什么是物联网？

IoT，Internet of Things，即物联网，指的是全球数十亿的物理设备，它们现在连接到互联网，收集和共享数据。得益于廉价的处理器和无线网络，有可能将任何东西，从一颗药丸到一架飞机，变成物联网的一部分。这为那些原本愚蠢的设备增加了一种数字智能，使他们能够在没有人参与的情况下进行交流，并将数字和物理世界融合在一起。

什么是物联网设备？

几乎任何物理对象都可以被转换成物联网设备，如果它可以连接到互联网并以这种方式进行控制。

一个可以通过智能手机应用进行切换的灯泡是一款物联网设备，比如你办公室里的运动传感器或智能恒温器，或者联网的路灯。物联网设备可能像儿童玩具一样松软，或者像无人驾驶卡车一样严重，或者像喷气式发动机一样复杂，现在已经有成千上万的传感器收集和传输数据。在更大的范围内，智能城市项目正在用传感器填充整个区域，以帮助我们理解和控制环境。

“物联网”一词主要用于那些通常不被期望拥有互联网连接的设备，它可以独立于人类行为与网络进行通信。出于这个原因，个人电脑通常不被认为是物联网设备，也不是智能手机——尽管后者里面塞满了传感器。不过，智能手表或健身腕带可能被视为物联网设备。

物联网的历史

在20世纪80年代和90年代，人们讨论了将传感器和智能添加到基本物体上的想法（当然也有一些早期的祖先），但除了一些早期的项目——包括一台联网的自动售货机——进展缓慢，仅仅是因为技术还没有到位。

在连接数十亿台设备之前，那些价格低廉、能耗低、可一次性使用的处理器是必需的。RFID标签的采用——低功耗芯片可以无线通信——解决了其中的一些问题，以及宽带互联网、蜂窝网络和无线网络的日益普及。IPv6的采用——在其他方面，IPv6应该为世界上（或者这个星系）所需要的每一个设备提供足够的IP地址——也是物联网扩大规模的必要步骤。1999年，凯文阿什顿创造了“物联网”这个词，尽管该技术至少还需要10年才能赶上这一愿景。

“物联网整合了人类文化的相互联系——我们的“东西”——与我们的数字信息系统的互联性——“互联网”。这就是物联网，”阿什顿告诉ZDNet。

将RFID标签添加到昂贵的设备中以帮助追踪他们的位置，这是最早的物联网应用之一。但从那以后，增加传感器和互联网连接到物体的成本持续下降，专家预测，这种基本功能有朝一日可能只需要10美分，这使得几乎所有东西都能连接到互联网。

物联网最初对商业和制造业最感兴趣，它的应用有时被称为机器对机器（M2M），但现在的重点是用智能设备填充我们的家庭和办公室，把它变成与几乎所有人都相关的东西。对联网设备的早期建议包括“blogjects”（将自己的博客和数据记录到互联网上的对象）、无所不在的计算（或“ubicomp”）、不可见的计算和普适计算。然而，物联网却停滞不前。

物联网市场有多大？

大而变大——世界上已经有了比世界上更多的人。

根据Gartner的计算，2017年大约有84亿个物联网设备在使用，比2016年增长了31%，到2020年这一数字可能会达到204亿。Gartner表示，到2017年，物联网终端和服务的总开支将达到近2万亿美元，其中三分之二在中国、北美和西欧地区。

在这84亿台设备中，超过一半将是智能电视和智能音箱等消费产品。根据Gartner的数据，最常用的企业物联网设备将是智能电表和商用安全摄像头。

另一位分析师IDC则认为，2018年全球物联网的支出将达到7725亿美元，比2017年的6740亿美元增长近15%。IDC预计，到2020年，总支出将达到1万亿美元，2021年将达到1.1万亿美元。

根据IDC的数据，在2018年，硬件将成为最大的技术类别，其中包括2390亿美元的模块和传感器，还有一些用于基础设施和安全方面的支出。服务将是第二大技术类别，其次是软件和连接。

物联网对商业有什么好处？

有时被称为物联网（IoT），物联网对业务的好处取决于具体的实现，但关键是企业应该能够访问更多关于他们自己的产品和他们自己的内部系统的数据，并有更大的能力做出改变。

制造商正在向他们的产品的组件添加传感器，这样他们就可以传回关于他们如何执行的数据。这可以帮助企业发现组件有可能出现故障，并在其造成损害之前将其替换掉。公司还可以利用这些传感器产生的数据，使他们的系统和供应链更有效率，因为他们将拥有更准确的数据，关于到底发生了什么。

