物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是一個(gè)由智能設(shè)備連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，并提供了豐富的數(shù)據(jù)，但是它也有可能是一場(chǎng)安全領(lǐng)域的噩夢(mèng)。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）（IoT）是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，指的是越來(lái)越多不屬于傳統(tǒng)計(jì)算設(shè)備，但卻連接到互聯(lián)網(wǎng)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，或既接收也發(fā)送的電子設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在有數(shù)不勝數(shù)的東西可以歸為這一類(lèi)：可以聯(lián)網(wǎng)的“智能”版?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備，比如說(shuō)電冰箱和燈泡；那些只能運(yùn)行于有互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的小設(shè)備，比如像 Alexa 之類(lèi)的電子助手；與互聯(lián)網(wǎng)連接的傳感器，它們正在改變著工廠、醫(yī)療、運(yùn)輸、物流中心和農(nóng)場(chǎng)。

什么是物聯(lián)網(wǎng)？

物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和分析的能力帶給了現(xiàn)實(shí)的實(shí)物世界。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這就意味著不需要鍵盤(pán)和顯示器這些東西，就能和這個(gè)全球信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互動(dòng)；他們的日常用品當(dāng)中，很多都可以通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)接受操作指令，而只需很少的人工干預(yù)。

互聯(lián)網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)為知識(shí)工作提供了便利，在企業(yè)環(huán)境當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)也能為制造和分銷(xiāo)帶來(lái)同樣的效率。全球數(shù)以百萬(wàn)計(jì)甚至數(shù)十億計(jì)的嵌入式具有互聯(lián)網(wǎng)功能的傳感器正在提供令人難以置信豐富的數(shù)據(jù)集，企業(yè)可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)保證他們運(yùn)營(yíng)的安全、跟蹤資產(chǎn)和減少人工流程。研究人員也可以使用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)獲取人們的喜好和行為數(shù)據(jù)，盡管這些行為可能會(huì)嚴(yán)重影響隱私和安全。

它有多大？

一句話(huà)：非常龐大。 Priceonomics 對(duì)此進(jìn)行了分析 ：在 2020 年的時(shí)候，有超過(guò) 50 億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備可以生成 4.4 澤字節(jié)（zettabyte）（LCTT 譯注：1 zettabyte = 109 terabyte = 1012 gigabyte）的數(shù)據(jù)。相比較，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在 2013 年僅僅產(chǎn)生了 1000 億 千兆字節(jié)（gigabyte）的數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上可能掙到的錢(qián)也同樣讓人瞠目；到 2025 年，這塊市場(chǎng)的價(jià)值可以達(dá)到 1.6 萬(wàn)億美元到 14.4 萬(wàn)億美元不等。

物聯(lián)網(wǎng)的歷史

一個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器無(wú)處不在的世界，是科幻小說(shuō)中最經(jīng)典的景象之一。物聯(lián)網(wǎng)傳說(shuō)中將 1970 年 卡耐基？梅隆大學(xué)的一臺(tái)連接到 APRANET 的自動(dòng)販賣(mài)機(jī) 稱(chēng)之為世界上第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而且許多技術(shù)都被吹捧為可以實(shí)現(xiàn) “智能” 的物聯(lián)網(wǎng)式特征，使其頗具有未來(lái)主義的光彩。但是“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)詞是由英國(guó)的技術(shù)專(zhuān)家 Kevin Ashton 于 1999 年提出來(lái)的。

一開(kāi)始，技術(shù)是滯后于當(dāng)時(shí)對(duì)未來(lái)的憧憬的。每個(gè)與互聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)備都需要一個(gè)處理器和一種能和其他東西通信的方式，無(wú)線的最好，這些因素都增加了物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的成本和性能要求，這種情況至少一直持續(xù)到 21 世紀(jì)頭十年中期，直到摩爾定律趕上來(lái)。

一個(gè)重要的里程碑是 RFID 標(biāo)簽的大規(guī)模使用 ，這種價(jià)格低廉的極簡(jiǎn)轉(zhuǎn)發(fā)器可以被貼在任何物品上，然后這些物品就可以連接到更大的互聯(lián)網(wǎng)上了。對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，無(wú)處不在的 Wi-Fi 和 4G 讓任何地方的無(wú)線連接都變得非常簡(jiǎn)單。而且，IPv6 的出現(xiàn)再也不用讓人們擔(dān)心把數(shù)十億小設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上會(huì)將 IP 地址耗盡。（相關(guān)報(bào)道： 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以促進(jìn) IPv6 的使用嗎？ ）

