新一代物联网发展机遇和使用案例

云脑智库 2021-10-21 00:00


来源 | qorvo半导体

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在本章中,我们将了解物联网 (IoT) 如何创造全新商业用例和应用。我们还将了解物联网如何重构和改变现有市场,使其更高效、更易于管理、更节能,以及总体上对人类的日常活动更有帮助。


物联网不再只是一个流行词,它会嵌入传感器、家居通信、工厂、汽车和当地农场中。许多市场都开始受益于物联网设备,因此物联网设备日益普及。


那么,市场分析师认为物联网的未来将如何?在本章中,我们将探讨目前和未来受物联网影响的一些市场。


新一代智能家居


智能家居的关键在于连接性。每间房一个 Pod 网络可确保可靠连接,从而实现各设备 7x24 全天候运行。这些网状网络使用算法不断地进行自我修复和性能优化,最终使网络对消费者几乎不可见。此外,像 5G 这样的新通信标准和技术也开始填补通信空白, 并且从消费者角度来说,可帮助确保一切正常运行。


人工智能 (AI) 也开始推动这种“即插即用”模式向隐形网络模式的转变。


不像人类和动物表现出来的自然智能具有意识和情感,AI 是由机器表现出的智能。AI 采用计算机系统执行通常需要人类智能的任务,如视觉感知、语音识别、决策制定和语言翻译。


随着 AI 硬件和软件的进步,我们的声音和日常活动将会触发物联网设备代表我们执行各种操作。我们只需发出请求,即可完成订购和收货。当您从冰箱中取出牛奶盒时,牛奶会自动进入您的购物清单,并送到您的智能家居。随着 AI 变得越来越智能,您的家庭网络将会消失在后台中。我们可以看到设备变得更小巧、更时尚、更美观。随着 AI 等新技术的进步,这些设备将进一步融入我们的家居和电器中,我们甚至不会注意到它们的存在。


在新一代智能家居中,更多处理操作将在网络边缘设备中进行,而不是在云端或网络网关中进行。边缘计算将成为常态,有助于确保更高的性能、可靠性和安全性。


制造业/工业 4.0


包括思科、福特、通用电气、哈利—戴维森、微软和丰田在内的许多公司都在其制造过程中实施了物联网。随着效率、可追溯性和透明度需求的增加,在采用新方法收集数据以及分析其供应链和制造过程方面,许多公司已经迈出一大步。它们通过使用物联网设备实现了这一点,不仅实现了整个过程的透明度和可测量性,而且还允许公司做出更明智的决策和改进流程。


通过采用移动设备和传感器,包括射频识别 (RFID) 和定位技术(如超宽带),我们可以实现资产跟踪、库存管理、仓库安全以及实时可见性。通过收集这些信息,可提高效率和实现供应链监控。


利用传感器到智能手机或平板电脑的所有可见性和即时数据传输,可减少工厂机器的停机时间以及供应链的瓶颈。


向物联网工业 4.0 的过渡将取决于许多新技术的成功采用,如超宽带、最新版本的 Wi-Fi、5G、私有 5G、云计算、AI 等。此外,为了加快智能制造,有必要采用机器和操作的数字孪生技术,并实现生产自动化以及设备 和任务的实时控制。


数字孪生是现实产品或资产的虚拟表示。它们可用于管理制造商固定资产的性能、有效性和质量。


最后,物联网工业 4.0 将提高生产率,并有助于提高智能机器的智能化水平。它可提供数十亿字节的数据,以便于公司、管理者和员工做出更明智的实时决策。它有助于实现建筑内部有或没有人干预的智能工厂目标。


交通


车联网和车对万物或 V2X(车辆与其周围交通系统的其他部件之间的通信)可实现更安全、更便捷的行车道路。的确,汽车技术和车联网仍在不断发展,但当最终实现并全面部署时,它们将简化驾驶员和制造商的生活。


过去几年,交通工具变得极其复杂。它们嵌入了计算机和昂贵的技术,不仅有助于驾驶,而且还有助于维护。汽车可将重要数据通过无线电传回给经销商,让他们知道什么时候需要进行维修或更新。如今,一些汽车可以通过无线方式对电脑进行空中下载更新,这样一来,车主就不再需要预约经销商进行维修。


物联网传感器也开始成为交通运输行业的重要组成部分。支持进行组队,即卡车结队行驶。这意味着可通过自动化高速公路系统来增加道路容量。该系统可利用电子产品来缩小汽车或卡车之间的距离。


物联网网络和设备还有助于监测货物温度、引导和速度,以优化燃油效率。这不仅有助于卡车运输业,还有助于消费类和零售企业,从而能够以成本更低、更及时的方式交付包裹。


利用车对网络技术,不仅可以提高道路交通安全,还可以提高其效率。随着高速公路和道路沿线收集交通信息的物联网传感器和摄像头数量的增加,这些数据将有助于减轻交通负担,并提前预测拥堵点。一些汽车制造商已经开始与合作伙伴携手创建云端物联网平台,帮助他们将汽车连接至物联网网络。


零售


零售业是另一个采用资产跟踪技术的行业。零售业利用资产跟踪来确保食品安全,以及定位商品在商店或供应链中的位置。它们还可以利用这项技术来确定货架上的商品何时会缺货。


物联网还可用于了解消费者行为,例如:在重大天气事件期间,商店中哪些商品销售速度更快。


零售业还采用了电子货架标签。这种标签是放置在零售货架上的电池供电设备,包括以图形方式显示产品信息(如价格和促销活动)的显示器(即电子纸)。这些标签可通过电脑更新,从而可以轻松更改产品描述和定价。


