物联网中如何使用大数据

物联网中如何使用大数据
在瞬息万变的世界中，组织很难赶上不断涌现的新概念。但人们需要区分哪些技术和概念是有用的，哪些只是一种炒作。在数据分析领域，正是大数据引发了这个时代的质疑。而如今，当这个概念日益清晰时，一个新的应用浪潮即将到来：人们需要了解在物联网中如何使用大数据。

关于什么是大数据及其可带来的价值的热烈讨论已经开始消退。然而，当专家们开始大量使用大数据和物联网的技术组合时，人们又再一次试图定义物联网与大数据连接的方式。
物联网与大数据的接触点
简而言之，物联网是连接到互联网的设备网络。这些设备具有内置的传感器，可以生成数据并对外发送，从而可以相互通信，并与分析系统进行通信。
即使对物联网设备仍然很陌生，这个概念已经在人们的生活中找到了方向。设想一个智能家庭，它可以通过调节供暖和空调系统的运行模式来调节温度，可以开启和关闭照明系统，可以发出有关漏水或气体泄漏或外人入侵的信号。最重要的是，智能家居可以在没有户主参与的情况下做到这一点。
物联网业务的一个典型例子是机器监控，使用安装在不同机器部件上的多个传感器。这些传感器将有关温度、振动、压力、润滑等读数发送给分析系统，分析系统对其进行处理并识别一些隐藏的模式和相关性。如果系统识别出读数与某种故障模式相匹配，则会向维护团队发送即时警报。
以下将回答物联网如何与大数据相交的棘手问题。当一些技术正在炒作时，物联网可能是其中之一。实际上，物联网数据是大数据的类型之一，这使得大数据技术堆栈在所有阶段处理物联网数据都是一个很好的（但不是唯一的）选项。对于数据摄取，企业可以使用Apache Kafka，因为该技术支持数据流。Apache Hadoop生态系统是数据存储和处理历史数据的理想选择，而Apache Spark则非常适合近实时数据处理。
大数据使用案例中的物联网数据规则
而人们开始了解制造商所提供的用例。同时，也可以在其他行业了解物联网数据，了解物联网大数据用例。
医疗保健：在医疗保健领域，配戴移动应用技术的可穿戴传感器设备可以实现远程健康监测。该方法的工作原理如下：传感器监测特定患者的状态（心跳、体温、血压、呼吸率等），并将这些数据实时传送到云端，然后传送到应用程序。分析系统不断搜索所有患者物联网数据中的隐藏趋势，并试图找出可能引发并发症的模式。如果物联网的大数据分析显示某些令人担忧的症状，系统会立即向患者和医生发送警报。
零售：知名零售商亚马逊公司最近推出了一个新概念 - Amazon Go。这是一家没有收银员的商店，顾客不必排队等待购物。要进入商店只用扫描他们的智能手机即可。事实上，在这里采用的是物联网和大数据分析技术：商店里遍布传感器和摄像头，顾客在商店中购物，摄像头能够区分其中的每一个人，并且跟踪他们放入购物车或返回货架的所有产品。重量传感器提供了一个额外的控制点：他们可以认识到特定的产品已经不在货架。当顾客完成购物时，他们选择的所有产品都显示在真实和虚拟的篮子中，顾客可以离开商店，系统将在稍后收费。
毫无疑问，Amazon Go是一个有远见的概念。然而，零售业表现出更多脚踏实地的想法，例如智能物流技术，可以跟踪和优化路线，并识别每位卡车司机的行为模式。零售商还使用信标激活访问者的应用程序，并在访问者进入商店并通过信标时，推出相关产品优惠和促销活动。访客会因此感到满意，因为他们收到参加促销活动提供的个性化优惠。同时，信标对商店员工也有帮助，因为它们可以识别需要高质量服务的具有价值的客户。
银行业：银行业也从物联网中受益。银行正在努力获取客户全方位的视角，并提供无缝的客户体验。虽然这一切始于智能手机的积极参与，但物联网进一步扩展至可穿戴设备。例如，美国银行与FitPay公司合作进一步推动可穿戴支付技术。通过这种合作，持卡人将能够直接从他们的智能手表和其他可穿戴设备付款。银行将能够识别客户的行为和偏好。
语结
尽管围绕物联网进行了更多的炒作，但它只是大数据源其中之一。毫无疑问，这是一个有价值的领域，而且正在不断发展。如果企业已经实施了一些大数据解决方案，也许已经处理物联网数据，如果企业正计划采用大数据方案，希望以上描述的用例可以激发一些伟大的想法。

