Для чего нужен интернет вещей

Содержание

История [ править | править код ]

Концепция и термин для неё впервые сформулированы основателем исследовательской группы Auto- > ( англ. ) при Массачусетском технологическом институте Кевином Эштоном (англ. Kevin Ashton ) [5] в 1999 году на презентации для руководства Procter & Gamble. В презентации рассказывалось о том, как всеобъемлющее внедрение радиочастотных меток сможет видоизменить систему управления логистическими цепями в корпорации [6] .

В 2004 году в Scientific American опубликована обширная статья [7] , посвящённая «интернету вещей», наглядно показывающая возможности концепции в бытовом применении: в статье приведена иллюстрация, показывающая как бытовые приборы (будильник, кондиционер), домашние системы (система садового полива, охранная система, система освещения), датчики (тепловые, датчики освещённости и движения) и «вещи» (например, лекарственные препараты, снабжённые идентификационной меткой) взаимодействуют друг с другом посредством коммуникационных сетей (инфракрасных, беспроводных, силовых и слаботочных сетей) и обеспечивают полностью автоматическое выполнение процессов (включают кофеварку, изменяют освещённость, напоминают о приёме лекарств, поддерживают температуру, обеспечивают полив сада, позволяют сберегать энергию и управлять её потреблением). Сами по себе представленные варианты домашней автоматизации не были новыми, но упор в публикации на объединении устройств и «вещей» в единую вычислительную сеть, обслуживаемую интернет-протоколами, и рассмотрение «интернета вещей» как особого явления способствовали обретению концепцией широкой популярности [2] .

В отчёте Национального разведывательного совета США (англ. National Intelligence Council ) 2008 года «интернет вещей» фигурирует как одна из шести подрывных технологий, указывается, что повсеместное и незаметное для потребителей превращение в интернет-узлы таких распространённых вещей, как товарная упаковка, мебель, бумажные документы, может заметно повысить риски в сфере национальной информационной безопасности [8] .

Период с 2008 по 2009 год аналитики корпорации Cisco считают «настоящим рождением „интернета вещей“», так как, по их оценкам, именно в этом промежутке количество устройств, подключённых к глобальной сети, превысило численность населения Земли [9] , тем самым «интернет людей» стал «интернетом вещей».

С 2009 года при поддержке Еврокомиссии в Брюсселе ежегодно проводится конференция «Internet of Things» [10] [11] , на которой представляют доклады еврокомиссары и депутаты Европарламента, правительственные чиновники из европейских стран, руководители таких компаний как SAP, SAS Institute, Telefónica, ведущие учёные крупных университетов и исследовательских лабораторий.

С начала 2010-х годов «интернет вещей» становится движущей силой парадигмы «туманных вычислений» (англ. fog computing ), распространяющей принципы облачных вычислений от центров обработки данных к огромному количеству взаимодействующих географически распределённых устройств, которая рассматривается как платформа «интернета вещей» [12] [13] .

Начиная с 2011 года Gartner помещает «интернет вещей» в общий цикл хайпа новых технологий на этап «технологического триггера» с указанием срока становления более 10 лет, а с 2012 года периодически выпускается специализированный «цикл хайпа интернета вещей» [14] .

Технологии [ править | править код ]

Средства идентификации [ править | править код ]

Задействование в «интернете вещей» предметов физического мира, не обязательно оснащённых средствами подключения к сетям передачи данных, требует применения технологий идентификации этих предметов («вещей»). Хотя толчком для появления концепции стала технология RFID, но в качестве таких технологий могут использоваться все средства, применяемые для автоматической идентификации: оптически распознаваемые идентификаторы (штрихкоды, Data Matrix, QR-коды), средства определения местонахождения в режиме реального времени. При всеобъемлющем распространении «интернета вещей» принципиально обеспечить уникальность идентификаторов объектов, что, в свою очередь, требует стандартизации.