物聯(lián)網(wǎng)是如何工作的？

物聯(lián)網(wǎng)的基本元素是收集數(shù)據(jù)的設(shè)備。廣義地說(shuō)，它們是和互聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)備，所以每一個(gè)設(shè)備都有 IP 地址。它們的復(fù)雜程度不一，這些設(shè)備涵蓋了從工廠運(yùn)輸貨物的自動(dòng)駕駛車(chē)輛到監(jiān)控建筑溫度的簡(jiǎn)單傳感器。這其中也包括每天統(tǒng)計(jì)步數(shù)的個(gè)人手環(huán)。為了讓這些數(shù)據(jù)變得有意義，就需要對(duì)其收集、處理、過(guò)濾和分析，每一種數(shù)據(jù)都可以通過(guò)多種方式進(jìn)行處理。

采集數(shù)據(jù)的方式是將數(shù)據(jù)從設(shè)備上傳輸?shù)讲杉c(diǎn)。可以通過(guò)各種無(wú)線或者有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到具有存儲(chǔ)空間或者計(jì)算能力的數(shù)據(jù)中心或者云端，或者這些數(shù)據(jù)也可以分段進(jìn)行傳輸，由中間設(shè)備匯總數(shù)據(jù)后再沿路徑發(fā)送。

處理數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)中心或者云端進(jìn)行，但是有時(shí)候這不太可行。對(duì)于一些非常重要的設(shè)備，比如說(shuō)工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)停設(shè)備，從設(shè)備上將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的延遲太大了。發(fā)送、處理、分析數(shù)據(jù)和返回指令（在管道爆炸之前關(guān)閉閥門(mén)）這些操作，來(lái)回一趟的時(shí)間可能要花費(fèi)非常多的時(shí)間。在這種情況下， 邊緣計(jì)算（edge-computing）就可以大顯身手了，智能邊緣設(shè)備可以匯總數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，在需要的時(shí)候進(jìn)行回應(yīng)，所有這些都在相對(duì)較近的物理距離內(nèi)進(jìn)行，從而減少延遲。邊緣設(shè)備可以有上游連接，這樣數(shù)據(jù)就可以進(jìn)一步被處理和儲(chǔ)存。

物聯(lián)網(wǎng)是如何工作的。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的一些例子

本質(zhì)上，任何可以搜集來(lái)自于真實(shí)世界數(shù)據(jù)，并且可以發(fā)送回去的設(shè)備都可以參與到物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中。典型的例子包括智能家居設(shè)備、射頻識(shí)別標(biāo)簽（RFID）和工業(yè)傳感器。這些傳感器可以監(jiān)控一系列的因素，包括工業(yè)系統(tǒng)中的溫度和壓力、機(jī)器中關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)、患者身上與生命體征相關(guān)的信號(hào)、水電的使用情況，以及其它許許多多可能的東西。

整個(gè)工廠的機(jī)器人可以被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，在工業(yè)環(huán)境和倉(cāng)庫(kù)中移動(dòng)產(chǎn)品的自主車(chē)輛也是如此。

其他的例子包括可穿戴設(shè)備和家庭安防系統(tǒng)。還有一些其它更基礎(chǔ)的設(shè)備，比如說(shuō) 樹(shù)莓派 和 Arduino ，這些設(shè)備可以讓你構(gòu)建你自己的物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)。盡管你可能會(huì)認(rèn)為你的智能手機(jī)是一臺(tái)袖珍電腦，但它很可能也會(huì)以非常類(lèi)似物聯(lián)網(wǎng)的方式將你的位置和行為數(shù)據(jù)傳送到后端服務(wù)。

設(shè)備管理

為了能讓這些設(shè)備一起工作，所有這些設(shè)備都需要進(jìn)行驗(yàn)證、分配、配置和監(jiān)控，并且在必要時(shí)進(jìn)行修復(fù)和更新。很多時(shí)候，這些操作都會(huì)在一個(gè)單一的設(shè)備供應(yīng)商的專(zhuān)有系統(tǒng)中進(jìn)行；要么就完全不會(huì)進(jìn)行這些操作，而這樣也是最有風(fēng)險(xiǎn)的。但是整個(gè)業(yè)界正在向 標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備管理模式 過(guò)渡，這使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間可以相互操作，并保證設(shè)備不會(huì)被孤立。

