什么是物联网？您现在需要了解的有关物联网的所有信息

什么是物联网？

物联网（IoT）指的是世界各地数十亿个物理设备，它们现在已连接到互联网，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，有可能把任何东西，从一些小  药丸的东西一样大的  飞机，到物联网的一部分。连接所有这些不同的对象并为其添加传感器，可以为设备提供一定程度的数字智能，而这些设备本来就很笨拙，从而使它们能够在不涉及人类的情况下进行实时数据通信。物联网使数字世界和物理世界融合在一起，使我们周围世界的结构更加智能，响应能力更强。

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物联网设备的一个例子是什么？

如果可以将任何物理对象连接到Internet进行控制或交流信息，则几乎可以将其转换为IoT设备。

可以使用智能手机应用程序打开的灯泡是IoT设备，办公室中的运动传感器或智能恒温器或连接的路灯也是如此。物联网设备可能像孩子的玩具一样蓬松，或者像无人驾驶卡车一样严重  。一些较大的对象本身可能装有许多较小的IoT组件，例如喷气引擎，现在装有成千上万个传感器，这些传感器收集并传输回数据以确保其有效运行。智慧城市项目正在以更大的规模向整个区域填充传感器，以帮助我们理解和控制环境。 

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物联网一词主要用于通常不期望具有互联网连接且可以独立于人为操作与网络通信的设备。因此，通常不将PC视为IoT设备，也不将其视为智能手机-即使智能手机塞满了传感器。但是，智能手表，健身带或其他可穿戴设备可能会被视为IoT设备。

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物联网的历史是什么？

在整个1980年代和1990年代一直在讨论向基本对象添加传感器和情报的想法（可以说是一些更早的祖先），但是除了一些早期项目（包括与互联网连接的自动售货机）之外，进展缓慢是因为技术还没有准备好。芯片太大而笨重，无法使对象有效地通信。

在最终成为具有成本效益的，可以连接数十亿个设备的处理器之前，需要价格低廉，省电，几乎可以一次性使用的处理器。RFID标签（可以无线通信的低功耗芯片）的采用，以及宽带互联网以及蜂窝和无线网络可用性的提高，解决了部分问题。IPv6的采用 -除其他事项外，应为世界上可能需要的每台设备（或确实是这个星系）提供足够的IP地址-也是IoT扩展的必要步骤。 

凯文·阿什顿（Kevin Ashton）在1999年提出了“物联网”一词，尽管该技术至少花了十年的时间才能赶上这一愿景。

物联网将人类文化的互联性（我们的“事物”）与数字信息系统的互联性（“互联网”）整合在一起。那就是物联网。”阿什顿对ZDNet说。

将RFID标签添加到昂贵的设备中以帮助跟踪其位置是最早的物联网应用之一。但是从那以后，添加传感器和与对象的Internet连接的成本一直在下降，专家预测，这种基本功能一天的成本可能仅为10美分，几乎可以将所有内容连接到Internet。

物联网最初是商业和制造业最感兴趣的地方，它的应用有时称为机器对机器（M2M），但现在的重点是用智能设备填充我们的家庭和办公室，将其转变为几乎与大家。对于与互联网连接的设备的早期建议包括“博客”（将其自身的数据记录在博客上并记录到互联网上的对象），无处不在的计算（或“ ubicomp”），无形的计算和普适的计算。但是，正是物联网和物联网陷入了困境。

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物联网有多大？

越来越大-互联事物已经比世界上的人们更多。

技术分析公司IDC预测，到2025年，总共将有416亿个联网的IoT设备。这也表明工业和汽车设备代表了连接“事物”的最大机会，但它也看到了近期智能家居和可穿戴设备的广泛采用。  

另一位技术分析师Gartner预测，今年企业和汽车行业将占58亿台设备，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。楼宇自动化（如联网照明）将是增长最快的行业，其次是汽车（联网汽车）和医疗保健（监测慢性病）。 

物联网对企业有什么好处？

物联网对企业的好处取决于特定的实施；敏捷性和效率通常是首要考虑因素。这个想法是，企业应该有权访问有关其自身产品和内部系统的更多数据，从而具有进行更改的更大能力。

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制造商正在为其产品的组件中添加传感器，以便他们可以将有关其性能的数据传输回去。这可以帮助公司发现组件何时可能出现故障，并在造成损坏之前将其更换掉。公司还可以使用这些传感器生成的数据来提高其系统和供应链的效率，因为它们将获得有关实际情况的更加准确的数据。

