物联网实施完整指南

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物联网 (IoT) 是一场数字技术革命,为科技世界带来了诸多优势。企业、组织和机构都将从物联网的实施中受益。物联网提供实时业务洞察和数据,如果实施得当,能够有效运营组织。然而,物联网的实施可能充满挑战,尤其是在存在知识缺口或缺乏技术诀窍的情况下。

技术相关专业人士,例如开发人员、架构师、IT 管理员和 首席信息官 对物联网部署感兴趣的人必须彻底理解物联网的概念。为了充分利用物联网,他们必须了解物联网是什么、它的功能、运作方式、要求、优势、利弊权衡,以及如何部署物联网的基础设施和设备。此外,他们还必须了解物联网仍处于早期阶段;因此,它是一项潜力巨大的创新。

尽管物联网尚处于早期阶段,但其实施意义远超工业革命。物联网将成为市场颠覆者,为科技专业人士和早期采用者带来如同以往革命般的竞争优势。这将帮助许多企业适应或围绕新技术开展业务,甚至挑战行业内的老对手。

物联网实施要求

成功实施物联网需要特定的工具。工业物联网的要求如下:

物联网实施要求

云计算

云计算确保结构化和非结构化信息在实时数据中得到处理和存储。

高级别的安全性

物联网的一项基本要求是高级别的安全性。它确保敏感信息的机密性。

无障碍服务

可访问性是物联网的一项要求,它使授权用户能够随时随地访问物联网设备。
可靠的数据分析

物联网流程的理想要求是可靠的数据分析。这可以在工业过程中提供智能信息。

资产管理

通过适当的资产管理,物联网系统将正常运转。通过基于云的服务进行管理,物联网系统也能得到更好的维护。
无缝的用户体验

用户友好的界面可以创造更好的用户体验,这也提高了物联网系统的采用率。

物联网实施步骤

人们对物联网项目总是抱有很高的期望。一个组织可能拥有充足的人力资源和技术工具,但如果没有适当的物联网实施步骤,仍然可能失败。因此,了解物联网实施的目的以及如何实施物联网系统至关重要。

这样,它将改善您的业务并满足所有期望。它还能提高成本效益,并通过创造新的可能性或添加额外功能来增强您现有的服务。为了成功实施物联网,请遵循以下基本步骤。

物联网的步骤

 

步骤1:设定有效的业务目标

成功的物联网实施需要设定切实可行的业务目标。如果您缺乏专业知识,可以聘请物联网专家或工程师。这将帮助您确定物联网投资是短期还是长期的。您还将了解这项投资是否能带来切实的回报。在设定业务目标时,请明确定义您的物联网目标。您必须理解并明确:

• 短期和长期问题
• 解决问题的目的
• 解决问题的最佳方法

第 2 步:搜索经过验证的物联网用例

尽管物联网相对较新,但它已经存在了足够长的时间,可以在多个领域得到发展。此外,一些组织已经采用了物联网设备,这使得物联网变得更加知名。因此,有效实施物联网的关键一步是研究经过验证的用例。这将帮助您识别业务目标和计划在物联网实施方面的漏洞。您可以研究一些经过测试的常见物联网用例,包括:

• 预防性的维护
• 自动补充
• 资源微观管理
• 资产跟踪和管理
• 环境监测
• 物联网设计
• 访问控制和安全
• 过程控制和优化

步骤3:选择合适的硬件

当您决定采用物联网实施时,需要确定相关因素。了解要集成到网络中的每项物联网资产或设备至关重要。确保选择包含最主要传感器的合适硬件。用于精确数据收集的设备示例包括体积、重量、颜色、声音、视觉、温度、压力和湿度。您需要使用其他硬件将数据上传到云端。

连接设备是用于将数据收集传感器和其他设备连接到物联网网络的硬件。其他设备(例如执行器和边缘计算机)则取决于要实现的目标。6LoWPAN、Zigbee 和 Z-wave 是专为实现物联网而设计的新协议。然而,并非所有设备都兼容所有协议。