物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)上的小設(shè)備和其他設(shè)備通信的時(shí)候，它們可以使用各種通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，這其中許多都是為這些處理能力有限和電源功率不大的設(shè)備專(zhuān)門(mén)定制的。你一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)其中的一些，盡管有一些設(shè)備使用的是 Wi-Fi 或者藍(lán)牙，但是更多的設(shè)備是使用了專(zhuān)門(mén)為物聯(lián)網(wǎng)世界定制的標(biāo)準(zhǔn)。比如，Zigbee 就是一個(gè)低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?a href="http://www.asorrir.com/soft/data/43-45/" target="_blank">無(wú)線通信協(xié)議，而 MQTT（ 消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（Message Queuing Telemetry Transport））是為連接在不可靠或者易發(fā)生延遲的網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備定制的一個(gè)發(fā)布/訂閱信息協(xié)議。（參考 Network World 的詞匯表： 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議 。）

物聯(lián)網(wǎng)也會(huì)受益于 5G 為蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的高速度和高帶寬，盡管這種使用場(chǎng)景會(huì) 滯后于普通的手機(jī) 。

物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算和云

邊緣計(jì)算如何使物聯(lián)網(wǎng)成為可能。

對(duì)于許多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，大量的數(shù)據(jù)會(huì)以極快的速度涌來(lái)，這種情況催生了一個(gè)新的科技領(lǐng)域， 邊緣計(jì)算 （edge computing），它由放置在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備附近的設(shè)備組成，處理來(lái)自那些設(shè)備的數(shù)據(jù)。這些機(jī)器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，只將相關(guān)的素材數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)更集中的系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行分析。比如，想象一個(gè)由幾十個(gè)物聯(lián)網(wǎng)安防攝像頭組成的網(wǎng)絡(luò)，邊緣計(jì)算會(huì)直接分析傳入的視頻，而且只有當(dāng)其中一個(gè)攝像頭檢測(cè)到有物體移動(dòng)的時(shí)候才向安全操作中心（SoC）發(fā)出警報(bào)，而不會(huì)是一下子將所有的在線數(shù)據(jù)流全部發(fā)送到建筑物的 SoC。

一旦這些數(shù)據(jù)已經(jīng)被處理過(guò)了，它們又去哪里了呢？好吧，它也許會(huì)被送到你的數(shù)據(jù)中心，但是更多情況下，它最終會(huì)進(jìn)入云。

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這種間歇或者不同步的數(shù)據(jù)來(lái)往場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，具有彈性的云計(jì)算是再適合不過(guò)的了。許多云計(jì)算巨頭，包括 谷歌 、 微軟 和 亞馬遜 ，都有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

云計(jì)算巨頭們正在嘗試出售的，不僅僅是存放傳感器搜集的數(shù)據(jù)的地方。他們正在提供一個(gè)可以協(xié)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各種元素的完整平臺(tái)，平臺(tái)會(huì)將很多功能捆綁在一起。本質(zhì)上，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為中間件，將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和邊緣網(wǎng)關(guān)與你用來(lái)處理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序連接起來(lái)。也就是說(shuō)，每一個(gè)平臺(tái)的廠商看上去都會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)該是什么這個(gè)問(wèn)題有一些稍微不同的解釋?zhuān)愿玫?與其他競(jìng)爭(zhēng)者拉開(kāi)差距 。

物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)

正如前面所提到的，所有這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集了 ZB 級(jí)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)邊緣網(wǎng)關(guān)被發(fā)送到平臺(tái)上進(jìn)行處理。在很多情況下，這些數(shù)據(jù)就是要部署物聯(lián)網(wǎng)的首要原因。通過(guò)從現(xiàn)實(shí)世界中的傳感器搜集來(lái)的數(shù)據(jù)，企業(yè)就可以實(shí)時(shí)的作出靈活的決定。

