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以工業(yè)和設(shè)備制造商為例：

?感知: 傳感器從環(huán)境中收集各種信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。

?計算:微控制器對數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)結(jié)果產(chǎn)生控制信號。

?啟動:控制信號被執(zhí)行器識別，并將其轉(zhuǎn)換為動作。

?連接:連接組件將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相互連接并連接云系統(tǒng)。

?安全:安全組件保護敏感數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問。

為什么傳感器對物聯(lián)網(wǎng)如此重要?由于人類有五種感官，所以能夠了解周圍的環(huán)境——機器需要傳感器來做到這一點。作為感覺器官，它們是整個物聯(lián)網(wǎng)最重要的數(shù)據(jù)提供者。有不同類型的傳感器:例如，用于檢測溫度、濕度、運動、光、機械壓力、二氧化碳含量、超聲波或空氣壓力。物體上的相應(yīng)傳感器測量其環(huán)境的狀態(tài)，系統(tǒng)中的微控制器處理收集的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖?。傳感器可以通過藍牙與智能手機應(yīng)用程序配對，用戶可以通過該應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)。或者，信息通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到云平臺，對數(shù)據(jù)進行分析。例如，如果智能家居中的傳感器提供天黑的信息，百葉窗就會下降。工業(yè)上的溫度傳感器可用于智能工廠，以精確控制加熱或冷卻閥門。它們測量房間或大廳里的冷暖程度，閥門根據(jù)測量結(jié)果做出反應(yīng)。

?工業(yè)4.0中的物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)4.0被稱為第四次工業(yè)革命: 繼蒸汽機(工業(yè)1.0)、電力(工業(yè)2.0)和生產(chǎn)計算機化(工業(yè)3.0)之后，現(xiàn)在出現(xiàn)了機器、商品和工廠的智能連接。整個價值鏈正在數(shù)字化、更高效、更智能——在工業(yè)領(lǐng)域，自然會談到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)。例如，在高度自動化的流程中，產(chǎn)品與設(shè)備通信，可以獨立地觸發(fā)生產(chǎn)的下一步。機器可以識別故障并自行請求維護。制造機器人和運輸車輛與倉儲物流獨立交換信息。除了效率，員工的安全性也有所提高:如果叉車或機器安裝傳感器，其可以掃描周圍環(huán)境，并在事故發(fā)生之前停止工作。由于數(shù)據(jù)的收集和分析，全新的服務(wù)和業(yè)務(wù)領(lǐng)域也在不斷涌現(xiàn)。通過這種方式，公司可以利用物聯(lián)網(wǎng)使其產(chǎn)品組合更加靈活，并提供額外的服務(wù)。在工業(yè)4.0的互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施中，可以更輕松地規(guī)劃流程，可以更快地生產(chǎn)商品。這節(jié)省了時間和存儲成本，但數(shù)字化及其所需的技術(shù)也會增加能源成本。VDI的“工業(yè)4.0期間的資源效率”研究表明，數(shù)字化與資源效率之間存在著積極的互動關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)解決方案有效利用資源，節(jié)能組件增加了對可持續(xù)性的貢獻，同時也意味著對環(huán)境的影響更低。更可持續(xù)生產(chǎn)的另一個潛力在于未來的高速移動網(wǎng)絡(luò):5G。原因:發(fā)射器搜索接收設(shè)備，并僅在需要時進行發(fā)射。如果不再需要連接，則將其終止。

?智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)歡迎來到智能家居: 晚上電燈自動開關(guān)，智能電表記錄和調(diào)節(jié)用電量。在智能家居中，咖啡機、洗衣機、冰箱、恒溫器和電燈開關(guān)等各種日常物品都是相互連接的。各種設(shè)備通過一個被稱為集線器或網(wǎng)關(guān)的中央單元鏈接，并連接到互聯(lián)網(wǎng)。在智能家居中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不僅可以提供更舒適、更節(jié)能，還可以提供更安全:例如，連接的監(jiān)控攝像頭和煙霧探測器會自動將信息轉(zhuǎn)發(fā)到用戶的移動設(shè)備上，并在需要的時候直接聯(lián)系應(yīng)急服務(wù)。在智能家居中，用戶還可以使用數(shù)字助理的語音命令來控制燈光或音樂，收聽天氣或新聞朗讀，或在線訂購商品。

