物聯網

物聯網，並具有透過網路傳輸資料的能力，無需人與人、或是人與裝置的互動。物聯網將現實世界數位化，應用範圍十分廣泛。物聯網可拉近分散的資料，統整物與物的數位資訊。物聯網的應用領域主要包括以下方面：運輸和物流、工業製造、健康醫療、智慧環境、個人和社會領域等。物聯網為受各界矚目的新興領域，但安全性是物聯網應用受到各界質疑的主要因素，主要的質疑在於物聯網技術正在快速發展中，但其中涉及的安全性挑戰，與可能需要的法規變更等，目前均相當欠缺。歷史.物聯網的概念可以追溯到1980年代初期，全球第一臺隱含物聯網概念的裝置為位於卡內基·梅隆大學的可樂販賣機，它連線到網際網路，可以在網路上檢查庫存，以確認還可供應的飲料數量。馬克·維瑟論文，當中揭櫫普及計算的概念，為物聯網的發展拓展了重要的道路。雷扎·拉吉論文，當中提出了概念「可將小量的資料封包匯集至一個大的節點，這樣就可以整合與自動化各種設施，從家用電器乃至於整座工廠」。在1993年至1997年之間，幾家公司提出了多種解決方案，例如、。比爾·喬伊架構，其中第六項「D2D，Device to Device」描繪了物聯網更具體的發展構想。最早提出「物聯網說，他自己應該是最早明確使用「物聯網」名稱的人，1999年他在寶鹼公司所做一次演講的標題即為「Internet of things」。他並表示，相較於「Internet of things」，他自己更喜歡「Internet for things」這個名稱。當時，他認為射頻識別對於物聯網至關重要，這將使電腦可以管理所有個別物體。思科系統認為物聯網僅為一個「時間點」的概念，這個時間點出現在「連上網際網路的事物或物件，大於連上網路的人數」，換句話說這是物聯網的誕生時間。思科系統估計這個「時間點」大約落在2008年至2009年之間，「上網物件/上網人數」的比例在2003年為0.08，到了2010年為1.84。部分人士認為金氧半導體場效電晶體與多核心處理器技術的發展，也是促成物聯網普及的原因.技術.;zh-hans:技術路線.技術路線。架構.物聯網的架構一般分為三層或四層。三層之架構由底層至上層依序為感測層、網路層與應用層；四層之架構由底層至上層依序為感知裝置層、平臺工具層與應用服務層。三層與四層架構之差異，在於四層將三層之「應用層」拆分成「平臺工具層」與「應用服務層」，對於軟體應用做更細緻的區分。感測層.定址資源.物聯網的實現，需要給每一個連上物聯網的物件分配唯一的標識或地址。最早的概念是由無線射頻辨識標籤和所發展出來的。現在物聯網與網際網路連結後，由於預估需要大量的IP地址，目前主流的IPv4地址空間有限，因此物聯網中的物件傾向使用下一代網際網路協議，以提供足夠的位址空間，IPv6對於物聯網的發展扮演重要角色。網路層.物聯網有多種聯網技術可供選擇，依照有效傳輸距離可區分為短距離無線、中距離無線、長距離無線，以及有線技術：應用層.應用層在物聯網四層架構中可再細分為「平臺工具層」與「應用服務層」。平臺工具層為底層的軟體平臺，作為應用服務層與網路層的介面，以支援各類的軟體應用。可歸類於「平臺工具層」包括大資料、區塊鏈、軟體定義網路、軟體定義儲存、、、防毒軟體、人工智慧相關等。在應用層中，通常使用多種程式語言撰寫應用程式，使用HTTPS與OAuth之協定。在平臺後端使用各種形式的資料庫系統，例如時間序列資料或是後端資料儲存系統。大多數的物聯網系統均是建構在雲端運算之上，在雲當中具備事件佇列中的三層分類為邊緣、平臺和企業，它們分別透過鄰近網路、和來連線。