什麼是物聯網？物聯網應用、產業趨勢、未來發展報你知！
IoT物聯網是什麼？有哪些設備會用到物聯網的技術？本文將介紹物聯網定義、運作原理與框架、發展歷史，並分享物聯網應用、常見設備、未來發展，幫助你掌握科技趨勢，迎接智慧時代的到來！
目錄
一、何謂物聯網？IoT 物聯網的定義與發展歷史
（一）物聯網是什麼？物聯網定義說明
（二）物聯網從何而來？物聯網的發展歷史
二、重要物聯網應用有哪些？5 大各領域的物聯網設備與應用介紹
物聯網應用 1：工業 4.0／智慧製造
物聯網應用 2：智慧城市
物聯網應用 3：智慧醫療
物聯網應用 4：智慧零售
物聯網應用 5：智慧家庭
三、物聯網如何運作？物聯網組成架構與運作原理
（一）感應層（Sensor Layer）
（二）網路層（Internet Layer）
（三）應用層（Application Layer）
四、生活中常見的物聯網設備有哪些？5 大設備類型與特點介紹！
1. 工業 IoT 裝置（Industrial IoT Devices）
2. 感測器（Sensors）
3. 處理器（Processors）
4. 穿戴式裝置（Wearable Devices）
5. 智慧家居設備（Smart Home Devices）
五、未來的物聯網技術與產業發展趨勢為何？
（一）加深 AI 學習，帶來創新應用
（二）提升網路連接與傳輸速度
（三）透過物聯網技術促進環境永續發展
（四）加強資訊安全，保護數據與使用者隱私
六、軟硬體整合交由專業物聯網設計開發公司｜OPEN LiFE 智慧時尚
一、何謂物聯網？IoT 物聯網的定義與發展歷史
（一）物聯網是什麼？物聯網定義說明
物聯網（Internet of Things，簡稱 IoT）是一種將日常生活中「實體設備（物）」透過網路連接，進行設備間的數據交換與分析的技術。
這些設備包含家用電器、醫療設備到大型工業機器等，透過感測器、軟體以及其他技術與網路連結，實現數據的實時傳遞，進一步讓設備之間進行溝通協作，提升整體系統的效率。
建構一個完整的物聯網系統，依照理論應經歷以下 5C 核心階段：
- 連接（Connection）：連接的意思是透過物聯網技術，讓各種不同的設備間互相串聯，達到資訊蒐集的目的。
- 轉換（Conversion）：轉換是指將設備的各項資訊，轉換為可分析、利用的數據，透過數據分析來調整設備或流程。
- 聯網（Cyber）：聯網是指將所有設備連接網路後，設備間應形成一個可以同步且互相影響、連動的「數位工廠」，調整單一設備數據，即會自動化調整其他關聯裝置。
- 認知（Cognition）：認知是指導入人工智慧技術，讓 AI 從大量的數據中分析學習，可以讓設備自我學習，並獲得改善工作安排的能力。
- 組態（Configurtion）：組態是指設備經過上述連接、轉換、聯網與認知階段後，可以分析環境與各種指令，自動替設備選擇最佳化模式或結果，也是物聯網系統所追求的最高層級。
（二）物聯網從何而來？物聯網的發展歷史
物聯網的發展歷程其實比我們想像的還要悠久，早在西元 1980 年代，就出現了將自動販賣機連上網路的物聯網雛形，當時，工程師們為了解決到自動販賣機經常買不到可樂的缺貨問題，因此將販賣機連上網路，方便隨時透過查詢庫存，這個看似簡單的應用，卻開啟了物聯網發展的大門。
直到西元 1999 年，美國麻省理工學院 Auto –ID 中心主任 Kevin Ashton 提出了「Internet of Things」基本概念，才讓物聯網的概念廣為人知。
隨後，隨著條碼掃描、RFID、IPv6、Bluetooth、Wi-Fi 等各種技術的成熟，物聯網的技術運用開始快速發展。從西元 2000 年問世的第一台智慧冰箱開始，智慧家電、智慧製造等研究如火如荼地發展，不僅帶來更便利的生活，也提高了工業生產效率。
到了西元 2010 年代，雲端運算技術的崛起，將物聯網的發展邁入新的階段。雲端運算能處理龐大的數據，並提供強大的運算能力，讓裝置蒐集與處理資訊的能力全面提升，增加物聯網數據處理的效率與即時性。
至西元 2020 年代，5G 網路的普及，更進一步推動了物聯網的發展。5G 網路高速、低延遲的特點，讓更多的設備能夠連接在一起，形成更龐大的物聯網網絡。這為智慧城市、工業 4.0 等應用場景提供了堅實的基礎。