步骤4:选择所需的物联网工具

互联网在物联网的成功实施中扮演着关键角色;因此,您必须拥有强大的网速。然而,您选择的物联网设备决定了它们的有效性。将物联网设备连接到互联网的原因有很多,例如:

• 收集、处理并将传感器数据发送到指定端点
• 接收命令来设置或执行任务并控制执行器

一些面向物联网的设备可以设计成与用户的习惯相适应。它们可以帮助预测用户的意愿,并在出现任何问题时通知他们。这类设备包括智能恒温器和家电、IP摄像头、无人机和语音控制器。

步骤5:选择有效的物联网平台

物联网平台是用于集中控制物联网设备和网络各个环节的软件。您可以从专业供应商处获取这些物联网平台,也可以自行定制。一旦您拥有一个高效的物联网平台,它就成为网络的基础——其他一切都围绕它构建。

步骤6:实施和原型设计

在实施之前,您应该组建一个由多名技术专业人员组成的团队。该团队应该彻底分析整个流程。这是因为在物联网过程中,许多系统会相互交互。

团队中的专家包括IT专家、电信专家、制造专家、计算机、软件、电子、机械、机电一体化和自动化工程师。专家的选择取决于您的物联网目标。团队组建完成后,请设计实施方案并测试原型。

步骤7:收集有用的数据

实施物联网的关键一步是收集足够且有价值的数据。为此,可以使用多个传感器;然而,更复杂的需求则需要更多传感器来收集数据。一些标准传感器包括油位传感器、完整性传感器和燃油传感器。您每天可能还会生成数 TB 的数据。生成的数据必须经过解读、处理,并存储在安全的数据库中。

步骤 8:应用冷热路径分析

热路径分析或冷路径分析都是决策过程。热路径分析侧重于短期决策,而冷路径分析则侧重于长期决策。它们需要将传感器收集的数据部分或全部存储。这些数据由嵌入式系统转换或解释,然后进行分析。

您可以利用现有信息来描述您的系统、资源、生产、当前数据和资产随时间的变化状态。冷热路径分析是由数据科学家在机器学习软件的帮助下执行的分析。它使企业能够找出所需的改进,从而提高效率。存储的数据可以进行多次分析和重新分析,以采取安全措施。

步骤9:采用机器学习

机器学习涉及使用人工智能实时审查信息。它有助于识别数据中的模式并据此采取行动。人工智能通过数据分析来了解历史事件、预测人类行为、维护需求等等。这有助于识别数据中的模式。人工智能将补充数据科学家的工作,甚至最终取代他们。

第十步:提高安全意识

增强安全意识是保护您的企业免受意外攻击的方法之一。许多组织由于安全措施薄弱而遭受损失或被迫支付高昂的费用。确保您部署有效的安全措施,以保护您的企业免受黑客攻击和其他攻击。

物联网实施中的挑战和解决方案

物联网面临着诸多挑战,需要先解决这些挑战才能充分发挥其潜力。尽管物联网实施的挑战和风险已基本得到理解,但物联网设备的绝对多样性及其应用仍然需要比大多数企业所能承受的更高程度的控制和关注。如果这些物联网挑战得到解决,物联网的实施将势不可挡。以下是一些最重要的挑战

物联网环境的有害风险和挑战

物联网解决方案面临的挑战

 

不良 IoT 设备发现

物联网实施的一个重大挑战是缺乏足够的发现 物联网设备这是一个挑战,因为未被发现的设备无法管理,从而成为欺诈者和黑客有效访问网络的攻击媒介。为了解决这一挑战,管理员必须配备工具来发现和控制其网络上的所有物联网实施设备。他们还必须确保所有物联网工具和实践能够配置环境中的所有物联网设备。

