从4个方面带你快速了解IoT

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编辑导读:IoT是“Internet of Things”的缩写,也是人们常说的物联网,将虚拟的互联网和真实的物件连接起来,让人们的生活更加智能。本文作者将从四个方面,对IoT进行分析,希望对你有帮助。

“第三代互联网”“IoT”“万物互联”这些词语最近总是高频出现在各种互联网文章和新闻中,你一定想知道IoT是什么?那我们先来解释英文缩写—IoT,对于“IoT”,最常见的解释就是“Internet of Things,翻译过来就是物联网”,物联网就是物物相连的互联网。

01 IoT是什么

本文将从关键词解释+国内物联网现状带你从4个方面快速了解IoT。

1. IoT定义

维基百科:物联网(英语:Internet of Things,简称IoT)是一种计算设备、机械、数字机器相互关系的系统,具备通用唯一识别码(UID),并具有通过网络传输数据的能力,无需人与人、或是人与设备的交互。

2. IoT的起源

  • “物联网”一词最初是由Peter T. Lewis于1985年9月在华盛顿特区的国会黑人议员第十五届立法协会上的演讲中概念化,创造和出版的。
  • 比尔·盖茨在1995年出版的《未来之路》一书中提及物互联。1998年麻省理工学院提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。1999年,在物品编码(RFID)技术上Auto-ID公司提出了物联网的概念。
  • 2005年11月17日,世界信息峰会上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出“物联网”时代的来临。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:

其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络

其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信 也就是物物相息

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

物联网是互联网的应用拓展延伸。如果我们说物联网是一张网络,不如说物联网是互联网的业务和应用。

因此,物联网发展的核心是应用创新,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式连接在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。(所以提到物联网会听到“协议”常用有七种协议分别是HTTP、COAP、MQTT、DDS、AMQP、XMPP、JMS,我们平时最常见就是HTTP 因为成本低且开放,所以兼容性好应用广泛但是安全性相对较低)。

02 从4个关键词去了解IoT

想知道IoT的运行方式必须先搞清楚物联网的4层架构:

  1. 感知层
  2. 传输层
  3. 平台层
  4. 应用层

1. 感知层

感知层是整个物联网系统的数据基础,同时也是物联网的核心。它利用传感器获得被测量的模拟信号,并负责把模拟信号量转换成数字,也包括从电子设备(如串口设备)中采集到的直接的数字,最终由传输层转发到应用层。

而传感器的传感技术它是实现物联网的三大关键技术之一!(即传感器技术、RFID标签、嵌入式系统技术,之后的文章会详细解释)

举个例子:我们平时用的数码相机拍照然后上传到网络或者是云端是感知层在获取信息,感知层就好像物联网的皮肤和五官在采集外界信息。

传感器其实很好理解,例如:我们靠近自从扶手梯电梯开始运转,其实就是运用了光电传感器,空调显示屏显示室内温度也是传感器的一种是温度传感器,当室内温度达到预设值空调就会自动运行或者关闭。

2. 传输层

传输层将感知层采集到的信息传输物联网的平台,还负责将物联网平台发布处指令传递给应用层,具有链接的效应。

传输层主要依靠物联网、互联网、移动通信网络、微信通信、短距离无线通信等。在短距离无线通信主要有无线局域网、蓝牙、NFC技术和红外传输技术、ZigBee、RFID。

物联网的传输层是以无线传输为主,按照传输的距离不同可以分为:

  1. 局域网(LAN) ,传输距离通常在200米范围之内、低移动性场景,比如室内、仓库等。例如我们日常生活中经常用到的蓝牙、WiFi
  2. 广域网(LPWAN) 传输距离范围大,可以达到15千米以上,适合大范围、移动性场景,比如车联网、物流跟踪、资产定位等。广域网包括NB-IoT、Sigfox等。

举个例子苹果的Airtag就是利用的广域网来传输位置信息

简单来说传输层就好像人类的血红细胞从消化系统吸收营养,再把营养物质传递给大脑,同时也把营养物质输送到全身。

3. 平台

平台主要解决数据信息的存储、检索、使用和数据安全隐私保护等问题。

平台包括云计算技术、嵌入式系统、人工智能技术、数据库与数据挖掘技术等。

尽管物联网面对不同的行业领域所使用的技术都有不同程度的差异,而且实际使用的理论也完全不同,但是不妨碍我们统一称之为人工智能(AI)。

严格来说,在学术上只有能够模拟人类大脑活动的才能够被称为人工智能,但在IoT领域,只要能够模仿一部分人类大脑活动的就都被称为人工智能。

一般涉及到人工智能的内容都会出现“机器学习”或者“深度学习”这两个词。

平台按照功能大致可以分为4类:

4. 应用层

应用层为用户提供实际应用场景服务,是最贴近应用市场的一层。

应用层可以分为:

  1. 消费驱动应用(智慧出行、智能穿戴、智能家居、智能医疗等)
  2. 政策取用应用(智慧城市、公共事业等)
  3. 产业驱动应用(智慧工业、智慧物流、智慧农业、车联网等)

物联网中所说应用层种类繁多。比如“在老年人护工的智能手机上显示求助信息”的显示系,“接到孩子进不去家门的信息,远程遥控开锁”的动作系,以及“监控家庭用电情况,根据耗电量进行发电”的环境系等等,改变了我们的生活。(属于消费驱动应用)

了解完IoT的运行方式再来看一下IoT发展的现状。

03 IoT的现状

数据显示,2019年中国工业物联(IoT中最大最重要的组成部分)市场规模超6000亿元,预计2020年中国工业物联网市场规模将近7000亿元。中国是全球制造业和产业发展的大国,随着产业政策逐渐落实,市场空间将有望加速。中国的工业物联网企业在赋能智慧城市、智能交通、政府管理的前景巨大,市场规模有望达到万亿市场。

移动物联网

移动物联网(基于蜂窝移动通信网络的物联网技术和应用)是新型基础设施的重要组成部分。据最新数据显示,截至2020年11月末,三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端用户11.12亿户,同比增长14.2%,比上年末净增8423万户,其中应用于智能制造、智慧交通、智慧公共事业的终端用户占比分别达19.2%、18.3%、22.1%。

另外,据《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,到2020年底NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖;移动物联网连接数达到12亿;推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同,引导新增物联网终端向NB-IoT和Cat1迁移;打造一批NB-IoT应用标杆工程和NB-IoT百万级连接规模应用场景。

据国务院原参事、科技部原秘书长石定寰介绍,目前全球物联网产值大约15万亿美元左右,其年平均增长率接近23%,预计2021年以后这一增速有望达到30%,到2025年,全球物联网产值将达到30万亿美元的体量。中国是物联网应用实践和创新开发最多的国家,中国占到了全球物联网产值的1/4左右;其中一个主要原因在于,中国已完成5G基站超70万个,预计2021年年产值超2.7万亿人民币。

资料参考中商产业研究院发布的《中国物联网行业市场前景及投资机会研究报告》

1. 物联网热门行业

随着5G时代的来临,物联网的发展将会非常迅速。同时,物联网方向的新增融资也一直处于上升趋势。下面再从应用场景角度来谈一下物联网行业的发展前景。

物联网的应用场景非常广泛,包括:

2. IoT头部公司

物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。一直是巨头厂商们必争之地,各大科技巨头、互联网巨头、家电巨头每年也都会针对这一领域进行战略调整、业务部署,这也自然成为每年物联网领域一个个重要的风向标。

目前国内主要是阿里、百度、腾讯、华为、京东、小米、海尔、美的这八家头部公司。

(1)阿里AIoT为精灵伙伴提供以AI+IoT为核心的技术,包括各类连接能力、语言能力、语义能力、视觉能力、芯片模组能力等。

我们比较熟悉的天猫精灵它的IoT主要领域是,3C、数码、大小家电、家装家居等消费行业,致力于打造百款千万级智能爆款新品。

同时构建“精灵妙物”品牌系列,投入亿级产品研发及相关资源,提供产品定义、新品孵化、产品外观ID定义、数据学习反馈升级、消费洞察场景打造等。

阿里“中国智造”在全球200多个国家12种语言,部署4个IoT节点,14个加速计算节点。

(2)百度擅长于技术,以对话式AI操作系统小度助手为基石,走出了一条技术先行、硬件承载,合作构建物联网生态的创新路径:在小度助手广泛赋能硬件设备、自家智能音箱产品在市场占得头席的同时,进一步构建品牌合作生态来布局物联网。从产业视角来看,小度在百度业务体系中的权重要高于天猫精灵在阿里业务体系中的权重。

(3)腾讯云,腾讯集团倾力打造的云计算品牌,面向全世界各个国家和地区的政府机构、企业组织和个人开发者,提供全球领先的云计算、大数据、人工智能等技术产品与服务,以卓越的科技能力打造丰富的行业解决方案,构建开放共赢的云端生态,推动产业互联网建设,助力各行各业实现数字化升级。