時至今日，物聯網與人工智慧的結合，讓 AI 能夠從物聯網設備蒐集的大量數據中學習，並進行更精準的預測和決策；而物聯網也能透過 AI 的輔助，實現更智慧化的運作，兩者相輔相成，共同推動著技術的進步。
物聯網從一個簡單的想法，發展至今，已逐步成為一個複雜且龐大的系統，從最初的單一設備連網，到現在的萬物互聯，物聯網改變了我們的生產和生活方式，帶來更多的便利性。
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二、重要物聯網應用有哪些？各領域的物聯網設備與應用介紹
物聯網應用 1：工業 4.0／智慧製造
工業物聯網（Industrial Internet of Things，簡稱 IIoT）是第四次工業革命的核心之一，它將傳統的工業生產模式轉型為高度智慧化、自動化和互聯的生產系統，工業革命每個階段的變化如下：
- 工業 1.0：從蒸汽機的發明開始，迎來機械化生產的時代。
- 工業 2.0：以電力取代蒸氣，更加提高生產效率。
- 工業 3.0：開始導入電腦系統，讓工業進入資訊化的時代。
- 工業 4.0：開始導入物聯網、大數據、人工智慧等技術，打造「智慧工廠」。
IIoT 透過將生產過程中的各個環節，如設備、產品、人員等，連接成一個龐大的網路，實現了數據的即時蒐集、分析和應用，進而提高生產效率、降低成本、提升產品品質。
工業物聯網在製造業中最常見的應用就是「品質控管（QC）」，傳統的品質檢測往往依賴人工檢測，效率低且容易出錯。而 IIoT 的導入，可以藉由搭載圖像辨識功能的 AI 物聯網裝置，對產品進行實時、非接觸式的檢測。這些裝置能夠快速識別產品表面缺陷、尺寸偏差等問題，並將檢測結果傳送至系統進行分析，實現自動化的品質判斷。
物聯網應用 2：智慧城市
智慧城市意思就是將數位科技與城市運作緊密結合，透過數據分析與即時資訊，提升市民生活品質，同時有效管理城市資源。而物聯網在「智慧城市」中扮演了重要角色，透過物聯網將城市的各種設備、設施與系統連接起來，形成一個龐大的網路。
這些連網的設備可以收集大量的數據，例如交通流量、空氣品質、能源消耗等，再透過雲端平台進行分析，並提供給城市管理者和市民參考。
以交通運輸為例，物聯網可以提供城市的即時交通資訊，蒐集並彙整實時的交通流量、車速等數據，幫助市民選擇最佳路線。此外，也可以藉由交通流量的分析，動態調整交通號誌的時間，提高道路使用效率，減少塞車問題發生。
物聯網應用 3：智慧醫療
智慧醫療是將物聯網技術導入醫療領域，透過網路、雲端平台和智慧連網裝置，實現更精準、高效、便捷的醫療服務，不僅僅是醫療設備的升級，而是整個醫療體系的數位轉型。
透過物聯網，各式各樣的醫療設備、穿戴裝置、感測器等都能連接起來，能夠蒐集大量的患者生理數據，例如心率、血壓、血糖等，並將這些數據傳輸到雲端平台進行分析，幫助醫生和患者及早發現疾病徵兆。
電子病歷、遠端照護也都是常見的智慧醫療應用案例，隨著物聯網技術的不断成熟，智慧醫療的應用範圍將會不斷擴大，繼續提高醫療品質、促進醫學研究，為人類的健康福祉做出更大的貢獻。
物聯網應用 4：智慧零售
智慧零售是零售業邁向數位轉型的重要一步，透過導入物聯網、人工智慧等科技，將線下實體店面與線上數位渠道緊密結合，提供消費者更個人化、更便利的購物體驗。
藉由物聯網將門市貨架、商品、感測器等連接成一個龐大的網路，零售商可以精準掌握店內的各種數據，例如商品銷售情況、庫存狀況、顧客行為等，透過數據的收集和分析，為零售商提供了更深入的洞察，讓決策層可以及時調整營運方針。
舉例而言，透過安裝在店內的感測器，可以精準地捕捉顧客在店內的移動軌跡、停留時間等數據。這些數據可以幫助零售業者分析店內的人流熱區和人潮高峰時段，從而更有效地配置人力資源。例如，在人流密集區域增加店員，提供更及時的服務；在人流較少的區域，則可以減少店員的數量，降低人力成本。
物聯網應用 5：智慧家庭
智慧家庭是將我們日常生活中所使用的家電用品，透過網路與各種感測器連接起來，形成一個智能的家居環境，提供更便利的生活方式，也能提高生活品質。
