Интернет вещей что это такое?

Что такое интернет вещей и как он работает? Примеры использования и перспективы IoT

«Интернет вещей» – технология, позволяющая объединить в сеть посредством Интернета устройства, выполняющие различные цели и задачи — начиная от холодильника и телевизора, и заканчивая, дата – центрами и фермами для майнинга.

Столь впечатляющие перспективы этой технологии позволяют реализовать самые интересные проекты в промышленности, связи, финансовой сфере, логистике. Причем в доме у обычного человека IoT также востребован, упрощая его повседневный быт, высвобождая массу времени для творческой деятельности.

В этой статье будет рассказано о том, что такое IoT, кем и для чего он был придуман, как все это работает. Также будет обращено внимание на то, какие области практического использования IoT уже есть и какие имеются у него перспективы в будущем.

Навигация по материалу:

Как появился IoT?

Интернет — вещей (IoT), как технология, своему появлению обязана имплементации технологии радиочастотного обмена между устройствами, способными коммуницировать в общей сети.

Впервые презентация этой инновационной технологии была произведена в 1999 году в Массачусетском университете для фармацевтической компании «Проктер энд Гэмбл». Основная цель такой презентации была доказать эффективность использования радиочастотных меток в системах складской и торговой логистики.

Для такого крупнейшего производителя потребительской косметики подобная схема управления логистикой была одним из способов получения конкурентного преимущества на рынке. В качестве радиочастотного спектра предусматривалось использование не только диапазона частот ВЧ и СВЧ, но и излучений инфракрасно спектра.

Позднее для IoT была разработана унифицированная технология RFID.Базовой платформой коммуникации стал высокоскоростной интернет (3G и 4G), с помощью которого можно комбинировать сети любой сложности, где участвуют устройства различной конфигурации и назначения.

Как работает интернет вещей?

О том, что IoT прочно входит в нашу повседневную жизнь можно признать состоявшимся фактом. Как показывает статистика, на текущий момент объем рынка услуг IoT составляет 600 млрд. долларов. Количество подключенных к сети Интернета различных устройств, сопряженных с ИВ составляет 8.4 млрд. единиц, превысив население Земли.

Но эти цифры хоть и дают представление о рынке IoT, все же не объясняют как работает IoT.В качестве наглядного примера того, как в действительности работает ИВ, в чем смысл его существования, можно привести несложную сеть. Например, в рамках концепции проекта «Умный дом». В эту небольшую сеть объединены три устройства – холодильник, микроволновая печь и кофеварка. Теперь посмотрим, как все это работает в действительности.

Холодильник собирает, агрегирует и обрабатывает всю информацию, относящуюся к продуктам питания обитателей дома. Сюда относится отслеживание времени пополнения запасов, вплоть до производства соответствующих заказов в интернет магазинах или супермаркетах. Смарт –холодильник выполняет последовательно функции:

  • сканирование информации по поступающим продуктам – вес, качество, сроки годности, цены, которые есть на маркированных упаковках.
  • следит за расходованием продуктов, исходя из количества членов семьи, объема, периодичности потребления тех ли иных продуктов. Он может принимать в расчет физиологические нормы – жирность, калорийность, наличие белков, сахара и т.п.
  • по мере снижения уровня запасов продуктов, сигнализирует через приложение на смартфон владельцу о том, что необходимо закупить продукты, в каком количестве и где это лучше всего сделать.
  • вполне возможна опция, что холодильник сам через интернет осуществляет заказы в супермаркете по выгодным ценам, Например, он отслеживает конъектуру цен по специальным приложениям или сайтам — агрегаторам типа «Агро 24», где происходит мониторинг цен по всем торговым сетям страны.
  • получая от кофеварки и микроволновой печи данные о том, как часто варится кофе, какого сорта, что разогревается в микроволновке на завтраки, холодильник производит обработку этой информации. Затем он включает в свой пакет заказов и продукты, которые готовятся на этих двух домашних приборах.

Это самый простой алгоритм работы IoT в домашних условиях. Если его расширить дальше, то сформированная смарт — холодильником информация в виде заказа продуктов, может быть передана в службу курьерской доставки. Продукты будут доставлены по адресу, либо дроном, либо беспилотным автомобилем.

И еще один немаловажный момент. Для того чтобы вся эта система полноценно работала, кроме датчиков, сенсоров, соответствующих приложений и ПО, необходима система оплаты услуг, которые предоставляются через IoT. Это может быть обычный формат электронных денег, списываемых с банковских карточек. Но все большее распространение в IoT приобретают расчеты, основанные на использовании криптовалют. С их помощью платежи делаются быстро, надежно, в любое время суток, в любой точке мира.