腾讯云IoT平台通过对微信支付、微保、微众、腾讯健康、QQ音乐、腾讯云等资源能力的整合,构建了基于腾讯整体生态的IoT平台服务,开始面向消费、教育、政务等领域进行产业合作。

腾讯基于腾讯云IoT平台完成了IoT Enable的构建。对内,IoT Enable与腾讯云内部诸如AI语音、AI视觉、地理定位、云小微等优势产品进行了打通;对外,联合合作伙伴,为设备制造商、物联网应用开发商提供平台能力和服务能力。

(4)华为是全球物联网产业发展主要推动者,是在全球多家产业/行业联盟组织主要成员,也是AIoT产业联盟的发起单位,在产业标准、行业规范方面做出了积极贡献。华为借助自身技术实力在物联网领域发挥着重要的作用,推动物联网产业快速发展。

据华为官方信息显示,今年已有美的、九阳、老板电器、海雀科技等品牌设备搭载鸿蒙OS,华为在2021年的目标是覆盖40+主流品牌,实现超1亿台设备搭载。

(5)京东智联云物联是融合了京东智联云全部物联网技术成果的物联生态平台。赋能物联网生态合作伙伴一系列关键能力,并提供智能化场景服务。

智联云5大服务:

  1. 大数据运营
  2. 渠道分润系统
  3. 管理平台
  4. 机卡互绑
  5. 定制套餐

(6)小米移动物联网平台提供移动网络解决方案。支持全套的自助化管理平台。小米物联网平台,对物联网卡进行全生命周期管理,包括开卡进度,网卡状态,流量使用情况,套餐变更及停开机等全是生命周期管理。

小米物联网生态主要集中在智能家居这块领域,小米手环、平衡车、米家空调、扫地机器人……小米旗下所有智能硬件都连接到小米物联网平台上,这种不同产品共用一个平台,打造了智能硬件快速连接的基础设施,数据和用户都能共享,形成了物联网的智能生态链。

我们最熟悉的应该就是“小爱同学”我们通常用语言指令去命令小爱同学打开音乐,打开照明设备。

小米物联网平台系统是小米研发Vela系统,对标的是阿里的AliOS、华为的鸿蒙OS、腾讯的TencentOS tiny等物联网操作系统,也是小米在物联网时代参与大型会战的一款必备的基础产品。

小米官方介绍称,小米Vela系统已经支持小米IoT模组,目前也在开发智能音箱、运动手环/手表应用所需要的软件框架和组件,逐步在其他智能家居和可穿戴设备上落地。

至于小米的智能工厂,是新的小米模式——「互联网+制造」产物。

(7)海尔的物联网生态是围绕“三翼鸟”场景品牌展开的。为用户提供涵盖衣、食、住、娱的智慧全场景解决方案,包括阳台、厨房、浴室、全屋空气、全屋用水、视听等智慧家庭全场景定制服务。搭载鸿蒙OS系统,通过多方案的设计场景,打破行业、生态界限,为用户提供最适合的个性化定制,是三翼鸟的服务能力,基于“1+N”的场景优势,可以让用户在定制需求后做甩手掌柜,全程家装无忧。

简单来说就是一站式解决全屋智能互联。

海尔作为国内第一家在三地上市的企业,海尔的目标是成为第一家物联网化上市公司。

(8)美的作为知名的家电品牌,其物联网应用主要是提供美的全屋智能解决方案。

美的全屋智能解决方案拥有全品类智能家电,通过AI技术、安全技术、大数据打造了200多个精品智能场景,为消费者提供个性化家居定制服务和丰富智能套购选择。

从咨询服务、方案定制、物流配送、安装调试到售后服务,美的构建全流程管家式智慧服务,让用户轻松建设专属智慧家。

围绕安全、健康、美食、便捷、个性五大需求,美的为用户提供一站式智慧服务,包含了智慧安防、智慧照明、健康用水、健康空气、智慧环境、健康饮食、智慧中枢、智慧影音、健康出行九大产品系统,专注打造客厅、卧室、厨房、卫浴、阳台五大智慧生活空间,结合丰富的智慧生态服务,致力于让每个人都能享受科技带来的美好生活。

3. IoT的应用案例

1)智慧医疗(WIT,Wisdom medical)