透過物聯網，我們可以將家中的燈具、空調、冰箱、安全系統等各種設備連接起來，形成一個互聯互通的網絡。這些設備可以根據我們的指令或預設的程序自動運行，也可以通過手機 APP 或語音助手進行遠程控制，也能記錄屋主的使用習慣，打造個人化的自動調整或開關設定，為人們帶來更加便捷、舒適和安全的生活。
三、物聯網如何運作？透過網路串連各種設備的物聯網運作方式解析
物聯網的運作架構由下到上可以分為感應層、網路層和應用層 3 層，每一層都負責不同的功能，由感測層開始蒐集各種設備的資訊，透過網路層傳輸，由應用層整合所有數據並投入到實際應用中。
| 層級 | 主要功能 | 應用範例 |
| 感應層 | 透過識別技術與感測設備蒐集環境與設備狀態數據，並轉化為可辨識訊號 |
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| 網路層 | 負責將感測層蒐集的數據透過網路傳輸至雲端或應用系統，確保數據傳輸穩定可靠 |
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| 應用層 | 接收並分析來自網路層的數據，轉化為有價值的應用 |
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（一）感應層（Sensor Layer）
感應層是由各種辨識技術與感測設備組成：
- 辨識技術：可以快速分辨不同的物品，例如：透過條碼、QR Code、RFID、NFC 等技術，來定義不同物品或裝置的身分。
- 感測設備：可以幫忙監控環境或物體的變化的裝置，包含溫度、濕度、音量、壓力等各種感測器，感應層就是負責將這些變化數據蒐集後，轉化為電腦可辨識的訊號，方便後續利用。
藉由識別技術和感測設備的搭配，能夠快速掌握每種裝置的不同狀態，例如，家中客廳和臥室各安裝一台智慧冷氣機，透過識別技術可以清楚分辨訊號來自哪台冷氣機，讓使用者透過手機就可以看到兩台冷氣機不同的狀態，如溫度、風速等資料，並且透過手機控制冷氣開關，將訊號發送給正確的設備。
（二）網路層（Internet Layer）
網路層是銜接物聯網感應層和應用層的橋樑，如同人體的神經系統，負責將感測層蒐集到的各種數據，透過網路傳輸到網路層是銜接物聯網感應層和應用層的橋樑，如同人體的神經系統，負責將感測層蒐集到的各種數據，透過網路傳輸到雲端平台或其他應用系統進行分析、處理。
網路層的主要功能是透過 5G、Wi-Fi、Bluetooth、LoRa、NB-IoT 等技術，提供穩定可靠的數據傳輸，通過選擇合適的網絡技術和協議，可以實現高效、可靠的數據傳輸，為各種物聯網應用提供堅實的基礎。
根據通訊範圍與應用需求，網路層可進一步分為短距離無線通訊與長距離無線通訊：
- 長距離無線通訊：常見的長距離通訊應用就是電信網路通訊技術，如 3G / 4G LTE、5G，主要優勢在於覆蓋範圍廣、低功耗、支持大量設備連接，但傳輸速率通常較低，因此適用於需大範圍控制的智慧城市、遠端監控、物流追蹤等應用上。
- 短距離無線通訊：常見的短距離通訊如 Wi-Fi、藍芽、ZigBee，特點是頻段穩定、數據傳輸速度快，但功耗相對較高，因此適合用來控制有限範圍內的多個設備互聯，例如工廠、智慧家庭、醫療設備等場域。
（三）應用層（Application Layer）
應用層負責接收來自網路層的數據，並進行分析、處理，最終提供有價值的服務。換句話說，應用層是使用者直接互動的部分，它決定了物聯網系統能夠實現哪些功能。
雲端運算、大數據分析、人工智慧等技術，都是在應用層與蒐集到的數據結合後，才能協助把數據轉化為有用的服務，如遠端監控、自動化排程、自動駕駛等，為生產與生活帶來便利，實現智慧家居、智慧工廠等各種不同領域的應用。
在物聯網的應用層中，主流的通訊協定可分為兩種：
- MQTT（訊息佇列遙測傳輸）：MQTT 建立於 TCP/IP 協定 之上，確保數據能夠穩定傳輸。其特點是能夠建立穩定的端對端連接，確保數據封包能夠完整、正確地依序傳送並成功抵達接收端，還能進行錯誤修正。因此，MQTT 特別適用於需要高可靠性數據傳輸的物聯網應用，如智慧農業、遠端監控、智慧工廠等。不過，由於 MQTT 需要伺服器與裝置之間交換大量數據封包，因此耗能較高，需要穩定的供電。