Развитие беспроводных сенсорных сетей

Интернет вещей – строится на базе разветвленной сети различных устройств, сенсорных датчиков и других приборов, считывающих, фиксирующих определенные физические параметры. Изначально вся концепция IoT строилась на использовании технологии радиочастотной идентификации (англ. Radio Frequency Identification; RFID) и беспроводной сенсорной сети (БСС),

Эта распределенная сеть предусматривает использование одного или нескольких радиочастотных каналов. Через каналы связи, объединенные в сеть устройства, взаимодействуют друг с другом. Площадь покрытия таких локальных сетей может составлять от нескольких десятков метров до нескольких квадратных километров. Основным радиочастотным каналом, которой будет использован в IoT, является диапазон частот от 3 до 3.9 ГГц. Этот диапазон частот выбран не случайно. Он сопрягается с частотами, на которых, как предполагается, будет работать спутниковый сегмент широкополосного Интернета (проекты One Web или Sky Link).

Все устройства IoT используют технологию RFID, работая по принципу обнаружения и идентификации специальных электронных меток или маркеров (транспондеров). Т.е. система в чем — то аналогична той, что используется в военной авиации — «свой — чужой».

Опознанные как свои устройства объединяются в единую информационную сеть и выполняют те или иные задачи. Например, электронные метки на продуктах, устанавливаемые в магазинах, помогают в дальнейшем смарт – холодильникам реализовать программу управления запасами продовольствия в конкретном доме.

Реальные примеры использования IoT

Примеров того, как используется IoT в реальной жизни, бизнесе или научных исследованиях немало. В частности это:

  • концепция «умного офиса». где вся офисная техника — компьютеры телефоны, принтеры, сканеры, мультимедийное оборудование объединены в единую беспроводную локальную сеть .
  • использование IoT в сельском хозяйстве. Например, применяют для автоматического поддержания климатического режима на фермах, в теплицах, управление внесением удобрений, подачи корма животным или птицам.
  • в жилищном городском хозяйстве. Например, в Шотландии компания Glasgow iOpt Assets использует IoT для оптимизации наполнения квартир социального жилья. Также она управляет издержками на базе анализа потока жильцов, погодных условий, нормы отопления, водоснабжения.
  • в России наиболее примечательным фактом использования IoT является национальная информационная спутниковая система « Эра – Глонасс». С ее помощью не только обеспечивается безопасность конкретного водителя, но анализируется и оптимизируется траффик транспорта в городе.

Перспективы IoT в ближайшем будущем

По сферам применения и перспективам использования рынок IoT можно структурировать следующим образом:

  1. На первом месте IoT востребовано в сфере робототехники и автоматизации производства. Уже существуют сборочные предприятия полного цикла, где нет ни одного человека.
  2. На втором месте по востребованности — сфера логистики . Сюда входят транспортная логистика, складская и внутризаводская.
  3. На третьем месте — системы В2С (бизнес – клиент). Для них важен аспект оптимизации издержек продаж товаров. Это интернет — магазины и супермаркеты, службы доставки, маркетинга и рекламы, сервисные бизнесы, в том числе и финансовые услуги.

Остальные места по приоритету использования IoT в ближайшей перспективе занимают такие области человеческой деятельности, как здравоохранение, образование, энергетика, безопасность.

Как прогнозируют эксперты через несколько лет (к 2025 году ), общий оборот индустрии IoT в суммарном годовом выражении будет составлять не менее 1 трлн. долларов.

Проблемы и уязвимости интернета вещей

Интернет вещей — это общая концепция бесконтактной связи и взаимодействия различных технических систем. Эти инновационные схемы, начиная от форматов «Умный дом» и заканчивая беспилотными автомобилями, позволяют сформировать уникальное жизненное пространство, где человек освобождается от выполнения множества рутинных задач. Многие жизненно важные функции передаются фактически под контроль машин.

Однако есть ряд проблем информационной безопасности IoT. Эти проблемы были освещены в специальном докладе, сделанном Национальном разведывательным Советом США. В этом документе были обозначены критические точки уязвимости IoT и подобных ему интеллектуальных систем (Доклад по теме «Disruptive Civil Technologies» 2008 г.). В частности это такие риски как:

  • компрометация конфиденциальности систем коммуникаций используемых в IoT. Например, сенсорные датчики, используемые в схеме «Умный дом». Это приложения геолокации, вмонтированные в мобильные гаджеты. Устройства видеофиксации в автомобиле. Все они могут быть использованы третьей стороной. Это может быть несанкционированное считывание информации, получение данных о местонахождении пользователя или объекта.
  • системы защиты информационных каналов IoT предусматривают протокол авторизации. Это протокол сложен, из — за конфигурации используемых криптографических ключей. Кроме того, иногда авторизация может быть невозможна в принципе, так как сенсорные датчики ИВ имеют только одностороннюю связь.
  • уязвимость, связанная с использованием программного обеспечения (ПО), начиная с этапа его разработки и заканчивая дальнейшим распространением среди клиентов.
  • IoT предусматривает создание сетей, работающих по принципу М2М т.е. «машина –машина». Увеличение сложности таких сетей неизбежно увеличивает риски (в геометрической прогрессии) некорректного функционирования. Они напрямую не могут быть предотвращены человеком или оператором.

