯干和中枢神经。包括设备驱动软件、服务器端软件和应用客户端软件。
树干上面是树冠。即应用部分。这是整个物联网体系的成果,可分为工业性应用和民用型应用两部分。
二、中国的物联网。
在我国,物联网的覆盖范围与时俱进,已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围,物联网已被贴上“中国式”标签,其含义为:
物联网是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
简单概括可为:把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,即物物相息,以实现智能化识别和管理。

2.2 物联网体系
一、物联网基本要素
物联网发展的关键要素包括由感知、网络和应用层组成的网络架构,物联网技术和标准,包括服务业和制造业在内的物联网相关产业,资源体系,隐私和安全以及促进和规范物联网发展的法律、政策和国际治理体系。

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—参考来源:工业和信息化部电信研究所

二、物联网网络架构
物联网网络架构由感知层、网络层和应用层组成。
感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制,并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。
网络层主要实现信息的传递、路由和控制,包括延伸网、接入网和核心网,网络层可依托公众电信网和互联网,也可以依托行业专用通信网络。
应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口,以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。

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—来源:工业和信息化部电信研究院

三、物联网技术体系
物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等技术领域,因此物联网涵盖的关键技术也非常多,为了系统分析物联网技术体系,特将物联网技术体系划分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术。

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1.       感知、网络通信和应用关键技术。
传感和识别技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号。识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。
2. 网络通信关键技术。
网络通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制,重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M 通信增强、IP 承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。
3. 应用关键技术。
海量信息智能处理综合运用高性能计算、人工智能、数据库和模糊计算等技术,对收集的感知数据进行通用处理,重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。面向服务的体系架构(Service-oriented Architecture ,SOA)是一种松耦合的软件组件技术,它将应用程序的不同功能模块化,并通过标准化的接口和调用方式联系起来,实现快速可重用的系统开发和部署。SOA 可提高物联网架构的扩展性,提升应用开发效率,充分整合和复用信息资源。
4. 支撑技术。
物联网支撑技术包括嵌入式系统、微机电系统(Micro ElectroMechanical Systems,MEMS)、软件和算法、电源和储能、新材料技术等。
5. 共性技术。
    物联网共性技术涉及网络的不同层面,主要包括架构技术、标识和解析、安全和隐私、网络管理技术等。
四、物联网标准化体系
物联网标准是国际物联网技术竞争的制高点。由于物联网涉及不同专业技术领域、不同行业应用部门,物联网的标准既要涵盖面向不同应用的基础公共技术,也要涵盖满足行业特定需求的技术标准;既包括国家标准,也包括行业标准。
物联网标准体系相对庞杂,若从物联网总体、感知层、网络层、应用层、共性关键技术标准体系等五个层次可初步构建标准体系。
物联网总体性标准:包括物联网导则、物联网总体架构、物联网业务需求等。
感知层标准体系:主要涉及传感器等各类信息获取设备的电气和数据接口、感知数据模型、描述语言和数据结构的通用技术标准、RFID 标签和读写器接口和协议标准、特定行业和应用相关的感知层技术标准等。
网络层标准体系:主要涉及物联网网关、短距离无线通信、自组织网络、简化IPv6 协议、低功耗路由、增强的机器对机器(MachinetoMachine,M2M)无线接入和核心网标准、M2M 模组与平台、网络资源虚拟化标准、异构融合的网络标准等。
应用层标准体系:包括应用层架构、信息智能处理技术、以及行业、公众应用类标准。应用层架构重点是面向对象的服务架构,包括SOA 体系架构、面向上层业务应用的流程管理、业务流程之间的通信协议、元数据标准以及SOA 安全架构标准。信息智能处理类技术标准包括云计算、数据存储、数据挖掘、海量智能信息处理和呈现等。云计算技术标准重点包括开放云计算接口、云计算开放式虚拟化架构(资源管理与控制)、云计算互操作、云计算安全架构等。
共性关键技术标准体系:包括标识和解析、服务质量(QualityofService,QoS)、安全、网络管理技术标准。标识和解析标准体系包括编码、解析、认证、加密、隐私保护、管理,以及多标识互通标准。安全标准重点包括安全体系架构、安全协议、支持多种网络融合的认证和加密技术、用户和应用隐私保护、虚拟化和匿名化、面向服务的自适应安全技术标准等。

