面向企业的终极物联网实施指南

物联网可以为企业提供许多好处，但实施起来可能是一个挑战。了解成功部署的要求并使用最佳实践。

物联网是一个由专用设备（称为物）组成的网络，用于通过互联网或其他网络收集和交换真实世界的数据。该技术在运行中的示例包括：

• 心脏病患者在手术后安装了心脏传感器，将有关每个患者心脏的诊断信息报告给监护医生。
• 家庭使用传感器执行包括安全和家庭管理在内的任务，例如灯光和电器控制，并通过智能手机应用程序执行状态报告和控制。
• 农民在整个田地中使用湿度传感器来指导作物最需要的灌溉。
• 牧场主使用放置在每头牛头上的位置传感器来识别和定位牧场中的牛。
• 工业工厂使用传感器来监控危险材料的存在或工作场所条件，并管理整个设施内的员工活动。
• 城市部署一组传感器来监控道路和交通状况，动态调整交通控制设备以根据当前情况路由和优化交通。

物联网的关键概念如下：

关注真实世界的数据。企业通常处理文档、PowerPoint、图像、视频、电子表格和许多其他形式的静态数字信息，而物联网设备产生的数据通常反映现实世界中的一种或多种物理条件。物联网设备不仅可以帮助企业了解正在发生的事情，还可以对正在发生的事情进行控制。

 

即时性在实时操作中至关重要。在日常数据（例如备忘录文档）可能存在数天或数月而从未使用过的情况下，物联网设备必须立即提供数据以进行收集和处理。这使得网络带宽和连接性等相关因素对于物联网环境尤为重要。

 

结果数据本身。物联网项目通常由推动物联网部署的较大项目或业务目的定义。在许多情况下，物联网数据是控制循环的一部分，具有直接的因果目标。例如，传感器告诉房主他们的前门已解锁，房主可以使用执行器（一种物联网设备，旨在将从网络接收到的控制信号转换为现实世界的动作）在门中远程锁定它。

但物联网可以支持更大、更深远的业务目标。数以百万计的物联网传感器可以产生难以想象的大量原始数据——人类无法查看和采取行动。大型物联网项目越来越多地成为大数据计划的核心，例如机器学习(ML) 和人工智能 (AI) 项目。可以处理和分析从大量物联网设备部署收集的数据，通过从大量传感器阵列收集的真实数据进行重要的业务预测或训练人工智能系统。这些后端分析可能需要大量的存储和计算能力。计算可以在集中式数据中心、公共云中处理，也可以分布在靠近数据收集位置的多个边缘计算位置。

物联网如何运作？

物联网不是单一的设备、软件或技术。物联网是设备、网络、计算资源以及软件工具和堆栈的混合物。了解物联网通常从物联网设备本身开始。

消费者、企业和工业物联网设备的示例包括配备在会议室和装配线机器上的智能电视和智能传感器。

事物。每个物联网设备——一个东西或智能传感器——都是一台小型专用计算机，拥有嵌入式处理器、固件以及有限的内存和网络连接。该设备收集特定的物理数据并将该数据发送到 IP 网络，例如互联网。根据传感器的工作，它可能还包括放大器、滤波器和转换器。物联网设备由电池供电，并依赖于通过单个IP 地址进行的无线网络连接。物联网设备可以单独或成组配置。

连接。物联网设备收集的数据必须进行传输和收集。物联网的第二层涉及广泛的网络，以及网络和后端处理之间的接口。该网络通常是传统的基于 IP 的网络，例如以太网LAN 和公共互联网。每个物联网设备都会收到一个唯一的IP 地址和唯一的标识符。该事物使用无线网络接口（如Wi-Fi）或蜂窝网络（如4G 或5G）将其数据传递到网络。与任何网络设备一样，数据包都标有目标IP 地址，数据将在此路由和传递。这种网络数据交换与普通计算机之间日常的网络数据交换是一样的。此原始传感器数据的目的地通常是中间接口，例如 物联网中心或物联网网关。物联网网关通常用于收集和整理原始传感器数据，通常对物联网数据应用早期预处理任务，例如标准化和过滤。

后端。必须分析物联网传感器组产生并在物联网网关处整理的大量实时数据，以产生更深入的洞察力，例如揭示商机或推动机器学习。物联网网关通过互联网将其清洁和安全的传感器数据发送到后端进行处理和分析。使用广泛的计算集群（例如Hadoop集群）执行分析。该后端可能位于企业数据中心、托管设施或在公共云中构建的计算基础设施。在那里，数据被存储、处理、建模和分析。

 

物联网架构有哪些层次？

传感器、连接和后端层的讨论可以帮助业务和IT人员了解物联网技术，但这样的讨论也需要考虑物联网架构。尽管物联网架构计划的范围和细节可能因物联网计划而异，但领导者必须考虑物联网如何集成到当前的IT基础设施中。物联网架构组件包括网络、通信总线以及分析和聚合平台。