Насколько важна проблема информационной безопасности IoT, как системы, доказывает относительно недавний факт. IT — компания «Proofpoint» выявила факт несанкционированного доступа к своим информационным базам данных. Фишинговая атака была осуществлена не хакерами, а ботнетом. Эта вредоносная программа на 13 была скомпилирована не человеком, и она пользовалась для своей атаки «взломанными» роутерами, мультимедийными комплексами, смарт – телевизорами, и такими же «умными» холодильниками.

Читайте также  Кессон для скважины что это?

Интернет вещей: понятие, инфраструктура и перспективы

IoT — сокращение, которое всё чаще можно увидеть в новостях и описаниях различных продуктов. За счёт чего и как взаимодействуют IoT-устройства, и что происходит с рынком «умных» технологий? В этой статье мы кратко рассмотрим само понятие, поговорим об инфраструктуре Интернета вещей и перспективах его развития.

В самом общем смысле Интернет вещей — это не настоящая всемирная сеть, а концепция сети из тех самых «вещей», то есть физических и виртуальных объектов, которые связаны с интернетом и внешним миром. Они способны передавать друг другу получаемые данные, чтобы выполнять на их основе различные действия. Например, «умный» счётчик, который самостоятельно отправляет данные о потреблении электроэнергии и «умный» автомобиль, который считывает информацию о ситуации на дороге из Сети и с датчиков в других авто, (пока что) никак не связаны между собой, но оба являются частью Интернета вещей. Общие для них факторы — это наличие ПО для управления, датчиков для измерения каких-либо параметров и постоянное подключение к интернету.

При этом развитием концепции занимаются далеко не только производители «умной» техники. Для нормального функционирования Интернета вещей нужна слаженная работа множества компонентов, включая системы связи, датчики, программное обеспечение и технологичные платформы, которые объединяют устройства и позволяют им «видеть» и «понимать» друг друга.

Если представить себе Интернет вещей в виде пирамиды, её вершиной станут протоколы передачи данных. Многие IoT-устройства по сути представляют из себя просто набор миниатюрных датчиков, мощность которых несравнима с вычислительными возможностями «серьёзной» техники. К тому же они часто должны работать от автономного источника питания на протяжении многих месяцев и даже лет. Чтобы увеличить этот ресурс необходимо было создать оптимизированные сетевые протоколы, которые передают только нужные данные с минимальной нагрузкой на систему.

На втором месте находится связь. Чем больше становится «умных» устройств, тем большую нагрузку на сеть они создают. В какой-то (очень отдалённый во времени) момент пользователь может оказаться в ситуации, когда его «умный» дом потребляет столько трафика, что пропускной способности сети просто перестанет хватать для мгновенного обмена данными между компонентами. А если таких домов десятки, сотни и тысячи? Поэтому важной составляющей концепции в последнее время стали сети пятого поколения, которые обеспечивают огромную скорость передачи информации (свыше 10 Гбит/с) и высокую пропускную способность.

Затем идут датчики, основной задачей которых является сбор различных типов данных. Инфракрасные датчики, сенсоры движения, датчики температуры и давления, влажности и освещения — все они важны для Интернета вещей, и главное требование к ним — миниатюрность и малое энергопотребление.

И самой базовой частью Интернета вещей, основой этой пирамиды, можно назвать IoT-платформы, которые объединяют «умные» устройства и позволяют им нормально взаимодействовать. Поговорим о них подробней.

Какой смысл пользователю покупать «умную» кофеварку, если его роутер или смартфон не способны «увидеть» этот чайник и передать ему команду приготовить кофе к приходу хозяина? И какой смысл переводить оборудование целого завода на «умные» рельсы, если при этом окажется, что 50% техники придётся заменить? Это невыгодно, ведь резко повышает затраты на внедрение таких систем. Поэтому крайне важны платформы, которые позволяют обеспечить бесшовную интеграцию в единую сеть различных типов устройств с различными протоколами и типами передачи данных. Их разработкой занимаются многие крупные компании-производители оборудования и программных продуктов.

Одной из таких компаний является Toshiba, которая создала свою IoT-платформу SPINEX. Она обеспечивает единое информационное пространство для нормальной работы датчиков, сбора данных с различных типов подключенного оборудования, их хранения и последующего анализа. Основными функциями и преимуществами платформы являются:

· поддержка периферийных вычислений: часть информации от датчиков обрабатывается непосредственно самими «умными» устройствами, тогда как анализ более сложной информации происходит в «облаке». Это позволяет снизить задержку, ведь базовые данные не нужно никуда передавать, и устройство работает с ними в реальном времени.

· «Цифровые двойники»: SPINEX использует технологии искусственного интеллекта, чтобы создать цифровые модели объектов и устройств в инфраструктуре Интернета вещей. Это позволяет отслеживать изменения системы и своевременно передавать её участникам необходимые для нормальной работы команды.

· Медиааналитика: многие современные IoT-системы активно используют голосовое управление и системы распознавания изображений (так называемое «машинное зрение»), поэтому платформа SPINEX поддерживает технологии высокоточного анализа этих данных.

