IoT物联网是什么?完整解析都在这里

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前言

计算机互联成就了互联网,人们可以在互联网上获取自己所需要的各种共享信息。无线通信技术的发展,智能手机更便捷地在线上获得各种服务,形成了移动互联网。网络连通发展不止于电脑、手机等设备,正在将越来越多的设备终端连接到了网络,使得人们更加方便地利用网络来使用和管理设备终端和业务,从而逐渐形成了物联网。

互联网、移动互联网时代,数据更多地来自电脑和手机等,一般需要人来操作。而物联网时代,更多的数据产生将会是来自物联网的设备,设备终端会自动产生数据并上传到云计算平台,并自动地对数据进行分析处理。物联网正在改变着我们的工作和生活方式,现实与网络的融合也越来越深入。而集成电路和新技术日新月异地发展和应用又促进了物联网的发展。您的下一个项目是否也开始准备物联网了呢?

一、什么是物联网?

顾名思义,物联网是由 “物”、“联”、“网”三个字组成,可以从这三个方面来理解物联网。物就是智能化的设备终端或传感终端,联就是连接、通信。网就是网络或互联网。三者结合在一起,就成为了一个基本的物联网系统。该系统对物的位置、时间和状态等信息进行数据采集、传输、存储和云计算,云计算平台还需要对采集到的数据进行清洗、分析、处理,并将数据做可视化展示。基于物联网系统可以延伸出各种各样的应用和服务。

通过物联网系统的部署应用,可以实时做出合理的决策,提升运营效率,发现新的商业价值。物联网是数字经济时代的基础设施,对产业升级转型发挥着重要的推动作用。

二、物联网的趋势

物联网正在被广泛地应用于各行各业,物联网新技术不断出现,也推动了物联网的发展。由于各种应用的需求不同,物联网常被人们认为是碎片化。我们不妨从物联网系统结构性方面来观察物联网发展趋势。

电源。电源是一种电能或能量的转换器。任何电子产品都离不开电源。从电子产品电源供给的方式来看,大致可分为电力电源、电池和能量收集等供电方式。规模化物联网部署,越来越趋向于采用电池或能量收集方式,这样可免去现场布线或运维的问题。当然,这也需要低功耗的集成电路,如超低功耗微控制器(MCU)等。

组网通信连接。以Wi-Fi、蓝牙等为代表的局域无线接入(Local Area Wireless Access)技术,使得物联网连接变得简单、便捷。而随着物联网部署规模的增加,局域无线接入技术由于其覆盖范围小、通信距离短、广域部署成本高,不能满足广域连接的需求。以NB-IoT、LoRaWAN、ZETA等为代表的低功耗广域无线接入(Low-Power Wide Area Wireless Access)技术日益受到关注。在物联网实践中,局域和广域无线接入方式相融合,发挥各自技术优势,未来或许会成为物联网应用一个值得探索的方向。

智能化、网络化、边缘化。随着微控制器(MCU)产品的发展应用,设备终端越来越智能化,设备终端的数据采集、管理和控制等需求促进了连接需求的发展,设备连接从少数设备终端连接发展到规模化的连接组网,设备终端的网络化是未来物联网发展的一个重要方向。当设备终端越来越多地组网连接起来,大量的数据将会上传到云计算平台,而其中很多数据是非必要的,大量的数据会带来网络时延,计算服务的边缘化可以大大提升数据传输和处理的效率。

另外,在物联网互联互通越来越普及的情况下,物联网安全也将会成为人们关心的话题。

三、物联网有哪些应用?

工业物联网:工业物联网是物联网在工业领域的应用。工业物联网关注机器对机器(M2M)通信、大数据、机器学习,以便在运营中获得更高效率和可靠性。工业物联网是信息计算与运营技术的融合。运营技术是指操作过程和工业控制系统的网络化,包括人机界面、监控和数据采集系统、分布式控制系统、PLC等。农业物联网:农业物联网技术可以测量影响农业作物的环境指标,如温度、湿度、土壤等,通过物联网技术精准调控,保证农作物一个良好的、适宜的生长环境。还可以追踪牲畜健康指标,通过技术实现定位和监控生理指标的监测,改善牲畜的健康水平,减少损失。农业物联网可以大幅提升农业效率,减少环境影响,最大程度降低成本。智慧家庭:得益于传感器和物联网技术,可以持续地收集数据,实现照明、供暖、电器自动化等,可以最大限度降低能耗,提高了便利性和舒适性。智慧城市:智慧城市承载了城市生活的各个方面的管理和服务,管理和服务依赖于数据,物联网承载着数据采集和传输等功能,通过连接各种城市服务,如照明、停车、垃圾清理、楼宇监控、抄表等,可以进一步优化管理和服务,从而节省时间和资金。智慧汽车:计算赋予了汽车更多的智慧,集感知、信息处理、通信、控制、执行、自动辅助驾驶、娱乐等于一体的系统。通过蜂窝网络和C-V2X等网络技术,将车与网络联系起来,实现了人、车、路、服务等信息的交换交互。

四、物联网如何助力数字化转型?