美國國家標準暨技術研究院三種。智慧物聯網.智慧物聯網的模式奠定基礎。智慧物聯網的出現，對於物聯網與人工智慧兩者均會產生變革，增加彼此之間的價值。因為人工智慧透過機器學習功能，使得物聯網變得更有價值；而物聯網透過連線、訊號和資料交換，使得人工智慧可以獲得更豐富的資料隨著物聯網遍及許多行業，將有越來越多的人為的、以及機器生成的，智慧物聯網可在資料分析中提供有力的支援，在各行各業中創造新的價值。應用.消費者應用.有越來越多的物聯網裝置可供消費者選用，包括聯網的車輛、家庭自動化、聯網的可穿戴裝置、聯網的健康監控裝置，以及遠端監控裝置。蘋果公司的HomeKit為該公司之智慧家庭平臺，使用者可以透過iPhone、iPad、Apple Watch等裝置的APP介面，或是由Siri語音控制支援Apple HomeKit標準的家用裝置，如電視、電燈、空調、水龍頭等，目前支援28類裝置。其他類似、但功能與範圍不盡相同的產品包括Google的Google Nest與Google個人助理、Amazon的Amazon Echo與Amazon Alexa、三星的SmartThings、小米的小愛同學、聯想的Lenovo Smart Assistant等。另外還有一些開放平臺如、Domoticz等。另一項主要的應用為輔助老年人與殘疾人士，例如語音控制可以幫助行動不便人士，警報系統可以連線至聽障人士的人工耳蝸，另外還有監視跌倒或癲癇等緊急情況的感測器，這些智慧家庭技術可以提供使用者更多的自由和更高的生活質量。工業應用.物聯網在工業的應用稱為工業物聯網的通訊，利用大資料、人工智慧、雲端運算等技術，讓工業運作有更高的效率和可靠度。工業物聯網涵蓋了整個工業應用，包括了機器人、醫療裝置和軟體定義生產流程等，為第四次工業革命中，產業轉型至工業4.0中不可或缺的一部分。大資料分析在生產裝置的預防性維護中扮演關鍵角色，其核心為網宇實體系統。可透過5C「連線」之架構來設計網宇實體系統，將收集來的資料轉化為有用的資料，並藉以最佳化生產流程。農業應用.物聯網在農業中的應用包括收集溫度、降水、濕度、風速、病蟲害和土壤成分的資料，並加以分析與運用。這樣的方式稱為精準農業，其利用決策支援系統，將收集來的資料做出精準分析，藉以提高產出的質量和數量，並減少浪費。2018年8月，豐田通商與微軟、近畿大學水產研究所合作，利用Microsoft Azure的物聯網應用套件，開發出於水產養殖輔助系統。水產養殖為勞力密集的工作，魚苗必須由人工進行分類，以確保每條魚的大小適當且無畸形。藉由輔助系統的匯入，可以大幅減輕人力負擔，將有經驗的人移至更高附加價值的工作。商業應用.醫療保健.醫療物聯網為物聯網應用於醫療保健，包括資料收集、分析、研究與監控方面的應用，用以建立數位化的醫療保健系統。物聯網裝置可用於啟用遠端健康監控和緊急情況通知系統，包括簡易的設施如血壓計、可攜式生理監視器，至可監測植入人體的裝置，如心律調節器、人工耳蝸等。世界衛生組織規劃利用移動裝置收集醫療保健資料，並進行統計、分析，建立「m-health」體系。由於塑膠與製造技術的進步，使得一次性使用的IoMT感測器已達到相當低的成本。對於即時醫療診斷應用的建立，可攜性與低系統複雜性是不可或缺的要素。物聯網在醫療保健的應用，於監測慢性病、以及疾病的預防和控制中產生很大的功用，透過遠端監控，醫院與衛生相關機構可以獲得患者的資料，並可做進一步分析。交通.物聯網可以幫助整合通訊、控制與資訊處理。