未來的IoT應用,將在不同行業(yè)中,和不同領域中,從簡單的狀態(tài)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(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)。正式提出有說是Peter T. Lewis于1985年提出,也有說是麻省理工*的Kevin Ash-ton教授于1999年提出的,"萬物皆可通過網(wǎng)絡連接"。現(xiàn)在比較通用的定義是:將可感知設備、可獨立尋址的物體進行互通互聯(lián)的網(wǎng)絡。和以前互聯(lián)網(wǎng)一樣,接入的設備必須是可以尋址,才能具備*的身份,發(fā)起與其它設備的對話。
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關系
物聯(lián)網(wǎng)也是一種鏈接網(wǎng)絡,而且也具備大量原來互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的特點,通用的MQTT協(xié)議也運行于互聯(lián)網(wǎng)的TCP/IP的基礎之上。因此,物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和拓展而來的互聯(lián)網(wǎng)絡,其簡化的高層架構關系如下:
- 物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián),是基于電腦的互聯(lián)網(wǎng)的進一步延伸和發(fā)展
- 物聯(lián)網(wǎng)的參與方拓展到了所有可感知的設備和物品
- 物聯(lián)網(wǎng)的很多通道和運作,仍需要互聯(lián)網(wǎng),特別是移動互聯(lián)網(wǎng)的支撐
- 物聯(lián)網(wǎng)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(xié)議和組網(wǎng)方式并存
物聯(lián)網(wǎng)的整體架構與分層
物聯(lián)網(wǎng)通常分為四層:感知、網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)一樣,使智能網(wǎng)絡和中控系統(tǒng)能感知未端狀態(tài),并執(zhí)行下達的指令;其中不具備獨立尋址的傳感器一種是通過網(wǎng)關接入物聯(lián)網(wǎng),或者是與有獨立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(lián)網(wǎng)主要的連接技術
網(wǎng)絡層分成兩種,一種是網(wǎng)關與傳感器之間的聯(lián)接,稱之為局域網(wǎng)聯(lián)接,有對應的協(xié)議;一種是直接接入,并與數(shù)據(jù)中心或云平臺的中控平臺連接,這是廣域網(wǎng)聯(lián)接。目前廣域網(wǎng)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(xié)議,才能建立起對話。主流的MQTT是由IBM公司開發(fā)的,基于TCP/IP協(xié)議之上。
可以看到,主要的局域網(wǎng)接入和廣域網(wǎng)接入技術在速率、功耗等不同指標中各有優(yōu)劣點:
可以看到,不管是局域網(wǎng)還是廣域網(wǎng),其連接協(xié)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(xié)議有著不同的用途。通常高速協(xié)議用于有外來供電、需要大量圖像視頻或其它大數(shù)據(jù)量交互的場景;而低速協(xié)議,則通常用于電池供電、信息密度低的傳感器數(shù)據(jù)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(xié)議的應用領域和規(guī)模預估:
低速率廣域協(xié)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(guī)模對低速率廣域互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)應用的主要特點
互聯(lián)網(wǎng)是連接計算機和移動智能終端的網(wǎng)絡,基本上是圍繞著人主動觸發(fā)的場景展開應用。而物聯(lián)網(wǎng)是物物之間的互聯(lián),更多是基于物品對本身或周圍環(huán)境的感知而觸發(fā)的自動化應用場景,兩者之間的關系對比如下:
互聯(lián)網(wǎng)是基于人主動驅動的場景
物聯(lián)網(wǎng)是基于物品自發(fā)驅動的場景
基于事件、流程的驅動,人為發(fā)起
基于狀態(tài)、規(guī)則的驅動,觸發(fā)場景
大多間歇性行為,存在聚集效應
持續(xù)性守候,基于場所發(fā)生
大多時候是高信息濃度,高網(wǎng)絡吞吐
高傳感器密度,高網(wǎng)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(tài)調度、自運化的操作和大數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不是相互獨立、涇渭分明,而是一個對另一個的延展?，F(xiàn)在有越來越多的趨勢展現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)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,并極大促進了原來互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(xiàn)更智能、更強大的功能,從而更好地提高原來互聯(lián)網(wǎng)應用的體驗:
- 互聯(lián)網(wǎng)接入設備在呈現(xiàn)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(lián)網(wǎng)設備接入了大量的IoT器件,來增強復合性功能
- 一個傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應用,會得到智能化和自動增強的體驗提升,比如:
- 視頻通話時的防抖、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(fā)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(fā)展,也就是達到*終的無感智能的狀態(tài),以下是在不同的階段,幾個常見操作的對比:
比如*項的環(huán)境調節(jié),以空調為例 ,在人工操作參考的*階段,通常是設備附帶的溫度計,告知你的環(huán)境溫度,你可以進行特定溫度的設定,這時候壓縮機會根據(jù)情況開啟,比如已經(jīng)到達設定溫度就休眠,等有偏差再工作;在第二階段,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(tǒng)按計劃向空調發(fā)實時指令;到了無感智能階段,空調是根據(jù)你穿戴設備把你的體溫、心跳等信息傳給中控,它再結合環(huán)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(huán)境溫度。
物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)已經(jīng)到了快速應用的階段
根據(jù)Machine Research的預計,全球物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù),將在未來五年內,每年以超過兩位數(shù)的速度增長,并且到了2025年,預計聯(lián)網(wǎng)數(shù)將達到270億。而工信部等組織則預計,我國2020年IoT相關產業(yè)的產值就將達到1.8萬億元人民幣。
根據(jù)IoT Analytics發(fā)布的2018年IoT行業(yè)項目數(shù)排名,智慧城市、工業(yè)互聯(lián)和建筑互聯(lián)也都在快速發(fā)展:
未來的IoT應用,將在不同行業(yè)中,和不同領域中,從簡單的狀態(tài)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*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(jié),*終到智能調節(jié)
- 同時向單品智能和整體解決方案智能進行發(fā)展演進
