當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接人類通過(guò)社會(huì)媒體是快速和安靜地變成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)相互連接的對(duì)象。2013年10月,IDC預(yù)測(cè),互聯(lián)網(wǎng)相互連接的對(duì)象將在8.9萬(wàn)億年和2020年一個(gè)8.9萬(wàn)億美元的市場(chǎng)自主設(shè)備連接。連接機(jī)器的數(shù)量將超過(guò)4:1的地球人口到2020年,未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)將主要是物聯(lián)網(wǎng)——或者,遵從人類,由于互聯(lián)網(wǎng)的一切。
物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))是通過(guò)機(jī)器對(duì)機(jī)器設(shè)備之間的通信,在這種情況下是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)溝通。連接設(shè)備的嵌入式智能使他們能夠監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)并沒有人類干預(yù)的情況下采取行動(dòng),盡管人類建立,監(jiān)督并最終控制這些網(wǎng)絡(luò)。機(jī)器智能制造物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更有效的進(jìn)行操作,可以更快地完成,堅(jiān)持,和可靠的系統(tǒng),需要人類樣本,分析和采取行動(dòng)的信息。
舊的一切都是新的了
像所有看似新想法,互聯(lián)網(wǎng)有一些歷史的東西。早在1999年,比爾快樂(lè)(伯克利Unix和Sun Microsystems的發(fā)明者)描述了一種“設(shè)備(D2D)web…一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的傳感器部署在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)”,在日常生活中嵌入機(jī)器智能。想法奠定休眠十年,直到麻省理工的凱文·阿什頓創(chuàng)造了物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞來(lái)描述如何網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字標(biāo)記的對(duì)象在一起,相互作用而不需要人工干預(yù)。阿什頓的話說(shuō),“如果我們有電腦,什么都知道,知道的事情——使用收集的數(shù)據(jù)沒有任何幫助的情況下從我們——我們能夠跟蹤和計(jì)數(shù),并大大減少浪費(fèi)、損失和成本。”
麻省理工學(xué)院(MIT)的自動(dòng)識(shí)別中心工作,阿什頓的最初概念是標(biāo)記的一切,可能每個(gè)人都可能與RFID標(biāo)簽或條碼。啟用“跟蹤和計(jì)數(shù)”很好跟蹤庫(kù)存,但不是控制或通信,需要嵌入式智能和連通性,歡樂(lè)的設(shè)想的一部分D2D網(wǎng)絡(luò),使“無(wú)處不在的計(jì)算”。
技術(shù)路線圖:物聯(lián)網(wǎng)
行業(yè)開始把物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng),如遠(yuǎn)程終端和可編程邏輯控制器,早在1970年代。中央計(jì)算機(jī)將與傳感器和致動(dòng)器嵌入在沿著裝配線來(lái)控制機(jī)器的操作線。分布式行后來(lái)導(dǎo)致分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)SCADA系統(tǒng)與越來(lái)越多的情報(bào)被內(nèi)置到外圍設(shè)備。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的介紹,結(jié)果是能夠感覺的裝置,計(jì)算和通信網(wǎng)絡(luò)的分布式對(duì)象收獲來(lái)自獨(dú)立環(huán)境和與之交互的信息。超越了工廠、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備——每個(gè)嵌入式傳感器、執(zhí)行器、通信、和計(jì)算元素——可以創(chuàng)建一個(gè)智能環(huán)境與廣泛應(yīng)用在醫(yī)療保健、公共安全、交通、公用事業(yè)和家庭。
有一個(gè)應(yīng)用程序
公用事業(yè)公司早期參與物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)的形式。智能電網(wǎng)是一個(gè)大型的、高壓的通信網(wǎng)絡(luò),盡管骨干網(wǎng)可能是細(xì)胞,wi - fi,或基于衛(wèi)星。分布式系統(tǒng)在整個(gè)電網(wǎng)持續(xù)監(jiān)測(cè)使用和改變權(quán)力或響應(yīng)問(wèn)題。在遠(yuǎn)端,智能電表持續(xù)監(jiān)測(cè)消費(fèi),使公用事業(yè)公司和最終用戶更好地管理他們的資源。
智能設(shè)備在家里回復(fù)遠(yuǎn)程指令減少電力高峰負(fù)載或啟動(dòng)后,需求在網(wǎng)格休閑褲。智能空調(diào)、洗衣機(jī)等家用電器使更好的家庭能源管理和允許電力公司避免停電和限電沒有額外的設(shè)備投資。
健康和健身愛好者已經(jīng)磨損監(jiān)測(cè),記錄下他們的心率和他們跑的距離,耦合到電腦分析結(jié)果。嵌入式無(wú)線醫(yī)療設(shè)備包括加速度計(jì)警告下降,心臟監(jiān)測(cè)心電圖儀等,對(duì)糖尿病患者胰島素泵和葡萄糖監(jiān)測(cè)。這些設(shè)備可以連接到手機(jī)或電腦通過(guò)藍(lán)牙和物聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器診所。在健康監(jiān)測(cè)端到端解決方案與標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)正迅速成為現(xiàn)實(shí)不再拖延。早在2014年,連續(xù)健康聯(lián)盟將張揚(yáng)其輕量級(jí)協(xié)議,與移動(dòng)設(shè)備和GSMA已經(jīng)移動(dòng)健康目標(biāo)的增長(zhǎng)領(lǐng)域之一。
糊涂偵探