不同的人对数字化理解不同,给出的定义也不尽相同。根据百度百科的解释:“数字化转型是建立在数字化转换、数字化升级基础上, 进一步触及公司核心业务,以新建一种商业模式为目标的高层次转型。数字化转型是开发数字化技术及支持能力以新建一个富有活力的数字化商业模式“。

数字化转型在技术推动的作用下,对业务进行重新定义,通过数据的决策系统,实现自动化、智能化、安全的服务。

物联网、区块链、云计算、人工智能等新技术的发展让人们能够用新的方式更方便地获取和管理信息,已成为数字化转型的主要推动力。

物联网设备终端通过网络通信技术连接到互联网,数据上传到云计算平台上,云计算平台为物联网应用提供了强大的算力支持,大数据和人工智能应用为数据分析提供了自动化操作和决策。

物联网是数字化的基础设施。物联网络连接的不仅仅是两端(云端和终端)的连接,更是业务的连接。物联网的数字化建设正在重新定义社会的产品和服务。

五、意法半导体-侧重车用、能源、物联网三大目标 ST助攻客户紧抓智慧商机

物联网

物联网的网基本可以分为两种网络,一种是基于IP(Internet Protocol)网络,一种是非IP网络。IP网络就是运行互联网协议的网络,非IP网络一般指运行如Matter、LoRaWAN、蓝牙协议的网络。物联网正在为使用不同协议的数十亿智能设备的互联互通释放了巨大的潜力。物联网使几乎任何系统都可以利用互联网和云计算的生态系统来进行创新,并使各种对象变得更智能、更有意识。 互联网连接设备数量的增长是由高质量、可靠的无线连接以及低成本低功耗嵌入式组件的广泛可用性推动的。 虽然物联网设备有许多不同的型式,但它们都需要通用的功能构建块,例如处理和安全、传感和执行、连接、信号调理、保护、电源和能源管理。

ST在物联网中的应用有:

智能家居与智慧城市物联网大型电器:冰箱和冰柜、厨房油烟机、室内空调(RAC)、洗碗机、洗衣机、烘干机、电磁炉、小家电和厨房用具:咖啡机、多功能食物处理机和搅拌机、微波炉、扫地机器人、无绳和有绳真空吸尘器、空气质量监测系统煤气、热量、用水计量:供热计量、用气计量、用水计量物流:NFC HF读写器、RAIN UHF读取器、便携式数据终端、托盘和集装箱追踪、条码扫描仪、电子货架标签、货物保障电量计量:三相电表、单相电表花园机器人和工具:割草机、园林工具、泳池清洁器银行自动化:USB NFC加密狗、点钞机销售点:ePOS、ECR和收银机、支付电子狗、移动POS智能工业物联网可编程逻辑控制器(PLC):IO-链路模块、PLC控制单元、人机界面、数字I/O模块、现场总线和工业以太网工业传感器:位置和运动监测、过程和环境监测工业工具:3D打印机、叉车、工业打印机、工业无人机、数控机床(CNC)、泵、焊接、纺织、阀门控制、风扇工业机器人工业用传动器:交流驱动器、伺服驱动器、叉车、泵、风扇工业通信:工业网关、IO链路网关、现场总线和工业以太网、非接触式通信(RFID/NFC)状态监测/预测性维护:边缘处理、智能传感器节点物联网智能设备可穿戴设备:健身追踪器、智能手表治疗设备:CPAP和呼吸机、分药器、电动病床、透析机诊断设备:数字温度计、病患监护、血压监测、血糖仪音频和视频:遥控器、音箱

能源

能量提供(通常以电力或天然气形式)依赖于通过配送网络连接发电厂最终用户设备的复杂基础设施。 除了可靠地保证可用性和能量品质以外, 该集成系统还必须以尽可能高的效率运行。 新的可再生能源(如太阳能和风能)越来越多地与传统发电系统集成, 这不仅可以满足不断增长的需求和促进二氧化碳减排, 还可能有助于降低供应商和消费者的成本。 可再生能源也在许多方面推动着创新, 其中包括能量储存技术, 该技术是将传统能源与可再生能源整合在一起的关键推动因素, 而能源的可用性则难以预测, 尤其是在高峰时段。

ST在能源生产和分配中应用有:

太阳能分布式发电:功率优化器、微型逆变器太阳能集中发电:太阳能逆变器(串型和集中式)、智能接线盒、智能组串汇流箱能源分配:商用电池存储系统、家用电池存储系统、直流快速充电站

汽车

据估计,今天汽车行业80%的创新都是直接或间接通过电子设备实现的。随着每种新车型的汽车功能的不断改进,每辆车中的半导体器件都在不断增加。

从ICE动力总成、底盘和安全性、车身和便捷性,到远程信息处理和信息娱乐,ST能够为广泛的汽车应用提供支持,为迈入汽车电气化、先进驾驶系统(ADAS)和汽车连接和安全的新纪元铺平了道路。

