什么是物联网,物联网与人工智能的原理和基础

第1章
物联网与人工智能的原理和基础
本书介绍了当前商业应用场景中的三大趋势:物联网(Internetof Things, loT) 、大数据和人工智能(Atificial Inelligence, AI) 。随着连接到互联网的设备数量的指数级增长,以及由它们产生的指数级增长的数据量,使得基于人工智能和深度学习(Deep Learning,DL)的分析及预测技术应用到物联网成为必然。本书旨在介绍人工智能领域中的各种分析和预测方法或模型,并运用它们分析和预测物联网产生的大数据。
本章将简单介绍这三大趋势,并展开说明它们之间的相互依存关系。物联网设备产生的数据都会被上传至云端,因此还要介绍各种物联网云服务平台及其提供的数据服务。
本章将涉及以下几方面的内容:
●什么是物联网?物联网由哪些”物”构成?物联网平台有什么不同?以及什么是垂直物联网?
●了解什么是大数据,并理解物联网究竟要产生多少体量的数据才属于大数据范畴。
●了解人工智能如何以及为何有助于理解物联网产生的大量数据。
●借助图解,了 解物联网、大数据和人工智能如何共同帮助我们塑造一个更美好的世界。
●学习一些分析工具。
|1.1 什么是物联网
物联网一词最早是由英国工程师凯文:阿什顿(Kevin Ashton)于1999年提出的。在当时,供给计算机的大部分数据都是人为产生的;他指出,最好的方式应该是由计算机直接获取数据,无须人工干预。于是,他提出由诸如射频识别技术(Radio Frequencyldentification, RFID) 和其他各种类型的传感器来采集数据,然后通
过网络直接传送至计算机。今天的物联网,也称为万物互联网,有时称为雾联网,是指由可以连接到互联网的传感器、执行器、智能手机等广泛的物理对象构成
的物物相连的网络。这些物可以是任何东西:既可以是佩戴可穿戴设备(甚至是手机)的人、带有RFID标签的动物,也可以是日常家电设备,如冰箱、洗衣机,甚至是咖啡机。这些物既可以是现实世界中存在的实体一存 在于物理世界中的可以被感知、驱动和连接的东西,也可以是信息世界里虚拟的东西一-以信息 (数据) 的形式存在并可以被存储、处理和访问的东西。物联网设备必须能够与互联网直接通信,也就是说,它们需要具备感知、驱动、数据捕获、数据存储和数据处理等能力。
国际电信联盟(International Telecommunication Unit, ITU) 将物联网定义为:信息社会的全球基础设施,基于现有的和不断发展的可互操作的信息与通信技术实现(物理的和虚拟的)物物之间的相互连接,从而实现高级服务。
广泛的信息通信技术(Information and CommunicationTechnology, ICT) 已经为人类提供了随时随地的通信服务,而物联网又在此基础上增加了一个新的维度,即在任何物之间通信,如下图所示。

人工智能
人工智能

有人预言,物联网作为-项技术,将对人类社会产生深远的影响。为了让大家了解它的深远影响,请想象以下场景:
●你和我一 样,住在高楼大厦里, 非常喜爱植物。你花了很多心思,用盆栽做了一个属于自己的室内小花园。老板派你到外地出差一周,你担心植物没有水不能存活-周。物联网的解决方案是,加装土壤湿度传感器,并将它们连接到互联网,再加装执行器,以供远程开启或关闭供水及日照。现在,你可以去世界的任何地方,而无须再担心植物枯死,因为你可以通过物联网检查每株植物的土壤水分状况,并根据需要适时浇水。

●你在办公室度过了非常疲惫的一天,现在你只想回家,让人帮你冲咖啡、准备床铺、烧水洗澡,可悲的是,家里只有你一个人,没人帮你。如今不会了,物联网可以帮助你。你的家居助手会用咖啡机调制出合你口味的咖啡,命令智能热:水器开启并将水温保持在期望值上,还能帮你开启智能空调为房间降温。选择仅仅受限于你的想象力,这两个场景对应于消费物联网专注于面向消费者应用的物联网。此外,还存在一个更大范畴的工业物联网(IndustryloT, lloT), 其中,制造商和工业界通过积极优化生产流程并实施远程监控来提高生产力和效率。本书将介绍这两种IoT应用的实践经验。

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