Для объектов, непосредственно подключённых к интернет-сетям, традиционный идентификатор — MAC-адрес сетевого адаптера, позволяющий идентифицировать устройство на канальном уровне, при этом диапазон доступных адресов практически неисчерпаем (2 48 адресов в пространстве MAC-48), а использование идентификатора канального уровня не слишком удобно для приложений. Более широкие возможности по идентификации для таких устройств даёт протокол IPv6, обеспечивающий уникальными адресами сетевого уровня не менее 300 млн устройств на одного жителя Земли.

Читайте также:  Фэйсбук ру моя страница вконтакте

Средства измерения [ править | править код ]

Особую роль в интернете вещей играют средства измерения, обеспечивающие преобразование сведений о внешней среде в машиночитаемые данные, и тем самым наполняющие вычислительную среду значимой информацией. Используется широкий класс средств измерения, от элементарных датчиков (например, температуры, давления, освещённости), приборов учёта потребления (таких, как интеллектуальные счётчики) до сложных интегрированных измерительных систем. В рамках концепции «интернета вещей» принципиально объединение средств измерения в сети (такие, как беспроводные датчиковые сети, измерительные комплексы), за счёт чего возможно построение систем межмашинного взаимодействия.

Как особая практическая проблема внедрения «интернета вещей» отмечается необходимость обеспечения максимальной автономности средств измерения, прежде всего, проблема энергоснабжения датчиков. Нахождение эффективных решений, обеспечивающих автономное питание сенсоров (использование фотоэлементов, преобразование энергии вибрации, воздушных потоков, использование беспроводной передачи электричества), позволяет масштабировать сенсорные сети без повышения затрат на обслуживание (в виде смены батареек или подзарядки аккумуляторов датчиков).

Средства передачи данных [ править | править код ]

Спектр возможных технологий передачи данных охватывает все возможные средства беспроводных и проводных сетей.

Для беспроводной передачи данных особо важную роль в построении «интернета вещей» играют такие качества, как эффективность в условиях низких скоростей, отказоустойчивость, адаптивность, возможность самоорганизации. Основной интерес в этом качестве представляет стандарт IEEE 802.15.4, определяющий физический слой и управление доступом для организации энергоэффективных персональных сетей, и являющийся основой для таких протоколов, как ZigBee, WirelessHart, MiWi, 6LoWPAN, LPWAN.

Среди проводных технологий важную роль в проникновении «интернета вещей» играют решения PLC — технологии построения сетей передачи данных по линиям электропередачи, так как во многих приложениях присутствует доступ к электросетям (например, торговые автоматы, банкоматы, интеллектуальные счётчики, контроллеры освещения изначально подключены к сети электроснабжения). 6LoWPAN, реализующий слой IPv6 как над IEEE 802.15.4, так и над PLC, будучи открытым протоколом, стандартизуемым IETF, отмечается как особо важный для развития «интернета вещей» [15] .

Средства обработки данных [ править | править код ]

Прогнозы [ править | править код ]

По оценкам компании Ericsson, в 2018 году число датчиков и устройств интернета вещей должно было превысить количество мобильных телефонов, совокупный среднегодовой темп роста данного сегмента в период с 2015 по 2021 год ожидался на уровне 23%, к 2021 году прогнозируется, что из приблизительно 28 млрд подключённых устройств по всему миру, около 16 миллиардов будут так или иначе связаны в рамках концепции интернета вещей.

  • Игорь Илюнин глава практики IoT сети компаний DataArt

По оценке Глобального института McKinsey, до 2025 года интернет вещей будет ежегодно приносить мировой экономике от $3,9 до $11,1 трлн. IoT применяется практически в любой сфере — с его помощью можно следить за здоровьем, энергопотреблением, перемещением автомобилей, товаров и людей, создать умный дом, город или завод. Рассказываем, чем интернет вещей полезен компаниям и как развернуть IoT-платформу с минимальными усилиями и затратами.