大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的核心是低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)連接到互聯(lián)網(wǎng)。一個(gè)典型的WSN節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)或多個(gè)傳感器,A / D和D / A轉(zhuǎn)換器,一個(gè)單片機(jī),射頻收發(fā)器和電源(通常是一個(gè)電池)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包含足夠的情報(bào)應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,節(jié)點(diǎn)通常將數(shù)據(jù)發(fā)送給一個(gè)分布式或集中式系統(tǒng)進(jìn)行分析。活躍的RFID,非常有限的處理和存儲(chǔ)功能,在WSN范圍的低端。更智能的網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行高速數(shù)???采集、處理、和通信、移動(dòng)大量的控制節(jié)點(diǎn)級(jí)別。
隨著手機(jī)和無(wú)線連接的增加,云計(jì)算正成為物聯(lián)網(wǎng)的核心。云提供了大量的可伸縮的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)以及分析工具所需的人類用戶的所有數(shù)據(jù)。云計(jì)算可以提供必要的計(jì)算資源和服務(wù)管理大型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。基于云計(jì)算的軟件即服務(wù)(SaaS)是擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵。
然而,擴(kuò)展SaaS本身就是一個(gè)問(wèn)題由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化云api。硬件平臺(tái)的Arduino和微芯片隨著谷歌的輔助開發(fā)工具為開發(fā)人員提供了一個(gè)應(yīng)用程序平臺(tái)即服務(wù)(PaaS),運(yùn)行時(shí)環(huán)境和一組api使開發(fā)者使用多個(gè)編程模型構(gòu)建自定義應(yīng)用程序。
英特爾支持,一個(gè)通用的硬件/軟件平臺(tái)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)api和一個(gè)大支持生態(tài)系統(tǒng)是使物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵工作順利。英特爾正在推廣物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)解決方案基于其低功耗的優(yōu)點(diǎn)E3800原子?處理器系列以及新的夸克SoC在新的開源伽利略。
飛思卡爾也是一個(gè)強(qiáng)大的信徒在互聯(lián)網(wǎng)的東西。飛思卡爾的手臂CortexTM-M0基礎(chǔ)Kinetis KL02單片機(jī)提供的速度、存儲(chǔ)、和能源效率,低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的一個(gè)合乎邏輯的選擇。
挑戰(zhàn)和問(wèn)題
數(shù)十億的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)障礙是缺乏剩余使用IPv4的IP地址。IPv4也只能識(shí)別一組位置傳感器的位置,但不單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)路障和網(wǎng)關(guān)之間的無(wú)線傳感器設(shè)備。IPv6部分回答了縮放和流動(dòng)性問(wèn)題,但這不會(huì)在一夜之間被采納。即便如此,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一個(gè)不同的軟件棧,不能直接從互聯(lián)網(wǎng)上得到解決。網(wǎng)關(guān)需要一個(gè)統(tǒng)一資源名稱(URN)子網(wǎng)地址單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),每一個(gè)都有一個(gè)統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符(URI)。傳感器節(jié)點(diǎn)將通過(guò)URL訪問(wèn),但只缸可尋址的URI。顯然,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)沒有簡(jiǎn)單的事情;因此,PaaS的吸引力。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)張,提高安全性和隱私問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)給虛擬存在任意數(shù)量的物理對(duì)象。已經(jīng)表明,當(dāng)前SCADA系統(tǒng)控制電網(wǎng)可以砍,Stuxnet蠕蟲把這個(gè)問(wèn)題在2010年公眾意識(shí)。智能電網(wǎng)及其多樣化,互聯(lián)設(shè)備代表了一個(gè)非常大的攻擊表面。正在積極解決安全問(wèn)題的系統(tǒng),軟件和硬件水平,但這是一個(gè)問(wèn)題,只能減輕,因?yàn)樗粫?huì)消失。
普適計(jì)算也引發(fā)了隱私問(wèn)題。有攝像頭監(jiān)控一個(gè)擁擠的地鐵站是一回事,但讓他們監(jiān)視一個(gè)人的一舉一動(dòng)是另一回事。相同的GPS /蜂窩技術(shù),使一個(gè)人能夠?qū)Ш降搅硪粋€(gè)城市或找到附近的一個(gè)星巴克使用手機(jī)也不斷跟蹤他們的位置。Geopositioning對(duì)車隊(duì)管理和跟蹤集裝箱很有用,但跟蹤每天運(yùn)動(dòng)的人提出了隱私問(wèn)題,如安全的,不容易被忽略。
回到未來(lái)
而使更有效服務(wù)的提供,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)本身的性質(zhì)的變化。Web 1.0包括靜態(tài)Web頁(yè)面。Web 2.0引入了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)和互動(dòng)社交媒體。現(xiàn)在連接設(shè)備和基于云的軟件服務(wù)的同時(shí)爆炸是引導(dǎo)在Web 3.0中,那里會(huì)無(wú)縫地與機(jī)器交互的能力,以至于這一代的孩子將是理所當(dāng)然的。比爾歡樂(lè)的D2D web終于成為現(xiàn)實(shí),將完全融入互聯(lián)網(wǎng)在人類將繼續(xù)交流。
未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)將完全與物聯(lián)網(wǎng)集成。你準(zhǔn)備好了嗎?你的機(jī)器。
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