咨询公司麦肯锡表示：“随着全面、实时数据收集和分析的引入，生产系统将变得更加灵敏。”

物联网的企业使用可分为两部分：特定于行业的产品，如发电厂的传感器或医疗保健的实时定位设备;以及可用于所有行业的物联网设备，如智能空调或安全系统。

虽然特定于行业的产品将会提前运行，但Gartner预计，到2020年，跨行业设备将达到44亿台，而垂直设备将达到32亿台。消费者购买了更多的设备，但企业的支出增加了：该分析师集团表示，尽管去年消费者在物联网设备上的支出约为7250亿美元，但企业在物联网方面的支出达到9640亿美元。到2020年，物联网硬件的商业和消费者支出将达到近3万亿美元。

IDC预计，2018年将在物联网领域投入最多的三个行业是制造业（1890亿美元）、交通运输（850亿美元）和公用事业（730亿美元）。制造商将在很大程度上专注于提高其流程和资产追踪的效率，而三分之二的物联网支出将用于货运监测，其次是车队管理。

公用事业行业的物联网支出将由电力、天然气和水的智能电网主导。IDC估计，2018年，联网汽车和智能建筑等跨行业物联网领域的支出接近920亿美元。

物联网对消费者有什么好处？

物联网承诺将使我们的环境——我们的家庭、办公室和交通工具——更智能、更可测量、更时髦。像亚马逊Echo和Google Home这样的智能音箱可以让播放音乐、设置定时器或获取信息变得更容易。家庭安全系统可以更容易地监控内部和外部的情况，或者查看和与来访者交谈。与此同时，智能恒温器可以帮助我们在返回之前给家里供暖，而智能灯泡可以让我们在外出时看起来像家一样。

从家里看，传感器可以帮助我们理解环境的噪音和污染。自动驾驶汽车和智能城市可以改变我们建设和管理公共空间的方式。

然而，这些创新中的许多可能会对我们的个人隐私产生重大影响。

物联网和智能家居

对于消费者来说，智能家居可能是他们可能接触到物联网的地方，而这也是大型科技公司（尤其是亚马逊、谷歌和苹果）正在努力竞争的领域。

其中最明显的是像亚马逊Echo这样的智能音箱，但也有智能插头、灯泡、相机、恒温器和备受嘲讽的智能冰箱。但是，除了展示你对闪亮新产品的热情，智能家居应用还有更严肃的一面。他们可以通过让家庭和护理人员更容易地与他们交流，并监控他们的生活方式，从而帮助老年人保持独立和在家的时间。更好地了解我们的家庭是如何运作的，以及调整这些设置的能力，可以通过降低供热成本来节约能源。

物联网的安全

安全问题是物联网的最大问题之一。这些传感器收集了很多非常敏感的数据——例如，你在自己家里说什么和做什么。保持这种安全对消费者的信任至关重要，但到目前为止，物联网的安全记录一直非常糟糕。太多的物联网设备几乎没有考虑到安全的基本原理，比如加密传输的数据。

软件的缺陷——即使是旧的、使用得很好的代码——都是定期发现的，但是许多物联网设备缺乏修补的能力，这意味着它们永远处于危险之中。黑客们现在正积极地瞄准诸如路由器和网络摄像头这样的物联网设备，因为他们天生缺乏安全保障，这使得他们很容易做出妥协，并将其卷成巨大的僵尸网络。

缺陷已经让智能家居设备如冰箱、烤箱和洗碗机向黑客开放。研究人员发现，10万个网络摄像头可以轻松破解，而一些面向儿童的联网智能手表被发现含有安全漏洞，黑客可以追踪佩戴者的位置，窃听通话内容，甚至可以与用户进行交流。

当智能设备的成本变得微不足道时，这些问题只会变得更加普遍和棘手。

物联网填补了数字世界和现实世界之间的鸿沟，这意味着黑客入侵设备可能会带来危险的现实后果。在一个发电站中，对控制温度的传感器进行黑客攻击，可能会诱使运营商做出灾难性的决定;对无人驾驶汽车的控制也可能以灾难告终。

隐私和物联网

随着所有这些传感器收集你的一切数据，物联网可能会带来巨大的隐私问题。以智能家居为例：它能告诉你什么时候醒来（当智能咖啡机被激活时），以及你刷牙的程度（多亏了你的智能牙刷），你听的是什么电台（感谢你的智能音箱），你吃什么类型的食物（感谢你的智能烤箱或冰箱），你的孩子们怎么想（感谢他们的智能玩具），还有谁来拜访你，经过你的家（多亏了你的智能门铃）。