说起互联网医疗,同学们可能感觉很熟悉,其实互联网医疗就是医疗领域IoT化。最直接的感受就是让住在偏远地区的人,在生病时也能够享受到由大城市里经验丰富的医生进行诊断的“远程医疗”。

可能很多住在大城市的人会觉得这件事与自己没什么关系,但实际上这件事与我们每个人都息息相关。比如在海外旅行的时候突发急病,当地医院又语言不通,这个时候就可以通过远程医疗来寻求本国医生的帮助。或者不幸罹患非常少见的疾病时,可以通过远程医疗请求有过类似疾病诊疗经验的医生来帮忙诊断和医治。

物联网技术在医疗领域的应用,能够帮助医院实现对人的智慧化医疗和对物的智慧化管理工作,从而使“智慧医疗”得以实现和推广。

物联网技术能够帮助医院实现对人的智慧化医疗和对物的智慧化管理工作,能够满足医疗健康信息、医疗设备与用品、公共卫生安全的智能化管理与监控等方面的需求,从而解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题。

目前物联网技术在医疗行业中有多方面的用途,基本内容包括:

(1)人员管理智能化。实现对患者的监护跟踪安全系统,病人流动管理、出入控制与安全;婴儿安全管理系统、医护人员管理系统。加强出入婴儿室和产妇病房人士的管理,对控婴管理、母亲与护理人员身份的确认,在偷抱或误抱时及时发出报警,同时可对新生婴儿身体状况信息进行记录和查询,确认掌握新生婴儿安全。

(2)医疗过程智能化。依靠物联网技术通信和应用平台,实现包括实时付费以及网上诊断、网上病理切片分析、设备的互通等,以及挂号、诊疗、查验、住院、手术、护理、出院、结算等智能服务。

(3)供应链管理智能化。药品、耗材、器械设备等医疗相关产品在供应、分拣、配送等各个环节的供应链管理系统。依靠物联网技术,实现对医院资产、血液、医院消毒物品等的管理。产品物流过程涉及很多企业不同信息,企业需要掌握货物的具体地点等信息,从而做出及时反应。在药品生产上,通过物联网技术实施对生产流程、市场的流动以及病人用药的全方位的检测。

依靠物联网技术,可实现对药品的智能化管理

(4)医疗废弃物管理智能化。可追溯化是用户可以通过界面采集数据、提炼数据、获得管理功能,并进行分析、统计、报表,以做出管理决策,这也为企业提供了一个数据输入、导入、上载的平台。

(5)健康管理智能化。实行家庭安全监护,实时得到病人的全面医疗信息。而远程医疗和自助医疗,信息及时采集和高度共享,可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境,降低公众医疗成本。

在未来,当智慧元素通过物联网融入整个行业,医疗系统必将以前所未有的速度开始进化,这种趋势,也将对每个人的健康与生活产生重大影响。

2)工业物联网(IIoT,Industrial Internet of Things)

工业物联网是IoT中最大的和最重要的组成部分。

尽管工业以太网终端联网技术已经在 2000 年初出现,但许多产品 ( 特别是现场终端 ) 仍然没有联网,或者只提供单向通信。

有了 IIoT,可以实现双向通信,数据被提供给控制器和云,反馈也被提供给终端。举例来说,可以通过更改传感器上的参数来支持生产运行。

最常见的 IIoT 应用包括如下:

资产、库存或基础设施监控。资产或库存跟踪。车队管理。预测性分析和预测性维护。现场使用的自动和半自动车辆。工业可穿戴设备 ( 如联网头盔、AR 眼镜 )。用于工业场所的联网。设备的远程控制和管理。基于物联网的生产过程和质量监控。数字孪生。

到 2030 年,该市场的规模将增至 44 亿部终端,其中亚太地区将成为终端数量最多的地区,占所有终端的 54%。

  • 数据驱动的制造业:大数据正在改变制造业的面貌。
  • OT和IT收敛:在工厂的物联网环境中,运营技术由可编程逻辑控制器(PLC)、计算机和其他技术组成,这些技术通常与IT中使用的技术类似,但由IT外部的业务运营商运营和拥有。
  • 以更低的成本改进技术:新技术为规模化、自动化和基于平台的机器连接、监控和优化创造了条件。
  • 机械制造OEM专注于新的优先事项:原始设备制造商(OEM)正面临着新的基于云的供应商的破坏,这些供应商打算提供“机器服务”(MaaS),通过从云端进行零接触部署,机器可以快速部署到工厂车间,从而提供对这些机器的远程连接和监控。