Internet of Things (интернет вещей) — это объединение в сеть самых разных устройств. Единая сеть позволяет получать данные и эффективно управлять устройствами на основе поступающей от них информации.

Где и зачем

IoT-технологии успешно используются практически в любой индустрии — от авиаперевозок (с датчиков на самолётах данные могут поступать в специальные приложения на смартфонах пассажиров) до сельского хозяйства (автоматизация полива, умные кормушки и пластыри, передающие информацию о состоянии животных).

Безопасность на дороге. Умные автомобили (точнее, установленные на них сенсоры) способны определить расстояние до ближайшей машины, проанализировать погодные условия и оценить обстановку на дороге в целом.

Выбор маршрута. IoT-решения для смарткаров хорошо интегрируются с различными картографическими сервисами, которые предупреждают о пробках и предлагают варианты проезда. Маршрут умного автомобиля может строиться и на основе исторических данных: например, если в вашем городе все едут на работу к девяти утра, а в шесть вечера возвращаются домой, машина может предложить вам выехать на полчаса раньше или объехать проблемные участки на границе жилых и деловых кварталов.

Техобслуживание. Возможно, в скором времени владельцу автомобиля, оснащенного сенсорами, не придется ездить в сервис для диагностики: все данные о состоянии машины могут отправляться в облако обслуживающей компании автоматически. Любая неисправность определяется мгновенно, в большинстве случаев её даже удается предупредить — специалисты по ремонту сами приезжают и чинят поломанное или регулируют то, что может сломаться в ближайшее время.

Логистика. Профессиональные логисты уже давно наблюдают за передвижениями грузовиков: следят, как водитель использует топливо (в частности, не сливает ли), проверяют температуру внутри рефрижераторов или угол расположения контейнеров внутри фуры. Сейчас можно следить и за перемещениями отдельной коробки с товаром — от момента упаковки до выкладки на полку магазина.

Читайте также:  Как изменять размер экрана

Атмосфера в городе. Другое популярное направление развития IoT — «умные города». Сенсоры на объектах городской инфраструктуры — от трамваев и троллейбусов до столбов уличного освещения — позволяют следить за уровнем углекислого газа в административных зданиях или управлять сервисами продажи билетов.

Коммунальные службы. С помощью умных городских мусорных баков (уже достаточно распространенных) можно корректировать маршруты мусоровозов и собирать отходы в первую очередь там, где они быстрее накапливаются. А на мусоровозы можно установить датчики вибраций, собирающие данные о состоянии дорог.

Энергопотребление. Энергокомпании используют IoT при дистрибуции энергии, а также предлагают потребителям программы по технологии «умный дом». В Нью-Йорке энергетики управляют спросом на электроэнергию с помощью программы Demand Response. Крупные кабели там проложены под землей и в жаркую погоду во время пиковых нагрузок могут расплавиться, оставив целые кварталы без света. Менять их очень сложно. Потребитель может поставить умный термостат: когда спрос на электроэнергию приближается к пику, программа предложит временно выключить кондиционер, чтобы уменьшить энергопотребление.

Умные счетчики — не новость, но сейчас появились устройства, которые умеют дезагрегировать энергию. Такой счётчик по модели энергопотребления может определить тип включённого прибора. В счете за электричество будет видно, во сколько обходится система кондиционирования или освещение вашего офиса.

Производство. Industrial IoT — интернет вещей в промышленном производстве. Сенсоры на конвейерах покажут, попала ли деталь из точки А в точку Б (а также в каком она сейчас состоянии и что с ней происходило до этого). А если по какой-то причине цепочка останавливается — восстановят все действия, предшествовавшие проблеме.

Выбор платформы

Для хранения и обработки информации с оснащенных датчиками устройств необходима технологическая платформа. Это может быть нативный облачный сервис или платформа с открытым кодом.

Немало компаний (Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Cloud, IBM) предлагают нативные облачные IoT-сервисы. У каждого своя специфика, однако все поставщики стараются охватить максимальное количество функций, полезных бизнесу.