Интернет вещей прочно входит в жизнь обычных пользователей, что может легко отметить любой владелец «умных» часов. Но реальные темпы развития IoT-технологий намного выше и постепенно охватывают всё новые и новые отрасли. В докладе Fortune Business Insights, к 2026 году стоимость IoT-рынка достигнет отметки в триллион долларов США (в прошлом году этот показатель составил 190 млрд долл.). Растёт и количество IoT-устройств, которое уже сейчас добралось до впечатляющего числа в 14,2 млрд единиц.

На данный момент ключевыми для рынка Интернета вещей регионами остаются Северная Америка, Китай, Дальний Восток и Западная Европа, но в ближайшем будущем всё может измениться. И не последнюю роль в таком активном распространении сыграет внедрение технологий 5G и разработка IoT-платформ для Интернета вещей, которые помогут сократить нагрузку на сети, повысить скорость передачи данных и добиться максимальной универсальности и совместимости различных «умных» устройств между собой.

Что такое IoT и что о нем следует знать

Интернет вещей (Internet of Things, IoT) — это множество физических объектов, подключенных к интернету и обменивающихся данными. Концепция IoT может существенно улучшить многие сферы нашей жизни и помочь нам в создании более удобного, умного и безопасного мира. Примеры Интернета вещей варьируются от носимых вещей, таких как умные часы, до умного дома, который умеет, например, контролировать и автоматически менять степень освещения и отопления. Также ярким примером служит так называемая концепция умного предприятия (Smart Factory), которое контролирует промышленное оборудование и ищет проблемные места, а затем перестраивается так, чтобы не допустить поломок. Интернет вещей занимает важное место в процессе цифровой трансформации в компаниях. Прогнозируется, что к 2030 году количество подключенных к сети устройств вырастет примерно до 24 млрд с годовой выручкой до 1,5 трлн долларов.

История происхождения

Термин «Интернет вещей» был впервые употреблен в 1999 году Кевином Эштоном, предпринимателем и соучредителем центра Auto-ID Labs (независимая сеть лабораторий и исследовательская группа в области сетевой радиочастотной идентификации и новых сенсорных технологий) при Массачусетском технологическом институте. Эштон состоял в команде, которая сумела изобрести способ подключения объектов к интернету с при помощи технологии RFID. RFID-метка — это метка идентификации, позволяющая идентифицировать объекты посредством радиосигналов; на нее можно нанести определенную информацию, а позднее считать устройством.

В 2012 году произошли значительные изменения датчиков, что привело к ускорению рыночной готовности IoT, и для многих компаний это означало, что цифровая трансформация набирает обороты. Технологическое совершенствование сделало возможным появление МЭМС — микроэлектромеханических систем (миниатюрное устройство, изготовленное методом микрообработки как из механических, так и из электрических компонентов). Благодаря этому датчики уменьшились настолько, что их стало возможно фиксировать, например, на одежде.

История развития IoT. Источник изображения: https://www.avsystem.com/blog/what-is-internet-of-things-explanation/

Из чего состоит IoT? Архитектура

Для простоты попробуем разбить стек технологий IoT на четыре технологических уровня и рассмотреть их раздельно.

Конечные устройства

Устройства — это объекты, которые фактически образуют «вещи» (Things) в Интернете вещей. Они играют роль интерфейса между реальным и цифровым мирами и принимают разные размеры, формы и уровни технологической сложности в зависимости от задачи, которую они выполняют в рамках конкретного развертывания IoT. Будь то микрофоны размером с булавочную головку или внушительного размера машины, практически любой материальный объект можно превратить в подключенное устройство путем добавления необходимых элементов (датчиков или приводов вместе с соответствующим программным обеспечением).

Программное обеспечение

Это то, благодаря чему подключенные устройства можно назвать «умными». Программное обеспечение отвечает за связь с облаком, сбор данных, интеграцию устройств и за анализ данных в реальном времени. Также оно предоставляет возможности для визуализации данных и взаимодействия с системой IoT.

Коммуникации

Уровень коммуникации включает в себя как решения для физического подключения (сотовая и спутниковая связь, LAN), так и специальные протоколы, используемые в различных средах IoT (ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M). Выбор подходящего коммуникационного решения — одна из жизненно важных частей при построении каждой IoT-системы. Выбранная технология будет определять не только способы отправки и получения данных из облака, но способы связи со сторонними устройствами.

Платформа

Устройства способны «ощущать», что происходит вокруг и сообщать об этом пользователю через определенный канал связи. IoT-платформа — это место, где все эти данные собираются, анализируются и передаются пользователю в удобной форме. Платформы могут быть установлены локально или в облаке. Выбор платформы зависит от требований конкретного проекта IoT и многих факторов: архитектура и стек технологий, надежность, параметры настройки, используемые протоколы, аппаратная независимость, безопасность, эффективность, стоимость.

Читайте также  Слуховое окно что это такое?

Ниже можно рассмотреть подробнее составляющие трех уровней IoT: конечных устройств (вещей), сети, облака.

