物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效的推动了这些方面的智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。
在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大的提高了人们的生活质量;
在涉及国防军事领域方面,虽然还处在研究探索阶段,但物联网应用带来的影响也不可小觑,大到卫星、导弹、飞机、潜艇等装备系统,小到单兵作战装备,物联网技术的嵌入有效提升了军事智能化、信息化、精准化,极大提升了军事战斗力,是未来军事变革的关键。
一、智能交通
物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力;
高速路口设置道路自动收费系统(简称ETC),免去进出口取卡、还卡的时间,提升车辆的通行效率;公交车上安装定位系统,能及时了解公交车行驶路线及到站时间,乘客可以根据搭乘路线确定出行,免去不必要的时间浪费。
社会车辆增多,除了会带来交通压力外,停车难也日益成为一个突出问题,不少城市推出了智慧路边停车管理系统,该系统基于云计算平台,结合物联网技术与移动支付技术,共享车位资源,提高车位利用率和用户的方便程度。
该系统可以兼容手机模式和射频识别模式,通过手机端APP软件可以实现及时了解车位信息、车位位置,提前做好预定并实现交费等等操作,很大程度上解决了“停车难、难停车”的问题。
二、智能家居
智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程操作智能空调,调节室温,甚者还可以学习用户的使用习惯,从而实现全自动的温控操作,使用户在炎炎夏季回家就能享受到冰爽带来的惬意;
通过客户端实现智能灯泡的开关、调控灯泡的亮度和颜色等等; 插座内置Wifi,可实现遥控插座定时通断电流,甚者可以监测设备用电情况,生成用电图表让你对用电情况一目了然,安排资源使用及开支预算;
智能体重秤,监测运动效果。内置可以监测血压、脂肪量的先进传感器,内定程序根据身体状态提出健康建议; 智能牙刷与客户端相连,供刷牙时间、刷牙位置提醒,可根据刷牙的数据生产图表,口腔的健康状况;
智能摄像头、窗户传感器、智能门铃、烟雾探测器、智能报警器等都是家庭不可少的安全监控设备,你及时出门在外,以在任意时间、地方查看家中任何一角的实时状况,任何安全隐患。看似繁琐的种种家居生活因为物联网变得更加轻松、美好。
三、公共安全
近年来全球气候异常情况频发,灾害的突发性和危害性进一步加大,互联网可以实时监测环境的不安全性情况,提前预防、实时预警、及时采取应对措施,降低灾害对人类生命财产的威胁。
美国布法罗大学早在 2013 年就提出研究深海互联网项目,通过特殊处理的感应装置置于深海处,分析水下相关情况,海洋污染的防治、海底资源的探测、甚至对海啸也可以提供更加可靠的预警。该项目在当地湖水中进行试验,获得成功,为进一步扩大使用范围提供了基础。
利用物联网技术可以智能感知大气、土壤、森林、水资源等方面各指标数据,对于改善人类生活环境发挥巨大作用。
趋势和特征
物联网近年来的主要显着趋势是由互联网连接和控制的设备的爆炸性增长。物联网技术的广泛应用意味着从一个设备到另一个设备的具体细节可能大不相同,但大多数人都具有基本特征。
物联网为将物理世界更直接地集成到基于计算机的系统中创造了机会,从而提高了效率、经济效益和减少了人力。
物联网设备的数量在 2017 年同比增长 31% 至 84 亿,预计到 2020 年将有 300 亿台。物联网的全球市场价值预计为到 2020 年达到 71 万亿美元。
环境智能和自主控制并不是物联网最初概念的一部分。环境智能和自主控制也不一定需要互联网结构。然而,(英特尔等公司)的研究发生了转变,将物联网和自主控制的概念结合起来,初步成果朝着这个方向发展,将物体视为自主物联网的驱动力。
