物联网(AIOT)--下一个技术风口

简介: 我们现在身边越来越多的硬件设备正在被嵌入芯片、软件,从而实现更多的功能和更紧密的联系。 物联网其实是借助互联网的力量,实现万物互联。

物联网(AIOT)–下一个技术风口
我们现在身边越来越多的硬件设备正在被嵌入芯片、软件,从而实现更多的功能和更紧密的联系。 物联网其实是借助互联网的力量,实现万物互联。如果说互联网是联系你我,让信息的交换更加自如,物联网是让人体自身、身边的各种自身、人所处的环境的各种链接,互联网链接了信息,物联网是互联网发展的趋势,链接了整个物质世界。现在华为、腾讯、小米、阿里等巨头公司都纷纷加入物联网的浪潮中。

物联网结构
物联网涉及的知识面非常广,包括通讯技术、嵌入式、人工智能、大数据,所以学起来的层次多、范围大、分工比较细。物联网从整个体系可以分为三个层:设备层、网络层和应用层。
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一.设备层–硬件设备
设备组件有传感器,比如测量温度、湿度、光照强度等参数的设备;也有执行器,比如控制电路通断的继电器、实现物体移动的马达等。
物联网设备,不仅涉及传统嵌入式系统的开发,而且也需要考虑通信技术,比如 Wi-Fi、蓝牙和蜂窝网络等。

二.网络层–设备与物联网平台的通信协议。
物联网的网络通信仍然是基于互联网的,所以底层还是 TCP/IP 协议。应用中需要了解、掌握一些具体的网络协议,比如 HTTP、MQTT 和 AMQP 等。在做物联网系统设计的时候,得明确这些那些场景适合使用哪些协议。
三.应用层–实现具体业务逻辑的地方。
除了像普通互联网后台一样,要面对服务器框架、数据库系统、消息队列等问题外,物联网系统首先需要处理的就是海量的数据。这又可以分为三个方面:
1.数据存储,比如 NoSQL 数据库和时序数据库的选择。
2.数据处理,比如 Spark、Flink 等大数据处理框架的不同特点,批处理和流处理的适用场景等。
3.数据分析,如各类机器学习算法,甚至 AI 的应用。
设备层、网络层和应用层这三个层面的知识,都是你在设计和实施一个物联网系统的过程中需要掌握的。另外,现在数据隐私和系统安全越来越重要,它们贯穿系统的整个生命周期,也是需要你通盘考虑的事情。我提供了一个知识体系图,供你随时查看。

AIOT和我们的热门的领域是什么样的关系?
当下有很多的热门领域,就算没有学过你也一定听过,比如说互联网,传感器,5G,云计算,大数据,人工智能,智能家居等等。

  1. 物联网和互联网有什么关系?
    互联网是连接人,连接人与信息。人和信息的关系就像下面这张图所展示的:
    截屏2023-12-27 下午1.52.04.png
    那么,物联网和互联网相比,最本质的区别是什么呢?答案就是,设备(物)成了另一个重要的参与主体。设备跟人一样,也是信息的生产者和消费者。
    这种情况下,人、信息和设备的关系可以参见下图:

物联网是通过现实的一套设备产生的数据,通过互联网的网络传输到互联网的云服务器上经过一系列的处理转化成强大的生产力。信息的交换从人到人,扩展成了人、物和环境。
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所以,物联网和互联网并不是完全割裂的,物联网是互联网的发展和延伸。

  1. 物联网和传感器有什么关系?
    物联网有个十分重要的基础–传感器,传感器可以记录出周围重要的数据。物联网是传感器网络,把各种传感器设备接入互联网,组成了基本的物联网。同时物联网也不只是通过传感器设备监测数据那么简单了,而是已经发展到了设备反向控制物质的阶段。比如,我在下班的路上就可以通过手机,提前打开电饭煲开始熬粥;打开热水器,进门前为我准备好热水。
  2. 物联网和 5G 有什么关系?
    除了刚才说的无线传感器网络技术,还有一种网络通信技术也对物联网的发展有非常重要的意义,那就是 5G。提到 5G,你可能首先想到的是网速快,其实这只是一方面。实际上,5G 被分为 3 个主要应用场景,分别对应 eMBB、uRLLC 和 mMTC 3 个标准:

eMBB 用于我们日常的手机移动通信,网络传输速率高主要就是指这个标准。
uRLLC 应用的场景是无人驾驶、远程手术等,所以强调的是极低时延,而且是稳定的时延和速率。
mMTC 可以支持大规模设备的连接上网,适合智能门锁、烟感传感器、路灯等低速率、低成本、低功耗的物联网设备。

  1. 物联网和云计算有什么关系?
    除了 5G,还有一个经常被提到的概念,那就是云计算。
    云计算厂商都有各自的物联网平台,而且不遗余力地推动着物联网设备厂商和解决方案企业作为合作伙伴加入它们自己的平台。
    因为云计算厂商可以把控的地方主要是物联网设备的平台接入,还有数据的存储和处理。对于数据的存储和处理,云计算厂商会提供基于分布式系统的高性能、可伸缩的大数据存储产品,还有各种数据处理产品,甚至人工智能算法平台等等。
  2. 物联网和智能家居有什么关系?
    随着云计算的发展,平台对海量数据的处理能力大幅提升。也许你在生活中最直接的感受就是,智能家居设备的功能越来越多,响应速度也越来越快。
    我们想一想那些知名家电品牌,比如西门子、海尔、格力等等,就知道家电向来是个大产业纷纷入场。而手机厂商、互联网巨头和创业公司当然也看到了这个机会,因此一拥而上,使智能家居成为物联网中发展迅猛的行业。这样一来,一个正常价格在 500 元左右的智能音箱,在互联网流行的补贴大战下,只需要一两百元也不奇怪。
    物联网不只有智能家居这一个主流应用。除了智能家居,工业制造中的工业物联网应用因为可以直接提高效率、降低人工成本,市场规模逐年增长。尤其大热的工业 4.0,更是推动了整个产业的发展。另外,还有农业,基于物联网技术,农业正在改变劳动力密集、靠经验等缺点,从而提高产量、解放人力。

–学习笔记总结自“物联网开发实战”–郭朝斌
本笔记只用于学习交流,请不要用于商业用途

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