什麼是物聯網？
物聯網指的是全球數十億的物理裝置都連線到了網際網路上，都可以進行資料的收集與共享。物聯網的終極目標，就是讓萬物都成為網路的一部分。
將所有這些不同的物體連線起來，並給它們新增感測器，使原本笨笨的裝置增加了一個數字智慧的層次，使它們能夠在不涉及人類的情況下進行實時資料通訊。物聯網正在讓我們周圍的世界結構變得更加智慧，反應更加靈敏，將數字世界和物理世界融合在一起。
舉個物聯網的例子
幾乎任何物理物體都可以轉化為物聯網裝置，只要把它們連線到網際網路上進行控制或通訊資訊。
一個可以使用智慧手機應用程式開啟的燈泡就是物聯網裝置，一個運動感測器或辦公室裡的智慧恆溫器也是物聯網裝置。物聯網裝置可能像兒童玩具一樣毛茸茸，也可能像無人駕駛卡車一樣硬核。
一些較大的物體本身可能充滿了許多較小的物聯網元件，比如現在的噴氣式發動機，裡面裝滿了成千上萬的感測器，收集並傳輸資料，以確保其高效執行。在更大的範圍內，智慧城市專案正在用感測器填充整個區域，幫助我們理解和控制環境。
物聯網這個詞主要是指那些通常並不會有網際網路連線的裝置，而且可以不受人類行動的影響而與網路通訊。出於這個原因，電腦一般不被認為是物聯網裝置，智慧手機也不屬於物聯網裝置，儘管後者裝滿了感測器。不過，智慧手錶或健身環或其他可穿戴裝置可能會被算作物聯網裝置。
物聯網的歷史
在 20 世紀 80 年代和 90 年代，人們一直在討論在基本的物體上新增感測器和智慧的想法，但除了一些早期的專案，比如聯網的自動售貨機之外，進展一直很緩慢。
原因很簡單，因為技術還沒有準備好。晶片太大、太笨重，再加上通訊行業的制約，導致物體之間沒有辦法進行有效的通訊。
在連線幾十億臺裝置的成本效益最終成為一種經濟實惠的方式之前，需要廉價、省電的處理器，而不是一次性的。可以無線通訊的低功耗晶片 RFID 標籤解決了部分問題，同時寬頻網際網路、蜂窩和無線網路的日益普及也解決了這一問題。IPv6 也是物聯網擴充套件的必要步驟，它可以為世界上每一臺裝置提供足夠的 IP 地址。
Kevin Ashton 在 1999 年創造了「物聯網」這個短語，而這項技術又花了二十年時間才初現雛形。
"物聯網將人類文化的互聯性、我們與'萬物'、與數字資訊系統、與網際網路融為一體。這就是物聯網。"Ashton 在一次採訪中表示。
在昂貴的裝置上新增 RFID 標籤來幫助追蹤位置是物聯網的首批應用之一。但從那時起，在物體上新增感測器和網際網路連線的成本不斷下降，專家預測，這種基本功能有一天可能只需幾分錢，就可以使所有的東西連線到網際網路。
物聯網發展最初主要針對的是商業和製造業場景，當時也被稱為 M2M（機器對機器）。但現在的重點是讓我們的家庭和生活場景裡充滿智慧裝置，將其轉化為幾乎與每個人都相關的東西。
早期對網際網路連線裝置的建議包括 "blogjects"(可以將自己的資料記錄到網際網路上的物件)、無處不在的計算(或稱 "ubicomp")和隱形計算。
而這些合起來，就是我們現在對物聯網的定義。
物聯網到底有多大？
大，而且越來越大 —— 世界上的物聯網裝置已經比全球人口數量還要多了。
科技分析公司 IDC 預測，到 2025 年，總共將有 416 億個連線的物聯網裝置，工業和汽車裝置迎來了連線物聯網的最大機會，但短期內智慧家居和可穿戴裝置的採用率會很高。
另一家科技分析機構 Gartner 預測，今年企業和汽車領域的裝置數量將達到 58 億臺，比 2019 年增長近四分之一。受益於智慧電錶的持續推出，公用事業將成為物聯網的最高使用者。
安防裝置，以入侵檢測和網路攝像頭的形式，將成為物聯網裝置的第二大用途。樓宇自動化（如聯網照明）將是增長最快的領域，其次是汽車（聯網汽車）和醫療保健（慢性病監測）。