有四个主要的架构问题：

1. 基础设施。 物理层包括物联网设备、网络和用于处理数据的计算资源。基础设施讨论通常包括传感器类型、数量、位置、电源、网络接口以及配置和管理工具。网络涉及带宽和延迟考虑，以确保它们能够处理物联网设备需求。计算在后端处理分析，组织可能需要部署大量新的计算资源来处理额外的处理或使用按需资源，例如云。基础设施讨论还涉及对物联网协议和标准的仔细考虑，例如蓝牙、GSM、4G 或5G、Wi-Fi、Zigbee 和低功耗无线个人局域网。

2. 安全。 物联网产生的数据可能是敏感和机密的。通过开放网络传递此类数据可能会使设备和数据暴露在窥探、盗窃和黑客攻击之下。规划物联网项目的组织必须考虑保护物联网设备和动态和静态数据的最佳方法。加密是物联网数据安全的常用方法。必须对物联网设备应用额外的安全措施，以防止黑客攻击和恶意更改设备配置。安全涉及各种软件工具和传统的安全设备，例如防火墙和入侵检测和预防系统。

3. 一体化。 集成使一切无缝地协同工作，确保为物联网添加的设备、基础设施和工具将与组织中已经存在的现有系统和应用程序（例如系统管理和ERP）互操作。正确的集成需要仔细规划和原理验证测试，以及经过充分研究的物联网工具和平台选择。

4. 分析和报告。物联网架构的最顶层需要详细了解如何分析和使用物联网数据。这是应用层，通常包括分析工具、AI和ML建模和训练引擎，以及可视化或渲染工具。此类工具可以从第三方供应商处获得，也可以通过存储和处理数据的云提供商使用。

物联网业务用例

大量小型且功能强大的物联网设备已在主要行业中找到了有意义的商业应用。考虑五个重要行业的一些扩展用例：

家庭（商业或最终用户）。物联网设备出现在家庭中，用于能源管理、安全甚至一些任务自动化：

恒温器和照明可以通过互联网应用程序进行调度和控制。

运动激活传感器可以触发视频和音频流到房主智能手机。

水传感器可以监视地下室是否漏水。

烟雾、火灾和二氧化碳探测器可以向用户报告危险。

物联网执行器可以远程锁定和解锁门。

智能冰箱可以跟踪内容，自动吸尘器无需人工直接干预即可保持家中清洁。

 

制造业。物联网设备已在各种制造和工业环境中得到广泛采用。工业物联网 ( IIoT ) 的示例包括：

物联网标签可以跟踪、定位和盘点企业资产。

物联网设备可以帮助监控和优化能源使用，例如在有人居住的区域空闲时降低照明或在非工作时间降低温度设置。

物联网传感器和执行器可以支持过程自动化和优化。

物联网设备可以在正常运行期间监控所有类型的机器行为和参数，使机器学习能够指导预测性维护以优化流程正常运行时间。

 

公共（健康和安全）。具有蜂窝级连接的物联网传感器可以在大都市地区协作运行，以服务于广泛的目的：

物联网设备可以检测车辆交通的存在，使城市能够在空闲街道和非工作时间调整街道照明。

预防犯罪工作可能包括基于摄像头的监视，而连接的音频检测可以将警察引导到检测到枪击的区域。

摄像头可用于确定和优化交通，而转发器和摄像头可以读取车牌或收费箱以指导收费和管理。

互联停车系统使城市能够通过应用程序跟踪停车位并提醒司机注意可用停车位。

传感器可以观察桥梁和其他结构的压力和问题，从而实现早期检测和补救。

传感器可以监测水质，从而能够及早发现污染物或污染物。

 

医疗/健康。物联网存在于远程患者遥测和其他医疗用途中：

物联网存在于无数无线可穿戴设备中，包括血压袖带、心率监测器和血糖仪。可以调整设备以观察卡路里、锻炼目标并提醒患者预约或用药。

物联网启用早期预警设备，例如跌倒检测，向健康提供者和家庭成员发出警报，甚至为潜在问题提供位置信息。

物联网的远程监控可帮助医疗保健提供者跟踪患者的健康状况和对治疗计划的遵守情况，并可能更好地将健康问题与遥测数据关联起来。

医院可以使用物联网来标记和跟踪医疗设备的实时位置，包括除颤器、雾化器、氧气和轮椅。

员工徽章中的物联网可以帮助更有效地定位和指导员工。

物联网可以帮助控制其他设备，例如药房库存、冰箱温度和湿度和温度控制。

物联网卫生监测设备有助于确保医疗环境清洁并有助于减少感染。

 

零售。 物联网和大数据分析已在零售和实体店环境中得到广泛应用：

物联网设备可以标记每件产品，实现自动库存控制、损失预防和供应链管理——根据销售和库存水平下订单。

摄像头和其他监控技术可以观察购物者的活动和偏好，帮助零售店优化布局并组织相关产品以实现销售最大化。

物联网设备可以支持非接触式和非扫描式结账和支付，例如近场通信支付。