人類自誕生以來(lái),從未停止過(guò)對(duì)自然界的探索,我們一直在觀察自然現(xiàn)象,記錄自然規(guī)律,利用自然界傳達(dá)的各種信息為人類的生活服務(wù)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和傳感器技術(shù)的進(jìn)步,如果將自然界的萬(wàn)物都接入互聯(lián)網(wǎng),讓傳感器幫助人類采集信息,讓計(jì)算機(jī)代替人類處理信息,生活將會(huì)是多么的便捷呢?這就是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)概念的來(lái)源。什么是物聯(lián)網(wǎng)?簡(jiǎn)而言之,物聯(lián)網(wǎng)就是將現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體連到互聯(lián)網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間可以很方便地相互溝通。
物聯(lián)網(wǎng),作為新技術(shù),定義千差萬(wàn)別。一個(gè)普遍被大家接受的定義為:物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)使用射頻識(shí)別(RFID)、傳感器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
那么,物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)有什么關(guān)系呢?眾所周知,互聯(lián)網(wǎng)+商場(chǎng)=天貓,互聯(lián)網(wǎng)+義烏小商品=淘寶,互聯(lián)網(wǎng)+中關(guān)村=中關(guān)村,互聯(lián)網(wǎng)+旅行社=攜程,互聯(lián)網(wǎng)+餐廳=美團(tuán),互聯(lián)網(wǎng)+出租車=滴滴出行,互聯(lián)網(wǎng)+聊天軟件=騰訊,互聯(lián)網(wǎng)+搜索=百度,互聯(lián)網(wǎng)+直播=斗魚,互聯(lián)網(wǎng)+金融=虛擬貨幣,互聯(lián)網(wǎng)+股權(quán)眾籌=萬(wàn)眾創(chuàng)新......那么,問(wèn)題來(lái)了,互聯(lián)網(wǎng)+以上所有=?沒錯(cuò)!物聯(lián)網(wǎng)!在這個(gè)崇尚連接的時(shí)代,越來(lái)越多的連接正在改變?nèi)藗兊纳睿鄳?yīng)會(huì)塑造出無(wú)數(shù)的商業(yè)機(jī)會(huì)。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
全球公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)起源,要追溯到1991年英國(guó)劍橋大學(xué)的著名的“特洛伊”咖啡壺事件。劍橋大學(xué)特洛伊計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)诠ぷ鲿r(shí),需要步行兩層樓梯到地面看咖啡煮好了沒有,但常常空手而歸,這讓他們覺得很苦惱。
為了解決這一麻煩,他們編寫了一套程序,并在咖啡壺旁邊安裝了一個(gè)便攜式攝像機(jī),鏡頭對(duì)準(zhǔn)咖啡壺,利用計(jì)算機(jī)的圖像捕捉技術(shù),以180f/s的速率傳遞到實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)上,以方便科學(xué)家們隨時(shí)查看咖啡是否煮好。后來(lái)這套簡(jiǎn)單的本地“咖啡觀察”系統(tǒng)又經(jīng)過(guò)其他同事的更新,以1f/s的速率通過(guò)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站連接到互聯(lián)網(wǎng)上。