物聯網對企業有哪些好處？
物聯網給企業帶來的好處取決於具體的實施方式，比如敏捷性和效率通常是首要考慮因素。企業可以有能力獲得更多關於自身產品和內部系統的資料，並因此獲得更大的變革能力。
製造商正在為產品的部件新增感測器，這樣他們就可以將資料傳輸回來，瞭解其效能如何。這可以幫助企業發現某個部件可能出現故障，並在其造成損壞之前將其更換掉。公司還可以利用這些感測器產生的資料，使他們的系統和供應鏈更有效率，因為他們將掌握更準確的資料，瞭解真正的情況。
"隨著全面、實時資料收集和分析的引入，生產系統的反應能力會大幅提高。"諮詢師麥肯錫表示。
企業對物聯網的使用可以分為兩個部分：行業特定的產品，如發電廠的感測器或用於醫療衛生保健的實時定位裝置；以及可用於所有行業的物聯網裝置，如智慧空調或安防系統。
雖然特定行業的產品正在進行初期的跑馬圈地，但 Gartner 預測，到 2020 年，跨行業的裝置將達到 44 億臺，而垂直領域的特定裝置將達到 32 億臺。
消費者購買更多的裝置，而企業的支出也將變得更多：該分析機構表示，去年消費者在物聯網裝置上的支出約為 7250 億美元，而企業在物聯網上的支出則達到 9640 億美元。到 2020 年，企業和消費者在物聯網硬體上的消費支出將達到近 3 萬億美元。
據 IDC 預測，2019 年全球物聯網支出將達到 745 億美元，比 2018 年的 6460 億美元增長 15.4%，並在 2022 年突破 1 萬億美元大關。
在預測報告中，物聯網的首要行業是離散製造業（1190 億美元的支出）、加工製造業（780 億美元）、交通運輸（710 億美元）和公用事業（610 億美元）。對於製造商而言，支援資產管理的專案將是關鍵；在運輸領域，貨運監控和車隊管理將是重中之重。公用事業行業的物聯網支出將由電力、燃氣和水的智慧電網專案主導。
消費者物聯網支出預計將達到 1080 億美元，成為第二大行業領域：智慧家居、個人健康和聯網汽車資訊娛樂將佔據大部分支出。
什麼是工業物聯網？
工業物聯網(IIoT)或第四次工業革命或工業 4.0 都是對物聯網技術在商業環境中的應用的稱呼。
其實概念與家庭中的消費類物聯網裝置相同，但在這種情況下，其目的是利用感測器、無線網路、大資料、人工智慧和分析技術的組合來測量和優化工業流程。
如果在整個供應鏈中引入，而不僅僅是單個企業，那麼，通過及時交付材料和從頭到尾的生產管理，影響可能會更大。提高勞動生產率或節約成本是兩個潛在的目標，但 IIoT 也可以為企業創造新的收入來源：
製造商不只是銷售獨立的產品，比如賣發動機的廠商，之後還可以配套銷售發動機的預測性維護檢修服務。
物聯網對消費者有什麼好處？
物聯網有望讓我們的社會環境變得更加智慧、可測量，比如我們的家庭、辦公室和車輛。
像現在比較比較普及的物聯網裝置智慧音響，就可以讓我們更輕鬆的播放音樂、設定鬧鐘或者查詢一些資訊。家庭安全系統讓我們更容易監控室內外的情況，或者是看到訪客並與之交談。同時，智慧溫控器可以在我們回來之前幫助我們在家裡取暖，智慧燈泡可以讓我們即使不在家也能讓人看起來像在家一樣。
將目光投向家庭之外，感測器可以幫助我們瞭解我們的環境可能有多嘈雜或汙染的程度。自動駕駛汽車和智慧城市可以更大程度的改變我們的城市空間與執行模式。
然而，這些創新可能會對我們的個人隱私產生重大影響，這個我們後面再詳細說明。
物聯網與智慧家居
對於消費者來說，智慧家居可能是最容易接觸到「聯網」的東西，而這也是各大科技公司（尤其是亞馬遜、谷歌和蘋果）都在激烈競爭的一個領域。
