100多年前,發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)取代蒸汽機(jī),電力開(kāi)始成為新能源,人類正式邁進(jìn)電氣時(shí)代。此后電話、電報(bào)相繼問(wèn)世,傳遞信息的方式也迎來(lái)了跨躍式進(jìn)步。
上世紀(jì)60年代后,互聯(lián)網(wǎng)誕生,此后的半個(gè)多世紀(jì),信息技術(shù)發(fā)展迅速,開(kāi)始深深改變了整個(gè)世界。
時(shí)至今日,隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展和延伸,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也得到了極大發(fā)展,特別是在以5G為代表的新一代信息技術(shù)的加持下,一大批以智慧農(nóng)業(yè)、智慧健康、智慧物流、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧零售為代表的新模式、新業(yè)務(wù)接連涌現(xiàn),萬(wàn)物智能互聯(lián)的大門向我們正式開(kāi)啟,人們生活、辦公、出行方式也再次迎來(lái)了翻天覆地的變化。
一、5G+AI+大數(shù)據(jù),萬(wàn)物智聯(lián)就是這樣實(shí)現(xiàn)的
物聯(lián)網(wǎng)的概念早在上個(gè)世紀(jì)90年代末就被提出,它視為連接虛擬世界和真實(shí)物理世界的重要紐帶之一,其核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),只不過(guò)用戶端延伸和擴(kuò)展到了各式各樣的終端之上。因此物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)也就很好理解,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是實(shí)物聯(lián)入網(wǎng)絡(luò),最終實(shí)現(xiàn)物與物之間、人與物之間的全面信息交互。
從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō),今天的物聯(lián)網(wǎng)大致可分為消費(fèi)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng),前者包含一些我們熟悉的智能家居、共享單車或者智能穿戴等等,后者主要涉及一些制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)等具有成熟商業(yè)模式的行業(yè)。伴隨著5G、AI、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的飛躍式提升,物聯(lián)網(wǎng)也迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。
在網(wǎng)絡(luò)連接方面,物聯(lián)網(wǎng)支持有線和無(wú)線兩種通信連接方式,其中遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)占有相當(dāng)大的比重,其代表就是以5G、4G、3G、2G為主的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。在蜂窩通信之間,如果說(shuō)4G、3G、2G面向個(gè)人,那么5G面向的正是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等更廣闊的應(yīng)用,通俗點(diǎn)理解就是支持接入更廣泛的智能終端設(shè)備。
相較于其它蜂窩技術(shù),5G在物聯(lián)網(wǎng)連接上的確有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),僅以海量連接特性為例,5G連接密度比4G提高了十倍,能效密度提升近百倍,據(jù)悉5G可以做到一平方公里支持一百萬(wàn)個(gè)傳感器聯(lián)網(wǎng),這是什么概念呢?