我国物联网，年复合增长率超过25%

2016年6月，科技研究机构国际数据公司IDC表示，到2020年，全球物联网的市场将达到17万亿，从2014年的6558亿美元，以每年年复合增长率169%的速率快速攀升。物联网的整个市场形态，正在不断地呈现出新的玩家、新的商业模式以及各种各样的产品以及解决方案。

2017年9月13日，中国经济信息社在无锡发布的《2016-2017年中国物联网发展年度报告》中显示，中国已经形成了包括芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务等较为完善的物联网产业链。已部署的机器到机器终端数量突破1亿，物联网产业规模已从2009年的1700亿元跃升至2016年超过9300亿元，年复合增长率超过25%。

当然，这仅仅是整个国内物联网市场的一个缩影。随着移动互联网时代逐渐开始向万物互联时代转变，无论是工业、农业、制造业，物联网都正在成为一种划时代的革命性技术。

医疗，物联网的必争之地

医疗，这个与人类生存息息相关的行业，同样也有理由实现互联互通。

医疗改革的不断推进，迫使医疗机构的内部建设、经营管理在医院运行中的地位越来越高。在此背景下，医院要想进一步提高医疗质量，降低服务成本，提高医疗服务质量，就应该以确切的疗效和无微不至的服务来树立自己的品牌，以品牌的提升来带动医院的全面发展，维护医院正面形象，避免医患冲突。通过精细化运营管理，降低服务成本，让医院长久持续地发展。

因此，人财物的管理必然要更加精细化，以最低的成本提供最优质的服务。

物联网技术的出现，能够帮助医院实现对医疗对象（如医生、护士、病人、设备、物资、药物等）的智能化感知和处理，支持医院内部医疗信息、设备信息、药品信息、人员信息、管理信息的数字化采集、处理、存储、传输等。帮助医院实现解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患、医疗管理成本高等问题。

简单来说，物联网既提升了医疗服务水平，也帮助医院实现了开源节流。

埃森哲（Accenture）在2017年发布的《2017年医疗物联网调查》中指出，到2020年，物联网在医疗领域的市场价值将达到1630亿美元，2015年至2020年间复合年增长率为381％。

报告显示，当今的医疗机构对于IoHT解决方案的投资比例，正随着IT预算的整体规模而增加。IT预算总额低于2600万美元的医疗机构，将其预算的58％用于投资物联网；预算总额为2600万-5000万美元的医疗机构，投资比例为96％；预算总额为5100万-1亿美元者，投资比例为104%；预算总额为1亿-2亿美元者，投资比例为126％；预算总额超过2亿美元者，投资比例则达到了137％。

国家智慧医疗评价指标体系的构建与物联网应用场景

2016年8月，中国医院杂志发表了一篇《国家智慧医疗评价指标体系的构建》的研究文章。该研究项目组受国家卫生计生委规划信息司委托，采用德尔菲法建立一套科学的国家智慧医疗评价指标体系。用于综合评价医院的智慧应用于管理水平，指导和促进医疗机构的智慧应用与建设。

参与咨询的专家主要来自信息化程度较高的三级医疗机构长期从事医院管理、卫生信息管理的管理者，专家权威系数较高。经过两轮咨询，专家在评价指标体系的构成及权重系数上基本达成一致。目前该评价指标体系已经在北京、上海、广东、浙江、江西、内蒙古、河北、黑龙江等多个省份开始进行内部测评。