除了我們前面提到的智慧音響，還有智慧插頭、燈泡、攝像頭、恆溫器，還有被人戲稱為智慧冰箱的智慧插頭。
但除了具備一些比較酷炫的功能外，智慧家居還有更重要的一面。它可以讓老年人或者行為不便者保持獨立，讓家人或者他們的照顧者更方便的與他們交流、檢測觀察他們的生活情況。
物聯網的安全問題
安全是物聯網最大的問題之一。這些感測器在許多情況下收集著極其敏感的資料，比如我們在家裡說的話、做的事。
保證這些資料的安全對消費者的信任至關重要，但到目前為止，物聯網在這一塊兒做的可以說是非常糟糕。太多的物聯網裝置很少考慮到基本的安全問題，比如在運輸和待機時對資料進行加密。
另外一點，很多物聯網裝置不具備「打補丁」的能力，比如軟體中的漏洞無法後期維護，這讓它們長期處於危險之中。隨著物聯網的發展，黑客們正積極地將目標鎖定在路由器和網路攝像頭等物聯網裝置上，因為這些裝置天生缺乏安全保障，很容易被攻破，並且更“有用”。
研究人員發現，至少有 10 萬個網路攝像頭可以輕鬆被黑客入侵，而一些連線網際網路的兒童智慧手錶也被發現存在安全漏洞，黑客可以追蹤佩戴者的位置，竊聽對話，甚至與使用者直接進行通訊。
各國政府對物聯網的風險越來越擔心。英國政府已經發布了自己的指南，圍繞消費類物聯網裝置的安全問題。它希望裝置必須有唯一的密碼，公司將提供一個公開的聯絡點，以便任何人都可以報告漏洞（並且將對這些漏洞採取行動），製造商將明確說明裝置將在多長時間內獲得安全更新。
這是一個並不全面的指南，但也是一個很好的開始。因為當智慧物體的製造成本越低，這些問題就會變得越發普遍和棘手。
這一切在商業領域也同樣適用，但利害關係更大。將工業機械連線到物聯網網路，會增加黑客發現和攻擊這些裝置的潛在風險。工業間諜活動或對關鍵基礎設施進行破壞性攻擊都是潛在的風險。這意味著企業需要確保這些網路被隔離和保護，對感測器、閘道器和其他元件進行資料加密和安全保護是必要的。
然而，物聯網技術的現狀使其更難確保，各組織之間缺乏一致的物聯網安全規劃也是如此。考慮到黑客對已連線到網際網路但未受保護的工業系統進行篡改的意願，這是非常令人擔憂的。
物聯網在數字世界和物理世界之間架起了橋樑，這意味著黑客入侵裝置可能會對現實世界造成危險的後果。黑客入侵控制發電站溫度的感測器，可能會騙取操作人員做出災難性的決定；控制無人駕駛汽車，也可能以災難告終。
物聯網的隱私問題
隨著所有這些感測器收集你所做的一切資料，物聯網是一個潛在的巨大的隱私和安全問題。
以智慧家居為例：它可以告訴你什麼時候起床（智慧燈泡），你的刷牙情況如何（智慧牙刷），你喜歡聽什麼歌（智慧音響），你愛吃什麼型別的食物（智慧烤箱或冰箱），你的孩子在幹什麼（智慧玩具），以及誰來拜訪你和經過你的房子（智慧門鈴）。
雖然絕大部分的公司都只是為了賣給你東西而賺錢，但物聯網的商業模式很可能也會涉及到部分隱私資料的出售。
這些資料會如何處理，是一個極其重要的隱私問題。並非所有的智慧家居公司都是圍繞著收集和出售你的資料來建立他們的商業模式，但有些公司確實如此。
值得注意的是，物聯網資料可以與其他資料結合在一起，創造出一個令人驚訝的你的「個人畫像」。
從幾個不同的感測器讀數中，可以出人意料地發現一個人的很多資訊。在一個專案中，一位研究人員發現，通過分析僅以圖表形式記錄家庭一天中的能源消耗、一氧化碳和二氧化碳含量、溫度和溼度的資料，他們就可以計算出一個人的晚餐是什麼。
物聯網和網路戰
這個話題就比較大了。因為物聯網使得網路的力量實體化，因此如果物聯網裝置出現了問題，將會對現實世界造成重大的影響，而國家層面在規劃網路戰爭戰略時也正在考慮這一點。
