匹兹堡大学物联网工程课程辅导

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一、什么是物联网(IoT)?

物联网将日常“事物”与互联网相结合。90 年代以来，计算机工程师一直在为日常用品添加传感器和处理器。但是，这项工作最初进展十分缓慢，因为芯片又大又笨重。名为 RFID 标签的低功耗计算机芯片是首个用于跟踪昂贵设备的芯片。随着计算设备尺寸不断缩小，这些芯片也越来越小，速度越来越快，并且更加智能。

将计算能力整合至小型物件中的成本如今已经大大下降。例如，您可以为嵌入 RAM 小于 1MB 的 MCU(例如电灯开关)添加 Alexa 语音服务连接功能。整个物联网行业如雨后春笋般涌现，让我们的家庭、企业和办公室充满物联网设备。这些智能物件可自动与互联网进行数据往来传输。所有这些“看不见的计算设备”及与此相关的技术统称为物联网。

二、IoT 的工作原理是什么?

一般的 IoT 系统通过实时收集和交换数据来运作。IoT 系统有三个组件：

1.智能设备

即具有计算能力的电视、安全摄像头或运动设备等装备。智能设备从环境、用户输入或使用模式中收集数据，通过网络与 IoT 应用程序进行数据通信。

2.IoT 应用程序

IoT 应用程序是一种服务和软件集合，整合了从各种 IoT 设备接收的数据。它使用机器学习或人工智能(AI)技术来分析此数据并据此做出明智决策。这些决策会传输回 IoT 设备，然后 IoT 设备会以智能方式对输入进行响应。

3.图形用户界面

用户可以通过图形用户界面管理 IoT 设备或设备机群。常见示例包括用于注册和控制智能设备的移动应用程序或网站。

三、IoT 设备示例有哪些?

我们看看目前使用的一些物联网系统示例：

1.互联汽车

汽车等车辆可通过多种方式连接到互联网。这可以通过智能仪表盘、信息娱乐系统设置车辆连接的网关实现。它们从加速器、制动器、车速表、里程表、车轮和油箱收集数据，以监测驾驶员的表现和车辆运行状况。互联汽车用途广泛：

监控租赁车队以提高燃油效率并降低成本。

帮助父母跟踪孩子的驾驶行为。

发生车祸时自动通知朋友和家人。

预测车辆维护需求并防止类似需求。

2.互联家居

智能家居设备致力于提高房屋的使用效率和安全性，并改善家庭联网能力。智能插座等设备可以监测用电量，智能温度调节器可以更好地控制温度。水耕系统可以使用 IoT 传感器管理庭院，而 IoT 烟雾感知器可以检测烟草烟雾。门锁、安全摄像头和漏水检测器等家庭安全系统可以检测和防范威胁，并向房主发出警报。

家居互联设备可用于：

自动关闭未在使用的设备。

出租房产管理和维护。

寻找放错地方的物品，例如钥匙或钱包。

自动执行日常任务，如吸尘、煮咖啡等。

3.智慧城市

IoT 应用程序提高了城市规划和基础设施维护效率。政府正在使用 IoT 应用程序来解决基础设施、健康和环境方面的问题。IoT 应用程序可用于：

测量空气质量和辐射水平。

通过智能照明系统降低能源成本。

检测街道、桥梁和管道等关键基础设施的维护需求。

高效管理车辆停放事宜，从而提高利润。

4.智能建筑

大学校园和商业建筑等建筑物使用 IoT 应用程序来提高运营效率。在智能建筑中，IoT 设备可用于：

减少能源消耗。

降低维护成本。

更高效地利用工作空间。

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