沒有想到的是,僅僅為了窺探咖啡煮好了沒有,全世界互聯(lián)網(wǎng)用戶蜂擁而至,近240萬(wàn)人點(diǎn)擊過(guò)這個(gè)名噪一時(shí)的“咖啡壺”網(wǎng)站。2001年8月,特洛伊咖啡壺在eBay拍賣網(wǎng)以7300美元價(jià)格售出。這項(xiàng)不經(jīng)意的發(fā)明居然在全世界引起了巨大的轟動(dòng)。“特洛伊咖啡壺”是全世界物聯(lián)網(wǎng)最早獲得應(yīng)用的一個(gè)雛形。
1995年,比爾蓋茨在《未來(lái)之路》一書中首次提到了“物物相連”的構(gòu)想,但迫于當(dāng)時(shí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、傳感設(shè)備的局限,這一構(gòu)想無(wú)法真正落地。但隨著技術(shù)的進(jìn)步,當(dāng)初蓋茨那些腦洞大開的想法,對(duì)未來(lái)的各種預(yù)測(cè),許多都已經(jīng)照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
《未來(lái)之路》中有寫道:“你能把所有信息和更多軟件存人一種信息裝置中,我們姑且稱之為袖珍個(gè)人計(jì)算機(jī)。它與錢包一樣大小,你可把它放進(jìn)口袋或手提袋中。它不僅可以顯示信息和時(shí)刻表,而且能讓你閱讀/發(fā)送電子郵件、記錄天氣和股票評(píng)論,還可以玩簡(jiǎn)單的或者復(fù)雜的游戲。”
這不正是我們須臾不可離身的智能手機(jī)嗎?機(jī)不離手,手不離機(jī),一機(jī)在手,天長(zhǎng)地久,機(jī)不在手,魂都沒有。雖然比爾蓋茨描述的袖珍個(gè)人計(jì)算機(jī)與智能手機(jī)并不完全一樣,但基本上就是智能手機(jī)的雛形。
《未來(lái)之路》中還寫道:“如果你想欣賞博物館或美術(shù)館的藝術(shù)作品,那么你可以‘走’進(jìn)一種視覺顯示畫面,在作品之中自由切換,就像你親自在現(xiàn)場(chǎng)般。你可以用超級(jí)鏈路來(lái)了解一幅畫或一尊雕像的詳細(xì)信息……”
如今,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR,Virtual Reality)的發(fā)展已使得這一預(yù)言在逐步實(shí)現(xiàn)。隨著VR/AR、人工智能、5G/云/邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈等技術(shù)的發(fā)展,人類在三維空間的探索愈發(fā)成熟,各種前沿技術(shù)的完美結(jié)合甚至可以達(dá)到“真假難辨”的程度。
事實(shí)上,“物聯(lián)網(wǎng)”一詞第一次正式出現(xiàn)在人們的視野中是在1999年,提出者便是江湖人稱“物聯(lián)網(wǎng)之父”的凱文·艾什頓,當(dāng)時(shí)艾什頓在寶潔公司做了一次內(nèi)部講座,題目就是“物聯(lián)網(wǎng)”。艾什頓當(dāng)時(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。
1995年,當(dāng)時(shí)艾什頓還在擔(dān)任寶潔公司的品牌經(jīng)理。他在一次巡店時(shí),發(fā)現(xiàn)一款熱賣的棕色口紅總是處于售罄的狀態(tài),原本以為是銷售一空,沒想到在與寶潔供應(yīng)鏈員工進(jìn)行溝通時(shí)得知,其實(shí)倉(cāng)庫(kù)里存貨依舊不少,只是因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)和銷售點(diǎn)的信息滯后,導(dǎo)致補(bǔ)貨不及時(shí)。在別人看來(lái),這也許就是個(gè)巧合,艾什頓只是碰巧走進(jìn)了那家賣斷貨的商店。但艾什頓并不買賬:他倒要看看那支口紅去哪兒了?究竟那支口紅發(fā)生了什么?