网络连接和远程信息处理正在彻底改变道路上的车辆。通过无线软件升级和预防性维护连接至云和基于云的服务,这为车内人员和制造商带来了众多优势。由于安全、引擎管理、电机控制、信息娱乐等涉及的电子控制单元(ECU)的数量不断增加,这些单元都需要联网,及时进行升级,确保安全性。车内人员所需的车载连接性,包括Wi-Fi或蓝牙,均需要与其他网络无缝配合。

消费者希望在车内使用个人电子产品, 这种用户体验推动了车载信息娱乐系统的发展, 使之成为汽车行业快速发展的细分市场。 车内人员期望使用娱乐设施, 连接网络, 以及能够无缝地访问来自多个来源的信息和内容。 自从ST的第一款车载无线电IC问世以来, 我们一直致力于开发用于车载信息娱乐系统的创新集成电路。 我们面向复杂的信息娱乐仪表盘的最新型IC解决方案集成了先进的音频和视频功能, 智能手机和多媒体设备镜像, 以及应用程序, 同时在车内外快速安全地传输数据。 更强的处理能力, 更大的车载带宽, 安全的外部通信链路和世界一流的音频放大器, 这些都确保您可以构建满足所有市场需求的信息娱乐系统。 我们广泛的信息娱乐产品组合涵盖了高端集成平台、 数字广播和出色的AB类和D类音频功率放大器等, 一应俱全。

随着车辆联网程度越来越高, 移动服务正在快速增长。 强大的处理能力、 车辆连通性和创新的传感器为软件服务开发商提供了新的可能性, 也为车主提供了丰富的应用功能。 涉及汽车安全性的增强服务(如发生事故时的“紧急呼叫”)依靠传感器检测事故, 借助远程信息处理和GNSS定位来传输事故位置, 使用攝像头记录事件并为即将发生的紧急情况提供预先信息服务。 保险盒可以在事故发生之前记录事件, 伴随着驾驶员监控功能的启用, 它能够收集数据, 分析驾驶员行为, 用于定制合理的交通费用表, 从而悄然改变整个市场。 其他移动服务包括车队管理、 汽车共享、 免费停车场检测和公路收费等等。 所有这些服务均依赖于ST提供的汽车传感器、 处理器和通信模块。 随着汽车从个人用车发展为无人驾驶车队在智能城市环境中提供的共享服务, 汽车所提供的服务水平也将显著提高。 ST的产品广泛用于多种先进的驾驶系统, 在安全连通性和传感器技术方面获得的成功经验, 这为我们提供了构建移动服务的平台。

远程信息处理和网络:智能天线、智能网关和固件空中升级、远程通信和连接控制单元、车联网(V2X)车载信息娱乐系统(IVI):数字集群、信息娱乐模块、信息娱乐主机、汽车音响系统移动服务:紧急呼叫、自动收费系统、车队管理车载单元、远程信息处理装置

六、物联网时代必备知识技术整理

【ST MCU赋能物联网】行业或市场信息

微控制器简介 -要了解物联网,必须先了解精随MCU!图形用户界面(GUI)市场简报-进入物联网,先选定市场导向!KNX-RF更远距离的无线智能-物联网进入家庭自动化的重点技术,必学精选!Sub-1GHz射频收发器市场简报-物联网必备技术(一)无线电技术,满足泛在物联的连接需求!图形用户界面(GUI)市场报告-物联网必备技术(二)让智能看得见摸得着!可穿戴设备市场出货量趋缓 耳机类产品预期增长显著-人与设备交互“听得懂”,设备“听人话“,人机交流不是梦!从LoRa联盟认证的产品看LoRa发展-打开了规模化物联无线应用的门。中国智慧门锁市场发展概况-智能家庭入门产品。盘点物联网行业联盟和组织-行业市场信息,一点通。物联网时代正在重塑MCU应用新生态-STM32让物联网项目的开发起步更容易简单盘点物联网中的开源实时操作系统(RTOS)-安全、能效,更好地对通信进行管理低功耗广域网(LPWAN, Low Power Wide Area Network)中的无线射频芯片-工作在免许可频段的LPWA技术,企业可以自主组网,可以做网络运营商,这激活了企业的创新能力,也带动了创新应用的发展。

七、学会物联网的未来发展有哪些?

【ST MCU赋能物联网】产品介绍

STEVAL-BCN002V1B:BlueTile - 支援蓝牙LE的传感器节点开发工具包 STM32 图形用户界面STM32L4R9I-EVAL评估板介绍STM32L4R9I-DISCO探索套件简介STM32H743I-EVAL评估板介绍短距离无线连接新机会 ST60 60 GHz RF 射频收发器小型低损耗智能成型模块 简化电机控制解决方案设计小小STKNX迎智慧建筑新变革ST发布STM32WL LoRa SoC产品,开辟sub-1GHz物联网无线连接新市场IOTA DLT技术使能STM32构建物联网基础安全STM32Cube.AI简化人工神经网络设计光伏转换器使用STM32高分辨率定时器从太阳光中获取更多能量ST IO-Link产品赋能智能工厂从"预防性"维护到"预测性"维护 ,ST预测性维护解决方案助力智慧工厂数字化转型升级MCU与MPU连袂继续STM32成功的故事

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