Типовая архитектура IoT-системы. Источник изображения: https://ru.rsdelivers.com/campaigns/InternetofThings/internet-of-things

Безопасность

Одновременно с тем фактом, что IoT-системы несут в себе значительную бизнес-ценность, интеллектуальные объекты также становятся уязвимы для киберпреступности, в результате которой может происходить утечка данных, в том числе и конфиденциальной информации. Несмотря на то, что поле работы с вопросом безопасности остается огромным, сейчас существуют решения, позволяющие осуществлять развертывание IoT более надежно. Например, для решения проблемы устаревания программного обеспечения устройств, есть возможности эффективных стратегий автоматическиого обновления.

Благодаря SOTA (Software Over the Air) «обновление по воздуху» и FOTA (Firmware Over the Air) — «прошивка по воздуху», программное обеспечение подключенных устройств и настройки можно обновлять с помощью беспроводной связи.

Примеры областей применения IoT

IoT применим в разных отраслях для различных целей: отслеживания потребительского поведения в режиме реального времени, улучшения качества работы машин и систем, нахождение инновационных методов работы в рамках цифровой трансформации и многое другое.

Розничная торговля

Среди примеров приложений IoT в сфере розничной торговли можно встретить множество случаев использования интеллектуальных устройств для повышения качества обслуживания в магазинах. В частности, различные приложения IoT здесь означают, что возможности использования смартфонов (на основе технологии Beacon — миниатюрных маячков) облегчают общение между розничными продавцами и покупателями, а наиболее востребованные товары и услуги появляются перед глазами клиентов в нужном месте. Кроме того, интеллектуальная розничная торговля открывает возможности для приложений IoT с точки зрения точной рекламы, улучшения цикла цепочки поставок и фактического анализа моделей спроса. Также приложения IoT уже включают приложения для платежей NFC и интеллектуальных покупок. И конечно, нельзя не упомянуть RFID-метки для маркировки товара, которые обеспечивают моментальный и точный сбор информации, что помогает непрерывно отслеживать перемещение товаров, упростить процесс инвентаризации и в целом сократить количество ошибок.

Источник изображения: https://www.pochta.ru/support/post-rules/rfid

Производство

Благодаря IoT производство может получать общую картину о процессах производства и состоянии продукта на всех этапах — от поставки сырья до отгрузки готового продукта.

С помощью датчиков, установленных на заводском оборудовании и в складских помещениях, анализа больших данных и прогностического моделирования (predictive modeling) можно предотвратить множество ошибок, ведущих к простою и убыткам, максимизировать производительность, уменьшить гарантийные расходы и в целом улучшить качество клиентского сервиса.

Здравоохранение

С помощью технологии IoMT (The Internet of Medical Things, Интернет медицинских вещей) в режиме реального времени происходит сбор потоков малых данных из медицинских сетевых и других носимых устройств, отслеживающих различные физиологические моменты, связанные со здоровьем пациентов — движения, динамика сна, сердечный ритм, аллергические реакции и прочее. Собранные данные помогают врачам в постановке точных диагнозов, построении плана лечения, повышают безопасность пациентов, упрощают уход за ними, дают возможность непрерывного мониторинга состояния тяжелобольных пациентов.

Применение Интернета вещей способствует созданию более персонализированного подхода к анализу состояния здоровья и более последовательных стратегий борьбы с болезнями.

Ключевые моменты в сфере здравоохранения, которые можно улучшить с помощью IoT. Источник изображения: https://evercare.ru/news/kak-internet-medicinskikh-veschey-vliyaet-na-zdravookhranenie

Энергетика

Здесь с помощью IoT конструкция электрических сетей меняет правила потребления, автоматически собирая данные и обеспечивая мгновенный анализ циркуляции электроэнергии. В результате этого и клиенты, и поставщики лучше понимают, как оптимизировать использование ресурса.

Заключение

Революция в области Интернета вещей представляется важной для развития бизнеса, и это может относиться к любому типу предприятия. Будь то выращивание устриц или создание системы управления движением, самое ценное в технологической концепции IoT — это то, что он открыт к новым вызовам, и в нем достаточно возможностей для реализации практически любой бизнес-идеи.

Прямо сейчас в OTUS открыт набор на курс «Разработчик IoT». Приглашаем на бесплатный вебинар, в рамках которого наши эксперты расскажут еще больше о том, что такое интернет вещей и где он применяется, а также о карьерных перспективах в данной сфере.

Что такое интернет вещей и зачем это нужно

Содержание

Содержание

Что такое Интернет — понятно. А что за странное и корявое выражение «Интернет вещей»? Рассказываем, то это такое и почему вы наверняка пользуетесь интернетом вещей.

Концепция и история Интернета вещей

Появление концепции предсказывал еще Никола Тесла в 1926 году. Он утверждал, что радио будет усовершенствовано и станет «большим мозгом», а другие мелкие инструменты смогут к нему подключаться и с легкостью поместятся в кармане пиджака.