那個(gè)年代,零售商們還普遍采用條形碼掃描系統(tǒng)進(jìn)行庫(kù)存管理,但條形碼不能傳遞產(chǎn)品的位置信息,無(wú)法得知貨架上實(shí)時(shí)的銷售狀況,以致無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充售罄的商品。“顯然,條形碼并不完美。”艾什頓表示。他認(rèn)為,一定能夠找出一種可以跟蹤商品動(dòng)態(tài)變化的方法。
有一天,艾什頓開車回家的時(shí)候靈光一閃:如果將會(huì)員卡中的無(wú)線通信芯片內(nèi)置到口紅里,結(jié)果會(huì)怎樣? 他把一枚小小的無(wú)線電芯片放入一支口紅,把一副天線安裝在貨架上,這使得口紅包裝的數(shù)據(jù)可以提醒商店的管理人員哪些商品已經(jīng)不在架子上了。這種科技讓艾什頓多了雙安在貨架上的“眼睛”。
艾什頓將其籠統(tǒng)地命名為“存儲(chǔ)系統(tǒng)”。20世紀(jì)90年代,互聯(lián)網(wǎng)剛剛面向大眾。通過(guò)連接到互聯(lián)網(wǎng)并在網(wǎng)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù),該芯片能夠節(jié)省開支和內(nèi)存。為了幫助公司主管掌握這種將諸如口紅之類的物品連接到互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng),艾什頓給這種無(wú)須經(jīng)由人類就能讓物品相互交流信息的系統(tǒng)起了一個(gè)短而不合語(yǔ)法的名字—“物聯(lián)網(wǎng)”。
物聯(lián)網(wǎng)概念正式被提出,是在2005年11月17日。那一天,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了物聯(lián)網(wǎng)概念。報(bào)告指出,泛在“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨,世界上所有物體都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自主進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著傳感設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的普及,物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息革命浪潮。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在全世界得到極大的重視,主要工業(yè)化國(guó)家紛紛提出了各種的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。
中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模目前處于穩(wěn)步上升階段,十三五期間,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到23.4%。2020年,疫情促進(jìn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐,同比增長(zhǎng)率明顯上揚(yáng)。2022年,在國(guó)際形式不穩(wěn)定,國(guó)內(nèi)疫情連綿的背景下,全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)率有所下滑。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征
那么物聯(lián)網(wǎng)有哪些技術(shù)特征呢?眾所周知,物聯(lián)網(wǎng)可以分為四個(gè)層級(jí),包括感知層、傳輸層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。
感知層是物聯(lián)網(wǎng)的最底層,其主要功能是收集數(shù)據(jù),通過(guò)芯片、傳感器、執(zhí)行器、模組等終端從物理世界中采集信息。
傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)的管道,主要負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù),將感知層采集和識(shí)別的信息進(jìn)一步傳輸?shù)狡脚_(tái)層。傳輸層主要應(yīng)用無(wú)線傳輸方式,無(wú)線傳輸可以分為遠(yuǎn)距傳輸和近距傳輸。
平臺(tái)層負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù),在物聯(lián)網(wǎng)體系中起到承上啟下的作用,主要將來(lái)自感知層的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、處理和分析,主要包括PaaS平臺(tái)、AI平臺(tái)和其他能力平臺(tái)。
應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的最頂層,主要基于平臺(tái)層的數(shù)據(jù)解決具體垂直領(lǐng)域的行業(yè)問(wèn)題,包括安防、物流、交通、家居等領(lǐng)域。
總的來(lái)說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征主要有以下三個(gè)方面:
①?全面感知:利用RFID,傳感器,二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息。“感知”是物聯(lián)網(wǎng)的核心,是指對(duì)客觀事物的信息直接獲取并進(jìn)行認(rèn)知和理解的過(guò)程。人們對(duì)于信息獲取的需求促使其不斷研發(fā)新的技術(shù)來(lái)獲取感知信息,如傳感器、RFID、定位技術(shù)等。
②?可靠傳遞:通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定性和可靠性是保證物—物相連的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)物與物之間信息交互,就必須約定統(tǒng)一的通信協(xié)議。同時(shí),由于物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),不同的實(shí)體間協(xié)議規(guī)范可能存在差異,需要通過(guò)相應(yīng)的軟、硬件進(jìn)行轉(zhuǎn)換,保證物品之間信息的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、傳遞。
③?智能處理:利用云計(jì)算,模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。物聯(lián)網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)各種物品(包括人)進(jìn)行智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能。需要通過(guò)云計(jì)算、人工智能等智能計(jì)算技術(shù),對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理,針對(duì)不同的應(yīng)用需求,對(duì)物品實(shí)施智能化的控制。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景
