100多年前,发电机、内燃机取代蒸汽机,电力开始成为新能源,人类正式迈进电气时代。此后电话、电报相继问世,传递信息的方式也迎来了跨跃式进步。
上世纪60年代后,互联网诞生,此后的半个多世纪,信息技术发展迅速,开始深深改变了整个世界。
时至今日,随着互联网应用的拓展和延伸,物联网产业也得到了极大发展,特别是在以5G为代表的新一代信息技术的加持下,一大批以智慧农业、智慧健康、智慧物流、工业互联网、智慧零售为代表的新模式、新业务接连涌现,万物智能互联的大门向我们正式开启,人们生活、办公、出行方式也再次迎来了翻天覆地的变化。
一、5G+AI+大数据,万物智联就是这样实现的
物联网的概念早在上个世纪90年代末就被提出,它视为连接虚拟世界和真实物理世界的重要纽带之一,其核心和基础仍然是互联网,只不过用户端延伸和扩展到了各式各样的终端之上。因此物联网的本质也就很好理解,简单来说就是实物联入网络,最终实现物与物之间、人与物之间的全面信息交互。
从应用领域来说,今天的物联网大致可分为消费级物联网和工业级物联网,前者包含一些我们熟悉的智能家居、共享单车或者智能穿戴等等,后者主要涉及一些制造业、运输业、建筑业等具有成熟商业模式的行业。伴随着5G、AI、大数据等新一代信息技术的飞跃式提升,物联网也迎来了新的发展契机。
在网络连接方面,物联网支持有线和无线两种通信连接方式,其中远距离无线通信技术占有相当大的比重,其代表就是以5G、4G、3G、2G为主的蜂窝移动通信技术。在蜂窝通信之间,如果说4G、3G、2G面向个人,那么5G面向的正是产业互联网和智慧城市等更广阔的应用,通俗点理解就是支持接入更广泛的智能终端设备。
相较于其它蜂窝技术,5G在物联网连接上的确有着得天独厚的优势,仅以海量连接特性为例,5G连接密度比4G提高了十倍,能效密度提升近百倍,据悉5G可以做到一平方公里支持一百万个传感器联网,这是什么概念呢?
这意味着在人口密度很大、智能设备数量庞杂的城市、现代化工厂、超大型场馆和商场,5G比4G能够更好地满足海量终端连接以及各类业务的差异化需求。
要知道“海量连接性”还只是5G众多特性之一,却也不难发现,正是5G网络的到来,为实现真正意义上的“万物智联”提供了全新发展机遇。
除此之外,在物联网发展的过程中,大数据和AI技术同样起到了重要的推动作用。当数以亿计的终端设备连接到网络时,设备就会累积大量数据,大数据技术可用来分析这些数据,使之产生更多价值;人工智能则会借助大数据的支持,通过海量数据分析,结合算法实现不断优化,并最终反哺到物联终端,借以提升其智能化程度。
对于消费者来说,物联设备在AI、5G、大数据的支持下,由以前的完全以“人”为主导,变成了由“机器”智能调节,服务的结果没变,但体验却发生了实质性的变化。
需要注意的是,物联设备的传感器本身只是负责数据收集,依托5G网络实现互联的设备,如果没有“智能”的话,终端的体验就会大打折扣。也正因为有了5G+AI+大数据等技术的共同支持,今天的物联网不再只局限于“万物互联”,而是向着“万物智联”迈进。
二、6 大核心物联网技术
物联网描述了一种由相互连接的“物”或电子装置组成的网络,这些“物”或电子装置配备了传感器和计算能力,并且可以相互通信。这些装置嵌入在各种边缘应用中,例如智能手机、工业监控系统或自动驾驶汽车等。
然而,随着物联网的使用越来越先进,对其使用的要求也越来越严格,例如,开始采用物联网技术的工业控制系统需要很多附加功能才能可靠地持续运行,否则企业可能会面临中断和重大收入损失的风险。因此,需要独特的技术来支持现实世界中的物联网实施。
而这正是我们、将要讨论的核心物联网技术,它们旨在克服这些挑战,使物联网更安全、更快、更实用,以支持这些独特的用例。
1、多媒体物联网
物联网中的多媒体是指涉及使用图形、媒体、视频、视觉和成像数据在边缘获得洞察力的物联网应用,例如,这可能包括零售业中基于云的销售点(POS)、智慧城市中用于监控的网络摄像头、工业甚至医疗成像中的人机界面。此类应用通常在特定硬件上运行,以加速多媒体解码和编码,以便实时提供流畅的服务和用户体验。
2、边缘人工智能
物联网中的多媒体也为计算机视觉和视觉分析奠定了基础,这是边缘人工智能的一个子集。边缘人工智能在边缘使用机器学习模型来实时提供智能见解。
您可能知道的一些热门示例,如工业中基于视觉的质量控制、智慧城市中的实时道路交通管理、医学影像诊断、实时预测分析等。物联网中的这些可能性正在开启一个自动化技术的新时代,预计将在未来十年大幅提高工业生产力和安全性。
然而,机器学习模型确实需要一定的计算能力才能正常运行,尤其是在我们今天所拥有的复杂的协同卷积或递归神经网络的情况下。因此,使用 GPU 或用于边缘机器学习的专用硬件可以显著提高边缘人工智能解决方案的有效性。
3、实时计算
物联网系统在动态环境中工作,需要执行实时计算并实时提供输出——例如,想想航空、交通、机器人、工业自动化,在这些领域,即使是一瞬间也能产生巨大的影响。