這意味著在人口密度很大、智能設(shè)備數(shù)量龐雜的城市、現(xiàn)代化工廠、超大型場(chǎng)館和商場(chǎng),5G比4G能夠更好地滿足海量終端連接以及各類業(yè)務(wù)的差異化需求。
要知道“海量連接性”還只是5G眾多特性之一,卻也不難發(fā)現(xiàn),正是5G網(wǎng)絡(luò)的到來(lái),為實(shí)現(xiàn)真正意義上的“萬(wàn)物智聯(lián)”提供了全新發(fā)展機(jī)遇。
除此之外,在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程中,大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)同樣起到了重要的推動(dòng)作用。當(dāng)數(shù)以億計(jì)的終端設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí),設(shè)備就會(huì)累積大量數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)技術(shù)可用來(lái)分析這些數(shù)據(jù),使之產(chǎn)生更多價(jià)值;人工智能則會(huì)借助大數(shù)據(jù)的支持,通過(guò)海量數(shù)據(jù)分析,結(jié)合算法實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化,并最終反哺到物聯(lián)終端,借以提升其智能化程度。
對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),物聯(lián)設(shè)備在AI、5G、大數(shù)據(jù)的支持下,由以前的完全以“人”為主導(dǎo),變成了由“機(jī)器”智能調(diào)節(jié),服務(wù)的結(jié)果沒(méi)變,但體驗(yàn)卻發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化。
需要注意的是,物聯(lián)設(shè)備的傳感器本身只是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集,依托5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的設(shè)備,如果沒(méi)有“智能”的話,終端的體驗(yàn)就會(huì)大打折扣。也正因?yàn)橛辛?G+AI+大數(shù)據(jù)等技術(shù)的共同支持,今天的物聯(lián)網(wǎng)不再只局限于“萬(wàn)物互聯(lián)”,而是向著“萬(wàn)物智聯(lián)”邁進(jìn)。
二、6 大核心物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)描述了一種由相互連接的“物”或電子裝置組成的網(wǎng)絡(luò),這些“物”或電子裝置配備了傳感器和計(jì)算能力,并且可以相互通信。這些裝置嵌入在各種邊緣應(yīng)用中,例如智能手機(jī)、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)或自動(dòng)駕駛汽車等。
然而,隨著物聯(lián)網(wǎng)的使用越來(lái)越先進(jìn),對(duì)其使用的要求也越來(lái)越嚴(yán)格,例如,開(kāi)始采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)需要很多附加功能才能可靠地持續(xù)運(yùn)行,否則企業(yè)可能會(huì)面臨中斷和重大收入損失的風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要獨(dú)特的技術(shù)來(lái)支持現(xiàn)實(shí)世界中的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施。
而這正是我們、將要討論的核心物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),它們旨在克服這些挑戰(zhàn),使物聯(lián)網(wǎng)更安全、更快、更實(shí)用,以支持這些獨(dú)特的用例。
1、多媒體物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)中的多媒體是指涉及使用圖形、媒體、視頻、視覺(jué)和成像數(shù)據(jù)在邊緣獲得洞察力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,例如,這可能包括零售業(yè)中基于云的銷售點(diǎn)(POS)、智慧城市中用于監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)攝像頭、工業(yè)甚至醫(yī)療成像中的人機(jī)界面。此類應(yīng)用通常在特定硬件上運(yùn)行,以加速多媒體解碼和編碼,以便實(shí)時(shí)提供流暢的服務(wù)和用戶體驗(yàn)。
2、邊緣人工智能
物聯(lián)網(wǎng)中的多媒體也為計(jì)算機(jī)視覺(jué)和視覺(jué)分析奠定了基礎(chǔ),這是邊緣人工智能的一個(gè)子集。邊緣人工智能在邊緣使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)實(shí)時(shí)提供智能見(jiàn)解。
您可能知道的一些熱門示例,如工業(yè)中基于視覺(jué)的質(zhì)量控制、智慧城市中的實(shí)時(shí)道路交通管理、醫(yī)學(xué)影像診斷、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)分析等。物聯(lián)網(wǎng)中的這些可能性正在開(kāi)啟一個(gè)自動(dòng)化技術(shù)的新時(shí)代,預(yù)計(jì)將在未來(lái)十年大幅提高工業(yè)生產(chǎn)力和安全性。