在这种情况下,一种有前途的方法是深度强化学习,其中大多数物联网系统提供动态和交互式环境。训练代理(即 IoT 设备)在这样的环境中表现得更聪明,无法通过传统的机器学习算法(例如监督学习)来解决。
通过强化学习方法,学习代理可以感知环境状态(例如,感知家庭温度),执行操作(例如,打开或关闭暖通空调)并通过最大化其长期获得的累积奖励来学习。
可以在三个级别提供物联网智能:物联网设备、边缘/雾节点和云计算。每个级别对智能控制和决策的需求取决于物联网应用的时间敏感性。例如,自动驾驶汽车的摄像头需要进行实时障碍物检测以避免发生事故。
通过将数据从车辆传输到云实例并将预测返回给车辆,这种快速决策是不可能的。相反,所有操作都应在车辆本地执行。集成高级机器学习算法,包括深度学习物联网设备是一个活跃的研究领域,使智能对象更接近现实。
此外,通过分析物联网数据、提取隐藏信息和预测控制决策,可以从物联网部署中获得最大价值。物联网领域使用了各种各样的机器学习技术,从回归、支持向量机和随机森林等传统方法到卷积神经网络、LSTM和变分自动编码器等高级方法。
未来,物联网可能是一个非确定性和开放的网络,其中自动组织或智能的实体(Web 服务、SOA组件)和虚拟对象(化身)将可互操作并能够独立行动(追求自己的目标)目标或共享目标)取决于上下文、情况或环境。
通过上下文信息的收集和推理以及对象检测环境变化(影响传感器的故障)并引入合适的缓解措施的能力的自主行为构成了一个主要的研究趋势,显然需要为物联网技术提供可信度。
市场上的现代物联网产品和解决方案使用各种不同的技术来支持这种上下文感知自动化,但需要更复杂的智能形式,以允许在真实环境中部署传感器单元和智能网络物理系统。
以上内容参考 百度百科-物联网
显然,物联网设备的数量已经超过人类。当所有这些设备和计算机开始相互通信时,这会对任何网络造成极大的压力。人们今后将会更加深刻地感到这种压力。不仅如此,它还是一个日益增长的全球市场。调研机构IDC公司预测,2020年物联网的市场规模可能会达到7万亿美元。
展望不久的将来,人们看到数据中心在机器之间通信方面受到以下三种影响:
1为5G奠定基础
这些技术进步和发展也发生在数据中心。所有需要相互通信的设备和人类将会采用大量的光纤通信的应用,特别是当人们期待5G在未来5到10年内上市时。为此,人们还有很多事情要做。无线网络需要大量“有线”网络资产有效地将数据通过光纤传送到核心数据中心和边缘数据中心。
为了实现5G应用,还需要通信基站的密集化(例如小型基站)。此外,适用于这种通信技术的多种供电解决方案涌入市场,允许通信运营商以经济高效的方式为网络边缘的许多设备供电。
2更低的延迟
机器处理信息几乎与接收信息一样快,人类却不能。特别是在数据中心中,决策是即时做出的,并且需要有强大的骨干网络来支持。这是数据中心面临的一个变化,需要实时计算、分析和处理信息。IDC公司认为数据中心的现代化是2018年的重要预测之一,数据中心需要“大量使用预测分析来提高准确性并减少停机时间”。
3更高的密度和速度
部署大量的光纤是最好的解决方案。但这并不总是可行的。最有效的方案是从一开始就部署高密度光纤,以允许机器间对话快速发生。而采用可支持多代设备的模块化高速平台是最佳选择。
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物联网通过大量的网络传感器来接受数据
当前收集的信息数据类型不同,物联网的数据特征与大数据不同,主要特征有:
heterogeneity, variety, unstructured feature, noise, and high redundancy
物联网数据特征:异构型、多样性、无结构化特征、噪声、高冗余。
大数据的4V特征:大量化、多样化、快速化、价值化
