物聯(lián)網(wǎng)的工作原理是怎樣的

前言：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的下一個階段。起初，我們只把電腦和智能手機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)上。現(xiàn)在，我們將一系列的設(shè)備和事物連接到互聯(lián)網(wǎng)上，以便我們可以與他們進(jìn)行廣泛的互動，同時(shí)從中收集有用的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)使人們騰出更多精力來從事更高層次，更重要的任務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)（或“ IoT”）是什么？它是如何工作的？它為什么如此重要？ 讓我們深入探討一個易于理解的定義，它不一定能回答您所有的問題，但至少會為您提供一個提出正確問題的方向！

要了解物聯(lián)網(wǎng)的特殊之處以及與常規(guī)的舊互聯(lián)網(wǎng)有何不同，我們需要了解物聯(lián)網(wǎng)在電信和現(xiàn)代技術(shù)歷史中的地位。

物聯(lián)網(wǎng)從何而來？

在20世紀(jì)，電信技術(shù)使我們能夠通過電話與彼此進(jìn)行遠(yuǎn)距離的對話。

在1980年代，我們開始將個人計(jì)算機(jī)（PC）連接到互聯(lián)網(wǎng)，以真正快速地共享和訪問遠(yuǎn)距離簡單語音數(shù)據(jù)以外的資源和信息。

從21世紀(jì)初期開始，蘋果公司通過iPhone改變了世界。它使我們可以隨時(shí)隨地掌控互聯(lián)網(wǎng)的力量，真正的移動時(shí)代開始了。

從智能手機(jī)時(shí)代開始不久，我們就開始看到從一系列小型移動設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值。不僅可以“讀取”來自世界事物的數(shù)據(jù)，還可以“寫入”數(shù)據(jù)，例如給它們的指令。

最后，這里就是物聯(lián)網(wǎng)（或“ IoT”）融入故事的地方！

物聯(lián)網(wǎng)指的是將物體、設(shè)備和空間連接到互聯(lián)網(wǎng)上的做法，而此前這些東西不在互聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi)。正如我們所看到的，直到幾年前，互聯(lián)網(wǎng)基本上還局限于兩個方面：電腦和手機(jī)?，F(xiàn)在，我們在網(wǎng)上帶來了很多東西：汽車、音響（如Alexa）、冰箱和洗衣機(jī)等家用電器、城市市政基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)設(shè)備等等。

物聯(lián)網(wǎng)使公民、企業(yè)和政府能夠遠(yuǎn)程、大規(guī)模地與許多曾經(jīng)斷開連接的對象進(jìn)行交互。它使我們能夠從這些設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中產(chǎn)生洞察力，然后將指令發(fā)送回那些幫助這些設(shè)備更好地執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)使人類能夠?qū)⒅車奈锢硎澜邕B接到互聯(lián)網(wǎng)，并通過數(shù)字表示與之互動。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心組件

硬件

物聯(lián)網(wǎng)的核心是數(shù)十億個互連設(shè)備，通常是傳感器和執(zhí)行器，使您能夠感知或控制周圍的物理世界。除了需要網(wǎng)絡(luò)連接來傳輸它們收集的數(shù)據(jù)外，這些設(shè)備還需要一些基本的處理和存儲功能，這些能力通常由微控制器、系統(tǒng)芯片（SoC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）提供。

嵌入式編程

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是嵌入式設(shè)備。它們可以使用商品化的微控制器平臺（例如Arduino）進(jìn)行原型制作，并在以后階段開發(fā)定制的印刷電路板（PCB）。使用這些平臺進(jìn)行原型制作需要電路設(shè)計(jì)技能，微控制器編程，以及對硬件通信協(xié)議（例如用于在微控制器與連接的傳感器和執(zhí)行器之間建立通信的串行，I2C或SPI）的深刻理解。嵌入式程序通常是使用C ++或C開發(fā)的。但是，Python和JavaScript（用于UI和平臺）在原型設(shè)計(jì)和擴(kuò)展IoT系統(tǒng)方面變得越來越流行。

安全性

安全性是物聯(lián)網(wǎng)中最關(guān)鍵的問題之一，與數(shù)據(jù)倫理、隱私和責(zé)任密切相關(guān)。它必須內(nèi)置在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的每個步驟中。每天有成千上萬的新設(shè)備連接，潛在（或真實(shí)）攻擊媒介的數(shù)量每天都在增長。安全工程技能，包括威脅評估、道德黑客攻擊、加密、保護(hù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和應(yīng)用程序、事件監(jiān)視、活動日志記錄和威脅情報(bào)，在如此大的風(fēng)險(xiǎn)下，變得至關(guān)重要。

網(wǎng)絡(luò)和云集成

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和管理在物聯(lián)網(wǎng)中至關(guān)重要，這是因?yàn)樗B接的設(shè)備數(shù)量巨大，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策可能會對大規(guī)模部署的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

連接性使設(shè)備可以與其他設(shè)備以及云中運(yùn)行的應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行通信。盡管云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)是兩種截然不同的技術(shù)，但實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流和云集成對于物聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。云基礎(chǔ)設(shè)施用于數(shù)據(jù)存儲、處理和分析，以及在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。

數(shù)據(jù)分析與預(yù)測

傳輸數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量每天都在增加，開發(fā)人員將需要安全可靠地提取、存儲和查詢源自這些設(shè)備的大量異構(gòu)數(shù)據(jù)。許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會生成對延遲或時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)，因此在網(wǎng)絡(luò)邊緣過濾或丟棄無關(guān)數(shù)據(jù)而不是將所有數(shù)據(jù)都發(fā)送給服務(wù)器也很有用。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

為了交付價(jià)值并利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的有用工具。這些技術(shù)通過將機(jī)器暴露于大量有關(guān)情況的數(shù)據(jù)來教給機(jī)器學(xué)習(xí)，這些技術(shù)可以實(shí)時(shí)應(yīng)用于傳感器數(shù)據(jù)流以進(jìn)行預(yù)測分析，并根據(jù)傳入的數(shù)據(jù)自主做出決策。機(jī)器學(xué)習(xí)還可以應(yīng)用于歷史數(shù)據(jù)，以識別數(shù)據(jù)中的模式或異常，這些模式或異?？梢允鼓龀鲋匾臎Q策。

物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響導(dǎo)致了強(qiáng)大的物理網(wǎng)絡(luò)連接的出現(xiàn)，通常被稱為第四次工業(yè)革命，即工業(yè)4.0，也稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（或“ IIoT”）?；ヂ?lián)生態(tài)系統(tǒng)是指物理互聯(lián)的工業(yè)資產(chǎn)，包括制造車間中的資產(chǎn)以及互聯(lián)的物流工具，流程等。

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