万物互联时代 物联网将带来哪些变革

万物互联时代 物联网将带来哪些变革,第1张

物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节,每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。 EPoSS在《Internet of Things in 2020》报告分析预测,未来物联网的发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域,2010-2015年物体互联,2015-2020年物体进入半智能化,2020年之后物体终端进入全智能化。 RFID是物联网发展的排头兵,RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术,最简单的RFID系统由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成,在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。2009年中国RFID市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。
MEMS传感器市场前景广阔 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微机电系统的缩写,MEMS技术建立在微米/纳米基础上,是对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术,完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。MEMS传感器目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。任天堂公司的Wii无线游戏机允许使用者通过运动和点击互相沟通和在屏幕上处理一些需求,其原理是将运动(例如挥舞胳膊模仿网球球拍的运动)转化为屏幕上的游戏行为。在苹果公司的iPhone中,通过对旋转时运动的感知,iPhone可以自动地改变其显示格式,以便消费者能够以合适的水平和垂直视角看到完整的页面或者数字。根据ICInsight最新报告,预计在2007年至2012年间,全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率(CAGR),与2007年的41亿美元相比,五年后将实现97亿美元的年销售额。目前上市公司中歌尔声学已经掌握MEMS芯片设计、MEMS半导体封装等多项核心技术,2008年申请相关专利高达44项,主要应用在MEMS麦克风的生产制造。我们认为公司将在物联网时代MEMS传感器领域占据竞争优势。 智能终端备受期待 法国Violet公司推出了Nabaztag小兔子,通过wi-fi路由连接网络,可为主人提供所需的各类新闻等,能够讲5国语言,在主人接收到邮件或信息时,会发出语音提醒。此外它还能识读Ztamps标签上的信息,并实时连网,随时呈现动态信息。我们认为随着物联网推进,家用电器的智能化将是未来发展趋势。上市公司中的拓邦电子是家电智能控制应用领域的行业先行者,未来发展值得关注。 集成电路产业有望迎来发展新机遇 2005年我国集成电路市场规模达到3800亿元,占全球比重达25%,成为全球仅次于美国的第二大集成电路市场。32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份z芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场,产品设计能力达到018微米,集成度超过千万门;集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸013微米,90纳米工艺技术研发取得进展,与国外先进水平之间的差距明显缩小。 电信设备商最受益于物联网 当下最大的投资机会在于电信设备商,物联网的商业建设尚处于萌芽阶段。电信运营商是物联网的积极推动者,物联网丰富电信网络的应用。就三家电信运营商而言,包含强势固网的全业务运营商中国电信和中国联通在行业用户的ICT(信息通信技术,Information and Communications Technology)建设中一直处于领导地位,其全业务模式十分便于将通信网络与物联网相关信息管理的企业内网实现对接,完成对物联网的全程管控。由于资源所限以及历史原因,单纯的移动运营商中国移动目前能够实现的物联网应用还处于初级阶段。具体而言,网络的升级换代对光纤产业将产生实质性利好,受益的公司包括烽火通信、中天科技、亨通光电、中兴通讯、光讯科技、三维通信等国内领先的光纤制造商、通信设备提供商。在物联网建设进程中,这些公司最先受益,确定性最高

大数据技术发展史:大数据的前世今生

今天我们常说的大数据技术,其实起源于Google在2004年前后发表的三篇论文,也就是我们经常听到的“三驾马车”,分别是分布式文件系统GFS、大数据分布式计算框架MapReduce和NoSQL数据库系统BigTable。

你知道,搜索引擎主要就做两件事情,一个是网页抓取,一个是索引构建,而在这个过程中,有大量的数据需要存储和计算。这“三驾马车”其实就是用来解决这个问题的,你从介绍中也能看出来,一个文件系统、一个计算框架、一个数据库系统。

现在你听到分布式、大数据之类的词,肯定一点儿也不陌生。但你要知道,在2004年那会儿,整个互联网还处于懵懂时代,Google发布的论文实在是让业界为之一振,大家恍然大悟,原来还可以这么玩。