2.4 物联网产业
一、产业体系
物联网相关产业是指实现物联网功能所必需的相关产业集合,从产业结构上主要包括服务业和制造业两大范畴。

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—工业和信息化部电信研究院
物联网制造业以感知端设备制造业为主。感知端设备的高智能化与嵌入式系统息息相关,设备的高精密化离不开集成电路、嵌入式系统、微纳器件、新材料、微能源等基础产业支撑。部分计算机设备、网络通信设备也是物联网制造业的组成部分。
物联网服务业主要包括物联网网络服务业、物联网应用基础设施服务业、物联网软件开发与应用集成服务业以及物联网应用服务业四大类,物联网应用基础设施服务主要包括云计算服务、存储服务等,物联网软件开发与集成服务又可细分为基础软件服务、中间件服务、应用软件服务、智能信息处理服务以及系统集成服务,物联网应用服务又可分为行业服务、公共服务和支撑性服务。
物联网产业绝大部分属于信息产业,但也涉及其它产业,如智能电表等。物联网产业的发展不是对已有信息产业的重新统计划分,而是通过应用带动形成新市场、新业态,整体上可分三种情形:
一是因物联网应用对已有产业的提升,主要体现在产品的升级换代。如传感器、RFID、仪器仪表发展已数十年,由于物联网应用使之向智能化网络化升级,从而实现产品功能、应用范围和市场规模的巨大扩展,传感器产业与RFID 产业成为物联网感知终端制造业的核心;    二是因物联网应用对已有产业的横向市场拓展,主要体现在领域延伸和量的扩张。如服务器、软件、嵌入式系统、云计算等由于物联网应用扩展了新的市场需求,形成了新的增长点。仪器仪表产业、嵌入式系统产业、云计算产业、软件与集成服务业,不独与物联网相关,也是其它产业的重要组成部分,物联网成为这些产业发展新的风向标;
三是由于物联网应用创造和衍生出的独特市场和服务,如传感器网络设备、M2M 通信设备及服务、物联网应用服务等均是物联网发展后才形成的新兴业态,为物联网所独有。物联网产业当前浮现的只是其初级形态,市场尚未大规模启动。

二、产业链条
梳理产业体系能够对物联网产业的内容有全局性了解,但想明确自身企业在产业链中的位置以及做相应战略规划,就必须知道整个物联网上下游产业链。
以我国为例,在物联网概念热炒之前,物联网产业链已经存在,主要以集成商为主角,但集成商又分布在各个行业、地域中。所以目前的物联网产业链基本可以理解为战国时代,同样的模式在不同的地域、行业被不同的集成商控制。

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产业链上各部分的产业价值占比大约为:
(1)传感器/芯片厂商+通信模块提供商→15%;
(2)电信运营商提供的管道→15%;
(3)中间件及应用供应商+系统集成商+服务提供商→70%;
由此可见,在整个物联网产业价值链中,上游硬件厂商所占价值较小,绝大部分由中下游集成商/服务提供商分享,而这类占产业价值大头的公司通常都集多种角色为一体,以系统集成商的角色出现。电信运营商竭力在向两端延伸价值,但产业链的演变不是以运营商的意志为转移的,运营商可以在其中努力扩大产业链的自身价值,通过构建M2M平台和模块/终端标准化来逐步实现,但在实际的商业模式中,要让广大的集成商使用运营商标准的模块和平台,必须价值让利,通过模块的补贴、定制、集采逐步让集成商接纳运营商的标准,进而将行业应用数据流逐步迁移到运营商的平台上。
附:全球产业链各环节主要参与者产业定位和规模:

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三、资源体系
物联网发展中的关键资源主要包括标识资源和频谱资源。
1.       标识。
目前,物联网物体标识方面标准众多,很不统一。但大致有条码表示、智能物体标识、RFID标识、通信标识这四种。
2.       频谱资源。
物联网的发展离不开无线通信技术,因此频谱资源作为无线通信的关键资源,同样是物联网发展的重要基础资源。目前在物联网感知层和网络层采用的无线技术包括RFID、近距离无线通信、无线局域网(IEEE802.11)、蓝牙、蜂窝移动通信、宽带无线接入技术等。目前物联网应用大部分还在发展之中,物联网业务模型尚未完全确定,因此根据物联网业务模型和应用需求对频谱资源需求的分析、对多种无线技术体制“物联”带来的干扰问题分析、对频谱检测技术的研究、对提高空闲频谱频率利用率的方法研究、物联网频谱资源管理方式等方面将是物联网频谱资源研究的关键所在。

