解析几个物联网的关键概念

看物联网（IoT）的定义，我们发现它是物理设备、连网设备、智能设备和其它嵌入式电子设备、软件、传感器、执行器和网络连接设备的互联网概念，使这些对象可以收集和交换数据。

物联网是指一个对象可以通过现有的网络设施从远程感知或控制，能够直接整合物理世界至计算机系统，进而增进提高效率、准确性，并减少人为干预。

如果增加传感器和执行器，物联网技术将成为更普遍的网络-物理系统的实例，包含智能电网（Smart Grid）、虚拟电厂（Virtual Power Plant）、智能家居（Smart Home）、智能交通（Intelligent Transportation System）、和智慧城市（Smart City）等。今天来解析几个物联网的关键概念。

01

智能硬件

物联网的心脏是几十亿个附带传感器和执行器的设备，用来感测、控制物理世界。除了传输所收集到的数据的网络连接之外，这些设备还需要基本的处理和储存功能，这些由微控制器或集成电路提供，例如系统单芯片System-on-a-Chip (SoC)或现场可编程逻辑闸阵列Field-Programmable Gate Array (FPGA)。

02

嵌入式程序

物联网设备是嵌入式设备和商品化的微控制器平台的原型，例如Arduino，这些在后期发展出订制化的印刷电路板(Printed Circuit Boards)。使用它们需要电路设计技能、微控制器编码和深入理解硬件通讯协议(Serial、I2C总线、or SPI)、以建立起微控制器、已连接传感器、执行器之间的连接。

嵌入式程序通常使用C++或C，但是Python和JavaScript在原型IoT设备的使用也越来越受到欢迎。

03

安全

安全是物联网最关心的焦点之一，密切关系到数据道德、隐私、责任。它必须被内建在系统设计的每一个步骤。每天有数百万台新设备连接，潜在攻击点的数量与日俱增。有这么多危险，安全工程技能包含威胁评估、道德黑客(Ethical Hacking)、保证数据完整的加密、安全网络架构和应用，以及事件监控、活动log和威胁情报，都转移到前端的物联网开发项目。

04

网络和云端整合

物联网的网络设计与管理是必要的。因为联网设备数量庞大及网络设计决定可能是大规模的影响。

联机使设备能在云端和其他设备、应用程序、服务沟通。虽然云计算和IoT是两个非常不同的技术，但是实时数据流和云端整合对于物联网的正常运作是重要的。云端基础架构用于资料储存、处理、分析，以及物联网应用业务逻辑的实现。

05

资料分析与预测

物联网设备传输数据的数量每天都在增加，大数据要变成巨大数据了。开发人员需要安全可靠的吸收、储存、查询来自那些设备的各式各样的巨量数据。此外许多IoT设备会产生延迟或时间敏感的数据，需要过滤或舍弃不相干的数据。

06

机器学习与AI

实现价值和理解IoT设备产生的巨量数据，机器学习与AI技能是IoT开发人员最终必备技能。要真正智能化，大数据分析需要应用来自于数据探勘、建模、统计、机器学习与AI的认知计算技术。

这些技术可以实时应用于传感器数据流的预测分析和自主地根据传入的资料做出决定。此外，机器学型可以应用历史数据来辨别数据的模型或异常。

07

物联网与工业

物联网对工业生态的影响导致强健的物理网络连接的出现，通常称为第四次工业革命，亦称为工业4.0，亦或是工业物联网IIoT(Industrial Internet of Things)。连接的生态系统包含了物理连接资源：包括制造业车间以及被制造的联网设备，例如联网的汽车或器具。

制造业的IoT/IIoT数字转型到端到端(end-to-end)自动化价值流是以牵涉和谐结合物、人、系统的健全沟通、理解和创新机会为条件。

08

医疗保健/医疗IoT

类似工业，物联网有可能重新定义医疗保健系统。IoMT（Internet of Medical Things）实际上是经由在线计算机网络连接医疗保健IT系统的医疗设备和应用的集合。随着联网医疗设备的增加，IoMT的应用范围也跟着增长，不论是对慢性病或长期病症患者的远程监测，追踪病患药医嘱或病患的穿戴式健康设备(Wearable Health Device)，它会传送信息给照顾人员。这种使用IoMT设备远程监测家中病患的新作法，每当他们有医疗问题或病情发生变化时节省他们往返医院的时间，彻底改革整个医疗保健生态和医病沟通。

专家预计到了2020年时，物联网将会有300亿个物件。从一个单独的传感器到协调设备的全球网络，IoT为我们绘制一个令人兴奋的新世界，安全地连接智能设备、管理和处理资料，轻松转变业务营运方式的智能时代触手可及。