然而,機(jī)器學(xué)習(xí)模型確實(shí)需要一定的計(jì)算能力才能正常運(yùn)行,尤其是在我們今天所擁有的復(fù)雜的協(xié)同卷積或遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的情況下。因此,使用 GPU 或用于邊緣機(jī)器學(xué)習(xí)的專用硬件可以顯著提高邊緣人工智能解決方案的有效性。
3、實(shí)時(shí)計(jì)算
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境中工作,需要執(zhí)行實(shí)時(shí)計(jì)算并實(shí)時(shí)提供輸出——例如,想想航空、交通、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化,在這些領(lǐng)域,即使是一瞬間也能產(chǎn)生巨大的影響。
這些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用就是我們所說(shuō)的“時(shí)間敏感型應(yīng)用”,這意味著設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞和網(wǎng)絡(luò)通信需要以預(yù)先定義的延遲及時(shí)發(fā)生,以便計(jì)算任務(wù)作為一個(gè)整體在可接受的時(shí)間范圍內(nèi)以優(yōu)化的方式完成。
實(shí)現(xiàn)有效實(shí)時(shí)計(jì)算的努力包括用于確定性網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 等標(biāo)準(zhǔn),以及英特爾的時(shí)間協(xié)調(diào)計(jì)算 (TCC) 技術(shù)等硬件,這些技術(shù)可以優(yōu)化和分配計(jì)算資源以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算。
4、功能安全(工業(yè)安全)
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也被大量用于增強(qiáng)工業(yè)環(huán)境中的安全性,即所謂的功能安全。功能安全是指使用主動(dòng)系統(tǒng)作為故障保護(hù)裝置,防止電子故障或人為錯(cuò)誤。功能安全的一個(gè)常見(jiàn)特征可能是,如果檢測(cè)到異常的性能指標(biāo),則自動(dòng)停用工業(yè)機(jī)械。
5、物聯(lián)網(wǎng)安全
鑒于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的分布式和互聯(lián)性,如果沒(méi)有足夠的安全保護(hù)措施,單個(gè)設(shè)備就可能成為漏洞點(diǎn)。然后,對(duì)單個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)攻擊可以通過(guò)現(xiàn)有連接在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中快速傳播,這可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成重大破壞,甚至更糟——使其完全癱瘓。
物聯(lián)網(wǎng)安全是一個(gè)極其重要且相關(guān)的發(fā)展領(lǐng)域,它旨在保護(hù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接及其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。此類措施包括諸如加密芯片之類的硬件或諸如加密通信協(xié)議之類的軟件。
6、物聯(lián)網(wǎng)的可管理性
最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中承載多達(dá)數(shù)千臺(tái)設(shè)備和成倍增加的連接數(shù)。隨著解決方案的不斷擴(kuò)展,監(jiān)控、訪問(wèn)和維護(hù)設(shè)備可能會(huì)成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。因此,物聯(lián)網(wǎng)的可管理性是一個(gè)非常重要的考慮因素。
大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)可管理性功能使您不僅可以監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況,而且還可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)、更新或修復(fù)它們,從而實(shí)現(xiàn)輕松管理。這將通過(guò)降低成本和提高生產(chǎn)效率來(lái)改進(jìn)手動(dòng)管理流程。此外,通過(guò)更好的訪問(wèn),還可以及時(shí)提供安全更新,以進(jìn)一步增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。
三、物聯(lián)網(wǎng)的六大趨勢(shì)
1. IoMT 繼續(xù)擴(kuò)展
隨著對(duì)免提健康解決方案的需求增加,COVID-19 大流行加速了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng) (IoMT) 的采用。 2021 年,64% 的美國(guó)家庭報(bào)告說(shuō)使用了這些服務(wù),其中 43% 打算在疫情結(jié)束后繼續(xù)使用這些服務(wù)。這些指標(biāo)導(dǎo)致 2022 年 IoMT 持續(xù)增長(zhǎng)。
