终极物联网实施指南的企业

什么是物联网?

的事情互联网（物联网）是一个专用设备网络 - 调用事物- 部署并用于通过互联网或其他网络收集和交换现实数据。操作中的该技术的示例包括以下内容：

• 心脏病人在手术后会安装一个心脏传感器，向监测医生报告每个病人心脏的诊断信息。
• 家庭使用传感器，包括安全和家庭管理 - 如灯具和设备控制 - 通过智能手机应用程序执行状态报告和控制。
• 农民们使用遍布农田的水分传感器来指导灌溉作物最需要的地方。
• Ranchers使用位于每个牛头上的位置传感器，以识别和定位牧场的牛。
• 工业工厂使用传感器监测危险材料的存在或工作条件，并管理员工在整个设施的移动。
• 城市部署了一个传感器车队，以监控道路和交通状况，动态调整交通控制装置，以便根据现行情况进行路线和优化流量。

物联网的关键概念如下:

关注真实世界的数据。企业经常处理文档，PowerPoints，图像，视频，电子表格和许多其他形式的静态数字信息，IoT设备产生通常反映现实世界中一个或多个物理条件的数据。IOT设备不仅可以帮助企业来了解发生的事情，还可以控制发生的事情。

即时性在实时操作中至关重要。在日常数据(如备忘录文件)可能存在数天或数月而从未被使用的情况下，物联网设备必须毫不延迟地交付数据进行收集和处理。这使得网络带宽和连通性等相关因素对物联网环境尤为重要。

结果数据本身。物联网项目通常由更大的项目或驱动物联网部署的商业目的定义。在许多情况下，物联网数据是控制回路的一部分，有着直接的因果目标。例如，一个传感器告诉房主，他们的前门没有锁，房主可以在门上使用执行器(一种物联网设备，旨在将从网络接收的控制信号转换为现实世界的行动)远程锁门。

但物联网可以支持更大、更深远的商业目标。数以百万计的物联网传感器可以产生难以想象的海量原始数据，人类无法对其进行审查和处理。大型物联网项目日益成为大数据项目的核心，如机器学习(ML)和人工智能(AI)项目。从大量物联网设备部署中收集的数据可以进行处理和分析，以根据从大量传感器阵列收集的真实数据进行关键业务预测或训练人工智能系统。这种后端分析需要大量的存储和计算能力。计算可以在集中的数据中心中进行，也可以在公共云中进行，或者分布在数据收集处附近的多个边缘计算位置。

物联网是如何工作的?

IoT不是单个设备，软件或技术。IoT是设备，网络，计算资源和软件工具和堆栈的汞合金。了解IOT术语通常从物联网设备本身开始。

的事情。每个物联网设备 - 一件事或智能传感器——是一种小型专用计算机，具有嵌入式处理器、固件、有限的内存和网络连接。该设备收集特定的物理数据，并将这些数据发送到IP网络，如互联网。根据传感器的工作原理，它可能还包括放大器、滤波器和转换器。物联网设备由电池供电，通过单个IP地址依赖于无线网络连接。物联网设备可以单独或分组配置。

连接。必须传输和收集由IOT设备收集的数据。该第二层IOT涉及广泛的网络，以及网络与后端处理之间的接口。该网络通常是传统的基于IP的网络，例如以太网LAN和公共因特网。每个IOT设备都接收唯一的IP地址和唯一标识符。这些东西使用无线网络接口（例如Wi-Fi）或蜂窝网络（例如4G或5G）将其数据传递给网络。与任何网络设备一样，数据包标记为具有目标IP地址，其中数据被路由和传送。这种网络数据交换与普通计算机之间的网络数据的日常交换相同。该原始传感器数据的目的地通常是中间接口，例如IOT集线器或10博官网。IOT网10博官网关通常用于收集和整理原始传感器数据，通常将早期预处理任务应用于IOT数据。

后端。必须分析由物联网传感器车队产生并在物联网网关进行整理的大量实时数据，以产生更深刻的见解，如揭示商业机会或推动机器学习。10博官网物联网网10博官网关将其清洁和安全的传感器数据通过互联网发送到后端进行处理和分析。分析是使用广泛的计算集群(如Hadoop集群)执行的。该后端可能位于企业数据中心、托管设施或公共云中架构的计算基础设施。在那里，数据被存储、处理、建模和分析。