这些数据的变化是至关重要的隐私问题。并不是所有的智能家居公司都围绕着收集和销售数据建立自己的商业模式，但有些公司确实如此。从几个不同的传感器读数中发现一个人的很多信息是非常容易的。在一个项目中，一名研究人员发现，通过分析家庭的能源消耗、一氧化碳和二氧化碳水平、温度和湿度，他们可以计算出人们在晚餐时吃了什么。

消费者需要了解他们正在进行的交易，以及他们是否对此感到满意。一些同样的问题也适用于商业：例如，你的管理团队是否乐意在一个配备了智能音箱和摄像头的会议室里讨论合并事宜？最近的一项调查发现，五分之四的公司将无法识别其网络上的所有物联网设备。

物联网和网络战争

物联网使计算成为现实。因此，如果物联网设备出现问题，可能会产生重大的现实后果——一些国家正在规划其网络战战略，现在正在考虑这一点。

去年，美国情报机构的一份简报警告称，该国的对手已经有能力对其关键基础设施构成威胁，“就像连接的消费者和工业设备的更广泛的生态系统——物联网”。美国情报部门还警告称，联网的恒温器、照相机和炊具都可以用来监视另一个国家的公民，或者如果黑客被入侵，就会造成严重破坏。将国家关键基础设施的关键要素（如大坝、桥梁和电网的要素）添加到物联网中，使安全尽可能地紧密变得更加重要。

物联网和大数据

物联网产生了大量的数据：从连接到机器部件或环境传感器的传感器，或者我们对智能音箱发出的声音。这意味着物联网是大型数据项目的重要驱动力，因为它允许企业创建大量数据集并进行分析。给制造商提供大量关于其组件在现实世界中如何运行的数据，可以帮助他们更快地做出改进，而从城市周围的传感器收集的数据可以帮助规划人员更有效地提高交通流量。

特别是，物联网将提供大量的实时数据。思科计算出，支持物联网应用的机器与机器连接将占到271亿台设备和连接的一半以上，到2021年将占到全球IP流量的5%。

物联网和云计算

物联网应用程序生成的大量数据意味着，许多公司将选择在云计算中进行数据处理，而不是构建大量的内部容量。云计算巨头们已经开始向这些公司示好：微软拥有Azure的物联网套件，而亚马逊网络服务提供了一系列物联网服务，谷歌云也提供了服务。

物联网和智能城市

通过在城市或城市中传播大量的传感器，规划者们可以实时地了解真实发生的情况。因此，智能城市项目是物联网的一个关键特征。城市已经产生了大量的数据（从安全摄像头和环境传感器），并且已经包含了大型的基础设施网络（就像那些控制交通信号灯的网络）。物联网项目的目标是将这些信息连接起来，然后在系统中添加更多的智能。

例如，有计划将西班牙的巴利阿里群岛覆盖一百万个传感器，并将其改造为物联网项目的实验室。其中一项计划可能涉及地区社会服务部门使用传感器来帮助老年人，而另一项计划则可以确定海滩是否变得过于拥挤，并为游泳者提供替代方案。在另一个例子中，ATT推出了一项服务，用于监控桥梁、道路和铁路等基础设施，并使用支持lte的传感器来监测裂缝和倾斜等结构变化。

能够更好地了解一个城市的运作方式，应该能够让规划者们做出改变，并监督如何改善居民的生活。

大型科技公司将智能城市项目视为一个潜在的巨大领域，许多公司——包括移动运营商和网络公司——现在正准备参与其中。

物联网设备是如何连接的？

物联网设备使用各种各样的方法来连接和共享数据：家庭和办公室将使用标准的wi-fi或低功耗蓝牙（甚至是以太网，如果它们不是特别移动的话）;其他设备将使用LTE甚至卫星连接来进行通信。然而，大量不同的选项已经让一些人认为，物联网通信标准需要像今天的wi-fi一样被接受和互操作。

一个可能的趋势是，随着物联网的发展，可能会有更少的数据被发送到云端处理。为了降低成本，可以在设备上进行更多的处理，只需要将有用的数据发送回云——这一策略被称为“边缘计算”。

接下来，物联网将何去何从？

随着传感器和通信的价格继续下降，向物联网增加更多的设备变得划算——即使在某些情况下，消费者没有明显的好处。随着联网设备的数量不断增加，我们的生活和工作环境将充满智能产品——假设我们愿意接受安全和隐私方面的取舍。有些人会欢迎智能新时代的到来。另一些人则会怀念一把椅子仅仅是一把椅子的日子。