因为那个时间段,大多数公司的关注点其实还是聚焦在单机上,在思考如何提升单机的性能,寻找更贵更好的服务器。而Google的思路是部署一个大规模的服务器集群,通过分布式的方式将海量数据存储在这个集群上,然后利用集群上的所有机器进行数据计算。 这样,Google其实不需要买很多很贵的服务器,它只要把这些普通的机器组织到一起,就非常厉害了。

当时的天才程序员,也是Lucene开源项目的创始人Doug Cutting正在开发开源搜索引擎Nutch,阅读了Google的论文后,他非常兴奋,紧接着就根据论文原理初步实现了类似GFS和MapReduce的功能。

两年后的2006年,Doug Cutting将这些大数据相关的功能从Nutch中分离了出来,然后启动了一个独立的项目专门开发维护大数据技术,这就是后来赫赫有名的Hadoop,主要包括Hadoop分布式文件系统HDFS和大数据计算引擎MapReduce。

当我们回顾软件开发的历史,包括我们自己开发的软件,你会发现,有的软件在开发出来以后无人问津或者寥寥数人使用,这样的软件其实在所有开发出来的软件中占大多数。而有的软件则可能会开创一个行业,每年创造数百亿美元的价值,创造百万计的就业岗位,这些软件曾经是Windows、Linux、Java,而现在这个名单要加上Hadoop的名字。

如果有时间,你可以简单浏览下Hadoop的代码,这个纯用Java编写的软件其实并没有什么高深的技术难点,使用的也都是一些最基础的编程技巧,也没有什么出奇之处,但是它却给社会带来巨大的影响,甚至带动一场深刻的科技革命,推动了人工智能的发展与进步。

我觉得,我们在做软件开发的时候,也可以多思考一下,我们所开发软件的价值点在哪里?真正需要使用软件实现价值的地方在哪里?你应该关注业务、理解业务,有价值导向,用自己的技术为公司创造真正的价值,进而实现自己的人生价值。而不是整天埋头在需求说明文档里,做一个没有思考的代码机器人。

Hadoop发布之后,Yahoo很快就用了起来。大概又过了一年到了2007年,百度和阿里巴巴也开始使用Hadoop进行大数据存储与计算。

2008年,Hadoop正式成为Apache的顶级项目,后来Doug Cutting本人也成为了Apache基金会的主席。自此,Hadoop作为软件开发领域的一颗明星冉冉升起。

同年,专门运营Hadoop的商业公司Cloudera成立,Hadoop得到进一步的商业支持。

这个时候,Yahoo的一些人觉得用MapReduce进行大数据编程太麻烦了,于是便开发了Pig。Pig是一种脚本语言,使用类SQL的语法,开发者可以用Pig脚本描述要对大数据集上进行的 *** 作,Pig经过编译后会生成MapReduce程序,然后在Hadoop上运行。

编写Pig脚本虽然比直接MapReduce编程容易,但是依然需要学习新的脚本语法。于是Facebook又发布了Hive。Hive支持使用SQL语法来进行大数据计算,比如说你可以写个Select语句进行数据查询,然后Hive会把SQL语句转化成MapReduce的计算程序。

这样,熟悉数据库的数据分析师和工程师便可以无门槛地使用大数据进行数据分析和处理了。Hive出现后极大程度地降低了Hadoop的使用难度,迅速得到开发者和企业的追捧。据说,2011年的时候,Facebook大数据平台上运行的作业90%都来源于Hive。

随后,众多Hadoop周边产品开始出现,大数据生态体系逐渐形成,其中包括:专门将关系数据库中的数据导入导出到Hadoop平台的Sqoop;针对大规模日志进行分布式收集、聚合和传输的Flume;MapReduce工作流调度引擎Oozie等。

在Hadoop早期,MapReduce既是一个执行引擎,又是一个资源调度框架,服务器集群的资源调度管理由MapReduce自己完成。但是这样不利于资源复用,也使得MapReduce非常臃肿。于是一个新项目启动了,将MapReduce执行引擎和资源调度分离开来,这就是Yarn。2012年,Yarn成为一个独立的项目开始运营,随后被各类大数据产品支持,成为大数据平台上最主流的资源调度系统。