当今物联网数据不是的大数据最重要的组成部分,但是据惠普的预测,到2030年,传感器数量将达到1万亿,成为大数据的重要组成部分。
物联网时代,大量的数据从不同的设备传感器产生,单机数据库系统肯定无法存储这么大量的数据,在选择数据库方面,肯定要选择具有分布式能力存储的数据库。
在物联网时代,数据之间还有一个非常重要的特性,那就是数据之间的关联性。不同的数据从相互连接的互联网设备传感器中产生,由于不同的传感器相互连接,协同工作和采集数据,如何将大量具有相互关联的数据保存在数据库,这里我推荐使用图数据库来进行存储。
图数据库相对于其他数据库来说,最大的优势就是查询数据之间的关联性会更加快速,消耗的时间会更短。打个比方,在社交网络中,我们想要查询在用户A的粉丝中,粉丝关注了B的用户。如果使用传统关系型数据库来存储用户的关注关系,在上面的数据统计中,要使用两层Join才能算出结果,而关系型数据库Join操作会很慢。使用图型数据库存储数据的话,图中的点为用户,边为用户的关注关系,在查询A的粉丝,同时粉丝也关注B的用户,只需要遍历两层关注关系就能很快查询到结果。
图数据库也属于NoSql数据库的一种,常用的图形数据库有,JanusGraph、Neo4j、Cayley、dgraph。不同的图数据库,底层实现也不尽相同。
JanusGraph是一种分布式图数据库,由Java语言开发,可以使用Hadoop生态存储系统作为数据源,构建出数据大图。是TiTan图数据库的开源版本,支持事务的ACID。
Neo4j是一种单机的图数据库,其优势就是能够快速安装并且使用,便于新同学上手。你的数据量一般不大的话,我推荐使用Neo4j,直接使用Neo4j相关的API就可以将数据模型图构建而出,然后使用Neo4jCypher查询语言,就可以分析数据,Cypher是一种类SQL的语言。
Cayley和Dgraph都是使用Go语言实现的图数据库,Go语言的最大特性就是其编译速度和开发便捷性,Cayley和Dgraph都支持分布式存储,不过都不支持SQL语言查询数据,Dgraph不支持事务,而Cayley支持事务,不过在开源社区,Dgraph比Cayley更加活跃,这里优先建议使用Dgraph作为物联网的存储数据库。
总体来说,在物联网时代,一定要学会使用图数据库,在分析大量数据之间的关联性时,图数据库就能够派上用场,图数据库最大的优势就是分析不同数据之间的关联性。
物联网数据具有以上12个特点
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网这一概念提出已有20多年,但受全球各国重视是2008年和2009年这两年,各国纷纷推出物联网相关政策,我国也开启了物联网发展里程碑的年份,列为国家五大新兴战略性产业之一。经过10年发展,物联网已不再是高高在上的概念,在云+AI等技术加持下,让物联网得到了广泛应用,产业发展迅猛,也迎来了黄金发展时代。
运营商、半导体厂商、通信设备、云服务商和应用端等形成物联网产业链,而NB-IoT和LoRa等LPWA低功耗广域网通信技术,解决物联网大规模部署连接等需求,继而使得物联网在工业、零售、物流和交通等垂直领域得到广泛应用。
在产业链积极推动下,物联网连接规模成倍速度增长,LPWAN连接的复合年增长率为109%。此外物联网高级顾问杨剑勇指出,5G技术部署,也将把物联网带上更高的层次,也让万物互联成为可能,其中运营商是万物互联积极推动者,全球运营商纷纷转型寄望于在大连接时代,不再局限做一个管道提供者,希望能抢夺物联网应用端市场,例如面向工业、教育、医疗、车联网和智慧家庭等应用场景寻求机遇。
物联网在移动监测、智能可穿戴、POS机、气象、医疗和能源等行业用途很大,而且是实现设备联网不可或缺的产品,不少相关的top域名都被注册。
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