?電子醫(yī)療部門的物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)正在改變醫(yī)療保健: 健身手環(huán)、智能手表或健身追蹤器等可穿戴設(shè)備戴在身上，可以記錄脈搏或血壓等健康數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過應(yīng)用程序用圖表或圖形進行清晰的分析。此外，電子健康領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)支持心臟起搏器或血糖監(jiān)測儀等智能醫(yī)療設(shè)備。如果檢測到問題，其會立即通知用戶或緊急服務(wù)。因此，電子醫(yī)療設(shè)備可以確保老年人或患者在家中生活得更安全。智能藥物劑量確定患者是否服藥，地毯上的摔倒傳感器會在患者摔倒時報告。醫(yī)院也使用聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備:例如，智能病床可以提供有關(guān)入住率的信息。

?智能汽車中的物聯(lián)網(wǎng)——聯(lián)網(wǎng)汽車汽車變得越來越智能: 智能汽車配備了控制單元和半導(dǎo)體，包括雷達傳感器。這些測量速度和距離以確定另一個物體或人的距離。自2018年4月起，歐盟所有新車都配備了“eCall”緊急呼叫系統(tǒng)，借助內(nèi)置手機卡，可在發(fā)生事故后自動呼叫求救。聯(lián)網(wǎng)車輛還可以通過Wi-Fi或移動通信進行連接，例如為駕駛員提供有關(guān)交通擁堵的信息。通過互聯(lián)網(wǎng)和“空中更新”的幫助，可以更快地維護車輛的軟件，而無需去車間。未來，聯(lián)網(wǎng)汽車也將實現(xiàn)自動化。這也將需要各種傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)組件:超聲波傳感器檢測障礙物，雷達傳感器檢測其他道路使用者并測量其速度和位置，視頻傳感器提供額外的信息。聯(lián)網(wǎng)車輛的目的之一是讓道路交通更安全。根據(jù)Bosch的“2025年互聯(lián)汽車效應(yīng)”研究，安全系統(tǒng)和基于云的功能在2025年僅在德國、美國和中國就可以防止260,000起傷害事故。

?智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)城市的年齡: 根據(jù)德國聯(lián)邦經(jīng)濟合作與發(fā)展部的數(shù)據(jù)，目前世界上超過50%的人口居住在城市。這一趨勢正在上升——到2050年，這一比例估計將達到80%。人口超過1000萬的特大城市數(shù)量也將增加。這些發(fā)展將帶來挑戰(zhàn)，例如在基礎(chǔ)設(shè)施或空氣質(zhì)量方面。因此，未來的城市和特大城市必須變得更可持續(xù)和更安全，以改善人們的生活質(zhì)量?！爸腔鄢鞘小币辉~涵蓋了通過互聯(lián)技術(shù)來支持這一點的想法和概念。其來自能源、交通、城市規(guī)劃、管理和通信等各個領(lǐng)域。以下是關(guān)于想法和概念的四個例子:

?消防車或公共汽車一靠近，交通信號燈便會把規(guī)定的行車線轉(zhuǎn)為綠燈。

?路燈可以根據(jù)需要打開或關(guān)閉，并在集成攝像頭的幫助下提供更大的安全性。

?數(shù)字系統(tǒng)控制公共交通的基礎(chǔ)設(shè)施，以及水、廢水和循環(huán)系統(tǒng)。

?公民可以在網(wǎng)上進行行政服務(wù)，以節(jié)省時間和紙張。

●機器人物聯(lián)網(wǎng)(IoRT)除了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)這個術(shù)語外，IoRT(機器人物聯(lián)網(wǎng))也在慢慢發(fā)展。這是物聯(lián)網(wǎng)的延伸，包括機器人，可以在其技術(shù)的幫助下獨立感知和互動。IoRT被認為是機器人技術(shù)的下一個階段:機器人在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中相互交流和學(xué)習(xí)。其特別之處在于，機器人可以主動相互學(xué)習(xí)，而無需事先對所有可能的情況進行完全編程。

●醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)具有同樣巨大增長潛力的一個領(lǐng)域是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT):醫(yī)療保健領(lǐng)域的系統(tǒng)和服務(wù)的智能連接——包括患者和醫(yī)療專業(yè)人員。對于醫(yī)療技術(shù)公司而言，對數(shù)百萬生成數(shù)據(jù)的分析為降低醫(yī)療成本和協(xié)調(diào)提供了機會。特別是由于大流行，這兩個領(lǐng)域得到了發(fā)展:遠程醫(yī)療和遠程保健。受Covid-19病毒相關(guān)規(guī)定的影響，網(wǎng)上預(yù)約和視頻預(yù)約越來越多。即使在大流行之后，這一趨勢仍將繼續(xù)得到推動。例如，通過應(yīng)用程序?qū)W習(xí)內(nèi)容支持獨立于位置的在線治療。其優(yōu)勢主要在于靈活性、通過在線工具輕松規(guī)劃，以及為所有參與者節(jié)省時間。

