物联网的基础知识7

您 've听说过该术语,并可能阅读了有关烤面包机与烟雾探测器对话的智能家居的故事。但是什么使它们全部连接?它何时会成为主流,并且会起作用?这些常见问题有助于解释所有问题。

您 've听说过该术语,并可能阅读了有关烤面包机与烟雾探测器对话的智能家居的故事。但是什么使它们全部连接?它何时会成为主流,并且会起作用?这些常见问题有助于解释所有问题。

什么是物联网?

没有商定的定义,但是有一种测试来确定某物是否属于物联网的一部分:一个供应商的产品可以与另一个供应商的产品一起使用吗?一个供应商的门锁是否与另一个供应商的电灯通信,您是否希望将恒温器作为对话的一部分?

场景如下:当您接近房屋的前门时,钥匙中内置的遥控器将门解锁。门的无线电会向网络发送消息,这会提示大厅灯打开。您离开工作地点后降低的房屋恒温器将返回舒适区域。一切都在协调一致,这使半导体制造商CSR的低功耗无线主管Paul Williamson为IoT定义了优雅的定义:“真正的物联网是多个设备之间的协调。”

是什么使物联网几乎成为人类?

一言以蔽之:传感器。许多物联网设备具有传感器,可以记录温度,光,压力,声音和运动的变化。它们是您对世界正在发生的事情的耳目。在讨论它们的作用之前,让我们对其进行描述。这些传感器属于称为微机电系统(MEMS)的设备类别,并且通过光刻工艺以与制造微处理器相同的方式制造。这些传感器可以与专用集成电路或ASIC配对。这是一种电路,其编程能力有限,并且很难进行特定操作。它也可以与微处理器配对,并且可能会连接到无线电进行通信。

您能否举一个物联网传感器如何工作的例子?

场景如下:您正在休假,房子空了。湿度传感器检测地下室的水。该传感器的发现由一个应用处理,该应用从温度传感器接收到另一个报告,该温度传感器检测主水管中的水流。 (当水流动时,它带走热量并降低温度)。

两个传感器都检测到异常值得关注。大量流动的水可能表示管道破裂,从而触发自动阀门关闭。可能有少量水流入正在运转的厕所,并且由于大雨的例行泄漏而使地下室地板上的水流。无论哪种情况,您都会收到一条由机器生成的消息,其中描述了这些发现。

这是您进行调查的方式。通过移动应用程序,您会获得两个一次性的密码来解锁前门,一个密码给邻居,另一个密码给水管工。当门解锁时,文本警报会告诉您谁进入了。了解家庭状况可能是物联网采用的重要推动力。

物联网传感器将如何在公共场所工作?

停车。城市正在将传感器嵌入到名为Streetline的公司的路边停车位中,该传感器可以检测汽车是否停在其中。寻找停车位的驾驶员使用公司的移动应用程序,该应用程序可以让他们知道何时有空位。 Streetline还添加了声级和表面温度传感器,以帮助城市确定最佳的施盐时间,并使用噪音传感器来确保符合法规要求。

在公共场所, 手机 可以兼作传感器。在波士顿,当人们沿着道路行驶时,手机的加速度传感器会跟踪颠簸情况。加速度计可以从下方辨别出来,但更准确地说,它可以测量加速度。将智能手机变成道路状况监控工具所需要的,仅仅是一个以新方式使用其现有传感器的应用程序。

您想让您的浴室磅秤与冰箱通话吗?

物联网为富有创意的应用程序编写者提供了很多机会。让我们从一个智能冰箱开始。您可以在线购买杂货,然后将其运送到家中。对于食品杂货商和食品制造商来说,在其产品中添加RFID标签变得越来越有利。冰箱通过对重量敏感的架子和有效期来了解内部物品。它还可以帮助您保存购物清单,自动化订单并提供营养信息。

例如,假设您决定从冰箱中取出一品脱的本和杰里的冰淇淋。发生这种情况时,连接的无线扬声器会大声宣布:“请重新考虑此选择。根据要求,这是您最近的体重和BMI。”无线扬声器报告从浴室磅秤收集的数据。电子秤从未设计过与冰箱通信,但应用程序编写者通过链接电子秤和冰箱中的数据来做到这一点。这种规模不大的讲话者组合似乎很愚蠢,但这很重要:在物联网中,应用程序编写者现在可以连接看似完全不同的事物来创建新型功能。

物联网设备如何通信?

物联网设备将具有可以发送和接收无线通信的无线电。物联网无线协议旨在完成一些基本服务:低功耗运行,使用低带宽并在网状网络上工作。有些工作在2.4 GHz频段上,Wi-Fi和蓝牙也使用该频段,以及低于GHz的频段。包括868和915 MHz频段在内的亚GHz频率可能具有较少干扰的优势。

为什么低功耗和低带宽在物联网中很重要?

一些物联网设备将通过电气系统供电,但许多设备(例如门锁和独立传感器)将使用电池。这些设备间歇或定期发送和接收少量信息。因此,如果电池持续时间如此长,则IoT设备的电池寿命可能在1.5年到十年之间。一家物联网制造商Insteon使用无线电和电力线通信,可以通过现有的电线以及通过无线电发送数据,据称这将提供更高的可靠性。

什么是网状网络?