物联网架构的层是什么？

关于传感器、连接和后端层的讨论可以帮助业务和IT人员理解物联网技术，但此类讨论也可以要求考虑IOT架构。虽然物联网架构计划的范围和细节可能会因IOT计划而急剧变化，但领导人认为IOT将如何集成到当前IT基础架构是至关重要的。

有四个主要的架构问题:

1. 基础设施。物理层包括IOT设备，网络和用于处理数据的计算资源。基础设施讨论通常包括传感器类型，数量，位置，电源，网络接口和配置和管理工具。网络涉及带宽和延迟注意事项，以确保他们可以处理IoT设备的需求。计算处理后端的分析，组织可能需要部署广泛的新计算资源以处理其他处理或使用按需资源，例如云。基础设施讨论还涉及仔细考虑IOT协议和标准如蓝牙，GSM，4G或5G，Wi-Fi，ZigBee和低功耗无线个人区域网络。
2. 安全。物联网产生的数据可能是敏感和机密的。在开放的网络中传递这些数据可能会使设备和数据受到窥探、盗窃和黑客攻击。规划物联网项目的组织必须考虑确保飞行和静止物联网设备和数据安全的最佳方法。加密是物联网数据安全的常用方法。必须对物联网设备应用额外的安全性，以防止黑客攻击和对设备配置的恶意更改。安全涉及各种软件工具和传统的安全设备，如防火墙、入侵检测和防御系统。
3. 一体化。集成是让所有内容无缝工作，确保为IOT添加的设备，基础架构和工具将与现有系统和应用程序互操作 - 例如系统管理和ERP - 已经在组织中到位。适当的集成需要仔细规划和原则上的原则上的测试以及精心研究的IOT工具和平台，例如Apache Kafka或OpenRemote。
4. 分析和报告。IOT架构的顶部需要详细了解如何分析和使用IoT数据。这是应用层，它通常包括分析工具，AI和ML建模和培训发动机和可视化或渲染工具。这些工具可以从第三方供应商获取或通过存储和处理数据的云提供商使用。

物联网的业务用例

大量的小型和功能的物联网设备已找到有意义的主要行业的商业应用。考虑以下五个重要行业中的一些不断扩展的用例:

1. 家庭(商业或最终用户)。物联网设备出现在家庭中，用于能源管理、安全，甚至一些任务自动化:
   • 恒温器和照明可以通过互联网应用程序进行调度和控制。
   • 运动激活传感器可以触发视频和音频流到房主的智能手机。
   • 水传感器可以观看泄漏的地下室。
   • 烟，火和有限公司²探测器可以向用户报告危险。
   • IOT执行器可以远程锁定和解锁门。
   • 智能冰箱可以跟踪内容，自动真空保留家庭干净，而不会直接的人为干预。

2. 制造业。物联网设备已被广泛应用于各种制造业和工业环境中。的例子工业互联网（IIT）包括以下这些：
   • 物联网标签可以跟踪、定位和盘点企业资产。
   • 物联网设备可以帮助监控和优化能源使用，比如在有人占用的区域闲置时降低照明，或者在休息时间降低温度设置。
   • 物联网传感器和执行器可以支持过程自动化和优化。
   • 物联网设备可以在正常运行期间监控所有类型的机器行为和参数，使ML能够指导预测性维护，以优化过程的正常运行时间。

3. 公共（健康和安全）。具有蜂窝级连接的物联网传感器可以跨城市区域协同运行，服务于各种用途:
   • 物联网设备可以检测车辆交通的存在，使城市能够在空闲街道和关闭时间上调整街道照明。
   • 预防犯罪努力可能包括基于相机的监视，同时连接音频检测可以将警察指导到检测到枪声的区域。
   • 摄像头可以用来确定和优化交通，而应答器和摄像头可以读取车牌或收费箱，以指导收费和管理。
   • 互联的停车系统可以让城市追踪停车位，并通过一款应用提醒司机停车位的位置。
   • 传感器可以观察桥梁和其他结构以进行压力和问题，从而实现早期检测和修复。
   • 传感器可以监测水质，使污染物的早期检测。

