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智能家居的现状和未来(下)

创建简单易用的自主管理物联网网络


大多数物联网网络用户都希望实现即插即用,只需很少或最少的设置或交互。我们都希望该网络在通电后工作。这样产品制造商就需要解决产品的简单易用性问题。解决这项挑战并不是件易事,因为每个用户的网络都是不同的。为帮助实现这一目标,家庭的网状物联网网络应具有自我管理和自我修复功能,这样就可以确保消费类产品持续运行,而无需参与网络管理的技术细节。物联网网络应该能够进行操作和监控,并在网络完全关闭之前通知用户可能出现的问题。在适应网络故障和环境变化的同时,各个节点和网关还必须具有互操作性和协同性。智能家居网络中的子系统可监控信号强度、电池使用寿命等,始终适应并通知用户,从而实现性能优化。 


网状网络可为物联网应用提供切实优势,因为它始终可用且可访问。网状网络采用一种自修复算法,即使某些节点意外失去连接,该算法也能自动选择最佳路径来发送数据。这种算法可确保流量只能通过功能正常的可用连接进行路由。这样,即使某些节点不工作,网状网络也能继续运行。网状网络还允许设备彼此直接通信,无需通过网关路由所有通信。


网络安全和隐私


在物联网部署中,实施足够的安全和隐私措施是一项巨大挑战。当今物联网网络通常是分散的,且使用各种协议和技术,这样就难以控制网络安全和隐私。 


这也强有力地证明必须实现标准化,以帮助提高安全和隐私。它还可以提高易用性和可扩展性,使用户能够轻松地将设备添加至网络。标准化可帮助用户以安全的方式进行自己的优化物联网网络设计。 


如前所述,使用网状网络可以将控制权和安全保障掌控在所有者手中。通常,这些网格系统使用应用进行设置、控制和监控。应用有助于网络设置,并可确保设置密码的安全性。此外,应用还有助于管理网络问题、检查数据速率、设置家长控制功能等。一些系统可帮助所有者随时查看连接到系统网络的对象。 


为确保这些设备的安全,必须持续更新您的电脑和智能手机。网状网络亦不例外。然而,网状网络通常都是自行更新,这样所有者就无需担心执行令人烦心的可操作更新。 


一些网状网络还需要支付订阅费来获得增强的安全功能,比如防范黑客攻击、网站威胁和安全扫描。这些订阅还包括防范恶意软件、病毒、黑客甚至网络罪犯攻击的安全功能。 


如果您的智能家居带有联网的安保摄像头、恒温器以及其他物联网智能设备,那么网格系统将会大有帮助。网格系统功能可帮助您保护整个网络(包括这些设备)免受网络攻击。 


功耗


全球的化石燃料正在加速消耗。降低功耗和提供更环保产品的压力越来越大。如今,物联网设备的制造商和供应商也感受到了同样的压力。随着世界各国领导人推进越来越多的绿色倡议,这一趋势只会加剧。其中一些物联网产品只使用纽扣电池(一些可持续使用长达 10 年),但生产这些电池要消耗化石燃料。此外,许多物联网设备并不使用纽扣电池;相反,它们使用电网电力。因此,为了控制功耗需求,某些物联网设备有时会添加软件和硬件,以确保在不通信时处于睡眠模式。 


在制造环境中,物联网技术设备不仅能进一步提高效率和自动化程度,还必须采用低功耗设计。物联网设备制造商已经着手生产低功耗产品。同时还开始生产更高效、更小巧、更纤薄的产品。通过尝试生产运行时能耗更低的装置,消费者、企业和制造商可以实现共赢。确保物联网在可再生能源领域的前沿地位,可使许多公司获益。在发电、传输和配电设备上使用物联网传感器可实现远程资产监控和管理。此外,在整个制造环境中安装物联网有助于降低照明、供暖、冷却和安全相关成本。


智能家居网络可能包括许多 7x24 小时全天候运行的通信设备。这些设备即使在不主动通信的情况下也会消耗能源,所以效率和功耗一直都是设计考虑因素。无论使用何种协议,都必须优化物联网设备,以实现节能运行。 


下面简要概述了不同标准的功耗: 


