從“互聯(lián)網(wǎng)+”到“物聯(lián)網(wǎng)×”：以數(shù)據(jù)為畫布，如何正確打開萬物互聯(lián)“應用畫卷”？

西游記里的虛實仙境是東方文化的集體記憶。但即便是想象力天馬行空的吳承恩恐怕也難以相信，五百年后會有這樣一個世界：人聲控制的家電、聰敏好學的機器、不再靠天吃飯的農(nóng)民、遠在天邊卻仍能望聞問切的郎中。

在這個物理世界與數(shù)字技術交織的世界里，一個虛實交融的新天地正在加速成型豐富。

家中智能設備能夠準確預測你的需求，工廠機器能夠自主調(diào)節(jié)以達到極佳生產(chǎn)效率，城市的各項系統(tǒng)能夠自動協(xié)同運作以提供更便捷的生活體驗……而這一切都得益于物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷延伸以及與各個產(chǎn)業(yè)的深入鏈接。作為一場技術重塑的革命，物聯(lián)網(wǎng)覆蓋之廣、撬動的價值之大，每年都會為產(chǎn)業(yè)界帶來新想象。

目前整體物聯(lián)網(wǎng)市場正從“互聯(lián)網(wǎng)+”向“物聯(lián)網(wǎng)×（作者注：×，此為乘法符號）”轉變，5G、云計算、人工智能等各項技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的加乘，讓應用市場的畫卷越來越有想象力。其中，AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）和IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）的技術躍進成為物聯(lián)網(wǎng)技術十分自然的延伸，在過去的一兩年里已經(jīng)在應用層面落地開花，在各個領域重塑人與世界互動的方式。

以數(shù)據(jù)為畫布，人工智能為特效，物聯(lián)網(wǎng)的畫筆正在各個行業(yè)中繪制著一幅充滿活力和想象力的畫卷。

AIoT和IIoT：物聯(lián)網(wǎng)的前沿形態(tài)

AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）和IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）是當今科技領域的兩大前沿概念，它們代表著當前物聯(lián)網(wǎng)非常重要的兩個應用領域和發(fā)展方向。

01 AIoT和IIoT有什么特點？

AIoT將人工智能與物聯(lián)網(wǎng)相結合，賦予物聯(lián)網(wǎng)設備更高級別的智能和自主性，以更好地理解和適應用戶需求。其特點包括：海量數(shù)據(jù)分析和智能化決策、個性化體驗、自我學習能力。

IIoT專注于工業(yè)領域的物聯(lián)網(wǎng)技術，用于提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化流程和降低成本。其特點包括：傳感器和智能設備應用于工廠和制造業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)、設備互聯(lián)實現(xiàn)實時通信和協(xié)同工作、實時監(jiān)測設備狀態(tài)和預測性維護。

02 AIoT和IIoT通向何方？

隨著邊緣計算和人工智能的融合，AIoT致力于實現(xiàn)更智能化、個性化的用戶體驗，其發(fā)展前景包括智能家居、個人健康護理等領域。IIoT則在工業(yè)自動化和智能制造方面嶄露頭角，通過5G通信和大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升和設備運營的優(yōu)化。

AIoT和IIoT正引領著“萬物互聯(lián)”的發(fā)展趨勢，將各種設備、系統(tǒng)和城市基礎設施連接在一起。根據(jù)IoT Analytics研究顯示，2022年全球物聯(lián)網(wǎng)設備連接設備數(shù)量為144億，預計到2025年該數(shù)量將突破270億。通過傳感器、云計算和人工智能等技術手段，物聯(lián)網(wǎng)正在打造一個無縫交互的網(wǎng)絡，實現(xiàn)設備之間、人機之間的即時通信和數(shù)據(jù)共享。萬物互聯(lián)的趨勢不僅提升了效率和便利性，還為業(yè)務模式創(chuàng)新提供了廣闊空間，加速著互聯(lián)互通、智能化社會的到來。

圖1：來自IoT Analytics，State of IoT 2022: Number of connected IoT devices growing 18% to 14.4 billion globally

哪些核心技術支持著AIoT和IIoT的發(fā)展？

AIoT和IIoT的發(fā)展依賴于一系列關鍵技術支持。傳感器收集數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)連接設備并交換信息，5G提供快速、可靠的通信，人工智能賦予設備智能決策力，這些核心技術相互融合，共同推動著智能物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展。

01 傳感器

傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中扮演著關鍵角色，是連接現(xiàn)實世界與數(shù)字化系統(tǒng)之間的橋梁，通過捕捉物理世界的各種信號，將其轉換為數(shù)字信息，為設備、系統(tǒng)和人工智能提供著關鍵輸入。