目前,物聯(lián)網(wǎng)的連接場(chǎng)景主要分為六大應(yīng)用場(chǎng)景:①家庭場(chǎng)景,像智能音箱、智能門鎖、智能攝像頭、網(wǎng)關(guān)等智能硬件。②工業(yè)場(chǎng)景,像智能水表、智能電表、工業(yè)設(shè)備監(jiān)控裝置等智能硬件。③個(gè)人場(chǎng)景,像智能手環(huán)、智能手表、電子學(xué)生卡等智能穿戴設(shè)備。④車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景,像行車衛(wèi)士等產(chǎn)品。⑤聚類市場(chǎng)場(chǎng)景,主要指智慧園區(qū)、智慧社區(qū)的建設(shè),包含煙感、門禁、攝像頭等智能硬件。⑥中低速場(chǎng)景,像生活中的智能單車、智能充電樁。
下面圍繞物流、農(nóng)業(yè)、消防等領(lǐng)域,介紹一下物聯(lián)網(wǎng)在其應(yīng)用。
①智慧物流
物流業(yè)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè),目前限制其行業(yè)發(fā)展的主要因素有兩點(diǎn),一是末端物流配送成本高,二是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完備。要降低我國(guó)物流成本,就必須減少中間的無(wú)效搬運(yùn),這就需要依靠互聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)來(lái)解決。智慧物流則是指將物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)物流業(yè)整合,通過(guò)以精細(xì)、動(dòng)態(tài)、科學(xué)的管理,實(shí)現(xiàn)物流的自動(dòng)化、可視化、可控化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
智慧物流系統(tǒng)架構(gòu)的提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用。因此智慧物流系統(tǒng)架構(gòu)將從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬性、物流業(yè)固有屬性這兩個(gè)層面介紹。
從智慧物流系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)屬性來(lái)看,智慧物流系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)主要分為三層技術(shù):感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。感知層是智慧物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物感知的基礎(chǔ),是智慧物流的起點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)層是智慧物流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與虛擬空間。應(yīng)用層是智慧物流的應(yīng)用系統(tǒng),借助物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),感知到網(wǎng)絡(luò)層的決策指令,在應(yīng)用層實(shí)時(shí)執(zhí)行操作。
從智慧物流系統(tǒng)的物流業(yè)固有屬性來(lái)看,智慧物流系統(tǒng)主要由倉(cāng)內(nèi)技術(shù)、干線技術(shù)、最后一公里技術(shù)和末端技術(shù)組成。倉(cāng)內(nèi)技術(shù)主要應(yīng)用于物流系統(tǒng)的應(yīng)用層,實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)分類分揀和機(jī)器搬運(yùn);干線技術(shù)主要是指無(wú)人駕駛卡車技術(shù);最后一公里技術(shù)是末端配送中重要的一項(xiàng)技術(shù);末端技術(shù)主要是指智能快遞柜。智慧物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)底盤主要包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能三大領(lǐng)域。智慧物流的技術(shù)架構(gòu)下圖所示。
智慧物流市場(chǎng)快速發(fā)展,預(yù)計(jì)2025年規(guī)模超萬(wàn)億元,行業(yè)正向自動(dòng)化、無(wú)人化、數(shù)據(jù)化、智能化發(fā)展。未來(lái)物流機(jī)器人會(huì)大量出現(xiàn),目前,不管阿里還是京東,以及順豐等各大快遞企業(yè)都會(huì)投入智能物流的硬件研發(fā)和應(yīng)用。隨著人力成本的不斷提高,機(jī)器人成本與人工成本會(huì)越來(lái)越接近。簡(jiǎn)單重復(fù)性勞動(dòng)被機(jī)器人取代只是時(shí)間問(wèn)題。
②智慧農(nóng)業(yè)
智慧農(nóng)業(yè)是指利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù),將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)信息化、精確化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級(jí)階段,是中國(guó)農(nóng)業(yè)4.0的核心內(nèi)容。目前,我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)主要集中在農(nóng)業(yè)種植和畜牧養(yǎng)殖兩個(gè)方面,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)架構(gòu)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)層次可分為四層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。
感知層是指智慧農(nóng)業(yè)中的感知環(huán)節(jié),利用信息感知技術(shù)感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、動(dòng)植物生命及質(zhì)量安全與追溯。在種植業(yè)中,主要采集光照、溫度、水分、肥力、氣體等種植信息參數(shù);在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中,主要采集二氧化碳、氨氣和二氧化硫等有害氣體含量,空氣塵埃、飛沫以及溫濕度等環(huán)境參數(shù);水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)主要收集溶解氧、酸堿度、氨氮、電導(dǎo)率以及濁度等數(shù)據(jù)。?