Облачный сервис будет автоматически масштабироваться при росте или снижении нагрузки.

Скорее всего, он будет спроектирован отказоустойчивым и сможет поддерживать интеграцию с остальными сервисами платформы.

Вы всегда можете перейти с одной платформы на другую (любой из крупных IoT-сервисов поддерживает основные протоколы, прежде всего MQTT — легковесный сетевой протокол для общения между девайсами, созданный почти 20 лет назад компанией IBM).

Вам не нужно создавать свою систему, разворачивать ее и углубляться в детали — вы оплачиваете либо сообщения, отправленные устройствами в облако, либо трафик, либо часы работы.

Сервис отлично работает, пока ваши датчики шлют не слишком много информации и по умолчанию поддерживают MQTT.

Если понадобится аналитика и дополнительные сервисы данного облака, «переехать» на другую платформу гораздо сложнее.

Существуют различные модели оплаты облачных платформ. Если стоимость зависит от количества сообщений, то чем больше устройств отправляют данные в облако, тем дороже сервис. Здесь важно оценить, в какую сумму выльется поддержка одного девайса. Облачная IoT-платформа — идеальный вариант для небольшой компании, но для производителя жизненно важного продукта, который ежесекундно получает сообщения из десятков тысяч точек, решение может быть слишком дорогим.

Платформы с открытым кодом

Платформы с открытым исходным кодом (основная альтернатива облачным сервисам) освобождают пользователя от регулярных платежей за количество отправленных и полученных сообщений, но требуют его участия в управлении системой. В 90% случаев платформа будет работать абсолютно автономно, но в 10% — понадобится собственный инженер.

Индивидуальная настройка: платформу с исходным кодом легче адаптировать под нужды конкретного бизнеса. Большинство открытых платформ поддерживают сразу несколько протоколов, что добавляет гибкости и больше возможностей интеграции.

Безопасность: платформу можно развернуть в облаке, в собственной инфраструктуре или в гибридном режиме, когда одна часть платформы использует облако для большей гибкости и отказоустойчивости, а другая — ваш дата-центр (для хранения чувствительных данных).

Низкая цена. Открытые платформы бесплатны (например, DeviceHive или Thingsboard). Основные статьи расхода — зарплата инженера, способного управлять и настраивать платформу, и стоимость инфраструктуры (даже при больших объемах сообщений она будет существенно ниже стоимости облачного IoT сервиса).

В отличие от облачной платформы, нет полной автономности в масштабировании и отказоустойчивости, может потребоваться инженер или команда для поддержки.

Поддержка платформы также может лечь на плечи вашей команды, если проект не очень активно развивается или его коммерчески не поддерживает какая-нибудь компания.

Расскажем, что такое интернет вещей, зачем он нужен и какое будущее нас ждёт: от фантастики к реальной жизни.

Что такое интернет вещей

Сейчас многие говорят про интернет вещей, но не все понимают, что это такое.

Если верить «Википедии», это концепция вычислительной сети физических объектов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.

Говоря простым языком, интернет вещей — это некая сеть, в которую объединены вещи. Причём под вещами я подразумеваю всё что угодно: автомобиль, утюг, мебель, тапочки. Всё это сможет «общаться» друг с другом без участия человека при помощи передаваемых данных.

Читайте также:  Avermedia game capture hd2

Появление подобной системы было ожидаемо, ведь лень — двигатель прогресса. Не придётся утром идти к кофеварке, чтобы сделать кофе. Она уже знает, когда вы обычно просыпаетесь, и к этому времени сама сварит ароматный кофе. Классно? Пожалуй, но насколько это реально и когда появится?