4. 医疗和健康。物联网存在于远程患者遥测和其他医疗用途中：
   • 物联网存在于无数无线可穿戴设备中，包括血压袖口、心率监测器和血糖仪。这些设备可以用来监测卡路里、运动目标，并提醒患者预约或服药。
   • 物联网使跌倒检测等早期预警设备成为可能，从而向医疗服务提供者和家庭成员发出警报，甚至为潜在问题提供位置信息。
   • 远程监控物联网帮助医疗提供者跟踪患者的健康状况坚持治疗计划，也许更好地将健康问题与遥测数据联系起来。
   • 医院可以使用IoT来标记和跟踪医疗设备的实时位置，包括除颤器，雾化器，氧气和轮椅。
   • 员工徽章的物联网可以帮助找到和直接工作人员更有效。
   • 物联网可以帮助控制其他设备，如药品库存、冰箱温度和湿度以及温度控制。
   • 物联网卫生监测设备可以帮助确保医疗环境清洁，有助于减少感染。

5. 零售。IOT和BIG数据分析已发现在零售销售和物理商店环境中广泛使用：
   • 物联网设备可以为每一种产品贴上标签，实现自动库存控制、损失预防和供应链管理——根据销售和库存水平下订单。
   • 摄像机和其他监视技术可以观看购物者活动和偏好，帮助零售店优化布局并组织相关产品以最大限度地销售。
   • 物联网设备可以支持非触摸和扫描付款，如近场通信支付。

物联网的商业利益是什么?

当业务领袖研究和考虑物联网采用时，很容易找到引用的清单物联网的好处，例如更有效的操作和长期成本节约。虽然这可能是真的，但这些对话主要与物联网的主要首要好处无关:的知识和洞察力。

准确和及时的决定需要困难甚至无法获得的知识和洞察力。企业争取此类知识和洞察力，每次销售经理预测下一个季度的收入或生产经理都会决定是否在重要的生产线中关闭关键机器以进行日常维护。当州检查员发现长期被忽视的市政基础设施或医生斗争以保持老化患者健康的结构缺陷，赌注远高得多。

物联网提供更好即时知识通过测量和报告特定的现实状况。这是现代仪器。真实世界的条件可以实时检查和回复。如果心率监测到过度心率的警报，患者可以减缓并放松以降低心率，以降低可接受的水平，采取适当的药物，联系他们的医生以进一步指导或甚至要求医疗援助。如果流量监控系统在主要高速公路上看到备份，它可以更新现行条件的旅行应用程序，并使通勤者能够选择备用路由并避免拥塞。

但IoT的真正权力和好处是长期的见解它可以提供给商业领袖。考虑到大量的物联网传感器可以分布在设备、车辆、建筑、通过高级分析——后端计算流程，能够评估和关联大量看似无关的数据，以回答业务问题，并对未来情况做出准确预测——来实现更好的长期洞察力。收集到的数据还可以用于训练ML模型，支持人工智能项目的开发，以实现对数据及其关系的深刻理解。

例如，可以对分布在工业机器上的各种传感器进行分析，以检测运行和状态的变化，这可能表明需要进行维护，甚至可以预测即将发生的故障。这样的洞察力使企业能够订购零部件、安排维护或进行主动维修，同时最大限度地减少对正常运营的干扰。

物联网有哪些挑战？

无论部署范围如何，物联网项目都可以为企业带来强大的利益。但IOT也可以提出严重的挑战在进行任何IOT项目之前，企业必须认识并考虑。

项目设计。尽管物联网设备很容易实施各种标准，如Wi-Fi或5G，但目前没有重要的国际标准来指导物联网架构的设计和实施——没有规则手册来解释如何处理一个物联网项目。这为设计提供了很大的灵活性，但也考虑到了主要的设计缺陷和疏忽。物联网项目通常应由具有物联网专业知识的IT人员领导，但这种专门知识每天都在变化。最终，没有什么能取代基于大量测试和原则验证项目的仔细、深思熟虑的设计和演示的性能。

