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瞧一瞧:你对于物联网了解多少 - 物联网 - 电子发烧友网

发布时间:2022-04-12 01:21:32 阅读: 来源:锂电池厂家
你对于物联网了解多少 - 物联网 - 电子发烧友网 你对于物联网了解多少 璟琰乀•来源:ct•2019-06-06 10:30 • 次阅读 • 个评论 物联网的边缘计算

IoT后面的发展就是人们非常看好边缘计算。什么是边缘计算呢?美国韦恩州立大学施巍崧教授在《Edge CompuTIng: Vision and Challenges》论文当中给出边缘计算的定义:边缘计算是一种可以在网络的边缘完成的计算技术,这种技术和平台在云和IoT设备之间上传和下载数据,以平衡系统的计算、实时性、功耗和安全方面的需求 。

为什么要使用边缘计算?这里有三大要素:能耗、带宽和隐私。最早去践行边缘计算的企业是美国的通用电气(GE)。GE是一家工业设备的巨头,它对边缘技术的定义是这样的:靠近数据源存在的计算基础设备,例如工业控制器和来自各种设备传感器的数据集为什么农村自建房得强拆
合,这些设备通常远离云计算中心。

边缘计算的三大要素,第一是安全和隐私,因为有时候设备厂商不太希望把产生的设计数据放到云端。第二是能耗,如果我们使用神经网络(CNN)的深度学习(Deep Learning)的AI方法,如果将数据训练和模型推理都在云端服务器上完成,无论算得如何快,都将导致在云端和设备端直接、大量和反复地传递数据,这样消费的能耗和带宽都将是巨大的,而且传输中的数据延迟可能会造成系统实时性降低。如果我们将数据训练和模型推理放在物联网的边缘,实时性或许可以解决,但是在设备端,无论算力和能耗都是无法承受的。要想满足这三大要素,边缘计算将是比较好的解决方案,即将数据训练继续放在云端,模型推理放在边缘计算端,这样可以平衡实时性、安全隐私和能耗的需求。

传统的嵌入式企业,像恩智浦(NXP)是边缘计算的积极倡导者哪种违章建筑不会被强拆
,研华公司也是早期就做边缘计算设备的企业。需要指出的是,边缘计算设备一般会安装在系统传感和执行端,多数边缘计算设备是嵌入式系统。从物联网系统角度看,边缘计算设备是整个物联网系统的一个组成部分,不能单独存在,需要云计算和人工智能技术的支撑和服务。边缘计算技术的研究和产品开发目前处在初期阶段,云计算、通信设备和嵌入式企业非常关注,物联网的高速发展是边缘计算兴起的最大推手。

物联网发展大致分成两个时期,第一个时期是从互联走向智能,第二个时期从智能走向自治。目前大多数物联网项目还是处于第一个时期,正进入第二个时期,边缘计算将发挥重要作用,边缘计算也将迎来快速发展的时期,人工智能正向边缘和终端侧延展,嵌入式人工智能时代将要来到。

物联网云平台

IoT云平台就是物联网的云端,我们称之为IoT云。过去几年,IoT的云平台发展得比较顺利,趋于成熟。云计算可分为软件即服务(SaaS),平台即服务(PaaS)和基础架构即服务(IaaS)。IoT云平台符合PaaS的定义。IoT借助云计算的快速发展。目前来看,IoT的云平台方面,各个IT大佬在跑马圈地,我们可以看到国内和国际的IT企业都在做这件事情,以前我们会看到一些在美国和中国的创业公司专门做IoT云,像广州机智云,但现在还继续在做IoT云的创业公司已经很少了。

现在IT大佬已经把触角往下探了,他们甚至去投资一些IoT芯片和模组的公司,还有物联网操作系统(IoTOS),例如阿里已经投资到IoT OS,产品是,阿里希望阿里云能够通过互联网联通到模组和传感器,能够把客户的数据拿到。客户可以注册一下,诸如百度云、阿里云或者亚马逊云,刚开始可能半年或者一年,或者用户的节点很少的时候,全部是免费。只有当这位用户的数据量上来之后,才有收费的模式。所以这个领域在跑马圈地,真正大数据的经济效益还在后面。

物联网操作系统

嵌入式操作系统未来趋势就是向IoT OS发展。

2017年,笔者在《嵌入式操作系统风云录:历史的演进与物联网未来》一书中,把这段历史作了比较详尽的描述,其中嵌入式操作系统和IoT OS衔接最紧密的是实时多任务的操作系统(RTOS)和开源的Linux [4] 。