Собственно, что и получилось: с помощью интернета миллионы компьютеров связаны в единую сеть, а «мелкими инструментами» стали обычные смартфоны или планшеты.

Объяснений термина «интернет вещей» достаточно много. Все они различаются трактовкой, но можно выделить общую часть.

Интернет вещей (Internet of Thing, IoT) — это глобальная вычислительная сеть, объединяющая в себе различного рода физические объекты, способные взаимодействовать между собой и внешним миром.

Ключевая особенность — в сети будут участвовать не только компьютеры, смартфоны и иные достаточно мощные вычислительные устройства, а практически любые вещи.

Первую «интернет-вещь» в 1990 году создал Джон Ромки, один из основателей и разработчиков протокола TCP/IP. Джон подключил к компьютеру обычный тостер, а также научил кухонный прибор запускаться и отключаться с помощью компьютерных команд Get и Set. Управление тостером выполнялась удаленно, а также можно было запрограммировать его автономную работу.

Сам термин впервые появился только в 1999 году, но вплоть до 2010-го каких-то инноваций относительно интернета вещей мир так и не увидел. Это не удивительно, вычислительной мощностью и соответствующими интерфейсами для подключения к интернету обладали только серверы, ПК, ноутбуки и смартфоны. Встраивать в бытовую технику «начинку» для взаимодействия с интернетом просто не было необходимости, не говоря о потенциальном удорожании продукции.

Однако с развитием беспроводных технологий, удешевлением производства микросхем и повсеместной глобализацией к концепции интернета вещей стали прибегать чаще. Все большую популярность стали набирать микропроцессоры ARM с повышенной энергоэффективностью по сравнению с десктопными моделями.

В 2009 году произошло еще одно важное событие — число устройств, подключенных к глобальной сети, превысило население планеты. И число таких «вещей» будет только расти, ведь электроника начинает встраиваться практически во все. К 2020 году число «умных вещей» приблизилось к 50 миллиардам, и в их числе светильники, микроволновки, холодильники, кондиционеры и не только.

И что самое главное, крупные компании начали реализовывать в жизнь уже конкретные проекты.

Как это работает

Для связи электроники используются разные протоколы и технологии:

  • Сетевое подключение. Классический способ для ПК, серверов, принтеров и некоторых других устройств. Обеспечивает самую высокую скорость передачи данных, но не позволяет технике быть мобильной.
  • 3G/4G/5G. Зона покрытия мобильными сетями охватывает все крупные города планеты и большую часть других населенных пунктов. Например, 5G способна обеспечить скорость до 1-2 Гбит/с, что практически не уступает проводному соединению.
  • Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Max и аналоги. Передача данных на небольшом расстоянии — в квартире, доме, офисе. Позволяют мелкой технике беспроводным путем подключаться к сети.
  • NFC, RFID и тому подобное. Radio Frequency Identification — автоматическая идентификация объектов. Данные, хранящиеся в RFID-метках, считываются или записываются посредством радиосигналов. Визуально метки выглядят как небольшие ярлычки, прикрепляемые к вещам.
  • Спутниковый Интернет. С запуском сети Starlink и ее аналогов этот способ коммуникации вещей может стать одним из главных, особенно в удаленных регионах, где нет покрытия мобильной сети.

Благодаря всем вышеописанным технологиям «умные вещи» могут взаимодействовать как на уровне отдельной комнаты, так и в масштабах целого города или даже планеты.

Интернет-вещи генерируют информацию, используя всевозможные сенсоры или датчики. Данные передаются во встроенные контроллеры, микропроцессоры, которые их обрабатывают и посредством проводных или беспроводных сетей передают далее. В облачных хранилищах или других информационных центрах собранная информация обрабатывается и выполняется удаленный контроль.

На самом деле все достаточно просто. Представьте себе тот самый первый «интернет-тостер». С мобильного телефона прямо из транспорта вы даете команду на запуск. Она «по воздуху» передается на сервер, а оттуда поступает на управляющее устройство в доме. Тостер начинает поджаривать ваши любимые гренки, а датчики проверяют уровень готовности. В конце к вам на телефон приходит уведомление, что все готово.

А теперь вообразите все это в еще больших масштабах. С телефона или бортового компьютера авто можно управлять освещением дома, заставить микроволновку разогреть еду, включить воду для ванной, активировать кондиционер.

Дело не ограничивается комфортом для одного пользователя — интернет вещей позволяет вести мониторинг транспорта, всевозможных товаров, вести практически автономное строительство и другое. Многие проекты существуют не только на бумаге.

Интернет вещей сегодня

Сфера применения практически неограниченная. Машины, даже самые простые, при должном уровне организации могут приносить огромную пользу. Давайте рассмотрим несколько уже реализованных примеров.

В нескольких крупных городах США компания BigBelly организовала систему из умных мусорных баков. Внутри каждого несколько датчиков, которые анализируют наполненность бака и передают информацию на «облако». На основе этой информации составляется оптимальный маршрут мусоровозов. В итоге работники не тратят время и топливо на уборку тех точек, которые еще не наполнены, сохраняя ресурс техники. В будущем с развитием беспилотных машин разработчики хотят сделать полностью автономными даже мусороуборочные автомобили, исключив человека из процесса.