数据存储和保留。物联网设备会产生大量数据，这些数据很容易与涉及的设备数量相乘。这些数据是有价值的业务资产，必须进行存储和保护。与电子邮件和合同等传统商业数据不同，物联网数据对时间高度敏感。例如，昨天或上个月报告的车辆速度或道路数据状况今天或明年可能没有及时性。这意味着物联网数据可能拥有与传统业务数据截然不同的生命周期。这需要在存储容量、数据安全和数据生命周期管理方面进行大量投资。

网络支持。IOT数据必须遍历IP网络，例如LAN或公共互联网。考虑IOT设备数据对网络带宽的影响，并确保提供足够的可靠带宽。具有丢弃数据包和高延迟的拥挤网络可以延迟IOT数据。这可能涉及对网络的一些架构变更以及添加专用网络。例如，而不是通过互联网上的所有IOT数据，企业可能会选择部署在仅将策划数据传递给中央位置之前本地存储和预处理原始数据的边缘计算体系结构。

设备和数据安全性。IOT设备是连接到公共网络的小型计算机，使它们容易受到黑客攻击和数据被盗。IOT项目必须实施安全配置以保护设备，飞行中的数据及其休息。适当且良好规划的物联网安全姿势可能对法规遵从性有直接影响。

设备管理。一个经常被忽视的问题是物联网设备的扩散。必须采购，准备，安装，连接，配置，管理，维护和最终更换或退休。对于几个服务器来说，这是一件事，但另一个问题完全适用于数百个问题数百个，数千甚至数千个物联网设备。考虑涉及电池采购和更换成千上万的远程IOT设备的后勤噩梦。IOT领导人必须采用工具来通过监控，日常维护和配置来使用初始设置和配置来管理IoT设备。

物联网安全性和合规性

在任何物联网部署中，IT和业务领导者必须考虑到安全性和遵从性。物联网设备也是如此基本安全漏洞在任何网络化的计算机中找到。IOT的问题是卷：

• 一些物联网设备可能会忽略完整的安全特性，或实施薄弱的安全标准，如没有默认密码。
• 一个物联网部署可能涉及数万甚至数十万个物联网设备，每个设备都有相同的潜在弱点。
• IT管理员必须使用能够发现、配置和监控部署中所有物联网设备的工具。
• 每个物联网设备都必须配置为启用并使用尽可能强的安全特性。

IoT安全可以对企业构成问题，因为缺点默认安全性乘以所有依赖人类监测和管理工作的无数设备。攻击表面可能是巨大的。因此，物联网安全归结为三个主要问题：

• 设计。选择具有最强可用安全功能的IOT设备。
• 的过程。实现成功发现和正确配置每个物联网设备的工具、策略和实践，包括可用时的设备固件升级。
• 勤勉。使用工具来监视和强制设备配置，以及适用于检测IOT设备部署中的入侵或恶意软件的安全工具。

尽管如此，物联网设备仍然困扰着包括僵尸网络攻击的潜在破坏性攻击，弱DNS系统可以允许引入恶意软件，勒索软件，由网络上的未经授权和无担保设备引起的潜在攻击向量，甚至是物理的威胁安全。

安全风险对组织的合规性姿势带来了相应的风险。想象一下，当患者数据从医疗物联网基础设施中被盗或企业无法制造产品时会发生什么，因为黑客感染了与赎金软件的IOT基础架构。这样的事件创造潜在的合规性头痛商业领袖和监管者。任何关于物联网安全的讨论都必须包括对合规性的仔细评估。

物联网仍在发展。在设计、配置、操作和保护物联网基础设施方面，没有普遍采用的标准。在大多数情况下，业务所能做的就是记录设计和流程决策，并试图将它们与其他IT最佳实践关联起来。一个例子是选择符合现有技术标准(如IPv6)和连接标准(包括蓝牙低能耗、Wi-Fi、Thread、Zigbee和Z-Wave)的物联网设备。这是一个好的开始，但往往还不够。

幸运的是，诸如IEEE这样的行业领先组织正在涌现更多的遵从标准。IEEE 2413-2019是IEEE物联网架构框架标准。该标准为跨交通、医疗保健、公用事业和其他领域的物联网提供了一个通用的体系结构框架。符合ISO/IEC/IEEE 42010:2011国际标准。尽管这些标准本身不能保证合规，但遵循已建立的框架和实践的组织可以加强物联网实施中现有的合规立场。