其中标黄的部分为医疗物联网企业的潜在切入场景

在智慧医疗评估体系中，与医疗物联网应用场景相关的二级指标主要为基础设施（0764）、智慧患者（0237）、智慧管理(含行政、业务)（0130）、智慧护理（0085）、智慧后勤（0036）和智慧保障（0142）。根据这些信息，我们能够判断出物联网企业发力重点应该为两个方面，一是围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施；二是围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理。

事实果真是这样吗？

无锡，中国物联网起航之城

为了解目前医疗物联网的落地场景，动脉网整理和分析了国内的24家知名医疗物联网企业。

从图表中的数据发现，目前国内物联网企业最为集中的地方分别是北京、杭州、深圳和无锡。北京、深圳、杭州作为国内互联网企业最为集中的几个地区，并不让人意外。值得一提是无锡，这个有着“中国物联网起航之城”称号的城市。

从上世纪70年代起，无锡就开始引进半导体产业，在90年代，无锡实施了国家“908”工程。迄今，无锡已形成完整的IC设计、制造、封测产业链，是仅次于上海的中国IC产业产值第二大城市。

也正是由于IC产业是物联网产业链中不可或缺的一环，因此近年来，大量无锡IC设计企业将研发方向转入传感及RFID领域。几乎所有的设计企业都与物联网的配套相关，良好的IC产业基础使无锡成为物联网产业的天然襁褓。

在这24家企业中，本文整理出了14个医疗物联网的应用场景。分别是体征监测（心电、血糖、睡眠质量等）、移动护理（移动查房）、人员管理（护理人员定位、婴儿防盗、老人定位等）、输液管理、资产管理（血液管理、器械管理、高值耗材管理等）、远程转诊会诊、报警求助、手术室管理、环境监控（PM25、温湿度、光照等）、院内导航、标本送检、药品管理、冷链管理以及床旁交互。

根据应用场景的不同特性，本文将这14个场景分为两大属性，分别是医疗服务需求和成本控制需求。正如我们之前预料的那样，围绕患者服务为中心的护理、后勤和基础设施。以及围绕医院人财物为中心的保障和行政业务管理是物联网企业在医疗的落地重点。以下为这两种需求的分布图（仅供参考）：

由图可知，目前医院对于物联网的需求基本重点放在了提升医疗服务质量上。而成本控制方面，包括设备管理、耗材管理等应用还相对较少。

由于设备和耗材管理并不能为医院非常直观地反映成本控制的效果。再加上药品零差率和医疗付费方式改革，让医院不太愿意再在医疗器械等环节加大投入，所以这也导致了医院对于这方面的物联网应用热情度不高。但长期来看，医院通过物联网实现资产管理是必然的趋势，但仍然需要一定的接受时间。

针对体征监测、移动护理、人员管理、输液管理和资产管理这5大重点领域，本文分别采用了具体案例，来详细说明它们的真实落地情况。

4大应用场景落地案例

体征监测

随着医院重症病人、传染病人和发热病人的不断增加，护理人员需要频繁测量体温、脉搏等生命体征。传统测量体温等生命体征的方法和数据记录方法，不仅时间长、效率低，而且测量工作也费时费力。

物联网体温标签，采用物联网技术，对病人体温实现实时、连续、自动采集，变传统的体温测量为体温监护，为医院提供简约、智能的体温监测方案。

1、可连续采集，变体温测量为体温监护，第一时间发现病情拐点

2、24小时实时显示，提供体温信息可视化界面。

人员定位

基于物联网技术的人员定位管理系统，是Wi-Fi技术和RFID技术在医疗行业的典型应用。通过加强对特殊患者位置及动态的监管，能够真正做到“以患者管理为中心”。

该系统实现了对医院各类人群的精细化和智能化管理，精确的RoomLevel级和BedLevel级定位服务、自定义事件机制及多样化提醒方式，更加切合医院实际应用场景，物联网产生的感知信息丰富医疗信息数据的同时也为医护人员的日常工作带来极大的便利。