  • Wi-Fi 和 Matter(ZigBee、Thread)的信号范围类似,但因为 Wi-Fi 支持更高的数据传输速率,所以功耗更高。


  • Matter(ZigBee、Thread)和 BLE 的功耗相当,都是为了节省电池电量而开发。


  • Matter(ZigBee、Thread)的功耗差不多是 Wi-Fi 的 1-3%,具体取决于应用。 


随着环保倡议在全球范围内实施,降低物联网网络的功耗势在必行。用户和制造商的目标是在不降低性能和整体物联网连接的情况下降低功耗。当需要更换电池时,设备会自动通知用户,以确保持续运行。


始终在线连接的重要性


过去几年,家庭和工作场所的物联网网络得到了显著发展。与此同时,我们对这些网络的依赖也在增加。越来越多的人居家办公。家庭使用家庭网络进行视频聊天、玩游戏、看电视、监测健康情况以及确保住宅安全。为确保对这些用例提供 7x24 小时全天候支持,我们确实需要低延迟、始终在线的可靠连接。 


幸运的是,所有领域的无线产品提供商都在推出新产品,包括向 5G 网络的过渡。我们将不必担心是否会有连接或快速的数据连接。相反,随着智能家居、智慧城市、工业 4.0、V2X 以及我们生活的其他方面越来越依赖物联网网络,我们的关注重点将转向隐私和安全等更高层次的网络属性。这些新问题促使所有制造商和无线服务提供商开始将安全性作为网络和设备设计的首要考虑因素。 


新的数字化时代使企业和消费者不断联系在一起。高度互连的物联网用户大部分时间都在上网,工作、上学、玩游戏、玩社交媒体等等。不仅我们平均每天上网 8 小时以上,我们的物联网设备亦是如此。这些物联网与我们的传感器和摄像头进行 7x24 小时全天候在线交互,而这些传感器、摄像头和监视器则将我们带入始终在线的情景之中,尤其是在物联网时代。 


数字世界是动态的环境,可为我们提供许多不同的通信信道。其中最重要的信道就是英特网和物联网。当今,在线通信具有快速、简单和实时特点。它确保我们可以随时访问信息和数据。 


在企业环境下,7x24 小时在线连接允许经理、员工、利益相关者和供应链随时获取和查看实时更新信息。当您不在办公室时,也能够随时了解最新信息。特定行业的产品将会率先使用物联网,但借助工业 4.0,在制造效率和成本管理的推动下,消费者也成为物联网领域的重要组成部分。


消费者会购买数十亿台设备,安装在家中,进行持续监控、自动更新和手动更新,而这一切都是为了实现便利性、安全性、健康和降低成本。消费类物联网有望提高我们环境、家居和车辆的智能化程度,可便于测量和沟通。此类物联网始终在线,并等待我们与之通信,如 Amazon Alexa 或 Echo,或始终监控正在发生的事情,以帮助我们就家庭环境和相关活动做出更明智的决定。 


通过连接至机器部件或环境传感器或我们客厅智能扬声器的传感器,物联网可 7x24 小时全天候生成大量数据。这意味着,物联网是进行大量数据分析的重要驱动力,以支持公司进行分析,并可提高智能事物的智能化水平。 


这些数据有许多不同的形式,包括语音请求、传感器读数、视频等。物联网数据在不断增长,将这些元数据输入数据库可实现非结构化内容的结构化,或输入认知系统可为我们的环境带来全新的决策、理解和智力水平。 


我们周围的这种物联网决策、理解和智力水平有多少能让人大开眼界。例如,许多人对家庭网络中存在这么多物联网设备感到惊讶。如果您的新家有新的家用电器和一两部 Amazon Alexa,那么您的网络中很快就会有 15 或 20 个互连设备。对您手机上的应用程序进行简单调查就可以了解您家的物联网水平:前门、客厅和后院装有摄像头;另一个应用程序适用于您的新洗衣机和烘干机,而且很有可能还适用于冰箱、烤箱和微波炉;家里有一两部 Amazon Alexa。此外,可能还有一个应用程序用于家里的一些照明设备,也就是 3-10 个灯泡。您可能已经明白了。将它们加起来,周围可能会有 10-20 个物联网设备,或许还有两三块智能手表或 Fitbit 与几部手机和平板电脑相连。它们始终处于开启状态,并与您的网络以及彼此之间进行通信。物联网设备始终处于开启状态,进行感测和监控,并为我们以及与我们一起做出决策。像这样的简单调查可能令人难以置信,但同时也让人着迷,它表明物联网无处不在。