信小姐姐講物聯網,解讀萬物互聯的秘密
物聯網不斷改變著我們的生活,成為炙手可熱的科技話題。這個幾乎人人可以脫口而出的熱詞之后,又似乎頗有些可意會不可言傳的秘密。
小姐姐將通過系列文章,逐步為大家揭開物聯網的神秘面紗。
1. 物聯網是什么?
物聯網——看字面可知,就是物體和物體之間的聯網。英文叫做Internet of Things,簡稱 IoT 。
這個稱謂是為了有別于常用的電腦、手機之間的聯網。
因為電腦、手機都是人來操作的,所以電腦手機之間的聯網,可以理解為人和人的聯網,也就是互聯網和移動互聯網。
IoT名稱軼事:
在2015年以前,還沒有IoT這個名字,但是有M2M這個概念。
M2M——就是Machine to Machine的意思,機器和機器之間的通信。
據說在2015年的某個時間,有個中國人,具體是誰不知道了,在某個國際會議上,提出了IoT的說法。
但是據他說,IoT也不是他提出來的,而是1991年由麻省理工學院的Kevin Ashton教授提出來的,只不過當時提出來的時候,沒什么人關注。
從此以后,世人都說IoT,沒人再說M2M這個詞了。
對于通信從業(yè)者來說,物和物之間聯網,具有無限大的想象力。
長久以來,沒人知道物聯網是干啥的,只知道它是個很牛很牛的行業(yè)。也就是這幾年,物聯網突然火起來了,為什么火起來,也沒人知道。很可能是因為手機支付方便了之后,對聯網的物體付費更快了,所以突然聯網收費的設備多起來了,從共享單車開始,無人售貨機、共享充電寶等等應用有如燎原之勢。
2. 物聯網的核心價值
人和人之間,通過互聯網提升了溝通效率,促進了人類能力的大發(fā)展。物和物之間聯網,主要有什么好處呢?
(1) 有利于人類更好的了解物體
- 荒漠里面的珍貴樹木,如果能夠聯網,人類不需要費時費力親臨現場,也可以很容易的知道這棵樹的生長狀況;
- 危險環(huán)境的設備如果聯網,人類可以很容易監(jiān)控設備的運行狀態(tài),不需要親臨險境,承擔生命的風險。
(2) 人類可以更容易操控設備
如果一臺叉車能夠聯網,人只要坐在控制房里面,就可以遠程操控這臺叉車,不用坐在駕駛室里面,忍受高溫或者高寒的環(huán)境;
- 自行車、充電寶實現了聯網,人類在任何有單車和充電寶的地方,用手機掃碼一下,就可以使用充電寶和單車的服務,只需要付租金,不需要購買一個單車或者充電寶;
- 煤氣表、水表、電表聯網之后,自動把計量信息上報云端服務器,服務器自動就可以出賬單給到用戶,用戶直接付款即可,不需要人工再去用戶家里面抄表。
(3) 人類可以更方便的收集行業(yè)數據,方便決策
物體聯網之后,每天都上報數據,這些數據日積月累,形成大數據,方便人類做決策。
- 格力出廠的每一個空調,都具備了聯網能力,這些空調銷售到各個渠道,渠道銷售到各個用戶家里。通過這么多空調的數據上報,可以很容易的知道,空調都銷售到了哪些地區(qū),所以格力可以更方便做供應鏈的決策;
- 騰訊通過把聯網的收款喇叭銷售到各個商戶,這些喇叭每天上報交易數據,騰訊可以很容易知道商戶的分布,生意好壞,所以更容易針對各個地區(qū)進行商業(yè)布局。
總而言之,物和物之間的聯網,是在人和物之間建立紐帶,不僅提升物體的運行效率,也提升人類活動的效率。
3. 物聯網的構成
物聯網的目的是上報數據,以及做設備的控制、管理。
要達到這個目標, 物聯網除了傳統(tǒng)的物體之外,還需要有數據采集、設備控制、通信模塊、云端應用以及人機界面。
(1) 數據采集終端
水表的計量、空調的溫度濕度計量、充電寶的電量采集、共享單車鎖狀態(tài)的采集,都是數據采集的單元。
數據采集單元,在傳統(tǒng)不聯網的設備也是有的,只不過采集的結果是展現在設備的界面上,沒有進行上報而已。
(2) 設備控制器
手機掃碼之后,把共享單車的鎖打開,或者是授權彈出一個充電寶,都是設備控制的典型場景。
有了設備控制單元,設備的使用效率可以得到極大的提升,設備的運營可以創(chuàng)造出很多新的商業(yè)模式。
(3) 通信模塊
通信模塊是物體聯網的通信載體,有了通信模塊,才能在物體和云端服務器之間建立一個通信的通道。
通信模塊有很多的方式,Wi-Fi、藍牙、Zigbee、Lora、2G、4G、5G、NB-IoT,都是不同的通信方式。根據不同的需求,用戶可以選擇更合適的通信方式。
(4) 云端應用
云端應用是用來接收物體上報的數據,存儲到數據庫,并通過服務器端的軟件做數據分析,也可以呈現給人類來查看。
人類控制設備的人機界面軟件,也大多數是通過云端的軟件下發(fā)命令給到物體,去控制這個物體。
(5) 人機界面
人機界面是呈現給人類查看和操作的界面,有PC的瀏覽器界面、PC客戶端軟件,還有手機APP、手機小程序以及手機瀏覽器等。
通過這些豐富的界面,人類可以很方面的查看數據,控制物體。
4. 物聯網通信分類
物聯網通信分為短距離和廣域網兩種通信方式。
(1) 短距離通信
短距離通信是指沒有運營商基站的通信方式,藍牙、Wi-Fi、Lora,都屬于短距離通信方式。
短距離無線通信的優(yōu)點,最關鍵的就是不需要給運營商繳納流量費。
最主要的缺點,也是因為不繳納流量費,所以通信的質量無法保障,只能用在點對點的近距離傳輸(比如藍牙耳機)。如果是需要路由器這樣的中轉通信的時候,通信的質量往往得不到很好的保證。
(2) 廣域網通信
廣域網通信是指需要通過運營商的基站進行通信的方式,包括2G、3G、4G、NB-IoT、5G這些方式。
- 3G是最先被淘汰的通信制式,除了在海外有些地區(qū)還在應用之外,在全球的大多數國家, 3G都已經不是主流的通信制式了。
- 2G在未來的幾年,也會逐步退網。中國聯通在幾年前就已經宣布不再提供2G的物聯網業(yè)務。中國移動也宣布在 2020年底不再發(fā)放支持2G的物聯網卡,從而達到逐步退網的目標。
(3) 4G在未來五年,將成為主流的物聯網通信制式。
4G物聯網的通信,又分為Cat.4和Cat.1兩種方式。
二者的區(qū)別是Cat.4速度較快,通信模塊成本高,Cat.1速度較慢,通信模塊成本低。從2020年開始,隨著Cat.1專用芯片的逐漸量產,Cat.1通信方式逐漸成為主流。
(4) NB-IoT的優(yōu)點是,通信模塊的成本比Cat.1還要低,功耗也比Cat.1低。缺點有兩個,一個是網絡覆蓋不如4G好,另一個是通信速率太慢。
(5) 5G從2020年開始,在手機逐步普及了,但是在物聯網行業(yè),可能需要3-5年才能逐步大規(guī)模應用。