網(wǎng)絡(luò)層使用信息傳輸技術(shù),將傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee、WiFi、LoRa、NB-IoT等無(wú)線通信技術(shù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)。
平臺(tái)層利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并產(chǎn)生決策指令,從而在應(yīng)用層控制設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化操作。
應(yīng)用層包括智慧種植、智慧家畜養(yǎng)殖、智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品溯源、智慧糧食存儲(chǔ)等典型應(yīng)用,如下圖所示。
③智慧消防
智慧消防解決方案,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能預(yù)警、智能處理、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù),通過(guò)在硬件層加入數(shù)據(jù)采集設(shè)備,構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò),將數(shù)據(jù)上傳至智慧消防管理平臺(tái),打通從災(zāi)情感知到智能預(yù)警再到智能處理整個(gè)智慧消防全流程,實(shí)現(xiàn)可視化“一張圖”的智慧監(jiān)管及掌控,再通過(guò)“消防管理平臺(tái)”即可做到指揮、調(diào)度、分析、決策全過(guò)程,為分秒必爭(zhēng)的救援贏得更多時(shí)間,最大程度降低災(zāi)害損失。
智慧消防核心由應(yīng)用、平臺(tái)、傳輸、匯聚及感知五層架構(gòu)組成,其中應(yīng)用及平臺(tái)兩層構(gòu)成智慧消防的頭部應(yīng)用,傳輸層由智慧消防的無(wú)線傳輸設(shè)備構(gòu)成,匯聚層及感知層由原傳統(tǒng)消防的底層能力構(gòu)成。
物聯(lián)網(wǎng)+新技術(shù)應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的興起是信息技術(shù)高速發(fā)展的必然,是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)的核心點(diǎn)是把物聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)上,形成一個(gè)龐大、智能的網(wǎng)絡(luò),所有的物品都能夠遠(yuǎn)程感知以及遠(yuǎn)程控制。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的下一步是繼續(xù)加強(qiáng)與區(qū)塊鏈、人工智能、可穿戴設(shè)備、AR/VR、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、3D打印等的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)+,下面介紹幾種熱門的物聯(lián)網(wǎng)+。
①物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,我們進(jìn)入了大數(shù)據(jù)的時(shí)代。可以說(shuō),數(shù)據(jù)之于物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于流量之于互聯(lián)網(wǎng),數(shù)據(jù)間進(jìn)行交易和共享,是市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì),只有通過(guò)數(shù)據(jù)多維度的融合,才能發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大價(jià)值。但目前數(shù)據(jù)都是孤島,大多數(shù)企業(yè)不愿意將自己的數(shù)據(jù)通過(guò)交易中心進(jìn)行交易,這主要在于利益以及將來(lái)可能發(fā)生的關(guān)于利益分配的糾紛,這樣就急需一套安全的、可信度高的又可以開放共享的數(shù)據(jù)管理方法。
這時(shí)候,區(qū)塊鏈提供了新的思路。區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式加密數(shù)字分類技術(shù),非常適合記錄物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器之間發(fā)生的海量交易的詳細(xì)信息。得益于區(qū)塊鏈的交易共享性和不可篡改性,去中心化的價(jià)值傳遞將給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)帶來(lái)變革式的提升。面對(duì)未來(lái)IoT設(shè)備規(guī)模的爆發(fā)增長(zhǎng)、應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)有望改善物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的如下痛點(diǎn):
● 降低交易前的驗(yàn)證成本:利用區(qū)塊鏈系統(tǒng)下記錄的不可篡改的優(yōu)勢(shì),平臺(tái)下的用戶和設(shè)備不需要驗(yàn)證雙方信息,只需要在交易時(shí)判斷對(duì)方給予的條件與先前是否不同。