“通过推出全面，实时的数据收集和分析，生产系统可以变得显着更敏感，” 说顾问麦肯锡。

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保健的实时定位设备；以及可用于所有行业的IoT设备，例如智能空调或安全系统。

尽管针对特定行业的产品将抢先运行，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。消费者购买了更多设备，但企业却花了更多钱：该分析小组表示，尽管去年消费者在物联网设备上的支出约为7250亿美元，但企业在物联网上的支出却达到9640亿美元。到2020年，企业和消费者在IoT硬件上的支出将达到近3千亿美元。

根据IDC的预测，2019年全球物联网支出将达到7450亿美元，比2018年的6460亿美元增长15.4％，并在2022年突破1万亿美元大关。

物联网的主要行业预计为离散制造业（支出1,190亿美元），流程制造业（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将由电力，天然气和水的智能电网项目主导。

预计消费者物联网支出将达到1,080亿美元，使其成为第二大行业领域：智能家居，个人健康和联网汽车信息娱乐将占据大部分支出。

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。 

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什么是工业物联网？

工业物联网（IIoT）或第四次工业革命或工业4.0都是在商业环境中使用IoT技术的名称。该概念与家庭中的消费物联网设备相同，但是在这种情况下，目标是结合使用传感器，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。制造商还可以出售发动机的预测性维护服务，而不仅仅是出售独立产品（例如，像发动机一样）。 

物联网对消费者有什么好处？

物联网有望使我们的环境-我们的家庭，办公室和车辆-变得更智能，更可测量并且更加聊天。像Amazon的Echo和Google Home这样的智能扬声器使播放音乐，设置计时器或获取信息变得更加容易。家庭安全系统使监视内部和外部发生的事情或与访客进行交谈变得更加容易。同时，智能恒温器可以帮助我们在回家之前为房屋供暖，而智能灯泡也可以使我们看起来像在家里一样，即使我们外出时也是如此。

从家外看，传感器可以帮助我们了解环境可能有多嘈杂或污染。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。

但是，许多这些创新可能会对我们的个人隐私产生重大影响。

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物联网和智能家居

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

其中最明显的是像亚马逊的Echo 这样的智能扬声器，但也有智能插头，灯泡，摄像头，恒温器和备受嘲笑的智能冰箱。但是，除了炫耀您对闪亮的新产品的热情之外，智能家居应用程序还有更严肃的一面。通过使家人和看护人更容易与他们交流并监视他们的生活状况，他们可能能够帮助老年人保持独立和在家中更长的时间。更好地了解我们的房屋如何运转以及调整这些设置的能力可以帮助节省能源- 例如，通过降低供暖成本。

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物联网安全性如何？

安全是物联网的最大问题之一。在许多情况下，这些传感器会收集极其敏感的数据- 例如，您在自己家里所说的话和所做的事情。保持安全对消费者的信任至关重要，但是到目前为止，IoT的安全记录一直很差。太多的物联网设备很少考虑安全性的基础知识，例如对传输中和静止时的数据进行加密。

经常会发现软件中的缺陷-甚至是陈旧且使用良好的代码-但许多物联网设备都缺乏补丁功能，这意味着它们将永远处于危险之中。黑客现在正积极瞄准路由器和网络摄像头等物联网设备，因为它们固有的安全性不足使它们易于入侵并演变成大型僵尸网络。

缺陷使诸如冰箱，烤箱和洗碗机之类的智能家居设备向黑客开放。研究人员发现，可以轻松地黑客攻击十万个网络摄像头，同时发现一些用于儿童的互联网智能手表包含安全漏洞，这些漏洞使黑客能够跟踪佩戴者的位置，窃听对话，甚至与用户通信。

政府越来越担心这里的风险。英国政府已经发布了有关消费物联网设备安全性的指南。它期望设备具有唯一的密码，公司将提供公开的联系点，以便任何人都可以报告漏洞（并且将采取措施），并且制造商将明确声明设备将获得安全更新的时间。这是一个适度的清单，但只是一个开始。 

当制造智能对象的成本可以忽略不计时，这些问题只会变得更加普遍和棘手。

所有这一切同样适用于商业，但风险甚至更高。将工业机械连接到IoT网络会增加黑客发现和攻击这些设备的潜在风险。工业间谍活动或对关键基础设施的破坏性攻击都是潜在的风险。这意味着企业将需要确保这些网络是隔离的和受保护的，必须对数据加密以及传感器，网关和其他组件的安全性。但是，由于缺乏跨组织的一致的IoT安全计划，因此IoT技术的当前状态很难确保。考虑到有文件表明黑客愿意篡改已连接到互联网但未受到保护的工业系统，这非常令人担忧。

