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物联网培训:物联网是如何运作的?

编辑:学到牛牛IT培训    发布日期: 2022-04-20 17:18:45  

物联网是互联网发展的下一阶段。起初,我们只将计算机和智能手机连接到互联网。现在,我们将各种对象、设备、流程和“事物”连接到互联网,这样我们就可以从远处大规模地与它们交互,同时从它们收集有用的数据。物联网将人类解放出来,让他们可以执行更高级别和更重要的任务。

物联网(或“IoT”)如何运作?它是什么?为什么这有关系?在某些方面,回答这些不断变化的问题是IoT For All的目标。让我们深入研究一个易于理解的定义,它不会回答您的所有问题,但至少可以让您开始提出正确的问题!

要了解物联网的特别之处,以及它与常规旧互联网的不同之处,我们需要了解物联网在电信和现代技术历史中的位置。

那么,物联网从何而来?

在20世纪,电信技术使我们能够通过电话进行远距离交谈。

在1980年代,我们开始将个人计算机 (PC) 连接到互联网(当时是一种新的电信协议),以便真正快速地跨远距离共享和访问简单语音数据之外的资源和信息。

从21世纪初开始,Apple凭借iPhone改变了世界。它们使我们这些普通公民能够随时随地掌握互联网的力量。移动一代真正开始了。

在智能手机时代开始后不久,我们开始看到能够从各种较小的移动设备访问互联网的价值。不仅要从世界上的事物“读取”数据,还要向它们“写入数据——例如指令。

最后,这是物联网(或“IoT)适合故事的地方!

物联网是指将以前“超出”互联网范围的物体、设备和空间连接到互联网的做法。正如我们所见,就在几年前,互联网基本上仅限于两件事:电脑和手机。现在,我们将很多东西带到网上:汽车、扬声器(例如Alexa)、冰箱和洗衣机等家用电器、城市市政基础设施、农业设备——不胜枚举。

物联网使公民、企业和政府能够与大量曾经断开连接的对象进行远程大规模交互。它使我们能够从他们那里收集数据,从这些数据中产生洞察力,然后(有时)将指令发送回那些帮助这些设备(汽车、拖拉机等)更好地执行任务的设备。

物联网使人类能够将他们周围的物理世界连接到互联网,并通过数字表示或它的“孪生”与之交互。

物联网系统的核心组件

硬件

物联网的核心是数十亿个相互连接的设备,通常是传感器和执行器,它们使您能够感知(有时还可以控制)它们周围的物理世界。除了需要网络连接来传输它们收集的数据外,这些设备还需要一些基本的处理和存储功能,这些功能通常由微控制器、片上系统 (SoC) 或现场可编程门提供阵列(FPGA)。

嵌入式编程

物联网设备是“嵌入式”设备。它们可以使用商品化的微控制器平台(例如Arduino)进行原型设计,并在后期开发定制印刷电路板 (PCB)。使用这些平台进行原型设计需要电路设计技能、微控制器编程以及对串行、I2C或SPI等硬件通信协议的深入了解,这些协议用于在微控制器与连接的传感器和执行器之间建立通信。嵌入式程序通常使用C++或C开发;然而,Python和JavaScript(用于UI和平台)在物联网系统原型设计和扩展方面变得越来越流行。

安全

安全是物联网中最关键的问题之一,与数据道德、隐私 和责任密切相关。它必须内置于系统设计的每一步。随着每天连接数百万台新设备,潜在(和实际)攻击媒介的数量每天都 在增长。面临如此多的风险,安全工程技能,包括威胁评估、道德黑客、加密、保护网络架构和应用程序、事件监控、活动日志记录和威胁情报成为关键任务。

网络和云集成

网络设计和管理 在物联网中至关重要,因为连接设备的数量庞大,而且网络设计决策可能会对大规模部署的物联网系统产生影响。

连接性使设备能够与其他设备以及在云中运行的应用程序和服务进行通信。尽管云计算和物联网是两种截然不同的技术,但实时数据流和云集成对于物联网的正常运行至关重要。云基础设施用于数据存储、处理和 分析,以及对于执行物联网应用程序中的业务逻辑。

物联网设备每天,果然大数据为上传送数据的数量增加巨大的数据。开发人员需要安全可靠地摄取、存储和查询源自这些设备的大量异构数据。许多IoT设备会生成对延迟或时间敏感的数据,因此在网络边缘过滤或丢弃不相关的数据 而不是将所有内容发送到您的服务器也很有用 。

人工智能与机器学习

为了提供价值并理解物联网设备生成的大量数据,机器学习和人工智能是物联网系统中的有用工具。这些技术通过将机器暴露于大量有关情况的数据来教机器学习,可以实时应用于传感器数据流以进行预测分析,并根据传入数据自主做出决策。机器学习还可以应用于历史数据,以识别数据中的模式或异常,以便您做出重要决策。

物联网与工业

物联网对工业生态系统的影响导致了强大的物理网络连接的出现,通常称, 又名为第四次工业革命即工业4.0,也称为工业物联网 (或“IIoT”)。互联生态系统是指物理互联的工业资产,包括制造车间的资产以及互联的物流车辆、流程等。

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