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  • 行業新聞

    五分鐘帶你了解物聯網(IoT)及其未來應用方向

    發布日期:2022-03-17

    未來的IoT應用,將在不同行業中,和不同領域中,從簡單的狀態檢測和自動化,向高階的綜合調度和智能化決策等方向沿進。

    物聯網的起源有多個不同的說法,一是1990年施樂在線可樂售賣機。1995比爾蓋茨在著作《未來之路》中提到物聯網。正式提出有說是Peter T. Lewis于1985年提出,也有說是麻省理工大學的Kevin Ash-ton老師于1999年提出的,“萬物皆可通過網絡連接”?,F在比較通用的定義是:將可感知設備、可尋址的物體進行互通互聯的網絡。和以前互聯網一樣,接入的設備是可以尋址,才能具備身份,發起與其它設備的對話。
    物聯網與互聯網的關系

    物聯網也是一種鏈接網絡,而且也具備大量原來互聯網、移動互聯網的特點,通用的MQTT協議也運行于互聯網的TCP/IP的基礎之上。因此,物聯網是基于互聯網發展和拓展而來的互聯網絡,其簡化的高層架構關系如下:

     

    1、物聯網就是物物相連的互聯,是基于電腦的互聯網的進一步延伸和發展
    2、物聯網的參與方拓展到了所有可感知的設備和物品
    3、物聯網的很多通道和運作,仍需要互聯網,特別是移動互聯網的支撐
    4、物聯網由于工作領域和特性存在多個差異很大的場景,因此多種主流的協議和組網方式并存
    物聯網的整體架構與分層

    物聯網常分為四層:感知、網絡、平臺和應用層;也有另一種常見的分法,是把平臺層并入應用層,因此定義為感知、網絡和應用層。各層的組成和對應關系如下:

    感知層通常由終端設備來履行,像人的終端神經一樣,使智能網絡和中控系統能感知未端狀態,并執行下達的指令;其中不具備尋址的傳感器一種是通過網絡接入物聯網,或者是與有尋址和連接能力的設備相連,通常視為該設備的一部分,以外設的身份存在。
    物聯網主要的連接技術

    網絡層分成兩種,一種是網絡與傳感器之間的聯接,稱之為局域網聯接,有對應的協議;一種是直接接入,并與數據庫或云平臺的中控平臺連接,這是廣域網聯接。目前廣域網也有多種接入技術,但不管哪種接入技術,都需要通過標準的傳輸協議,才能建立起對話。主流的MQTT是由IBM公司開發的,基于TCP/IP協議之上。
    可以看到,主要的局域網接入和廣域網接入技術在速率、功耗等不同指標中各有優劣點:

    可以看到,不管是局域網還是廣域網,其連接協議都分別有高(>10M)中(>1M)低(<1M)不同的速率,通常高速率也意味著高功耗。這兩個特性,決定了不同的連接協議有著不同的用途。通常高速協議用于有外來供電、需要大量圖像或其它大數據量交互的場景;而低速協議,則通常用于電池供電、信息密度低的傳感器數據讀取、自動化設備控制等場景。以下是未來這三種不同類型協議的應用領域和規模預估:

    低速率廣域協議將連接更多設備:大量低頻、流量吞吐要求小的場景,未來將大規模對低速率廣域互聯網存在需求,除了Zigbee等之外,我國主推的NB-IoT也是前景可期。
    物聯網應用的主要特點

    互聯網是連接計算機和移動智能終端的網絡,基本上是圍繞著人主動觸發的場景展開應用。而物聯網是物物之間的互聯,更多是基于物品對本身或周圍環境的感知而觸發的自動化應用場景,兩者之間的關系對比如下:
    互聯網是基于人主動驅動的場景
    物聯網是基于物品自發驅動的場景
    基于事件、流程的驅動,人為發起
    基于狀態、規則的驅動,觸發場景
    持續性守候,基于場所發生
    大多時候是高信息濃度,高網絡吞吐
    高傳感器密度,高網絡覆蓋
    多見于與人相關、與內容相關的場景:娛樂、購物、學習、健身、旅游、商務處理等
    多見于基于狀態調度、自運化的操作和大數據分析:智能城市、智能制造、無人值守商店等

    就如前面所述,物聯網與互聯網不是相互單獨、涇渭分明,而是一個對另一個的延展?,F在有越來越多的趨勢展現,物聯網結合人工智能,兩者是快速技術進展的當下,技術快速成熟,在多個領域的應用日益具備商用條件,并推進了原來互聯網場景的智能化和自動化能力,從而為用戶提供新的價值。
    以下的圖示,簡單地羅列了未來常見的互聯網接入設備,如何日益集成更多的IoT設備,并在人工智能的輔助下,實現更智能、更強大的功能,從而更好地提高原來互聯網應用的體驗:

    互聯網接入設備在呈現多樣化、移動化和功能復合化的特點
    隨著硬件性能上升、體積和成本迅速下降,互聯網設備接入了大量的IoT器件,來增強復合功能
    一個傳統的互聯網應用,會得到智能化和自動增強的體驗提升,比如:
    通話時的防抖、亮度適應
    基于LBS的位置共享
    基于位置感知的立體聲源定向

    總體來說,基于AI, IoT技術的快速發展,未來的電氣設備,將沿著越來越自動化智能化,無人干預的方向發展,也就是達到無感智能的狀態,以下是在不同的階段,幾個常見操作的對比:
    比如環境調節,以空調為例 ,在人工操作參考階段,通常是設備附帶的溫度計,告知你的環境溫度,你可以進行特定溫度的設定,這時候壓縮機會根據情況開啟,比如已經到達設定溫度就休眠,等有偏差再工作;在下階段,你可以通過手機或電腦,來設定前半夜后半夜和清晨的不同時段溫度的要求,然后中控系統按計劃向空調發實時指令;到了無感智能階段,空調是根據你穿戴設備把你的體溫、心跳等信息傳給中控,它再結合環境溫度,算出一個智能的指令,讓空調在人不用干預的情況下,一直保持適宜的環境溫度。

    未來的IoT應用,將在不同行業中,和不同領域中,從簡單的狀態檢測和自動化,向高階的綜合調度和智能化決策等方向沿進:

    • 首先從公共設施領域,再到商用領域最后在個人領域(高頻高復雜度)應用
    • 從遙測遙感遙控,再到自動調節,最終到智能調節
    • 同時向單品智能和整體解決方案智能進行發展演進

     

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