Читайте также  Потекла труба в ванной что делать?

Самая популярная система и ярчайший пример концепции Интернета вещей — умный дом. О нем мы написали уже немало полезных материалов. В нем практически все устройства имеют доступ к сети и возможность удаленного управления. На рынке представлены несколько крупных компаний, которые «под ключ» готовы превратить ваше жилище в умный дом. В их числе Control4, FIBARO, Wulian Smart Home и другие.

Конечно, удовольствие это дорогое, поэтому можно превращать свой дом в «умный» поэтапно, например, покупкой различных вещей. Огромный выбор предлагает, например, Xiaomi: умный пылесос, очиститель воздуха, индукционная плита, умные лампочки и розетки. Всем этим можно управлять прямо со смартфона.

Совсем недавно компания «Мегафон» предложила мониторинг состояния здоровья пациентов на базе интернета вещей. В медицинскую технику будет встраиваться SIM-карта, через которую врачи смогут удаленно получать информацию о состоянии здоровья человека. Пациентам с гипертонией такая технология может спасти жизнь.

Более того, интернет вещей позволит удаленно проводить операции. Например, в Калифорнийском университете уже разработали систему под названием Raven II, с помощью которой врач может удаленно проводить самые разнообразные операции.

Главные проблемы и перспективы

Любые технологии как дают новые возможности, так и порождают различные проблемы. Если говорить про интернет вещей, то здесь есть несколько потенциальных угроз.

Слежка. Уже сейчас браузер буквально записывает каждый ваш шаг в сети и «грузит» контекстной рекламой. А теперь представьте, что крупные компании будут знать практически весь ваш распорядок дня: что вы едите, как много спите и даже во сколько завариваете кофе утром. Многих такая перспектива не радует.

Взлом устройств. В рамках одного умного дома это не так страшно, едва ли умный пылесос сможет вам навредить. Но если говорить о взломе коммунальных систем или автономных роботов на предприятии, то все может обернуться глобальной катастрофой.

Взаимодействие умных вещей. Искусственного интеллекта пока не существует, поэтому все устройства работают по ранее запрограммированному алгоритму. Да, есть определенная адаптивность, но сбой чаще всего приводит к отказу устройства или что еще хуже, неправильной работе. Последнее особенно опасно, когда имеется целая система из умных устройств.

Рост безработицы. Каждая автономная машина — это потенциально потерянные рабочие места. Уже сейчас существуют полностью автономные склады, где десятки погрузчиков перевозят целые стеллажи и заменяют большую часть персонала.

Несмотря на эти минусы, польза от интернета вещей будет колоссальной, как на уровне каждого отдельного пользователя, так и для государства в целом. Некоторые эксперты предсказывают, что переход к интернету вещей неизбежен, разработка алгоритмов взаимодействия и стандартизация этой области — только вопрос времени.

Число носимой электроники активно растет, а нанотехнологии, гибкие экраны и новейшие процессоры позволят внедрить электронику буквально во что угодно, включая самого человека.

Что такое интернет вещей, как он работает и чем полезен

  1. Главная
  2. Технологии

Об интернете вещей говорят много и часто. Мы знаем, что это относится к сфере высоких технологий и автоматизации, которая способна сделать жизнь удобнее и безопаснее. За этим будущее промышленности, экономики и обычной бытовой деятельности человека. Но как именно работает интернет вещей и что это такое на данный момент?

Что такое интернет вещей и чем он полезен

Интернет вещей (Internet of Things, IoT) – это система взаимосвязанных устройств (вещей), которые имеют высокотехнологичные функции и работают как один организм. Они «знают» об общем состоянии системы, «разговаривают» друг с другом, «подсказывают» необходимые изменения в работе без участия человека. Под устройствами подразумевается практически всё что угодно: кофеварки, утюги, автомобили, лампы. Любой «умный» прибор, от шторы до стиральной машины, становится частью интернета вещей.

По задумке такая структура, на основе данных, должна выполнять и предугадывать цели человека самостоятельно и менять их в зависимости от его состояния и настроения. Но пока это не так. Сейчас это скорее автоматизация. Представьте, что чайник знает во сколько вы просыпаетесь и автоматически готовит чай. Но что произойдёт, если вы встанете позже? — горячий напиток будет сделан в то же время как и обычно. Умные вещи ещё не настолько умные, чтобы учитывать нюансы поведения человека и работать без его команд.

Когда ваш телефон поймёт, что вы не встали вовремя, «сообщит» чайнику, а тот «расскажет» об этом вашему автомобилю, который прогревается в нужное время, тогда это и будет интернет вещей.

Чтобы не отдаляться от практических целей применения IoT, рассмотрим несколько примеров того, в каких направлениях разработчики из России уже сейчас делают жизнь удобнее.