Как это работает

Мы находимся в начале пути, и об интернете вещей пока говорить рано. Возьмём для примера кофеварку, о которой я писал выше. Сейчас человеку приходится самостоятельно вводить время своего пробуждения, чтобы она сварила ему утром кофе. Но что произойдёт, если в это время человека не будет дома или он захочет чай? Да всё то же самое, так как он не поменял программу и бездушная железка снова сварила свой кофе. Такой сценарий интересен, но это скорее автоматизация процесса, чем интернет вещей.

У руля всегда стоит человек, он центр. Умных гаджетов с каждым годом становится всё больше, но они не работают без команды человека. Эту несчастную кофеварку придётся постоянно контролировать, менять программу, что неудобно.

Как это должно работать

Интернет вещей подразумевает, что человек определяет цель, а не задаёт программу по достижению этой цели. Ещё лучше, если система сама анализирует данные и предугадывает желания человека.

Едете вы с работы домой, уставший и голодный. В это время автомобиль уже сообщил дому, что через полчаса привезёт вас: мол, готовьтесь. Включается свет, термостат настраивает комфортную температуру, в духовке готовится ужин. Зашли в дом — включился телевизор с записью игры любимой команды, ужин готов, добро пожаловать домой.

Вот в чём главные особенности интернета вещей:

  • Это постоянное сопровождение повседневных действий человека.
  • Всё происходит прозрачно, ненавязчиво, с ориентацией на результат.
  • Человек указывает, что должно получиться, а не как это сделать.

Скажете, фантастика? Нет, это ближайшее будущее, но, чтобы добиться таких результатов, необходимо ещё многое сделать.

Как этого добиться

1. Единый центр

Логично, что в центре всех этих вещей должен стоять не человек, а какой-то девайс, который и будет передавать программу по достижению цели. Он будет контролировать другие устройства и выполнение задач, а также собирать данные. Такой девайс должен стоять в каждом доме, офисе и других местах. Их объединит единая сеть, через которую они будут обмениваться данными и помогать человеку в любом месте.

Зачатки такого центра мы уже видим сейчас. Amazon Echo, Google Home, да и Apple вроде тоже работает над чем-то подобным. Такие системы уже сейчас могут выполнять роль центра умного дома, хотя их возможности пока ограничены.

2. Единые стандарты

Это станет, пожалуй, главным препятствием на пути к глобальному интернету вещей. Для масштабной работы системы необходим единый язык. Над своей экосистемой сейчас работают Apple, Google, Microsoft. Но все они двигаются по отдельности, в разные стороны, а значит, в лучшем случае мы получим локальные системы, которые сложно объединить даже на уровне города.

Возможно, какая-то из систем станет стандартом, либо каждая сеть так и останется локальной и не перерастёт в нечто глобальное.

3. Безопасность

Естественно, разрабатывая такую систему, необходимо позаботиться о защите данных. Если сеть взломает хакер, он будет знать о вас абсолютно всё. Умные вещи сдадут вас злоумышленникам с потрохами, так что над шифрованием данных стоит серьёзно поработать. Конечно, над этим работают уже сейчас, но периодически всплывающие скандалы говорят о том, что до идеальной безопасности ещё далеко.

Что нас ждёт в ближайшем будущем

В ближайшем будущем нас ждут умные дома, которые будут сами открывать двери для владельцев при приближении, поддерживать комфортный микроклимат, самостоятельно пополнять холодильник и заказывать необходимые лекарства, если человек заболел. Причём перед этим дом получит показатели с умного браслета и отправит их врачу. По дорогам будут ездить беспилотные автомобили, а на самих дорогах больше не останется пробок. Интернет вещей позволит разработать более продвинутую систему контроля трафика, которая сможет предотвращать появление пробок и заторов на дорогах.

Уже сейчас многие гаджеты работают в связке с различными системами, однако в ближайшие 5–10 лет нас ждёт настоящий бум развития интернета вещей. Вот только в будущем возможен расклад как в мультике «ВАЛЛ-И», где человечество превратилось в беспомощных толстяков, обслуживаемых роботами. Так себе перспектива. А что думаете вы?

«>