物聯網的應用可以擴充套件至運輸系統個層面，包括載具、基礎設施，以及駕駛人。物聯網元件之間的資訊傳遞，使得載具內以及不同載具之間可以互相通訊，達成、智慧停車、電子道路收費系統、物流和車隊管理、主動巡航控制系統，以及安全和道路輔助等應用。例如，在物流和車隊管理中，物聯網平臺可以透過無線感測器持續監視貨物和資產的位置和狀況，並在發生異常事件時傳送特定警報。這必須藉助物聯網與裝置之間的無縫連線才可能實現。利用GPS、濕度、溫度等感測器將資料傳送至物聯網平臺，隨後對資料進行分析，並將結果傳送給使用者。如此，使用者可以跟蹤載具的即時狀態，並做出適當的處置。如果與機器學習結合，還可以進行，以及提供自動駕駛汽車等來幫助減少交通事故。基礎設施應用.物聯網在基礎設施的運用主要在監視與控制各類基礎設施，例如鐵軌、橋梁，海上與陸上的風力發電廠、廢棄物管理等。透過監視任何事件或結構狀況的變化，以便高效地安排維修和保養活動。目前全球有數個大規模部署的案例正在進行中，例如韓國松島國際都市。這是一座裝置齊全的智慧城市，對於能源使用、交通流量進行精密的控制，各家戶垃圾透過管道集中至廢物處理中心，然後在這裡進行自動分類，與再回收利用。截至2018年6月約70％的商業區已竣工。西班牙桑坦德為另一個應用案例。這一座人口約18萬的都市，安裝了超過兩萬個感測器，主要應用於三方面：(1) 交通：透過手機APP可以即時獲得停車位資訊，並引導至該處停車；(2) H2O 2.0：可即時獲得用水資訊；(3) 公園：可隨溫度、濕度調整灑水系統，並檢查公園內垃圾桶的垃圾量。軍事應用.是物聯網在軍事領域中的應用，目的是偵察、監視與戰鬥有關的目標，主要受到未來將於城市環境中戰鬥影響。軍事物聯網相關領域包括感測器、車輛、機器人、武器、可穿戴式智慧型產品，以及在戰場上相關智慧技術的使用。戰地物聯網，建立了產業、大學和陸軍研究人員之間的工作合作關係，以推展物聯網技術及其在陸軍作戰中的應用的理論基礎。批評、問題與爭議.安全性.安全性是物聯網應用受到各界質疑的主要因素，質疑之處在於物聯網技術正在快速發展中，但其中涉及的安全性挑戰，與可能需要的法規變更等，目前均相當欠缺。物聯網面對的大多數技術安全問題類似於一般伺服器、工作站與智慧型手機，包括密碼太短、忘記更改密碼的預設值、裝置之間傳輸採用未加密訊號、SQL注入、未將軟體更新至最新版本等。另外，由於多數物聯網裝置計算能力相當有限，無法使用常見的安全措施例如防火牆、或是高強度的密碼；許多物聯網裝置因為價格低廉，因此無法有人力與經費支援，將軟體更新至最新版本。安全性較差的物聯網裝置可能被當作跳板以攻擊其他裝置。2016年時發生惡意程式Mirai的不當設計，許多物聯網裝置存在DDoS漏洞。利用這些漏洞的將物聯網裝置作為跳板的攻擊，是網際網路服務的真正威脅。產業界對各界質疑安全性問題做出了回應，「物聯網安全基金會」認為將物聯網納入政府監管業務是有必要的，以確保產業界生產的物聯網裝置可以遵守安全規範，以及出事的時候有人負責。平臺分散.物聯網的一大問題為平臺分散、跨平臺之可操作性低，以及欠缺通用技術標準。物聯網裝置種類繁多，以及硬體與在其上運作的軟體之間的差異，使得開發系統時，各應用程式保持一致變得很困難。物聯網無定形的計算特性往往會造成安全性問題，因為在核心作業系統中發現的錯誤修補，通常無法涵蓋較早期且入門級的裝置，一組研究人員表示，裝置供應商未能透過修補程式和更新支援較舊的裝置，導致超過87%的現行Android裝置容易受到攻擊。相關條目.