1. X-turion Икстурион»)

Команда под руководством Сергея Колюбина и Ильи Григорьева создают мобильного робота X-Turion, который мониторит дома, квартиры и офисы. Он интегрируется в систему управления «умного дома» и самостоятельно объезжает помещения. С помощью собственных датчиков он формирует карты влажности, температуры, загрязнённости, шума.

X-Turion может выступать в роли роботизированного дворецкого и управлять лампами, розетками, приборами, жалюзи. Крутые фишки интерфейса вроде распознавания лиц, управления голосом или жестами прилагаются.

2. Jalousier

Проект призван создавать в квартире оптимальное освещение и температуру. Это система, встраивается в концепцию «умного дома». Она регулирует положение жалюзи в зависимости от времени суток, наружного или внутреннего освещения, что оптимизирует расходы на электроэнергию, отопление или, наоборот, охлаждение помещений.

3. InwiON

Новосибирская компания Wellink Technologies создала систему для интеллектуального контроля и управления жилыми и нежилыми помещениями.

• Защита от затопления или пожара.
• Анализ на базе данных видеонаблюдения: журналы посещений, график прихода-ухода, запись по движению. Временные метки на видео.
• Управление осветительными, бытовыми приборами, датчиками безопасности.

Как работает интернет вещей

Полноценная система Internet of Things объединяет четыре компонента: датчики (полевые устройства), сеть, обработку данных и пользовательский интерфейс. Рассмотрим, что из себя представляет, и как работает каждый из этих компонентов по отдельности.

1. Датчики

Главная задача этого блока – сбор информации из своей среды. Например, запись видео, анализ движения, измерение температуры, влажности. Датчики могут объединяться в одну группу. То есть, единственное устройство способно выполнять несколько функций сразу.

2. Сеть

Сеть — это способы соединения элементов системы между собой. Данные с датчиков отправляются на обработку – в облако или локальное хранилище. Для подключения и отправки информации используются: Wi-Fi, Bluetooth, широкополосные сети LPWAN, спутниковая или мобильная связь.

3. Обработка данных

После передачи данных в облачное хранилище они анализируются и сравниваются. Операции на этом этапе могут быть простыми – как проверка температуры в спальне во время сна, так и сложными – идентификация объектов из транслируемого видео с помощью компьютерного зрения.

Обработка позволяет сформировать картину процесса, узнать, что именно происходит в среде, нормальное ли это состояние и каковы отклонения от нормы.

4. Пользовательский интерфейс

Обработанная информация демонстрирует пользователю ситуацию или проблему. В зависимости от проекта, это могут быть оповещения через электронную почту, текстовые сообщения, уведомления в мобильном приложении или средстве мониторинга. Например, вы получаете сигнал о необходимости удалённо выключить систему отопления, чтобы не было перерасхода энергии.

Но как мы уже сказали настоящий интернет вещей – это не управление со стороны пользователя, а автоматизированная (самостоятельная) настройка структуры под изменяющиеся условия.

Перспективы интернета вещей для человечества

Система подходит не только для удовлетворения «домашних» забот человека. Это так же применимо к бизнесу и промышленности. Активная разработка и внедрение синхронизированных систем автоматического управления началась в Германии. Страна рассмотрела стратегическую важность этого направления и назвала его «Индустрия 4.0».

Индустрия 4.0 — четвёртая промышленная революция. Она предусматривает массовое внедрение киберфизических систем в производство. Вот несколько примеров того, как это уже работает на благо человечества:

Утилизация мусора

BigBelly – урна-уплотнитель, разработанная Бостонским университетом. Она анализирует сбор отходов, корректирует логистику и высчитывает оптимальный размер урны для конкретного участка. Использование BigBelly в общественных местах Бостона уже сократила частоту вывоза отходов в 8,75 раз.

Сельское хозяйство

В Канзасе комбайны оснащают анализатором урожайности полей. Полученные данные используются во время распыления удобрений и минералов с самолётов – состав смеси автоматически корректируется в зависимости от обрабатываемого участка.

Охрана лесов

Амазонские леса в Бразилии защищаются с помощью сети миниатюрных устройств Invisible Track. Они показывают, где ведётся незаконная вырубка, где располагаются заготовочные площадки и по какому маршруту деревья вывозятся с охраняемой территории.

Системы всё ещё подразумевают участие человека, но в целом интернет вещей идёт к тому, чтобы оставить ему только контроль.

Заключение

Итак, система Internet of Things «смотрит» на среду через датчики, «обдумывает» ситуацию в центре обработки данных, «рассказывает» об этом пользователю или принимает решения самостоятельно. Так, интернет вещей обеспечивает частичную или полную автоматизацию в производстве, безопасности и бытовых сферах жизни.

Учитывая то, какими большими объёмами данных сейчас могут оперировать машины, развитие этого направления становится важным индустриальным толчком для человечества. Оно упрощает, ускоряет и делает продуктивнее практически всё — от проверки здоровья через фитнес-трекер с выработкой рекомендаций по питанию и режиму дня до создания одежды на робофабрике по заказу в интернете.