同样是在2012年,UC伯克利AMP实验室(Algorithms、Machine和People的缩写)开发的Spark开始崭露头角。当时AMP实验室的马铁博士发现使用MapReduce进行机器学习计算的时候性能非常差,因为机器学习算法通常需要进行很多次的迭代计算,而MapReduce每执行一次Map和Reduce计算都需要重新启动一次作业,带来大量的无谓消耗。还有一点就是MapReduce主要使用磁盘作为存储介质,而2012年的时候,内存已经突破容量和成本限制,成为数据运行过程中主要的存储介质。Spark一经推出,立即受到业界的追捧,并逐步替代MapReduce在企业应用中的地位。

一般说来,像MapReduce、Spark这类计算框架处理的业务场景都被称作批处理计算,因为它们通常针对以“天”为单位产生的数据进行一次计算,然后得到需要的结果,这中间计算需要花费的时间大概是几十分钟甚至更长的时间。因为计算的数据是非在线得到的实时数据,而是历史数据,所以这类计算也被称为大数据离线计算。

而在大数据领域,还有另外一类应用场景,它们需要对实时产生的大量数据进行即时计算,比如对于遍布城市的监控摄像头进行人脸识别和嫌犯追踪。这类计算称为大数据流计算,相应地,有Storm、Flink、Spark Streaming等流计算框架来满足此类大数据应用的场景。 流式计算要处理的数据是实时在线产生的数据,所以这类计算也被称为大数据实时计算。

在典型的大数据的业务场景下,数据业务最通用的做法是,采用批处理的技术处理历史全量数据,采用流式计算处理实时新增数据。而像Flink这样的计算引擎,可以同时支持流式计算和批处理计算。

除了大数据批处理和流处理,NoSQL系统处理的主要也是大规模海量数据的存储与访问,所以也被归为大数据技术。 NoSQL曾经在2011年左右非常火爆,涌现出HBase、Cassandra等许多优秀的产品,其中HBase是从Hadoop中分离出来的、基于HDFS的NoSQL系统。

我们回顾软件发展的历史会发现,差不多类似功能的软件,它们出现的时间都非常接近,比如Linux和Windows都是在90年代初出现,Java开发中的各类MVC框架也基本都是同期出现,Android和iOS也是前脚后脚问世。2011年前后,各种NoSQL数据库也是层出不群,我也是在那个时候参与开发了阿里巴巴自己的NoSQL系统。

事物发展有自己的潮流和规律,当你身处潮流之中的时候,要紧紧抓住潮流的机会,想办法脱颖而出,即使没有成功,也会更加洞悉时代的脉搏,收获珍贵的知识和经验。而如果潮流已经退去,这个时候再去往这个方向上努力,只会收获迷茫与压抑,对时代、对自己都没有什么帮助。

但是时代的浪潮犹如海滩上的浪花,总是一浪接着一浪,只要你站在海边,身处这个行业之中,下一个浪潮很快又会到来。你需要敏感而又深刻地去观察,略去那些浮躁的泡沫,抓住真正潮流的机会,奋力一搏,不管成败,都不会遗憾。

正所谓在历史前进的逻辑中前进,在时代发展的潮流中发展。通俗的说,就是要在风口中飞翔。

上面我讲的这些基本上都可以归类为大数据引擎或者大数据框架。而大数据处理的主要应用场景包括数据分析、数据挖掘与机器学习。数据分析主要使用Hive、Spark SQL等SQL引擎完成;数据挖掘与机器学习则有专门的机器学习框架TensorFlow、Mahout以及MLlib等,内置了主要的机器学习和数据挖掘算法。

此外,大数据要存入分布式文件系统(HDFS),要有序调度MapReduce和Spark作业执行,并能把执行结果写入到各个应用系统的数据库中,还需要有一个大数据平台整合所有这些大数据组件和企业应用系统。

图中的所有这些框架、平台以及相关的算法共同构成了大数据的技术体系,我将会在专栏后面逐个分析,帮你能够对大数据技术原理和应用算法构建起完整的知识体系,进可以专职从事大数据开发,退可以在自己的应用开发中更好地和大数据集成,掌控自己的项目。

希望对您有所帮助!~


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