过去几年 IoT 成为重要风口,众多国内外科技巨头以及中小企业开展了在 IoT 方面的布局,阿里云称IoT 是其第五赛道,以阿里云为支撑,在端侧有,在其上阿里有物联网市场和一站式开发平台,再上面就是包括消费和行业应用。华为布局AIoT, 推出标准协议。在端侧,华为有Huawei LiteOS,端云结合是通过OceanConnect,它是华为云推出的IoT联接管理平台。行业应用上,华为重点推广NB-IoT

亚马逊推出Amazon FreeRTOS ,借助嵌入式系统最具影响力的RTOS- FreeRTOS,亚马逊扩展其在物联网系统中的市场地位,借助AWS IoT云和边缘计算技术,为开发者提供一站式解决方案 [5] 。

微软在物联网设备端布置Azure Sphere OS,可以运行在MCU上,边缘侧微软有Azure IoT Edge,可以运行在Linux 和Windows 系统,在云端微软有,负责对IoT设备进行安全管理和维护。

是最早推出的IoT OS,在行业具有标杆作用。2018年ARM 推出ARM Pelion IoT Platform,提供端-端IoT 安全解决方案。据悉Pelion计划在2019年在中国落地 [6] 。

物联网通讯技术

我们看一下物联网的通讯技术,这几年有许多新的发展。

第一个就是蓝牙5.0。蓝牙是一个古老的点到点近场通讯技术,到了蓝牙5.0之后,蓝牙技术真正进入了物联网时代,许多智能家居应用可以使用蓝牙怎样申请强拆行政复议
5.0技术了。

第二就是NB-loT,是4G网络到5G发展之后出现的一个分支——一个分支走向高速高带宽、另一个分支走向低速低功耗。NB-IoT技术目前发展得也非常快,特别是在中国,中国电信、中国移动和中国联通目前在主要的城市都有网络的布置,包括水、电和气在内的公共服务和其他应用正在实施之中。5G应该能够推动两大应用领域的发展,第一个是无人驾驶。如果没有5G,无人驾驶基本上不太可能。例如一辆无人驾驶车在道路上高速行驶,突然遇到行人冲到主路,这时系统需要在很短时间内做出识别并刹车动作,如果没有5G的网络,无人驾驶就连基本安全保障也很难做到,一直会属于实验室,或者某个园区里面实验产品。

另外一个5G的重要应用场景就是AR(增强现实)

VR(虚拟现实)。AR在设备维护等行业应用中,现在4G的带宽对智能AR眼镜功耗和延迟都是太大,智能眼镜因为尺寸限制,只能放一个很小的电池,延迟大造成专家远程指导效果失真,直接造成重大经济损失。

物联网安全

2016年10月21日,北美地区若干重要网站无法正常访问,包括twitter、paypal、github等。本次安全事件是由于美国知名网络域名服务提供商Dyn遭受到强力的DDoS攻击所致。Flashpoint公司已经确认Mirai僵尸网络参与了该DDoS攻击。Mirai是一种主要感染IoT设备的僵尸程序,该僵尸程序在源码公开后,被黑客快速利用并扩散形成了大量的僵尸网络。

全球已有130万台以上的监控探头和摄像机等物联网(IoT)设备感染了Mirai病毒。Mirai之后,大家才开始认为物联网安全确实已经刻不容缓。IoT安全漏洞的案例很多,小到玩具,大到工业设备都面临了IoT安全隐患。

从2015年开始,笔者一直主持上海一个嵌入式系统安全论坛。笔者有一个感受,就是IoT安全不好做,如果只是一家公司则做不了安全,IoT安全需要整个产业链,需要从芯片到云端的整体解决方案,即大家一起来打造安全,甚至包括开发者和维护人员都要有这种安全的意识,才能使整个设备和系统安全。

另外一个关键的点是未来的物联网只有设备本身的功能安全(Safety)还不够,信息安全(Security)讲得也不够。这两个安全现在目前的看法就是要融合在一起。最近有一个新的工业信息安全的标准(IEC62443),西门子已经刚刚通过了TUV组织的认证。IEC62443把两个安全标准融合在一起,作为一个实施准则来做,现在看 IoT的安全任重道远,甚至可能是一个最后要攻下的堡垒,最难做的一件事情。

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