據網路公開資料顯示，美國情報部門已經表示該國的關鍵基礎設施以及"被稱為物聯網的更廣泛的聯網消費和工業裝置生態系統"正在受到威脅。而該國也正將國家關鍵基礎設施的關鍵要素（如水壩、橋樑和電網的要素）加入到物聯網中，這將使得安全問題變得更加重要。
物聯網與資料
一個物聯網裝置很可能包含一個或多個感測器，以便收集資料。這些感測器收集的內容取決於各個裝置和它的任務。工業機械內部的感測器可能會測量溫度或壓力；安防攝像頭可能會有一個距離感測器，同時也會有聲音和視訊，而你的家庭控溫器可能會有一個溼度感測器。
所有這些感測器資料都必須被傳送到某個地方才能進行資料的分析處理以及指令的釋出執行，這意味著物聯網裝置將需要傳輸資料，並將通過 Wi-Fi、4G、5G 等方式進行傳輸。
科技分析機構 IDC 做過一個統計，五年內物聯網小工具將創造 79.4 兆位元組的資料。IDC 表示，這些物聯網資料中的一些資料將是 "小的、突發的"，比如感測器的溫度讀數或智慧電錶的讀數等快速更新。而其他裝置可能會產生大量的資料流量，比如使用計算機視覺的視訊監控攝像頭。
IDC 表示，未來幾年內，物聯網裝置創造的資料量將快速增長。它表示，大部分資料都是由視訊監控產生的，但隨著時間的推移，其他工業和醫療用途將產生更多的資料。
此外無人機也將成為利用攝像頭創造資料的一大驅動力。再往前看，自動駕駛汽車也將產生大量豐富的感測器資料，包括音訊和視訊，以及更專業的汽車感測器資料。
物聯網和大資料分析
物聯網產生了大量的資料，也意味著物聯網是大資料分析專案的重要驅動力，因為它允許企業建立龐大的資料集並對其進行分析。為製造商提供大量關於其部件在現實世界中的行為方式的資料，可以幫助他們更迅速地進行改進，而從城市周圍的感測器中獲取的資料可以幫助規劃者更有效地進行城市交通規劃。
這些資料將以多種不同的形式出現，比如語音請求、視訊、溫度或其他感測器讀數，所有這些資料都可以被挖掘出來，從而進行分析。
正如 IDC 指出的那樣，物聯網後設資料類別是一個不斷增長的資料來源，需要管理和利用。"後設資料是一個首要的候選者，可以被送入像 MongoDB 這樣的 NoSQL 資料庫，為非結構化內容帶來結構化，或者被送入認知系統，為外在的隨機環境帶來新的理解、智慧和秩序。"
另外一點，物聯網將提供大量的實時資料。據 cisco 統計，支援物聯網應用的機器對機器連線將佔到 271 億裝置和連線總數的一半以上，到 2021 年將佔到全球 IP 流量的 5%。
物聯網和雲端計算
物聯網應用產生的海量資料意味著許多公司會選擇在雲端進行資料處理，而不是建立大量的內部容量。雲端計算巨頭們已經在向這些公司求愛。微軟有其 Azure IoT 套件，而亞馬遜 AWS 則提供了一系列 IoT 服務，Google Cloud 也是如此。這裡我們就不展開了。
物聯網與智慧城市
通過將大量的感測器分佈在一個城鎮或城市中，規劃者可以實時瞭解城市運轉的真實情況。因此，智慧城市專案是物聯網的一個重要應用場景。
城市已經產生了大量的資料（來自安全攝像頭和環境感測器），並且已經包含了大型基礎設施網路（如控制交通燈的網路）。物聯網專案的目的是將這些連線起來，然後將進一步的智慧新增到系統中。
例如，西班牙正計劃用 50 萬個感測器覆蓋巴利阿里群島，將其變成物聯網專案的實驗室。該專案的計劃之一是為了更好地服務島上的老年人，另一個計劃則是通過感測器識別海灘的擁擠程度，從而為當地的旅遊部門以及遊客提供替代方案。
另外，AT&T 也正在推出一項服務，利用 LTE 感測器監測橋樑、公路和鐵路等基礎設施，以監測結構變化（如裂縫和傾斜等）。
能夠更好地瞭解城市的執行情況，就可以讓規劃者們更及時更精準的做出改變，改善居民的生活。除了政府外，很多大型科技公司也將智慧城市專案視為一個潛在的巨大領域。