- UDP（使用者資料包協定）：UDP 則是一種無連接的傳輸協定，與 MQTT 不同，它不會事先建立連線，也不確保數據封包依序傳輸或完全接收。也就是說，UDP 可能會有數據封包遺失或重複的情況，但它的優勢在於低耗能、傳輸速度快，適用於對即時性要求較高、但可容忍部分數據遺失的應用場景，例如即時定位、影音串流、即時感測數據傳輸等。
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四、生活中常見的物聯網設備有哪些？5 大設備類型與特點介紹！
1. 感測器（Sensors）
感測器是物聯網的核心設備，負責偵測環境變化，並將數據傳輸至處理器或雲端進行分析。根據用途不同，感測器的種類也很多元，應用範圍涵蓋家居、醫療、工業等領域。
常見感測器類型：
- 溫濕度感測器：監測環境溫度與濕度，常見於智慧家居、農業、冷鏈物流。
- 光線感測器：感知光照強度，用於自動調節照明設備。
- 壓力感測器：可應用於醫療設備（如血壓計）或工業管道監測。
- 動作感測器：用於智慧安防，如監測門窗開關或人體移動偵測。
2. 處理器（Processors）
處理器負責計算與分析感測器傳輸的數據，並驅動設備執行相應的指令。這些處理器通常內建於智慧裝置內，讓裝置能夠自主運作或與雲端聯動。
常見處理器類型：
- 微控制器（MCU）：適用於智慧家電、小型 IoT 設備。
3. 穿戴式裝置（Wearable Devices）
穿戴式裝置能夠監測個人健康數據，並透過藍牙或 Wi-Fi 與手機 App 連接，進行數據同步與分析。
常見穿戴式裝置：
- 智慧手錶：可記錄心率、步數、血氧等健康數據。
- 智慧手環：提供運動監測、睡眠分析等功能。
- 智慧眼鏡：可整合擴增實境（AR）與即時資訊顯示。
4. 智慧家居設備（Smart Home Devices）
智慧家居設備能夠透過手機 App、語音助理或自動化場景進行控制，提升家庭便利性與安全性。
常見智慧家居設備：
- 智慧燈泡：可遠端調整亮度、顏色，並與語音助理連動。
- 智慧門鎖：支援指紋、密碼、遠端解鎖，提升居家安全性。
5. 工業 IoT 裝置（Industrial IoT Devices）
工業物聯網（IIoT）設備用於工廠、物流、智慧城市等領域，幫助提升生產效率、減少人力成本。
常見工業 IoT 設備：
- 工業感測器：監測機械運作狀況，如震動、溫度、壓力等，預防設備故障。
- 智慧監控系統：透過 AI 影像分析與遠端監控，提升工廠與倉儲管理效能。
- 自動化設備：如機器人手臂、AGV 無人搬運車，提高生產與物流運作效率。
五、未來的物聯網技術與產業發展趨勢為何？
（一）加深 AI 學習，帶來創新應用
AI 與物聯網的深度整合將是未來物聯網發展的主流趨勢，透過 AI 分析，能夠從大量蒐集的數據中學習，並不斷優化系統的運作，AI 的加入將為各行各業帶來更多的創新應用，提升生產效率和服務品質。
例如，在製造業中，AI 可以透過分析感測器數據，預測設備故障，實現預測性維護；在醫療領域，導入 AI 系統記錄患者在家自己測量的血壓數據，可以輔助醫生進行診斷，提供更精準的治療方案。
（二）提升網路連接與傳輸速度
隨著通訊技術發展，穩定且快速的網路傳輸功能，讓物聯網可以提供更即時、快速的判斷與反應，將物聯網技術運用到對即時性需求更高的設備中，如自動駕駛、智慧交通等。
此外，隨著網際網路的普及，搭配穩定的連線速度，就能同時讓更多設備連線至網路中，組成更大的物聯網系統，從智慧家庭擴展到智慧城市與智慧生活。
（三）透過物聯網技術促進環境永續發展
物聯網技術將在環境保護方面發揮重要作用。透過物聯網感測器，我們可以監測空氣、水質等環境指標，並及時發現環境污染問題。物聯網還可以優化能源管理，降低能源消耗，促進可持續發展。
（四）加強資訊安全，保護數據與使用者隱私
資訊安全將成為物聯網發展的重中之重。隨著物聯網設備的數量不斷增加，網絡攻擊的風險也隨之升高。因此，加強物聯網系統的安全性，保護數據和用戶隱私，將是未來發展的關鍵。
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