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面向企業的終極物聯網實施指南


物聯網可以為企業提供許多好處,但實施起來可能是一個挑戰。了解成功部署的要求并使用最佳實踐。

物聯網是一個由專用設備(稱為物)組成的網絡,用于通過互聯網或其他網絡收集和交換真實世界的數據。該技術在運行中的示例包括:

l 心臟病患者在手術后安裝了心臟傳感器,將有關每個患者心臟的診斷信息報告給監護醫生。

l 家庭使用傳感器執行包括安全和家庭管理在內的任務,例如燈光和電器控制,并通過智能手機應用程序執行狀態報告和控制。

l 農民在整個田地中使用濕度傳感器來指導作物最需要的灌溉。

l 牧場主使用放置在每頭牛頭上的位置傳感器來識別和定位牧場中的牛。

l 工業工廠使用傳感器來監控危險材料的存在或工作場所條件,并管理整個設施內的員工活動。

l 城市部署一組傳感器來監控道路和交通狀況,動態調整交通控制設備以根據當前情況路由和優化交通。

物聯網的關鍵概念如下:

關注真實世界的數據。企業通常處理文檔、PowerPoint、圖像、視頻、電子表格和許多其他形式的靜態數字信息,而物聯網設備產生的數據通常反映現實世界中的一種或多種物理條件。物聯網設備不僅可以幫助企業了解正在發生的事情,還可以對正在發生的事情進行控制。

即時性在實時操作中至關重要。在日常數據(例如備忘錄文檔)可能存在數天或數月而從未使用過的情況下,物聯網設備必須立即提供數據以進行收集和處理。這使得網絡帶寬和連接性等相關因素對于物聯網環境尤為重要。

結果數據本身。物聯網項目通常由推動物聯網部署的較大項目或業務目的定義。在許多情況下,物聯網數據是控制循環的一部分,具有直接的因果目標。例如,傳感器告訴房主他們的前門已解鎖,房主可以使用執行器(一種物聯網設備,旨在將從網絡接收到的控制信號轉換為現實世界的動作)在門中遠程鎖定它。

但物聯網可以支持更大、更深遠的業務目標。數以百萬計的物聯網傳感器可以產生難以想象的大量原始數據——人類無法查看和采取行動。大型物聯網項目越來越多地成為大數據計劃的核心,例如機器學習(ML) 人工智能 (AI) 項目??梢蕴幚砗头治鰪拇罅课锫摼W設備部署收集的數據,通過從大量傳感器陣列收集的真實數據進行重要的業務預測或訓練人工智能系統。這些后端分析可能需要大量的存儲和計算能力。計算可以在集中式數據中心、公共云中處理,也可以分布在靠近數據收集位置的多個邊緣計算位置。

物聯網設備.jpg

物聯網如何運作?

物聯網不是單一的設備、軟件或技術。物聯網是設備、網絡、計算資源以及軟件工具和堆棧的混合物。了解物聯網通常從物聯網設備本身開始。

消費者、企業和工業物聯網設備的示例包括配備在會議室和裝配線機器上的智能電視和智能傳感器。

事物。每個物聯網設備——一個東西或智能傳感器——都是一臺小型專用計算機,擁有嵌入式處理器、固件以及有限的內存和網絡連接。該設備收集特定的物理數據并將該數據發送到 IP 網絡,例如互聯網。根據傳感器的工作,它可能還包括放大器、濾波器和轉換器。物聯網設備由電池供電,并依賴于通過單個IP 地址進行的無線網絡連接。物聯網設備可以單獨或成組配置。

連接。物聯網設備收集的數據必須進行傳輸和收集。物聯網的第二層涉及廣泛的網絡,以及網絡和后端處理之間的接口。該網絡通常是傳統的基于 IP 的網絡,例如以太網LAN 和公共互聯網。每個物聯網設備都會收到一個唯一的IP 地址和唯一的標識符。該事物使用無線網絡接口(如Wi-Fi)或蜂窩網絡(如4G 5G)將其數據傳遞到網絡。與任何網絡設備一樣,數據包都標有目標IP 地址,數據將在此路由和傳遞。這種網絡數據交換與普通計算機之間日常的網絡數據交換是一樣的。此原始傳感器數據的目的地通常是中間接口,例如 物聯網中心或物聯網網關。物聯網網關通常用于收集和整理原始傳感器數據,通常對物聯網數據應用早期預處理任務,例如標準化和過濾。

后端。必須分析物聯網傳感器組產生并在物聯網網關處整理的大量實時數據,以產生更深入的洞察力,例如揭示商機或推動機器學習。物聯網網關通過互聯網將其清潔和安全的傳感器數據發送到后端進行處理和分析。使用廣泛的計算集群(例如Hadoop集群)執行分析。該后端可能位于企業數據中心、托管設施或在公共云中構建的計算基礎設施。在那里,數據被存儲、處理、建模和分析。

物聯網架構有哪些層次?

