物联网开发

物联网中使用的技术

  对物联网最常见的误解之一是它只是关于连网设备。实际上,“物联网”一词适用于任何可以连接到互联网的东西或事物,包括人和生态系统等。


  例如,智能手表是物联网设备的一个例子,而且可穿戴健身追踪器也是如此。即使是支持无线功能的平板电脑也可以被视为物联网设备。它们中每一个都有其独特的软件和硬件组件,允许它(通过互联网)向其他设备发送数据和从其他设备和来源接收数据,同时也可以作为具有内置处理能力的单元独立运行。


物联网中使用的技术


  所有这些不同的设备通过一个网络连接在一起,然后它们可以相互通信,甚至可以从周围环境收集数据,并据此来自主操作(这个过程称为机器学习)。


  让我们看看有哪些新兴技术可用于物联网。


  网络协议


  TCP/IP:大多数物联网设备使用此协议来传输数据。它不是唯一选择,但它可能是最受欢迎的,这在很大程度上归功于它的可靠性和易于扩展性。


  网状网络:在这种配置下,其中一个设备传输的数据通过其他设备中继,直到它到达目的地。这对于许多物联网应用来说非常重要,因为这意味着当网路拓扑中有某节点失效或无法服务时,这种架构允许使用“跳跃”的方式形成新的路由后将数据送达传输目的地。


  低功耗广域网:另一种专用网络,它可以让智能电表和其他低功耗设备在相对较远的距离(约10公里)上传输数据。


  蓝牙低能耗:传统蓝牙的一个更节能的版本,BLE在短距离内发送的数据非常少——对于不存储大量数据或不需要极快传输速度的应用来说,这是一个不错的选择。


  信标


  信标是一种将数据(通常是低功耗蓝牙或 BLE 信号)传输到移动应用程序的传感器装置,能够在物理空间中传递动态信息。


  信标技术最常见的用途之一是室内导航——可帮助员工在不熟悉的建筑中指明方向,或帮助购物者在大型商场内导航。


  信标还可用于在大区域内根据接近程度提供方向,即使是那些没有 WiFi 的区域,例如开放的体育场或音乐会场地。


  信标的另一个应用是推送基于位置的通知——例如,当您在星巴克附近行走时,您可能会在手机上收到其优惠券的通知。这种互动对零售业有着巨大的影响——信标是使实体零售商能够使用“零售即娱乐”等新概念反击在线竞争对手的技术之一。


  机器学习


  机器学习是一种让计算机在没有指令的情况下自主行动的新兴技术。在过去的十年里,机器学习为我们提供了自动驾驶汽车、实用的语音识别、有效的网络搜索,以及对人类基因组的极大理解。机器学习在今天是如此普及,以至于您可能会在一天中不知不觉使用它几十次。许多研究人员认为,这是朝着人类级别的人工智能进发的最佳方式。


  连接技术


  当您想到物联网时,首先想到的是通过语音命令激活灯光的智能家居,或者是一个智能工厂,机器在其中相互通信,提醒人类员工维护需求。这些场景表明,连接技术对物联网世界至关重要。以下技术在实现这种连接方面发挥了关键作用:


  Wi-Fi:这是当今最常用的无线通信协议之一,尤其是在笔记本电脑、智能手机和健身手环等个人设备中。由于它的受欢迎程度,很容易理解它为什么会在物联网世界中扮演重要角色。


  蓝牙:这项技术最初是作为便携式个人装置(如键盘、鼠标和耳机)的替代线缆而发明的。如今,这种短距离无线传输协议也被用于医疗保健应用中,例如用于医疗监测的可穿戴设备和无线连接到智能手机以进行数据收集的智能医疗设备。


  NFC(近场通信):虽然与RFID(射频识别)类似,但NFC是通过电磁感应而不是无线电波工作。当两个设备靠得很近(20厘米或更近)时可以相互共享信息。如今NFC在移动支付方面非常流行。


  传感器


  物联网传感器通常是微型装置,可以收集和传输数据,如温度、湿度、空气质量和活动。虽然这些传感器的尺寸很小,但它们对物联网的影响却很大。


  总部位于加利福尼亚州奥克兰的LimeBike首席执行官兼创始人希利·塞弗(Healy Cypher)表示:“传感器驱动着大多数物联网用例,目前估计有240多亿个物联网传感器,预计每年的增长率将超过30%。”


  物联网传感器成功的关键在于它们必须低成本、低功耗,并且可以很容易地集成到已经使用的设备或物体中。特别是在传感技术方面,Cypher 表示,未来还会有更多机会,因为当前的系统往往需要边缘设备(即传感器所在的位置)提供更多的计算能力。为了应对这一挑战,Cypher 指出,像高通这样的公司正在开发用于摄像头和智能手机的多传感器平台,并在芯片级嵌入机器学习功能。


  物联网是多种不同技术的组合。它是使用嵌入式传感器、处理器和通信硬件收集和交换数据的物理对象生态系统。


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