例如，Oracle 公司 假想了一個(gè)這樣的場(chǎng)景 ，當(dāng)人們?cè)谥黝}公園的時(shí)候，會(huì)被鼓勵(lì)下載一個(gè)可以提供公園信息的應(yīng)用。同時(shí)，這個(gè)程序會(huì)將 GPS 信號(hào)發(fā)回到公園的管理部門(mén)來(lái)幫助他們預(yù)測(cè)排隊(duì)時(shí)間。有了這些信息，公園就可以在短期內(nèi)（比如通過(guò)增加員工數(shù)量來(lái)提升景點(diǎn)的一些容量）和長(zhǎng)期內(nèi)（通過(guò)了解哪些設(shè)施最受歡迎，那些最不受歡迎）采取行動(dòng)。

這些決定可以在沒(méi)有人工干預(yù)的情況作出。比如，從化工廠管道中的壓力傳感器收集的數(shù)據(jù)可以通過(guò)邊緣設(shè)備的軟件進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)管道破裂的威脅，這樣的信息可以觸發(fā)關(guān)閉閥門(mén)的信號(hào)，從而避免泄漏。

物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析

主題公園的例子可以讓你很容易理解，但是和許多現(xiàn)實(shí)世界中物聯(lián)網(wǎng)收集數(shù)據(jù)的操作相比，就顯得小菜一碟了。許多大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都會(huì)使用到來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的信息，然后與其他數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這樣就可以分析預(yù)測(cè)到人類(lèi)的行為。Software Advice 給出了 一些例子 ，其中包括由 Birst 提供的一項(xiàng)服務(wù)，該服務(wù)將從聯(lián)網(wǎng)的咖啡機(jī)中收集的咖啡沖泡的信息與社交媒體上發(fā)布的帖子進(jìn)行匹配，看看顧客是否在網(wǎng)上談?wù)摽Х?a target="_blank">品牌。

另一個(gè)最近才發(fā)生的戲劇性的例子，X-Mode 發(fā)布了一張基于位置追蹤數(shù)據(jù)的地圖，地圖上顯示了在 2020 年 3 月春假的時(shí)候，正當(dāng)新冠病毒在美國(guó)加速傳播的時(shí)候，人們?cè)?勞德代爾堡（Ft. Lauderdale）聚會(huì)完 最終都去了哪里 。這張地圖令人震撼，不僅僅是因?yàn)樗@示出病毒可能的擴(kuò)散方向，更是因?yàn)樗f(shuō)明了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是可以多么密切地追蹤我們。（更多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)和分析的信息，請(qǐng)點(diǎn)擊 此處 。）

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和 AI

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠收集的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何人類(lèi)能夠以有效的方式處理的數(shù)據(jù)量，而且這肯定也不是能實(shí)時(shí)處理的。我們已經(jīng)看到，僅僅為了理解從物聯(lián)網(wǎng)終端傳來(lái)的原始數(shù)據(jù)，就需要邊緣計(jì)算設(shè)備。此外，還需要檢測(cè)和處理可能就是 完全錯(cuò)誤的數(shù)據(jù) 。

許多物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商也同時(shí)提供機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的功能，可以用來(lái)理解收集來(lái)的數(shù)據(jù)。比如，IBM 的 Jeopardy！-winning Watson 平臺(tái)就可以在 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練 ，這樣就可以在預(yù)測(cè)性維護(hù)領(lǐng)域產(chǎn)生有用的結(jié)果 —— 比如說(shuō)，分析來(lái)自無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)，可以區(qū)分橋梁上輕微的損壞和需要重視的裂縫。同時(shí)，ARM 也在研發(fā) 低功耗芯片 ，它可以在物聯(lián)網(wǎng)終端上提供 AI 的能力。

物聯(lián)網(wǎng)和商業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)用途包括跟蹤客戶(hù)、庫(kù)存和重要部件的狀態(tài)。 IoT for All 列舉了四個(gè)已經(jīng)被物聯(lián)網(wǎng)改變的行業(yè)：

石油和天然氣：與人工干預(yù)相比，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以更好的檢測(cè)孤立的鉆井現(xiàn)場(chǎng)。農(nóng)業(yè)：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器獲得的田間作物的數(shù)據(jù)，可以用來(lái)提高產(chǎn)量。采暖通風(fēng)：制造商可以監(jiān)控全國(guó)各地的氣候控制系統(tǒng)。實(shí)體零售：當(dāng)顧客在商店的某些地方停留的時(shí)候，可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行微目標(biāo)定位，提供優(yōu)惠信息。
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