四、我国物联网产业概况
1. 产业保持较快增长,部分领域取得局部突破。
从2009年至今,我国物联网产业迅猛发展,从1700多亿元增长到6000多亿元,年复合增长率超过三成。同时物联网产业链不断健全,政策环境日趋完善、示范项目示范区建设取得较大成效,使我国物联网产业在量增的基础上实现了质的提升。

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—表格数据源自历年物联网报告(2014、2015年为预测)
物联网制造业中,我国感知制造获得局部突破,与国外差距在逐步缩小。
(1)在光纤传感器在高温传感器和光纤光栅传感器方面获得了重大突破,在石油、钢铁、运输、国防等行业实现了批量应用,产品质量达到国际先进水平。
(2)在RFID 领域,我国中高频RFID 技术产品在安全防护、可靠性、数据处理能力等方面接近国际先进水平,产业链业已成熟,在国内市场占据90%的份额。我国已成功研发出自主的超高频产品并打进了国际市场。
(3)在工业物联网领域研制成功了面向工业过程自动化的工业无线通信芯片。
物联网服务业中,我国三大运营商的M2M服务一直是产业亮点。
中国移动和中国电信分别把物联网业务基地升级成为物联网分公司进行市场化经营。中国联通各类近场支付卡发卡量已经超过200 万张,基于WCDMA 网络的企业专网提供智能公交行车监控及调度系统,用户规模超过100 万,覆盖城市已超过200 个。

2. 产业体系相对完善,但不同产业环节所处阶段不同。
我国物联网产业体系已基本齐全,包括以感知端设备和网络设备为代表的物联网制造业,以网络服务、软件与集成服务、应用服务为代表的物联网服务业。


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整体看来,我国在M2M 服务、中高频RFID、二维码等产业环节具有一定优势,在基础芯片设计、高端传感器制造、智能信息处理等产业环节依然薄弱;网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小,传感器、低频RFID 等感知端制造产业、高端软件与集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模,但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。
从全球来看,物联网大数据处理和公共平台服务处于起步阶段,物联网相关的终端制造和应用服务仍在成长培育。

3. 我国物联网产业已形成四大发展集聚区的空间格局
已初步形成分别以北京、上海、深圳、重庆为核心的环渤海、长三角、珠三角、中西部地区四大物联网产业集聚区的空间格局,其中:
(1)环渤海区域以北京为核心,主要借助产学研资源和总部优势,成为我国物联网产业研发、设计、运营和公共服务平台的龙头区域;
(2)长三角区域以上海、无锡双核发展为带动,是我国物联网最早起步的区域,产业规模在国内也是最大的,整体发展比较均衡,尤其无锡市作为“国家传感网创新示范区”,集聚了大批物联网龙头企业,在技术研发与产业化、以及应用推广方面发挥了引领示范作用;
(3)珠三角区域以深圳为核心,延续其在传统电子信息领域的研发制造优势,成长为物联网产品制造、软件研发和系统集成的重要基地;
(4)中西部地区以重庆和武汉为代表,在软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛,成为第四大产业基地。

    4. 传统设备厂商借助物联网技术探索全新的产品服务模式。
与国际上传统产业与信息产业跨界融合的趋势相辉映,我国也出现设备制造业与物联网、互联网融合,创新产品和服务新模式的现象。家电行业借力物联网技术,已经率先开展拓展价值空间并改善产品服务的模式探索。这种创新模式,不仅涉足智能家居领域和家居设备,还将催生融合物联网元素的多种智能产品,如可穿戴设备、智能汽车设备、医疗健康设备、智能玩具等等。传统产业通过与物联网技术深度融合,同时利用互联网的平台服务以及移动互联网的商业模式,形成开放产业生态创新产品和服务的模式,将成为物联网产业发展的重要方向。

maojianmi 发表于 2023-10-8 17:56:28

(如果觉得读后有帮助,请不要吝惜您的赞!~\(≧▽≦)/~)
物联网是在互联网的基础上,通过各种无线射频技术实现物体之间信息实时共享的一种网络。
简单地说,物联网通常是在 IEEE802.15.4 协议的基础上,使用无线传感器(一般叫做Zigbee)进行设备与设备之间的通信。举几个简单的例子:

[*]运输海鲜时,我们需要保证其温度在某个范围内,并且时时反馈。这时我们可以在冰柜里装一个无线传感器,检测其温度的变化。
[*]比如我们可以将其运用到学校的点名中来。我们设想未来的无线传感器都变得像一个徽章那么小,而且足够便宜,那我们可以把无线传感器做成学校徽章,在上课的时候利用一定的算法自动进行点名(我们学校有师兄已经在做这个项目了)。
[*]另一个例子是伦敦奥运会的智能垃圾桶,它能在垃圾满的时候自动通知卫生清理部门清理垃圾。