傳感器、連接和后端層的討論可以幫助業務和IT人員了解物聯網技術,但這樣的討論也需要考慮物聯網架構。盡管物聯網架構計劃的范圍和細節可能因物聯網計劃而異,但領導者必須考慮物聯網如何集成到當前的IT基礎設施中。物聯網架構組件包括網絡、通信總線以及分析和聚合平臺。

有四個主要的架構問題:

1. 基礎設施。 物理層包括物聯網設備、網絡和用于處理數據的計算資源?;A設施討論通常包括傳感器類型、數量、位置、電源、網絡接口以及配置和管理工具。網絡涉及帶寬和延遲考慮,以確保它們能夠處理物聯網設備需求。計算在后端處理分析,組織可能需要部署大量新的計算資源來處理額外的處理或使用按需資源,例如云?;A設施討論還涉及對物聯網協議和標準的仔細考慮,例如藍牙、GSM、4G 5G、Wi-Fi、Zigbee 和低功耗無線個人局域網。

2. 安全。 物聯網產生的數據可能是敏感和機密的。通過開放網絡傳遞此類數據可能會使設備和數據暴露在窺探、盜竊和黑客攻擊之下。規劃物聯網項目的組織必須考慮保護物聯網設備和動態和靜態數據的最佳方法。加密是物聯網數據安全的常用方法。必須對物聯網設備應用額外的安全措施,以防止黑客攻擊和惡意更改設備配置。安全涉及各種軟件工具和傳統的安全設備,例如防火墻和入侵檢測和預防系統。

3. 一體化。 集成使一切無縫地協同工作,確保為物聯網添加的設備、基礎設施和工具將與組織中已經存在的現有系統和應用程序(例如系統管理和ERP)互操作。正確的集成需要仔細規劃和原理驗證測試,以及經過充分研究的物聯網工具和平臺選擇。

4. 分析和報告。物聯網架構的最頂層需要詳細了解如何分析和使用物聯網數據。這是應用層,通常包括分析工具、AIML建模和訓練引擎,以及可視化或渲染工具。此類工具可以從第三方供應商處獲得,也可以通過存儲和處理數據的云提供商使用。

物聯網網關.jpg

物聯網業務用例

大量小型且功能強大的物聯網設備已在主要行業中找到了有意義的商業應用??紤]五個重要行業的一些擴展用例:

家庭(商業或最終用戶)。物聯網設備出現在家庭中,用于能源管理、安全甚至一些任務自動化

恒溫器和照明可以通過互聯網應用程序進行調度和控制。

運動激活傳感器可以觸發視頻和音頻流到房主智能手機。

水傳感器可以監視地下室是否漏水。

煙霧、火災和二氧化碳探測器可以向用戶報告危險。

物聯網執行器可以遠程鎖定和解鎖門。

智能冰箱可以跟蹤內容,自動吸塵器無需人工直接干預即可保持家中清潔。

制造業。物聯網設備已在各種制造和工業環境中得到廣泛采用。工業物聯網 ( IIoT ) 的示例包括:

物聯網標簽可以跟蹤、定位和盤點企業資產。

物聯網設備可以幫助監控和優化能源使用,例如在有人居住的區域空閑時降低照明或在非工作時間降低溫度設置。

物聯網傳感器和執行器可以支持過程自動化和優化。

物聯網設備可以在正常運行期間監控所有類型的機器行為和參數,使機器學習能夠指導預測性維護以優化流程正常運行時間。

公共(健康和安全)。具有蜂窩級連接的物聯網傳感器可以在大都市地區協作運行,以服務于廣泛的目的:

物聯網設備可以檢測車輛交通的存在,使城市能夠在空閑街道和非工作時間調整街道照明。

預防犯罪工作可能包括基于攝像頭的監視,而連接的音頻檢測可以將警察引導到檢測到槍擊的區域。

攝像頭可用于確定和優化交通,而轉發器和攝像頭可以讀取車牌或收費箱以指導收費和管理。

互聯停車系統使城市能夠通過應用程序跟蹤停車位并提醒司機注意可用停車位。

傳感器可以觀察橋梁和其他結構的壓力和問題,從而實現早期檢測和補救。

傳感器可以監測水質,從而能夠及早發現污染物或污染物。

醫療/健康。物聯網存在于遠程患者遙測和其他醫療用途中:

物聯網存在于無數無線可穿戴設備中,包括血壓袖帶、心率監測器和血糖儀??梢哉{整設備以觀察卡路里、鍛煉目標并提醒患者預約或用藥。

物聯網啟用早期預警設備,例如跌倒檢測,向健康提供者和家庭成員發出警報,甚至為潛在問題提供位置信息。

物聯網的遠程監控可幫助醫療保健提供者跟蹤患者的健康狀況和對治療計劃的遵守情況,并可能更好地將健康問題與遙測數據關聯起來。

醫院可以使用物聯網來標記和跟蹤醫療設備的實時位置,包括除顫器、霧化器、氧氣和輪椅。

員工徽章中的物聯網可以幫助更有效地定位和指導員工。

物聯網可以幫助控制其他設備,例如藥房庫存、冰箱溫度和濕度和溫度控制。

物聯網衛生監測設備有助于確保醫療環境清潔并有助于減少感染。

零售。 物聯網和大數據分析已在零售和實體店環境中得到廣泛應用:

物聯網設備可以標記每件產品,實現自動庫存控制、損失預防和供應鏈管理——根據銷售和庫存水平下訂單。

攝像頭和其他監控技術可以觀察購物者的活動和偏好,幫助零售店優化布局并組織相關產品以實現銷售最大化。

物聯網設備可以支持非接觸式和非掃描式結賬和支付,例如近場通信支付。


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