缺乏或薄弱的访问控制

物联网实施的另一个挑战是物联网设备和产品的访问控制缺失或薄弱。物联网安全在很大程度上取决于每台设备的身份验证和授权协议。这加强了网络的安全措施。为每个设备设置唯一的标识符将大大增强访问控制。

然而,为每台物联网设备和产品配置最低权限是实现最佳访问控制的关键。这将确保未经授权的用户只能访问网络上的公共资源,而必要的私有资源则仅限于授权用户访问。此外,还可以为每个物联网设备采用并强制执行其他安全措施,例如启用网络加密和强密码。

被忽视的设备更新

忽视设备更新是物联网实施过程中亟待解决的重大挑战。物联网设备可能需要定期更新内部固件和其他软件,并进行补丁或更新。如果忽视或忽略这些更新,物联网设备可能会容易受到黑客攻击和入侵。

因此,为了有效且高效地实施物联网,管理员需要定期对所有物联网设备进行更新。在设计物联网环境时,应考虑更新后的物流和预期的实践。有时,在现场更新某些设备可能既不可能又困难。这些设备也可能难以下线或无法访问。在这种情况下,应该部署有效的解决方案。

网络安全性差

无论其应用领域如何,安全对于任何创新而言都是至关重要的。创新要想蓬勃发展,必须确保安全,或拥有有效的安全保障手段。然而,物联网设备的网络安全性却不容乐观。物联网部署通常会增加数千台设备,这些设备都连接到局域网。每台设备连接到局域网,都为黑客攻击或入侵打开了一个潜在的接入点。

为了有效实施物联网,必须部署额外的全网安全协议。这可能包括入侵防御和检测系统、强大的反恶意软件工具以及严格控制的防火墙。物联网网络也可能与其他IT网络隔离。有了这种级别的安全保障,网络的安全性将更加保障。

缺乏有效的流程和政策

流程和策略对于充分的网络安全至关重要。安全流程和策略是用于配置、执行和监控整个网络中物联网设备安全的有效实践和工具的组合。然而,这仍然是影响物联网实施的风险和挑战之一。这些物联网挑战可能会严重影响企业;因此,在部署任何物联网项目之前,必须认识到这些挑战并进行适当的考量。

为了解决缺乏有效策略的问题,必须了解日常的物联网安全流程和策略。清晰的配置指南、完善的文档、快速的响应和报告都是物联网安全流程的例子。如果这些流程能够得到充分实施,物联网的实施将得到显著改善。因此,无论采用何种部署范围,这都能满足企业的需求。

数据存储和保留

物联网实施的另一个严峻挑战是数据存储和保留。单个物联网设备会产生大量数据。如果所有产生的数据乘以涉及的设备数量,数据量将非常巨大。物联网设备产生的数据是一笔宝贵的资产。

因此,必须提供更好的工具来妥善存储和保护这些数据。然而,许多企业缺乏能力或难以有效地保存如此庞大的数据。存储的数据具有高度的时间敏感性,因为物联网数据的生命周期与传统业务数据不同。在未来几十年,这些数据可能会被引用或用于微妙的商业交易,如果存储不当,可能会影响业务。

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撰稿——
黄永康的照片
黄玉坤
YK是MOKOSMART研发部门的资深产品经理,拥有十多年的智能设备开发经验。他拥有PMP和NPDP认证,并深谙如何协调跨职能团队。他运用数据驱动的洞察力成功推出了40多款互联产品。YK拥有电子与工程背景,擅长将复杂的技术价值主张转化为用户友好的物联网解决方案,适用于消费电子和工业应用。
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黄玉坤
YK是MOKOSMART研发部门的资深产品经理,拥有十多年的智能设备开发经验。他拥有PMP和NPDP认证,并深谙如何协调跨职能团队。他运用数据驱动的洞察力成功推出了40多款互联产品。YK拥有电子与工程背景,擅长将复杂的技术价值主张转化为用户友好的物联网解决方案,适用于消费电子和工业应用。
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