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引自:
盘点伦敦奥运会中运用的物联网技术
  物联网的产生是因为许多机器设备之间需要自动进行通信。而这种通信通常无须人类的参与,在预先设定好的机制下自动完成,这种设备与设备之间自动通信的需求促使了物联网的产生。那物联网的产生可以使我们从设备与设备之间的通信中解放出来,使设备之间可以自动通信,从而使我们的生活更智能、更高效。我们的环卫工再也不用定时去查看垃圾桶是否满了?我们也不用担心长途运输的海鲜是否因为温度问题而变质?所以,物联网的出现从根本上来说还是为了改善生活质量,提升人们的生活品质。
下面列出了一些物联网现在的几个应用案例,有兴趣的朋友可以进一步阅读。
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案例一:智能家居
  智能家居在国内已经有十多年的发展历程,也有一定的普及,主要集中在对一些独立的家居子系统的研究上,如楼宇(可视)对讲系统、安防报警系统、门禁系统、三表抄送系统、家电智能控制系统等等。
  完善的家庭安防实际上是将家庭控制被连接到报警设施上。实现对非法闯入的盗窃、抢劫行为和突发事件进行及时报警、抢救和保护功能。
  从功能上细分,还可分为可视对讲、周界防范、家居安全、紧急求助、无线报警、声光报警、防挟持报警等。而家居安防报警又包括了防盗报警、火灾报警和煤气泄露报警等等。家庭中所有的安全探测装置,如消防类(烟感、煤气泄漏报警器等)、防盗类(门磁、窗磁、各种监测器、防盗幕帘、紧急求救按钮等),都连接到家庭智能终端,对其状态进行监测。当发生警报时,家庭智能终端将警情根据设置进行各种操作,包括:启动警铃和联动设备、拨打设定的报警电话。如与社区系统相连,还可同时把警情送往小区监控服务器。
  说到家居安全,门禁应该算是最重要的一环,一套好的门禁装置对于家居的安全防护作用是非常重要的,而在门禁产品不断更新的过程中,很多厂商已经把门禁的功能逐渐向多元化发展。比如说,现在很多产品已经将门禁与社区保安系统相连接,利用一个控制平台控制整个社区的安全,不管哪户人家发生状况,只要一个按键就可将警情传到社区,有些还可以通过网络直接传到公安部门。提高了报警速度,同时也将家庭受侵犯所产生的损失降到最低。
  随着科学技术的不断更新,现在的家居安防概念已由原来的单纯性个体防护逐渐转向多媒体,互联网式防护,不管在哪种情况下发生危险,系统都可自动发出警报。大大提高了家居的安全系数。

案例二:智能交通
  智能交通体系复杂、综合性强,但其原理就是对车辆动态信息采集管理,全方位实时调整交通分布,优化路口通行能力等。
  在新加坡,人们能像获得天气预报一样,获得交通堵塞预报。通过埋在路上的传感器和红绿灯上的探头,司机不仅可以看到什么地方在堵车,还能够提前预测,什么地方过10~20分钟会堵车,从而选择更为通畅的道路行驶。
  在瑞典,斯德哥尔摩建立了智慧交通体系,按照不同的拥堵程度对交通收费。通过这样智慧的交通体系,斯德哥尔摩整个汽车使用量降低25%,碳排放量降低14%,在环保、防止污染等方面取得了比预期更好的效果。
案例三:恶劣地区的环境监测和灾害预测  在法国和瑞士之间,阿尔卑斯山高拔险峻,伫立在欧洲的北部。高海拔地带累积的永久冻土与岩层历经四季气候变化与强风的侵蚀,积年累世所发生的变化常会对登山者与当地居民的生产和生活造成极大影响,要获得对这些自然环境变化的数据,就需要长期对该地区实行监测,但该区的环境与位置,决定了根本无法以人工方式实现监控。在以前,这一直是一个无法解决的问题。  但在不久前,一个名为Perma Sense Project的项目通过物联网中无线感应技术的应用,成功实现了对瑞士阿尔卑斯山地质和环境状况的长期监控。他们通过对整个阿尔卑斯山脉实现大范围深层次监控,实现了包括:温度的变化对山坡结构的影响以及气候对土质渗水的变化的研究。通过这些研究,他们成功地实现了:一、成功测量偏远与恶劣地区的环境情况;二、通过收集并分析数据的变化情况,预测相关地质灾害。
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