物联网服务和商业模式

安装无数个人物联网设备可能是一项艰巨的任务，但处理这些数据来预测有用的商业智能也会带来问题。随着物联网行业的发展，物联网生态系统正在扩展，为物联网实施带来新的支持，促进新的商业模式。

物联网最大的问题之一就是让它工作。基础设施需求可能是广泛的，安全性通常是有问题的，处理可能会为业务增加新的复杂性。物联网供应商正在解决这些问题与越来越多的SaaS平台旨在简化物联网的采用消除了网关、边缘计算和其他物联网特定元素通常需要的深度投资。

IOT SaaS在IoT设备字段和企业之间运行。SaaS处理企业必须提供的许多重要元素。例如，SaaS提供通常处理平凡的基础架构任务，例如数据安全性和报告。但是SaaS产品通常包括大部分高级处理和计算，例如分析，额外支持ML。这缓解了来自此IOT负担的企业数据中心，业务可以专注于接收和使用所产生的分析。

IOT SaaS产品提供类似的功能，因此请仔细考虑定价，以选择最适合的提供商，最适合组织的IOT设备，数据卷和分析需求。典型的IOT SaaS提供商包括Altair SmartWorks，Emnify，Google Cloud IoT Core，IBM Watson IoT平台，Microsoft Azure IoT集线器和Oracle IoT。

物联网不仅仅改变了企业的运作方式。它可以启用一个多种新的商业模式让组织从IoT项目和产品中获得收入。IoT可以有效地促进四种类型的商业模式：

1. 可销售数据。由IOT设备收集的原始数据可以容易地被批准。例如，个人健身跟踪器收集的数据对于寻求根据消费者健身活动调整率的健康保险公司可能很有趣。
2. b2b和b2c。物联网就是收集和分析数据，这种分析可用于识别和优化品牌忠诚度，或根据业务需求或物联网设备识别的消费者活动推动额外销售。
3. IOT平台。物联网产生的数据和分析可以形成提供人工智能服务的平台的基础，比如Alexa。这些平台会不断学习和改进，提供的服务可以由第三方企业付费整合。
4. 每次使用付费。自行车或滑板车等企业可以随时促进IOT技术，其中设备可以由GPS位于GPS，由具有相应应用的用户找到，然后访问，使用和自动支付。IOT数据可以分析利用率和维护模式以优化业务流程。

实现物联网有哪些要求?

物联网存在许多技术问题，包括设备的选择和部署、网络连接以及建立足够的分析能力和能力。但所有这些考虑都与物联网基础设施的实际建设和运营有关。对于许多组织来说，最初的问题要简单得多;为什么要这样做，我们应该如何开始?

与任何IT项目一样，IOT计划必须以明确的策略开始这概述了项目的目的，并明确地说明了其目标。这样的初始策略也可能强调了预期的价值主张 - 例如通过预测维护 - 项目的提高生产率或降低成本，以证明所需的财务和智力投资。

有了战略，企业通常会进入研究和试验阶段，以确定物联网产品、软件和其他基础设施元素。然后，项目经理实现有限的原则证明项目来演示技术，并细化其部署和管理策略，比如配置和安全。与此同时，分析人员评估使用结果数据的方式，并理解从物联网数据中获取商业智能所需的工具和计算基础设施。这可能涉及使用有限的数据中心资源进行小规模分析，同时着眼于物联网项目规模的公共云资源和服务。

企业可以通过三种方式来实现物联网项目:

1. 这种努力可能是实验性的，组装一个平台，让用户发现价值。
2. 努力可能更加正式，采用明确的项目蓝图和项目时间表。
3. 努力可能代表对整个组织的完全承诺，尽管这项努力通常需要与他人相比更多的专业知识和信心。

无论这种方法如何，关键是仍然集中在物权价值给业务上。

实施物联网的风险和挑战是什么？

虽然风险通常很好地理解，但物联网设备的庞大数量和多样性需要更大的关注和控制，而不是业务否则锻炼。最多物联网环境不利风险包括以下这些：

无法发现所有物联网设备。IOT工具和实践必须能够发现和配置环境中的所有IOT设备。未被发白的设备是非托管设备，可以为黑客提供攻击向量来访问网络。在更广泛的意义上，管理员必须能够发现和控制网络上的所有设备。