例如,可穿戴健康監(jiān)測(cè)將變得越來(lái)越普遍,以擴(kuò)展家庭治療。醫(yī)院將使用物聯(lián)網(wǎng)連接來(lái)跟蹤資源和執(zhí)行遠(yuǎn)程預(yù)約。即使在流行病過(guò)去之后,這些模式仍將繼續(xù)增加,以使醫(yī)療保健更容易獲得。
2. 安全仍然是重點(diǎn)
隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及,其安全漏洞也越來(lái)越令人擔(dān)憂。在交通高峰期,違規(guī)連接的汽車可能會(huì)導(dǎo)致大約 3,000 人死亡。隨著越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)犯罪的增加,安全將成為重中之重。
物聯(lián)網(wǎng)制造商將包括更多內(nèi)置的安全保護(hù)措施,例如用于無(wú)線更新的秘密計(jì)算和驗(yàn)證機(jī)制。為了補(bǔ)充該更新,安全提供商將提供額外的物聯(lián)網(wǎng)特定服務(wù)。漏洞不會(huì)完全消失,但會(huì)減少。
3. 5G 推動(dòng) IIoT 增長(zhǎng)
這些技術(shù)最具潛力的應(yīng)用之一是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)。同時(shí),當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的低容量和過(guò)長(zhǎng)的延遲阻礙了它們的部署。 2022 年 5G 的到來(lái)將改變這一切。
目前有 480 億個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)壓力。由于 5G 更快的速度、更低的延遲和更大的容量,工業(yè)設(shè)施將能夠?qū)?IIoT 擴(kuò)展到其他位置。整個(gè)工廠可能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的、相互關(guān)聯(lián)的實(shí)體。
4. 物聯(lián)網(wǎng)提供供應(yīng)鏈彈性
企業(yè)在 2020 年至 2021 年期間受到供應(yīng)鏈中斷的影響。因此,更多企業(yè)將物聯(lián)網(wǎng)連接集成到其物流運(yùn)營(yíng)中。遠(yuǎn)程跟蹤將為企業(yè)提供所需的透明度,以便在干擾發(fā)生之前檢測(cè)和響應(yīng)。
此外,這些設(shè)備收集的數(shù)據(jù)可能會(huì)被輸入復(fù)雜的算法,然后可以提供可操作的見(jiàn)解。這些改進(jìn)將使供應(yīng)鏈顯著更加強(qiáng)大,但如果沒(méi)有更多的物聯(lián)網(wǎng)使用,它們將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,供應(yīng)鏈物聯(lián)網(wǎng)可能會(huì)興起。
5. 邊緣計(jì)算增長(zhǎng)
隨著物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展,它們將為另一項(xiàng)不可避免的創(chuàng)新鋪平道路:邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算有可能使自動(dòng)駕駛汽車更加實(shí)用,同時(shí)還可以解決當(dāng)今的許多帶寬、安全性和云可靠性問(wèn)題。盡管有這些優(yōu)勢(shì),但它今天仍然是一種利基技術(shù),但隨著物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展,這種情況將會(huì)改變。
隨著物聯(lián)網(wǎng)安全性和處理能力的提高,邊緣計(jì)算將變得更加可靠和可擴(kuò)展。隨著智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的普及,這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)開(kāi)始影響消費(fèi)者應(yīng)用。
6. 可穿戴設(shè)備達(dá)到新高度
可穿戴設(shè)備是最主流的消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域之一,預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將持續(xù)到 2022 年以后。可穿戴設(shè)備目前以智能手表和腕帶為主,但未來(lái)將顯著多樣化。智能戒指、智能眼鏡、鏈接織物和物聯(lián)網(wǎng) ID 標(biāo)簽已經(jīng)上市并將起飛。
2016 年至 2019 年間,聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備的數(shù)量翻了兩番多,這一趨勢(shì)將因更多樣化的產(chǎn)品而加速。可穿戴設(shè)備將有助于提高殘障人士的可及性,增加增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 應(yīng)用程序,并幫助公司到 2022 年減少工傷等。
總之,未來(lái)是萬(wàn)物智能互聯(lián)的世界,物聯(lián)網(wǎng)前景遼闊,相信在以高通為代表的產(chǎn)業(yè)各方共同推動(dòng)下,物聯(lián)網(wǎng)還將在眾多領(lǐng)域創(chuàng)造出更大價(jià)值,讓我們的生活變得更加美好。
文章來(lái)源:信息新報(bào),物聯(lián)之家網(wǎng),中關(guān)村在線,賢集網(wǎng)