物聯網和 5G 如何連線和共享資料？
物聯網裝置使用各種方法來連線和共享資料。目前大多數裝置都會使用某種形式的無線連線：家庭和辦公室使用 Wi-Fi 或者藍芽；其他的部分裝置將使用 LTE（現有技術包括窄帶物聯網和 LTE-M，主要針對傳送有限資料量的小型裝置）甚至衛星連線來通訊。然而，大量不同的選擇已經讓一些人認為，物聯網通訊標準需要像今天的 Wi-Fi 一樣被接受和可操作性。
未來幾年的一個增長領域無疑是利用 5G 網路支援物聯網專案。5G 提供了在一平方公里內可容納多達 100 萬臺 5G 裝置的能力，這意味著在非常小的區域內使用大量的感測器將成為可能，也使得大規模的工業物聯網部署成為可能。
不過，5G 的普及部署可能還需要一段時間。據愛立信預測，到 2025 年，將有大約 50 億臺物聯網裝置連線到蜂窩網路，但其中只有大約四分之一是寬頻物聯網，其中大部分由 4G 連線。
根據 Gartner 的資料包告，戶外監控攝像頭將是 5G 物聯網裝置的最大市場，短期內將成為 5G 物聯網裝置的最大市場，今年佔 5G 物聯網裝置的 70%，但到 2023 年年底之前將下降到 30% 左右，屆時將被聯網汽車超越。
而物聯網還有一個發展趨勢，就是將更少的資料傳送到雲端進行處理。
為了降低成本，在裝置上進行更多的處理，未來可以只將有用的資料送回雲端，這種策略就是我們最近經常提到的「邊緣計算」。但這將需要新的技術，比如防篡改的邊緣伺服器，可以在遠離雲端或企業資料中心的地方收集和分析資料。
物聯網資料和人工智慧
物聯網裝置會產生大量的資料，這些資料可能是關於發動機的溫度、車門是否開啟或關閉、智慧電錶的讀數等資訊。所有這些物聯網資料都需要收集、儲存和分析。公司利用這些資料的一種方式是將其輸入人工智慧系統，系統再利用這些物聯網資料進行預測。
例如，谷歌已經讓人工智慧負責其資料中心的冷卻系統。這個系統使用從成千上萬的物聯網感測器中提取的資料，並將這些資料反饋到深度神經網路中，由其預測不同的選擇會對未來的能源消耗產生怎樣的影響。
通過使用機器學習和人工智慧，谷歌已經能夠使其資料中心更加高效，並表示同樣的技術也可以在其他工業環境中得到應用。
物聯網的下一個方向是什麼？
隨著感測器和資訊通訊的價格不斷下降，在物聯網中增加更多的裝置會變得價效比更高，即使在某些情況下對消費者來說沒有什麼明顯的好處。
但物聯網的部署還處於早期階段，大多數參與物聯網的公司目前都處於試驗階段，這主要是因為感測器技術、5G 和機器學習驅動的分析技術還處於合理的早期發展階段。
現在物聯網領域有許多競爭的平臺和標準、許多不同的廠商，從裝置製造商到軟體公司到網路運營商，都想分一杯羹，但目前還不清楚哪一個會勝出。但如果沒有標準，而安全問題又是一個持續存在的問題，未來幾年我們很可能會看到更多的物聯網安全事故。
隨著聯網裝置的數量持續增加，我們的生活和工作環境將被智慧產品所充斥 —— 假設我們願意接受安全和隱私的權衡，那麼我們的生活和工作環境將變得充滿了智慧產品。
參考資料：維基百科：物聯網
ZDNet：《What is the IoT? Everything you need to know about the
Internet of Things right now》 《The Internet of Things? It's really a giant robot and we don't know how to fix it》
Techrepublic：《System on a chip takes IoT processing to the edge》
新華網：《“新基建”重塑物聯網產業新秩序》