弱或没有访问控制。物联网安全依赖于每个设备的正确认证和授权。每个设备的唯一标识符加强了这一点，但配置每个物联网设备以获得最少特权——只访问必要的网络资源仍然很重要。通过采用强密码和为每个物联网设备启用网络加密来加强其他安全措施。

忽略或忽略设备更新。物联网设备可能需要定期更新内部软件或固件，或打补丁。忽略或忽略设备更新会使物联网设备容易受到入侵或黑客攻击。在设计物联网环境时，考虑更新物流和实践。有些设备可能很难或不可能在现场进行更新，甚至可能无法访问或难以脱机。

网络安全性差或较弱。IOT部署可以将数千台设备添加到LAN。每个新设备打开潜在的入侵点。实施IOT的组织经常实施额外的网络范围的安全措施，包括入侵检测和预防系统，紧密控制的防火墙和全面的抗动软件工具。组织可能还选择从IT网络的其余部分进行分割IoT网络。

缺乏安全政策或流程。策略和流程对于适当的网络安全至关重要。这代表了用于跨网络配置、监控和加强设备安全性的工具和实践的组合。正确的文件、清晰的配置指南和快速报告和响应都是物联网和日常网络安全的一部分。

实施步骤

没有一种方法是无处不在的设计和实现物联网基础设施。但是，有一套常见的考虑因素，可能有助于组织检查所有框以成功建立架构师并部署IOT项目。重要的实施考虑因素包括以下内容：

网络连接。物联网设备可以提供多种连接选择，包括Wi-Fi、蓝牙、4G和5G。没有任何规则要求所有设备使用相同的连通性，但是对一种方法进行标准化可以简化设备配置和监视。还要决定传感器和执行器是使用同一个网络还是不同的网络。

物联网中心。简单地将所有物联网数据直接从设备传递到分析平台可能会导致不同的连接和糟糕的性能。中间平台，比如物联网中心，可以帮助组织、预处理和加密来自某个地区设备的数据，然后再将这些数据发送给分析。如果远程设施启用了物联网，集线器可能在将其发送到进一步分析之前收集并预处理边缘的物联网数据。

聚合和分析。数据收集完成后，可以驱动报告系统和执行器，也可以用于更深入的分析、查询和其他大数据目的。确定用于处理、分析、可视化和驱动ML的软件工具物联网数据库和数据库架构的选择——SQL vs. NoSQL或静态vs.流。这些工具可以部署在本地数据中心，也可以通过SaaS或云提供商使用。

设备管理和控制。使用能够可靠地维护整个IOT项目的生命周期的所有IOT设备的软件工具。寻找高水平的自动化和组管理功能来简化配置和减少错误。IoT设备修补和更新正在涌现为问题，而且组织应该密切关注工作流程的更新和升级。

安全。每个IOT设备都是潜在的安全漏洞，因此IOT实现必须仔细考虑IOT配置和集成到现有的安全工具和平台（例如入侵检测和预防系统和antimalWare工具）。

物联网的未来是什么？

物联网的未来可能难以预测，因为技术及其应用仍然相对较新并且具有巨大的增长潜力。尽管如此，可以做出一些基本的预测。

物联网设备将继续激增。未来几年，在包括5G连接在内的技术组合的推动下，将有数十亿物联网设备加入互联网，以及医疗保健和制造业等主要行业出现无数新的业务用例。

未来几年也应该看到IoT安全的重新评估和增加，从初始设备设计开始通过业务选择和实现。将来的设备将包含默认情况下启用的更强大的安全功能。现有的安全工具（如入侵检测和预防）将包括支持具有全面的日志记录和主动修复的IOT架构。与此同时，IoT设备管理工具将越来越强调安全审核，并自动解决IoT设备安全缺点。

最后，物联网数据卷将继续发展并转化为企业的新收入机会。数据将越来越多地推动多个行业的ML和AI举措，从科学到运输到零售业。