在AIoT中，傳感器負責收集各種環(huán)境數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)成為人工智能算法的輸入，讓智能系統(tǒng)能夠更好地理解和適應環(huán)境，提供更個性化、智能化的服務。例如，在智能家居中，溫度傳感器可以幫助智能恒溫系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)溫度，提高家居舒適度。

在IIoT領域，傳感器的應用更為廣泛，被用于監(jiān)測工廠生產(chǎn)線上的各種指標，如溫度、壓力、濕度、速度等。這些指標數(shù)據(jù)讓工廠管理者能夠?qū)崟r監(jiān)控和分析生產(chǎn)過程，從而預測性維護、優(yōu)化生產(chǎn)流程，確保設備安全穩(wěn)定運行。

例如，通過振動傳感器監(jiān)測機器設備的振動數(shù)據(jù)，可以預測設備的故障情況，提前進行維修，避免產(chǎn)生不必要的停機時間和損失。

02 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)連接和數(shù)據(jù)交換的關鍵，涉及通信協(xié)議、云計算、設備間的互聯(lián)等各個方面，將各種設備和系統(tǒng)連接在一起，連接設備和交換信息。

其中，IoT通信協(xié)議與標準，為設備間數(shù)據(jù)傳輸提供了規(guī)范化框架，包括輕量級的MQTT、面向資源受限設備的CoAP等，確保設備間互操作性和數(shù)據(jù)交換的高效性。物聯(lián)網(wǎng)平臺則充當連接、管理和數(shù)據(jù)處理中樞，常見的物聯(lián)網(wǎng)平臺包括AWS IoT、Microsoft Azure IoT、Google Cloud IoT等。它們提供了各種數(shù)據(jù)接口和管理工具，幫助用戶更輕松地管理物聯(lián)網(wǎng)設備和利用數(shù)據(jù)。

另一方面，云計算和云存儲提供了強大算力和存儲能力，允許設備上傳數(shù)據(jù)至云端進行處理，支持大規(guī)模數(shù)據(jù)分析、人工智能模型優(yōu)化，為物聯(lián)網(wǎng)中的智能決策和預測性分析提供關鍵支持。

這些技術組成部分相互配合，構建了物聯(lián)網(wǎng)的基礎設施，使得設備間通信更加高效可靠，數(shù)據(jù)處理更為智能化。

03 5G通信

作為流行的移動通信[gh1] [MOU2] 技術，5G提供了比以往更快、更可靠的通信連接，對于構建智能、高效的物聯(lián)網(wǎng)至關重要。

在AIoT中，5G的高速傳輸和低延遲特性，為智能設備間實時數(shù)據(jù)交換提供了支持，這對于智能決策、個性化服務等方面至關重要。例如，在智能家居中，各種智能設備通過5G高速通信，能夠迅速響應用戶指令，實現(xiàn)更高效的家居管理。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域，5G能夠支持大規(guī)模設備間實時數(shù)據(jù)傳輸，將生產(chǎn)線上的設備、機器人以及其他智能設備高效連接，提供實時監(jiān)測和控制，從而提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。5G通信的高并發(fā)和廣覆蓋特性成為了大規(guī)模設備互聯(lián)的技術前提。

04 人工智能

人工智能是AIoT和IIoT快速發(fā)展的核心推動力。AI賦予物聯(lián)網(wǎng)設備更高級的智能，使之能夠?qū)W習、理解和適應環(huán)境。通過機器學習和深度學習等技術，設備能夠不斷改進自身性能。例如，智能家居設備能夠自動調(diào)節(jié)溫度、光線和安防系統(tǒng)，以適應居住者的習慣和需求。

此外，AI使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)模式和趨勢，并做出預測性決策。在工業(yè)領域，這種能力可以用于預測設備故障，減少停機時間，提高生產(chǎn)效率。AI技術在邊緣計算中的應用也大大提升了物聯(lián)網(wǎng)設備的智能等級。通過在設備端處理數(shù)據(jù)并進行分析，邊緣智能可以避免數(shù)據(jù)傳輸延遲，實現(xiàn)更快速、實時的響應。

總體來看，AI技術使物聯(lián)網(wǎng)設備更好地理解用戶需求和行為模式，智能語音助手、智能推薦系統(tǒng)等技術的應用將帶來更個性化的服務和更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗。

圖2：來自How Artificial Intelligence Will Impact the Internet of Things?