物联网弥合了数字世界与物理世界之间的鸿沟，这意味着入侵设备可能会对现实世界造成危险。侵入控制发电厂温度的传感器可能会诱使操作员做出灾难性的决定。控制无人驾驶汽车也可能导致灾难。

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隐私和物联网又如何呢？

由于所有这些传感器都在收集您所做的所有事情的数据，因此IoT可能是巨大的隐私和安全难题。带上智能家居：它可以告诉您何时醒来（何时激活智能咖啡机）以及您刷牙的程度（多亏了智能牙刷），收听的电台广播（多亏了智能扬声器），您吃什么类型的食物（多亏了智能烤箱或冰箱），孩子的想法（多亏了他们的智能玩具），以及谁来拜访您并经过您的房子（多亏了您的智能门铃）。虽然公司首先会通过向您出售智能对象来赚钱，但他们的物联网业务模型可能也涉及至少出售某些数据。

数据发生的事情是至关重要的隐私问题。并非所有的智能家居公司都围绕收集和出售您的数据建立其业务模型，但是有些公司这样做。

值得记住的是，IoT数据可以与其他数据位组合以创建令人惊讶的详细图片。从几个不同的传感器读数中可以找到很多有关一个人的信息，这非常容易。在一个项目中，一位研究人员发现，通过分析图表，仅绘制房屋的能源消耗，一氧化碳和二氧化碳水平，温度和湿度，就可以算出某人吃晚餐的时间。

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物联网，隐私和业务

消费者需要了解他们进行的交流以及对此是否满意。其中一些问题也适用于企业：例如，您的执行团队会很乐意在配备智能扬声器和摄像头的会议室中讨论合并吗？最近的一项调查发现，五分之四的公司将无法识别其网络上的所有物联网设备。

安装不正确的物联网产品可能会轻易打开公司网络以遭受黑客的攻击，或者只是泄漏数据。这看起来似乎是微不足道的威胁，但可以想象一下，如果您办公室的智能锁在某个早晨拒绝打开，或者黑客利用CEO办公室中的智能气象站为您的网络创建了后门。

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物联网与网络战

物联网使计算变得物理化。因此，如果物联网设备出现问题，可能会在现实世界中产生重大后果-各国计划其网络战策略的因素现在已经纳入考虑范围。

美国情报界的简报警告说，该国的敌人已经有能力威胁其关键基础设施以及“被称为物联网的连接在一起的消费者和工业设备的更广泛的生态系统”。美国情报部门也警告说，联网的恒温器，照相机和炊具都可能被用来监视另一个国家的公民，或者被黑客入侵也可能造成破坏。将国家关键基础设施的关键要素（如水坝，桥梁和电网要素）添加到物联网中，使安全性尽可能严格变得至关重要。

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物联网和数据

物联网设备可能包含一个或多个传感器，将用于收集数据。这些传感器收集的内容将取决于单个设备及其任务。工业机械内部的传感器可能会测量温度或压力。安全摄像头可能带有声音和视频以及接近传感器，而您的家庭气象站可能正在包装湿度传感器。所有这些传感器数据（甚至更多）将必须发送到某个地方。这意味着物联网设备将需要传输数据，并将通过Wi-Fi，4G，5G等进行传输。

技术分析师IDC估计，物联网小工具将在五年内创建79.4 ZB的数据。IDC表示，其中一些物联网数据将“很小且突发”，这是一种快速更新，例如传感器的温度读数或智能电表的读数。其他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，物联网设备创建的数据量将在未来几年快速增长。它说，大多数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将生成更多的数据。

它说无人机也将是使用相机创建数据的主要推动力。再往前看，自动驾驶汽车还将产生大量丰富的传感器数据，包括音频和视频，以及更专业的汽车传感器数据。

物联网和大数据分析

物联网产生大量数据：来自连接到机器零件的传感器或环境传感器，或者我们在智能扬声器上大喊大叫的词。这意味着物联网是大数据分析项目的重要推动力，因为它允许公司创建大量数据集并对其进行分析。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流量。

这些数据将以多种不同的形式出现-语音请求，视频，温度或其他传感器读数，所有这些都可以挖掘出来以供了解。正如分析师IDC所指出的那样，物联网元数据类别是日益增长的要管理和利用的数据源。它说：“元数据是将诸如MongoDB之类的NoSQL数据库带入非结构化内容或将其带入认知系统以带给人们新的层次的理解，智能以及对外部随机环境的命令的主要候选者，”它说。