这些物联网应用就是我们所说的“时间敏感型应用”,这意味着设备内部和设备之间的数据传递和网络通信需要以预先定义的延迟及时发生,以便计算任务作为一个整体在可接受的时间范围内以优化的方式完成。
实现有效实时计算的努力包括用于确定性网络的时间敏感网络 (TSN) 等标准,以及英特尔的时间协调计算 (TCC) 技术等硬件,这些技术可以优化和分配计算资源以实现实时计算。
4、功能安全(工业安全)
物联网设备也被大量用于增强工业环境中的安全性,即所谓的功能安全。功能安全是指使用主动系统作为故障保护装置,防止电子故障或人为错误。功能安全的一个常见特征可能是,如果检测到异常的性能指标,则自动停用工业机械。
5、物联网安全
鉴于物联网系统的分布式和互联性,如果没有足够的安全保护措施,单个设备就可能成为漏洞点。然后,对单个设备的网络攻击可以通过现有连接在整个网络中快速传播,这可能会对系统造成重大破坏,甚至更糟——使其完全瘫痪。
物联网安全是一个极其重要且相关的发展领域,它旨在保护设备、网络连接及其传输的数据。此类措施包括诸如加密芯片之类的硬件或诸如加密通信协议之类的软件。
6、物联网的可管理性
最先进的物联网系统可以在单个网络中承载多达数千台设备和成倍增加的连接数。随着解决方案的不断扩展,监控、访问和维护设备可能会成为一项重大挑战。因此,物联网的可管理性是一个非常重要的考虑因素。
大规模物联网可管理性功能使您不仅可以监测设备运行状况,而且还可以远程访问、更新或修复它们,从而实现轻松管理。这将通过降低成本和提高生产效率来改进手动管理流程。此外,通过更好的访问,还可以及时提供安全更新,以进一步增强物联网系统的安全性。
三、物联网的六大趋势
1. IoMT 继续扩展
随着对免提健康解决方案的需求增加,COVID-19 大流行加速了医疗物联网 (IoMT) 的采用。 2021 年,64% 的美国家庭报告说使用了这些服务,其中 43% 打算在疫情结束后继续使用这些服务。这些指标导致 2022 年 IoMT 持续增长。
例如,可穿戴健康监测将变得越来越普遍,以扩展家庭治疗。医院将使用物联网连接来跟踪资源和执行远程预约。即使在流行病过去之后,这些模式仍将继续增加,以使医疗保健更容易获得。
2. 安全仍然是重点
随着物联网的普及,其安全漏洞也越来越令人担忧。在交通高峰期,违规连接的汽车可能会导致大约 3,000 人死亡。随着越来越多的物联网设备的生产和网络犯罪的增加,安全将成为重中之重。
物联网制造商将包括更多内置的安全保护措施,例如用于无线更新的秘密计算和验证机制。为了补充该更新,安全提供商将提供额外的物联网特定服务。漏洞不会完全消失,但会减少。
3. 5G 推动 IIoT 增长
这些技术最具潜力的应用之一是工业物联网 (IIoT)。同时,当前网络的低容量和过长的延迟阻碍了它们的部署。 2022 年 5G 的到来将改变这一切。
目前有 480 亿个联网设备,给现有网络带来压力。由于 5G 更快的速度、更低的延迟和更大的容量,工业设施将能够将 IIoT 扩展到其他位置。整个工厂可能会转变为统一的、相互关联的实体。
4. 物联网提供供应链弹性
企业在 2020 年至 2021 年期间受到供应链中断的影响。因此,更多企业将物联网连接集成到其物流运营中。远程跟踪将为企业提供所需的透明度,以便在干扰发生之前检测和响应。
此外,这些设备收集的数据可能会被输入复杂的算法,然后可以提供可操作的见解。这些改进将使供应链显着更加强大,但如果没有更多的物联网使用,它们将无法实现。因此,供应链物联网可能会兴起。
5. 边缘计算增长
随着物联网网络的扩展,它们将为另一项不可避免的创新铺平道路:边缘计算。边缘计算有可能使自动驾驶汽车更加实用,同时还可以解决当今的许多带宽、安全性和云可靠性问题。尽管有这些优势,但它今天仍然是一种利基技术,但随着物联网的扩展,这种情况将会改变。
随着物联网安全性和处理能力的提高,边缘计算将变得更加可靠和可扩展。随着智慧城市基础设施的普及,这项技术可能会开始影响消费者应用。
6. 可穿戴设备达到新高度
可穿戴设备是最主流的消费物联网领域之一,预计这一趋势将持续到 2022 年以后。可穿戴设备目前以智能手表和腕带为主,但未来将显着多样化。智能戒指、智能眼镜、链接织物和物联网 ID 标签已经上市并将起飞。
2016 年至 2019 年间,联网可穿戴设备的数量翻了两番多,这一趋势将因更多样化的产品而加速。可穿戴设备将有助于提高残障人士的可及性,增加增强现实 (AR) 应用程序,并帮助公司到 2022 年减少工伤等。
总之,未来是万物智能互联的世界,物联网前景辽阔,相信在以高通为代表的产业各方共同推动下,物联网还将在众多领域创造出更大价值,让我们的生活变得更加美好。
文章来源:信息新报,物联之家网,中关村在线,贤集网