网状网络中的设备彼此直接连接,并像接力赛中的跑步者一样传递信号。它与集中式网络相反。物联网设备在网状网络上的传输范围从30英尺到300英尺以上不等。

由于网状网络设备可以传递信号,因此它们具有在广阔的区域(例如城市)中连接数千个传感器并协同运行的能力。网状网络具有解决任何单个设备故障的附加功能。无线网状物联网协议包括Z-Wave联盟,Zigbee联盟和Insteon,后者也拥有供应商联盟。这些协议 不能直接互操作,尽管有一些通过集线器的解决方法(稍后会对此进行详细介绍)。

ZigBee是一个开放协议,但批评者说,并非其所有实现都一定是相同的。 ZigBee运行认证以确保标准部署。 Insteon和Z-Wave是专有的,可以确保实现标准化。

物联网最好的无线网络是什么?

如今,没有任何无线技术在物联网应用中具有主导的市场份额。研究公司Gartner的分析师尼克·琼斯(Nick Jones)表示,十多种物联网无线技术将在物联网应用中获得“巨大的吸引力”。这些无线技术包括蜂窝,卫星和诸如“失重”之类的新通信,它使用“空白”或未占用的电视频道。更重要的是,没有一种无线技术可以满足各种需求和情况。例如,已连接的汽车将使用蜂窝网络与您的家庭网络联系。

我是否需要物联网中的网关或集线器?

网关,网桥或集线器提供了家庭网络和其他设备之间的连接点。集线器可与您的家庭路由器配合使用,并提供与IoT领域中的机器,设备和传感器的通信。默认情况下,您将希望Zigbee智能电表与Z-Wave或Insteon温控器通信。对于连接到智能计量系统并仅在电费处于最低点时才开始洗涤的洗衣机,也是如此。这些连接将通过支持多种无线技术的集线器建立。

例如,SmartThings打造了既支持Zigbee和Z-Wave的集线器,又提供了构建连接应用程序的平台。最终,这些无线技术可能包括在家用路由器,有线电视公司的机顶盒中,甚至包括在诸如Google Chromecast之类的设备中。

蓝牙最终不会赢吗?

低功耗蓝牙最初是针对可穿戴技术的,而不是广泛的物联网市场。但是在2014年初,半导体制造商CSR宣布了用于蓝牙的网状网络,这意味着它现在可以连接成千上万的事物。

蓝牙在移动设备中无处不在,这意味着作为广泛的物联网平台的蓝牙网状网络将具有一些优势。由于蓝牙已经是智能手机上的功能,因此智能手机可以充当家庭内部的管理中心。但这并不完美。如果有人要远程连接家庭网络(例如,下班时),则需要一个集线器。

大型消费产品供应商是否真的想要物联网?

怀疑论者说,所有大厂商不太可能会接受开放标准。物联网更可能的结果是专有数据交换定义的技术孤岛。

没有开放标准或开放通信协议,网络上的设备将无法共享数据并协同工作。将 苹果 开发可以与三星产品连接的产品?博世产品会与三星或Sears的产品进行通信吗?也许不吧。

消费者会感到沮丧,并被告知他们需要购买特定供应商的产品合作伙伴网络才能获得完整的物联网体验。

开源可以迫使大厂商表现得很好吗?

开源倡导者希望他们能够避免 物联网的破裂。非营利性联盟Linux Foundation创建了AllSeen Aliance,并在2013年末发布了代码栈,任何电子产品或家电制造商都可以使用该代码栈连接到另一产品。该联盟希望采用称为AllJoyn的堆栈的绝对重要性,将有助于推动IoT朝开放标准发展。 AllJoyn不了解无线协议,社区可以轻松添加对Bluetooth LE,ZigBee和Z-Wave的支持。

物联网会破坏您剩下的一点隐私吗?

隐私倡导者非常担心物联网对消费者的影响。部分原因是下一代互联网协议IPv6地址的到来。它取代了分配了32位地址的IPv4,其总限制为43亿; IPv6是128位的,并允许340万亿亿亿亿地址或340,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。这样就可以为物联网中的任何事物分配唯一的标识符(尽管并非所有事物都需要IP地址,例如电灯开关)。这可以使您深入了解房屋。例如,智能计量系统将能够跟踪单个设备的使用情况。

电子隐私信息中心在2013年底联邦贸易委员会研讨会上的证词中警告说:“有关用电人员时间表的信息可以揭示其生活的亲密个人细节,例如他们的医疗需求,与他人的互动和个人习惯,” 。这是可以与第三方共享的信息。在同一联邦贸易委员会研讨会上,另一个领先的隐私小组民主技术中心概述了其噩梦。

房屋中的光传感器可以告诉您某些房间的使用频率,而温度传感器则可以辨别何时洗澡,锻炼或离开房屋。麦克风可以轻松获取对话内容。信息很明确:未来几年,法院,监管机构和立法者将在物联网隐私保护方面展开斗争。

我的智能洗衣机会袭击我吗?

安全专家担心,消费者将无法分辨家庭网络中安全设备与不安全设备之间的区别。这也将对企业网络构成威胁。这些设备可能不便宜,其中许多将由国外的谁知道的人制造,价格便宜又不可靠。

安全研究人员认为,在最近的一次黑帽会议上,演示了诸如连接厕所之类的问题,该会议反复冲洗并关闭盖子。黑客可以通过打开和关闭电器和HVAC系统来造成破坏。婴儿监护仪已被外界成功接管。物联网安全性可能具有的一个优势是它仍处于早期阶段,安全社区有机会构建具有强大保护措施的物联网系统。思科正在四处寻找想法。该公司正在举办竞赛(提交截止日期为6月17日),奖金为300,000美元,用于奖励有关保护IoT的想法。

物联网什么时候准备就绪?

多年来,供应商将整理各种协议和技术。消费者也许很好奇,但是家用的传感器和集线器并没有立即下架。如今,物联网有真正的用途,尤其是用于家庭监控和安全性。目前,传感器网络和远程情报收集的主要用户是企业和政府。

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