常见定位人员包含：医生、护士、病患、新生儿以及发送人员等其他医务工作者。

此外，三甲医院的新生儿普遍较多，如果不采用有效的标识，往往会造成婴儿错抱及婴儿被盗等问题，给医院及婴儿家庭带来灾难性的后果。

该婴儿防盗系统通过为婴儿和母亲佩戴有源的RFID远距离标签，实现母亲和婴儿的匹配。其中，母婴身份信息匹配管理功能包含在母亲标签中，婴儿标签一旦被佩戴至婴儿脚踝后，（未经允许） 私自取下，系统将自动产生报警信息。同时，系统可在婴儿活动空间内布置物联网AP用于采集婴儿的信息。配合在病区出入口安装出口监视器，从而实现对婴儿全方位，全时段的24小时监控。

输液管理

作为国家重点大学研究型附属医院的中山医院，每年门急诊量达280万余人次，收住病人6万人次。如此巨大的患者量，给医院的医护人员带来了极大的服务压力。对此，医院希望用物联网技术来帮助护士减轻工作量。

中山医院信息科的相关人员希望搭建一个部署简单、不绑定业务软件厂商的物联网平台，既能稳定支撑业务系统，又可以和现有的无线网络无缝对接的物联网方案。

由于这套系统可以实时监测输液余量，因此医护人员在工作中可以根据屏幕显示输液量，做到提前备药，提前换液。一旦出现某个病人输液速度过快的情况，系统便会自动报警，让医护人员实时掌握输液滴速，保证输液安全。

中山医院护理部主任表示：“过去，我们一直在寻求能提升护理质量和护理安全的好方法。使用了这套全闭环输液管理系统，既缩短了护理工作中输液所占用的时间，同时也极大程度规避了医疗风险事件，有效提升了患者的就医满意度。如今，工作轻松很多，呼叫铃声也变得很少，病区很安静，病人也比较满意，一切都变得井然有序。”

资产管理

过去医院的高值耗材，设备科发出去给科室，并不知道科室到底用在哪一位病人身上，是用了还是丢了。但如果引进物联网之后，就能形成一个全流程的闭环管理。比如耗材是在哪个科室申请的，哪个供应商供应的，采购价格是多少，进入库房之后，被哪个科室领用走了，最后用到哪个病人身上，医院都能一清二楚，因为这些信息都被系统一一记录在案。

在医疗设备方面，现阶段三甲医院固定资产较多，却少有医院能有准确的数据。财务科与设备科的报表差异大，在业内来看却十分正常。

某三甲医院院长称：“我们以前用的条码管理，每年盘点也至少要2个月，有些条码污损还读不出来，而且条码信息量比较少，不能确保数据准确，如果用上RFID电子标签读取，信息量会很完善，全程可追溯，估计1周就能全部完成。”

过去，医院在总体效益好的时候会倾向于增购设备。但在精细化管理之后，医院设备科会先对每台设备的效益进行分析，如果发现其中某台设备的使用率较低，那么就意味着，医院并不需要再购买新的设备，只需要提高这台设备的利用率即可。