3)智慧家居(IoMT,Internet of Medical Things)

目前智能家居市场的体量是4355亿。

海尔智家发布Uhome OS 3.0操作系统,成为行业首个进入决策智能的企业;美的基于鸿蒙OpenHarmony 2.0,首次提出家电“元家居时代”概念;华为更是直接表示,全屋智能的新目标是实现5年500万套。

大厂争相布局,智慧家居市场迎来蓬勃发展。根据IDC预测,智慧家居市场未来五年的复合增长率达到21.4%,2025年市场出货量将接近5.4亿台。

04 IoT的趋势

得益于技术爆炸和市场需求的不断扩大,IoT拥有可观的市场前景。根据IDC预测,到2025年,全球IoT设备数量将达到416亿个,并产生79.4 ZB(泽字节)的数据,在2018-2025年,IoT设备数据量的复合年增长率(CAGR)预计将高达28.7%。Gartner物联网研究副总兼分析师Alfonso Velosa认为,在未来几年里,IoT的增长率将持续高于30%。

作为技术驱动的互联设备网络,IoT能以更高效的方式实现数据共享和设备间的通信交互,这一能力不论是对B端还是C端,都将产生深远影响。

(1)AI、大数据与机器学习将成为热门技术

语音聊天机器人已经成为日常生活的一部分,在未来几年,语音设备的使用量将只增不减。

同时,IoT设备将对消费者行为进行深入分析,充分利用设备沉淀下来的海量用户数据。这将进一步帮助各行各业在数据分析领域展开探索和实验并从中获益。

(2)智能家居进入千家万户

疫情导致人们在家的时长增加,因此,消费者希望IoT设备具备多样化的功能,尤其是智能家电、智能安防和智能健康的市场需求量极大。

(3)车联网

汽车制造商总是希望用最新的技术来吸引消费者,这丰富了IoT在汽车领域的应用。无论是自动驾驶车辆、车辆OTA更新,基于IoT的商用车辆追踪和管理,还是车辆的安全性能,汽车行业在促进新技术普及和发展方面起着至关重要的作用。近期研究报告显示,2018年全球车联网市场的市值约为47.86亿美元,预计将以21.6%的复合年增长率增长,到2025年将达到188.58亿美元左右。

(4)工业物联网

IoT技术最大的潜力和应用性之一在于其能够落地到各行各业与各种品类,无论是服务业、物流业、重工业,甚至是独立的工厂,都可以依靠IoT技术实现降本增效,并从中受益,未来,IoT技术将在这些行业进一步普及。

(5) 下一代数字孪生技术

数字孪生是以数字的方式展示某种现实物体的数字映射系统。未来,数字孪生将被应用于更广泛的领域,因为这一技术正在持续赋能IoT、AI和数据分析技术。

由于新冠疫情的爆发,医疗健康和制药行业对数字孪生的需求不断增加,越来越多的业内玩家采用数字孪生技术以应对新冠疫情。最新报告显示,预计到2026年数字孪生市场规模将达到482亿美元,2020年至2026年的复合年增长率达58%。

(6) 远程协作

受疫情冲击影响, 5G、区块链、人工智能和自动化等各种技术炙手可热,这些技术正在与IoT相结合,共同助力企业员工的远程工作。

当下我们应该用积极包容姿态加入IoT生态,运用技术的力量在激烈的市场竞争中站稳脚跟。

感谢阅读,我是猪雨荷,绞尽猪脑专注IoT赛道只为用知识给你打辅助。

参考资料:

资料参考:大卫·汉斯 冈萨洛·萨尔盖罗 帕特里克·格罗塞特 罗伯·巴顿 杰罗姆·亨利《物联网(IoT)基础:网络技术+协议+用例》

资料参考:《物流技术与运用》

资料参考:2021年中国智慧医疗行业白皮书

资料参考:ABV(AIoT Business Vantage)

资料参考:快刀财经

本文由郝小七指导http://www.woshipm.com/u/917803

 

本文由 @猪雨荷 原创发布于人人都是产品经理,未经作者许可,禁止转载。

题图来自Unsplash,基于CC0协议。

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  3. 大学学的不是物联网专业,能找物联网相关的工作吗

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  4. 物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络

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    1. 对的~物联网,万物互联网去中心化也是元宇宙的基础哦~

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  5. 很清晰,很详细,内容很充盈,文章写的很好,干货满满,收藏了。

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    1. 感谢哦~后面会一直写关于IoT相关文章的欢迎关注我~~~

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