许多零售商店也开始采用智能照明来节约能源。有些照明装置只有在检测到运动时才会亮起,而不是一直亮着。这些运动传感器还可以监测楼层的人流量和趋势,为零售商提供一系列反馈信息,以便更好地了解其顾客。


随着零售应用程序在我们手机中的使用,以及蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、超宽带等无线技术的使用,物联网可帮助不同规模的商店创造一个无处不在的无线零售场所。如今,零售已经无时无处不在,我们可以在家里、办公室、商场或城市街道进行购物,从而为人们带来了便利性,并使其能够享受更高效、更有效的零售体验。


智能能源


电网采用按需供电设计,以实现供需平衡。平日里,供需通常会因一天的时间、天气和季节的不同而变化。


基本上,家庭和办公用电是根据需求定价。需求越高,电力成本就越高。有了物联网,这些信息会立即传输至智能电表、恒温器和家用电器,这样它们就能在非高峰时段获取所需电力,而此时的电力成本最低。这意味着消费者和企业可在能源成本更低的时候消耗能源。此外,它还可以减少用电高峰数。


不仅电网采用物联网智能传感器,如今自来水、天然气以及其他公用设施也开始采用这项技术来提高效率,降低总成本。


物联网传感器有助于改进负载管理。这些传感器位于能源设备上,可持续监测、分析负载,并有助于改进能源管理。它们还有助于解决输配电线路的拥堵问题,确保整个能源工厂的效率。传感器还可以实时检测断电,并允许操作人员防止触电、火灾和其他危险。沿着电网分布的物联网智能开关可以在问题解决后立即重新路由电源,帮助自动隔离受影响区域。


使用物联网管理能源生产的另一个好处就是成本效率。传感器可以精确提供能源生产数据,以优化生产和控制。通过使用物联网传感器,电力公司只需生产所需电量,从而节省公司成本。


医疗保健


技术进步还将重点解决我们在医疗保健等领域的新兴需求。例如:由于 COVID-19 疫情,实时高精度物联网定位技术支持保持社交距离和进行接触者追踪。


制造商通过创建满足许多医疗保健需求的设备,迅速做出反应。更广泛地说,医疗保健和健身已成为主要的消费趋势,推动着可穿戴健身设备的发展,以监测和帮助改善我们的健康。


就健康方面而言,物联网在我们的生活中随处可见。Fitbit 和 Apple Watch,以及我们的移动电话都装有能够检测我们的步数和心率的传感器。正如我们所看到的那样,监控此类数据有助于改善我们的健康,所以这一趋势仍会继续发展。


物联网医疗保健技术还可以向家人表示心意,特别是那些照顾年迈父母或家庭成员者。老年人生活系统可帮助老年人和子女私下分享生活方式相关信息,帮助老年人增加安全感并且独立在家生活更长时间。这些物联网设备为非侵入型,可提供老年人行为模式识别、长期趋势、警报等,有助于改善生活方式。


医院也开始采用物联网,在新生儿病房使用传感器来监测早产儿。由于这些传感器不能直接放置在皮肤上,所以使用高清摄像头来监测皮肤颜色、呼吸和温度,在出现任何变化时提醒护士。


智慧城市


在智慧城市中,寻找停车位的难题将会迎刃而解。利用物联网设备,您可以知道市内所有开放的停车位。您不再需要开车绕着城市街区等停车位。


内置视频传感器的红绿灯可以根据车辆所在的位置和每天的时间调整绿红灯。这样就可以减少因汽车等红灯时怠速运转而造成的拥堵和产生的烟雾。这些红绿灯只有在行人或车辆靠近时才会打开,从而节省更多能源。


一些智慧城市还采用了智能垃圾桶,可以粉碎垃圾,并在垃圾桶装满时向调度员发送消息,要求取走垃圾。这可以降低垃圾收集成本,以及燃料排放和劳动成本。


智慧城市的另一个关键属性就是始终在线连接,无处不在,无时不在。这些城市发现,实现完全互连体验对企业和消费者都有所助益。穿行于全新的物联网互连城市之中,可帮助消费者了解零售店中的打折商品位置,优化导航,并为许多城市服务提供始终在线连接。


嵌入在道路中的传感器将收集交通性能和流量等数据。这些物联网传感器还将提供各种警告信息,例如:提醒驾驶员道路结冰情况或事故。


农业


尽管我们通常会认为农业在技术上比较落后,但事实并非如此。农民往往会率先采用新技术。他们一直都在寻找机会来降低成本,提高效率,改善他们所赖以生存的土地。如今,农民在农场里行走时都拿着具有 GPS 功能的智能手机,手机上还下载了与农业相关的应用程序。农民使用这些应用程序、传感器和设备来跟踪他们的动物、植物生长的土壤、土壤中的水位以及牲畜的健康状况。


一家公司甚至开发了一种传感器,可以检测到较高数量的特定害虫,然后释放出扰乱它们交配的信息素,从而减少对杀虫剂的需求。


温室现在也开始利用物联网应用和传感器实现自动化。计算机也开始可以控制温度、浇水和其他因素,以帮助农民优化植物生长过程。这些传感器可优化浇水,从而有助于节约供水并减少开支。


无人机也开始进入物联网农业领域。它们被用于地面、地里以及地面上方的各种应用。农民不再需要步行数英亩的土地来监测水、土壤、施肥以及需要更多关注的领域。相反,物联网无人机可以 7x24 小时全天候进行这方面的检测,而农民只需要在手机、笔记本电脑或平板电脑上监控结果。这可帮助农民在种植、补种、间伐作物或浇水时做出更明智的决策。总的来说,物联网正在改善植物生长,增加作物产量,最终使农民和消费者受益。

- The End

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