●大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)安全全球收集的數(shù)據(jù)量正在爆炸式增長：據(jù)IDC的市場研究人員稱，2016年每年產(chǎn)生16.1ZB，預(yù)計到2025年，這一數(shù)字將增長10倍，達到163ZB。除了可穿戴設(shè)備或智能音箱等私人設(shè)備外，物聯(lián)網(wǎng)中的工業(yè)設(shè)備也在這方面做出了巨大貢獻，且呈上升趨勢。其收集了大量的數(shù)據(jù)。這也給數(shù)據(jù)保護和數(shù)據(jù)安全帶來了挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)安全的重點是防止未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)訪問，而數(shù)據(jù)保護則是保護隱私?；旧希瑪?shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。正是其評價和分析使日常生活變得智能。然而，當設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)字連接時，其也會變得脆弱。網(wǎng)絡(luò)犯罪分子可以接管其控制權(quán)，監(jiān)視數(shù)據(jù)，甚至破壞工業(yè)工廠。2015年，兩名攻擊者闖入了一輛聯(lián)網(wǎng)汽車的信息娛樂系統(tǒng)，只是為了證明這很容易做到。他們關(guān)掉引擎，打開收音機。在最壞的情況下，犯罪分子甚至可以通過這種方式使一個地區(qū)或整個國家的基礎(chǔ)設(shè)施癱瘓:這就是2016年底利比里亞發(fā)生的事情，當時那里的互聯(lián)網(wǎng)癱瘓了。據(jù)報道，攻擊者將數(shù)百萬個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接起來，形成一個僵尸網(wǎng)絡(luò)，然后進行分布式拒絕服務(wù)(DDoS)攻擊。在這種“DDoS”攻擊中，來自多個設(shè)備的同時請求被發(fā)送到服務(wù)器，直到其超載而無法響應(yīng)。攻擊者還可以控制監(jiān)控攝像頭，監(jiān)視用戶或關(guān)閉傳輸。智能家居中的可穿戴設(shè)備和智能音箱等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常沒有得到充分的保護，因為尚未有統(tǒng)一的安全標準。在企業(yè)和工業(yè)4.0中，如果犯罪分子使智能機器癱瘓或竊取敏感數(shù)據(jù)，則存在生產(chǎn)停機的風(fēng)險。數(shù)據(jù)保護也面臨著新的挑戰(zhàn):問題是所有數(shù)據(jù)的去向和存儲位置。例如，健身追蹤器的制造商可以利用收集到的信息創(chuàng)建準確的用戶檔案，并將其與其他數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。就像在工業(yè)運營中一樣，必須有效地保護信息不被未經(jīng)授權(quán)的任何人訪問。否則，不僅數(shù)據(jù)有被盜的風(fēng)險。例如，犯罪分子還可以竊取私人用戶或某些員工的身份，并訪問銀行賬戶或電子郵件收件箱。但是如何防止此類攻擊呢？確保設(shè)備和服務(wù)器之間的通信安全至關(guān)重要。有效的保護措施包括可靠的訪問管理、安全認證和傳輸數(shù)據(jù)加密。因此，智能設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)車輛和工業(yè)4.0系統(tǒng)必須受到保護，以有效抵御數(shù)據(jù)盜竊、欺詐、操縱和其他攻擊。

●缺乏兼容性和不斷提高的性能要求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商面臨的另一個挑戰(zhàn)是獨立于設(shè)備和平臺的應(yīng)用程序開發(fā)。如今，傳感器、平臺或操作系統(tǒng)通常只能與某些系統(tǒng)一起工作。因此，對設(shè)備各個組件的要求各不相同。理想情況下，需要跨平臺的硬件和軟件解決方案，同時還需要特定應(yīng)用程序的特定軟件。此外，對設(shè)備的需求不斷在增加，這給制造商帶來了進一步的挑戰(zhàn)。傳感器和半導(dǎo)體應(yīng)該變得更強大、更智能、更安全并且延遲更低。與此同時，也應(yīng)該變得更環(huán)保，消耗更少的電力，以及盡可能地小而不顯眼。

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