很多时候医院修一套设备，比买台新的还贵，因为没参考数据。现在管理人员通过物联网平台，买设备的费用、设备的营收、维修的花销，整个产品的利用曲线都能了如指掌。

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量子限制
我们会碰到的下一个限制要更加严峻。当电子元件变得足够小，物理定律会开始改变，而我们则会进入量子世界。由于电子元件不再会按照我们预期当中的方式运作，这就需要开发出新的调试方式。但除了让我们感到头痛之外，量子世界还带来了机遇——我们可以去利用物质的新特性。
随着物联网技术的发展，我们将会看到单独的设备变得更小也更繁杂。而这样的结果就像是德州仪器的Gene Frantz和Dave Freeman在2012年的白皮书当中所描述的那样：“围绕着我们的智能技术迷雾会让我们的生活变得更加安全和舒适”。
“最终，我们会看到数以万亿计的这种设备，相当于这个地球上千千万万的男人、女人和小孩，”他们写道，“智能化的风潮将无处不在，并帮助我们保持身体的健康，家宅的安全，城市的效率，而更为重要的，会把对于宝贵自然资源的浪费降到最低。”
我们可以把这些数以万亿计的网络节点和不同的部件装备在一起，来制作出新型的物质，并通过计算机指令对其进行控制。
试想一下，一团雾可以在按下开关后凝固，或者是胶泥装的物质能够随意改变自己的形状，又或者我们可以去收集到外星球上每一寸土地的信息。在这几十年里，纳米技术曾经幻想过这些可能性，而现在，我们真的可以让它们变成现实了。
电子黏土
也许最容易去想象的是一种名为“电子黏土”的概念，这是由卡内基·梅隆大学大学的两位博士——Seth Copen Goldstein和Todd Mowry所率先发起了。他们所研发的泥土当中包含着大量名为“catom”的物质，每一个catom可以被单独编程，其长度不足1毫米。这也就意味着一升的这种电子黏土当中会包含数以百万计的元件，并形成你喜欢的任何样子。
Jason Cambell是英特尔实验室的一名高级研究院，他一直负责着这家科技巨头的电子黏土项目，直至其在2010年的终结。
“我认为电子黏土可以形成我们能够通过软件控制的财产，”他解释道，“这种能力可以让我们对形状进行录制和回放，就像是今天录制音频和视频一样。”
而这可以让我们通过网络来发送握手、3D设计、甚至是亲吻。
“我们觉得在5年的时间里、或者是拥有了数百万美元的研发投资之后，开发出批量的catom是可能的，”Campbell说，“但在如此小的规模下进行研究成本要高得多，我们也还无法获得那种等级的投资。”Goldstein的实验室目前依然在研究这个项目。
智能尘土
除了为这些微型节点装备上使其变成黏土状的元件，我们还可以为其加入传感器。在1997年，来自加州大学的Kris Pister代表美国国防部DARPA探索了这种可能性。他的研究项目名为“智能尘土”。
每一片飘扬在空气中的智能尘土都带有电源供应、一枚传感器、一些电路、还有和其他节点进行通讯的方式。它们可以测量任何东西，包括温度、湿度、动作、化学特性和脑电波。由于非常微小，它们可以无处不在。如果你认为美国国安局的数据收集很吓人，那么你绝对得留意这种东西。
对比Pister当初的研究，智能尘土的概念已经了某种程度的分化。现在，该领域的主要研究是由格拉斯哥大学John Barker的纳米电子实验室所完成的。他解释了智能尘土在军事领域和太空探索的应用。
“智能尘土可以被放进星星探测器的头锥，”他说，“并被注入到该星球的大气当中，并随风传播。”
Utility Fog
而最令人神往的可能性来自于电子黏土和智能尘土的结合了。Utility Fog是John Storrs Hall在1992年所创造的概念，它所代表的是名为“foglet”的微型机器人，后者可在常规环境下广泛传播，但会根据命令结合称任意形状。
Hall所预想的一种可能应用是将其作为安全带的纳米技术替代品——你可以随意在车里移动，但如果检测到事故发生，Foglet会立刻冻结你身体周围的空气，把你包围在安全的网络当中。并在数以百万计的微小连接当中分散冲击力。
他解释道，它甚至能够代替建筑物、汽车或者是其他事物。“它看上去可能像一座公园、一片森林，如果人们的想象力足够丰富，我们说不定还会看到罗马古城，”他说道，“它可以作为护盾、服装、电话、计算机和汽车。它还可以变成任何普通的家庭物品，在需要时凭空出现（并随后消失不见）。”
技术成熟度曲线
这些技术听上去可能还非常遥远，但会在很大程度上改变我们周围的世界——这只是个时间问题。
智能尘土已经出现在的Gartner为新型技术所绘制的技术成熟度曲线当中，他们预计这项技术会在10年左右的时间里达到成熟。
这些技术的生产环节目前还尚处于萌芽阶段，但随着研究的深入，物联网之上的世界将会变得非常不同。

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