IoT X：徐徐展開的物聯(lián)網(wǎng)應用畫卷

如今，“IoT X”代表著物聯(lián)網(wǎng)的不斷擴展與變革，展現(xiàn)著一個充滿無限可能性的物聯(lián)網(wǎng)應用畫卷。它不僅連接了設備和系統(tǒng)，更是智能化、個性化服務和智慧決策的催化劑，深刻改變著我們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、城市管理等各個領域。

01 工業(yè)制造：智能制造與工廠自動化

物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)被廣泛用于了工業(yè)生產(chǎn)和制造中，智能化的生產(chǎn)方式大幅提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。西門子在2017年首次推出了名為MindSphere的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，該平臺將工廠的傳感器、設備和制造系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)、生產(chǎn)效率以及能源利用情況等的實時監(jiān)測和分析。

2023年4月西門子又推出了Industrial Operations X，一個致力于自動化和操作工業(yè)生產(chǎn)的開放且可互操作的產(chǎn)品組合。這個解決方案將MindSphere整合為Insights Hub，并作為Industrial Operations X和西門子Xcelerator生態(tài)系統(tǒng)的關鍵部分。Industrial Operations X匯聚了IT和自動化領域的先進技術，包括低代碼、邊緣計算、云計算和AI，旨在使工廠和生產(chǎn)線更加靈活和模塊化，具備更快速的客戶響應能力。

02 健康醫(yī)療：遠程醫(yī)療與設備智能化

物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領域涵蓋了遠程醫(yī)療、智能醫(yī)療設備以及醫(yī)療設施管理等各個方面，為醫(yī)療保健帶來了更高效、便捷和個性化的服務。

比如，Teladoc Health公司利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立了一個遠程醫(yī)療平臺，目前已為患者提供超過5000萬次的遠程醫(yī)療服務。該平臺支持患者與醫(yī)生進行視頻會診，也可以通過連接的智能設備測量血壓、血糖等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)實時傳輸給醫(yī)生，使醫(yī)生能夠遠程監(jiān)控患者的健康狀況，并及時調(diào)整治療方案。這種遠程醫(yī)療平臺有效地利用物聯(lián)網(wǎng)技術，為患者提供了便利、高效的醫(yī)療服務，尤其對于需要長期監(jiān)測的慢性病患者和那些無法輕易前往醫(yī)院的人群來說，有著重要意義。

圖3：來自Teladoc Health官網(wǎng)

03 城市智能：智能管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)在智能城市管理中扮演著關鍵角色，幫助城市實現(xiàn)交通優(yōu)化、能源高效利用、環(huán)境監(jiān)測以及公共安全等全方位的智能和高效化。

近些年來，亞馬遜、谷歌、阿里巴巴等科技公司都在利用物聯(lián)網(wǎng)技術建設智慧城市，其中阿里巴巴與杭州合作的“城市大腦”項目是一個典型案例。傳感器和攝像頭實時收集交通數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)利用傳感器監(jiān)測電力需求和供應情況實現(xiàn)動態(tài)能源分配、智能垃圾桶自動檢測填充度并安排優(yōu)秀的收集路線等等?；谖锫?lián)網(wǎng)技術，平臺通過整合數(shù)據(jù)，為城市提供智能化、高效化的治理和服務，有效提升了城市的可持續(xù)發(fā)展能力。

04 農(nóng)業(yè)領域：數(shù)據(jù)驅(qū)動的農(nóng)業(yè)決策

物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)領域的應用也越來越廣泛和多樣化，涵蓋了精準農(nóng)業(yè)管理、智能灌溉施肥、畜牧業(yè)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)機械自動化和供應鏈管理等方面。通過傳感器監(jiān)測環(huán)境、植物生長和動物健康狀況，農(nóng)民能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的精細化管理，更好地利用資源、提高產(chǎn)量和質(zhì)量。

從2017年開始，華為宣布進軍智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，探索將物聯(lián)網(wǎng)技術廣泛使用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。華為利用其在5G技術領域的領先優(yōu)勢，高速連接使得數(shù)據(jù)可以實時收集和傳輸。通過部署的傳感器和設備，收集土壤、氣候和作物生長的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云端進行分析和處理。分析結果為農(nóng)民提供了更準確的農(nóng)業(yè)管理指導。華為智能農(nóng)業(yè)解決方案也通過連接農(nóng)業(yè)機械和自動化設備，實現(xiàn)了如根據(jù)土壤情況和作物需求自動調(diào)整施肥、灌溉等自主化決策和操作。

結語

本文探討了AIoT和IIoT在智慧生活、工業(yè)制造和城市管理等領域的應用，強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)技術在不同行業(yè)中的關鍵性。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動智能化設備和系統(tǒng)走入日常生活，人工智能技術和物聯(lián)網(wǎng)也將更深度整合，對商業(yè)模式和社會生活帶來潛在影響。物聯(lián)網(wǎng)應用的廣泛普及和不斷創(chuàng)新的發(fā)展前景將深刻改變各行業(yè)的運作方式，為未來的智能化生活和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大機遇。

參考文獻

1. State of IoT 2022: Number of connected IoT devices growing 18% to 14.4 billion globally

2. How Artificial Intelligence Will Impact the Internet of Things?

3. MindSphere — 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案

4. 智慧農(nóng)業(yè)：解決全球饑荒不再是夢