尤其是，物联网将提供大量的实时数据。思科计算得出，支持物联网应用的机器对机器连接将占271亿设备和连接总数的一半以上，到2021年将占全球IP流量的5％。

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物联网与云

物联网应用程序生成的大量数据意味着许多公司将选择在云中进行数据处理，而不是构建大量的内部容量。云计算巨头已经在吸引这些公司：微软拥有其Azure IoT套件，而Amazon Web Services和Google Cloud一样提供一系列IoT服务。

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物联网与智慧城市

通过在城镇或城市中分布大量传感器，计划人员可以实时地更好地了解实际情况。因此，智慧城市项目是物联网的关键功能。城市已经生成了大量数据（来自安全摄像机和环境传感器），并且已经包含大型基础设施网络（如控制交通信号灯的网络）。物联网项目旨在将它们连接起来，然后向系统中添加更多智能。

例如，有计划用五百万个传感器覆盖西班牙的巴利阿里群岛，并将其转变为物联网项目的实验室。一种方案可能涉及区域社会服务部门使用传感器来帮助老年人，而另一种方案可以识别海滩是否过于拥挤并为游泳者提供替代方案。在另一个示例中，AT＆T正在启动一项服务，以使用支持LTE的传感器来监视桥梁，道路和铁路等基础设施，以监视诸如裂缝和倾斜之类的结构变化。

更好地了解城市运作方式的能力应使规划人员可以进行更改并监视其如何改善居民的生活。

大型科技公司将智慧城市项目视为一个潜在的巨大领域，包括移动运营商和网络公司在内的许多公司现在都在积极参与其中。

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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（如果不是特别移动，甚至使用以太网） ; 其他设备将使用LTE（现有技术包括窄带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。但是，大量不同的选择已经导致一些人争辩说，物联网通信标准需要像当今的Wi-Fi一样被接受和互操作。 

无疑，未来几年的增长领域之一将是使用5G网络来支​​持物联网项目。5G能够在一个平方公里内容纳多达一百万个5G设备，这意味着将有可能在非常小的区域内使用大量传感器，从而使大规模工业IoT部署成为可能。英国刚刚在两个“智能工厂”开始了5G和IoT的试用。但是，可能需要一段时间才能部署5G：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，而4G将连接大多数那些。

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设备的大部分（70％），到2023年底将下降至30％左右。到那时它们将被联网汽车超越。

这家分析公司预测，今年将使用350万台5G IoT设备，到2023年将接近5000万台。从长远来看，汽车行业将是5G IoT用例的最大领域。

一种可能的趋势是，随着物联网的发展，可能将更少的数据发送到云中进行处理。为了降低成本，可以仅将有用的数据发送回云，从而在设备上完成更多处理-这种策略称为“边缘计算”。这将需要新技术–例如防篡改边缘服务器，该服务器可以收集和分析远离云或公司数据中心的数据。

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物联网数据和人工智能

物联网设备生成大量数据；可能是有关发动机温度，车门是开还是关或智能仪表读数的信息。所有这些物联网数据都必须收集，存储和分析。公司充分利用这些数据的一种方法是将其输入到人工智能（AI）系统中，该系统将获取该IoT数据并将其用于进行预测。

例如，谷歌已经让AI 负责其数据中心冷却系统。AI使用从数以千计的IoT传感器中提取的数据，这些数据被馈入深度神经网络，并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，谷歌已经能够提高其数据中心的效率，并表示相同的技术可以在其他工业环境中使用。

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物联网的发展：物联网下一步将走向何方？

随着传感器和通信价格的持续下降，向物联网添加更多设备变得具有成本效益–即使在某些情况下，对消费者的好处并不明显。部署尚处于初期阶段；大多数与物联网相关的公司目前都处于试用阶段，主要是因为必要的技术（传感器技术，5G和机器学习支持的分析）本身仍处于合理的开发初期。有许多竞争性的平台和标准，而且从设备制造商到软件公司再到网络运营商的许多不同供应商都希望分得一杯pie。尚不清楚哪些将赢得胜利。但是如果没有标准，并且安全问题仍然存在，那么未来几年我们可能会看到更多的大型物联网安全事故。

随着连接设备的数量不断增加，假设我们愿意接受安全性和隐私权的取舍，我们的生活和工作环境将充满智能产品。有些人会欢迎智能事物的新时代。在椅子只是椅子的日子里，其他人会松懈