● 降低運(yùn)營(yíng)管理成本:利用區(qū)塊鏈點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),每個(gè)節(jié)點(diǎn)作為對(duì)等節(jié)點(diǎn),因而整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案不需要引入大型數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和管理控制,從而降低數(shù)據(jù)通信和處理的成本。
● 保護(hù)數(shù)據(jù)安全與隱私:區(qū)塊鏈記錄提供安全性,記錄的副本在大量分布的物理位置和邏輯位置,沒有一方擁有對(duì)其進(jìn)行操作的集中控制能力。
● 方便可靠的費(fèi)用結(jié)算和支付:通過(guò)使用區(qū)塊鏈技術(shù),不同所有者的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以直接通過(guò)加密協(xié)議傳輸數(shù)據(jù),且可以把數(shù)據(jù)傳輸按照交易進(jìn)行計(jì)費(fèi)結(jié)算,這就需要在物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈中設(shè)計(jì)一種加密“數(shù)字貨幣”作為交易結(jié)算的基礎(chǔ)單位,所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供商只要在出廠之前給設(shè)備加入?yún)^(qū)塊鏈的支持,就可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)在各個(gè)不同的運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行直接的貨幣結(jié)算。
②?物聯(lián)網(wǎng)+人工智能
隨著人工智能底層技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)在智能機(jī)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“從認(rèn)識(shí)物理世界”到“個(gè)性化場(chǎng)景落地”的跨越。人工智能與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合將逐漸深入各行各業(yè)并引起革命性變革,AI在科技和煩瑣的工程中能夠代替人類進(jìn)行各種技術(shù)工作和部分腦力勞動(dòng),由此就造成了現(xiàn)在已形成的社會(huì)結(jié)構(gòu)的劇烈變化。
人工智能負(fù)責(zé)識(shí)別、感知和處理,物聯(lián)網(wǎng)則負(fù)責(zé)物物相連。目前,物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)已初步形成云—管—端三個(gè)層次,其中,端指各類智能硬件,如智能手機(jī)、智能音箱、智能汽車等;管指連接管理平臺(tái),云則包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)、軟件服務(wù)、第三方服務(wù)等。隨著和人工智能的深度融合,未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)如下功能:
● 邊緣智能:終端在斷網(wǎng)離線的情況下,也可以進(jìn)行智能決策;當(dāng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理情況下,可以迅速產(chǎn)生行動(dòng)應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。
● 互聯(lián)驅(qū)動(dòng):當(dāng)智能產(chǎn)品處于“組網(wǎng)”的狀態(tài)時(shí),產(chǎn)品與產(chǎn)品之間能夠?qū)崿F(xiàn)不需要人為干預(yù)的智能協(xié)同。
● 云端升級(jí):當(dāng)智能產(chǎn)品處于“聯(lián)網(wǎng)”狀態(tài)時(shí),云端的人工智能可以更好地挖掘和發(fā)揮邊緣硬件的價(jià)值,讓智能產(chǎn)品發(fā)揮更大的功效。有了邊緣智能的輔助,云端智能完成進(jìn)一步的數(shù)據(jù)整合,創(chuàng)造系統(tǒng)與系統(tǒng)之間互相協(xié)同的最大價(jià)值。
設(shè)想在沒有人工智能的情況下,物聯(lián)網(wǎng)將是數(shù)以億計(jì)的智能終端,不斷地采集海量的數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸送至后臺(tái),借助強(qiáng)大的服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析,那么如果后臺(tái)數(shù)據(jù)的處理速度和準(zhǔn)確度無(wú)法跟上終端數(shù)據(jù)的采集速度,后果將會(huì)是災(zāi)難性的,波及范圍將從小到家用電器之間不能互相通信,大到危及生命——心臟起搏器失靈或上百輛車連環(huán)相撞。
③?物聯(lián)網(wǎng)+AR
將AR技術(shù)融入到物聯(lián)網(wǎng)中,可以使信息的呈現(xiàn)及交互方式更加的便利、直觀,交互界面更加友好。我們就能隨時(shí)隨地直觀方便快捷地查看物體對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)、性能和各項(xiàng)重要參數(shù)。感知的數(shù)據(jù)可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)反饋到后臺(tái),通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘,可以讓產(chǎn)品不斷地優(yōu)化和完善,為客戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)。目前,已經(jīng)有了如下應(yīng)用:
●飛機(jī)的制造和維修:眾所周知,飛機(jī)中有巨量復(fù)雜的電子線路及元件,如果不用AR技術(shù),工程師需要對(duì)照功能手冊(cè)進(jìn)行一個(gè)個(gè)處理,這耗費(fèi)了工程師大量精力和時(shí)間,效率低且嚴(yán)重耽誤工期,據(jù)報(bào)道,波音公司自從使用Google眼鏡后,效率提升了25%,出錯(cuò)率降低了50%。
●非現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程操作功能:針對(duì)一些危險(xiǎn)、人不在現(xiàn)場(chǎng)或不適合人類現(xiàn)場(chǎng)操作的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)安全的遠(yuǎn)程操作,如核電站海底、外星球等。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)參數(shù),并傳到中央控制中心,中央控制中心結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)影像和數(shù)據(jù)并進(jìn)行AR 3D呈現(xiàn),機(jī)器人、工程師可以完成遠(yuǎn)程交互、監(jiān)測(cè)、操作控制。
●機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測(cè)和診斷:AR設(shè)備可以幫助工程師在機(jī)械車間內(nèi)看到設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)。如中海油公司的AR設(shè)備巡檢方案,在巡檢過(guò)程中,操作人員可根據(jù)AR眼鏡的指示,規(guī)范化完成巡檢工作。同時(shí),AR眼鏡將數(shù)據(jù)可視化后,通過(guò)與其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián),操作人員將第一時(shí)間了解設(shè)備運(yùn)行情況,提高巡檢效率。
●智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù):城市里面大多數(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施位于室外并且難以進(jìn)入該區(qū)域,AR可以為公安機(jī)關(guān)對(duì)城市的L監(jiān)督提供便利,為政府部門對(duì)水電暖等市政設(shè)施的監(jiān)控提供便利,從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化中定位故障點(diǎn),輕松地記錄基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)。
當(dāng)今時(shí)代已經(jīng)處于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷增強(qiáng)的階段,全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)明顯。5G為物聯(lián)網(wǎng)注入了新的活力,連接場(chǎng)景也由比特連接向數(shù)據(jù)連接轉(zhuǎn)變。物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施正在成為數(shù)字城市、數(shù)字產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)底座。人們迎來(lái)了“物聯(lián)感知時(shí)代”,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為我們的生活帶來(lái)了極大便利,它賦予萬(wàn)物“靈性”,教會(huì)機(jī)器懂得人文關(guān)懷,把一個(gè)冰冷的物質(zhì)世界變得更像一個(gè)充滿溫情和腔調(diào)的生命體。過(guò)去只有在科幻電影中才能看到的智能家居、智能醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實(shí)、無(wú)人駕駛汽車都以體驗(yàn)互動(dòng)的方式,會(huì)陸陸續(xù)續(xù)地走進(jìn)我們的生活。未來(lái)已經(jīng)到來(lái),我們拭目以待。
最后,引用一句《智能主義》一書的作者周鴻祎的描述,“到了智能時(shí)代,我們所有能看到的、能想象到的各種各樣的硬件,無(wú)論是汽車、家居,還是可穿戴設(shè)....都將實(shí)現(xiàn)智能化以及與網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)連接。”
審核編輯:黃飛
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