Что нужно для интернета вещей
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.
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.
Интернет вещей — а что это?
Вместо введения
Как-то я услышал фразу «концепция интернет вещей». Из одной формулировки сразу стало понятно, что речь идет о вещах, которые имеют доступ в сеть. Тогда меня особо не интересовала эта область. Спустя некоторое время я услышал фразу: «Интернет Вещей …». Еще тогда подумал, что человек оговорился, т.к. фраза была какой-то нелепой. Но потом все чаще я стал слышать эту же фразу, при этом мой мозг отказывался ее воспринимать, пока я наконец не решил все-таки прочесть об этом поподробнее. Прочитав только оригинальное название — Internet of Things, я сразу понял, что слыша «Интернет Вещей», я пытался связать это с понятием «интернет-вещи», а никак не с «сетью вещей». Собственно вот из-за такой забавной ситуации я и стал интересоваться этим вопросом.
Кстати, интересно, а мне одному эта фраза на первый взгляд показалось нелепой, или у всех было точно такое же ощущение (конечно если вы не услышали ранее англоязычную формулировку)?
Немного интересных фактов из истории
Что же такое Интернет вещей?
Теперь будем разбираться в более формальных вопросах.
Определений Интернета вещей очень много. Мы под Интернетом вещей будем понимать единую сеть, соединяющую окружающие нас объекты реального мира и виртуальные объекты.
IOT — концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено – это переопределит наши отношения с объектами, а также свойства и суть самих объектов. © Роб Ван Краненбург.
По одному из определений, с точки зрения IoT, «вещь» – любой реальный или виртуальный объект, который существует и перемещается в пространстве и времени и может быть однозначно определен [интересно, кстати, как виртуальный объект перемещается в пространстве?:)].
Т.е. Интернет вещей – это не просто множество различных приборов и датчиков, объединенных между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к сети Интернет, а это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в котором общение производится между людьми и устройствами.
Технологии
Данную концепцию связывают, как правило, с развитием двух технологий. Это радиочастотная идентификация (RFID) и беспроводные сенсорные сети (БСС).
Вот что об этом говорит нам вики.
Беспроводные сенсорные сети
Беспроводная сенсорная сеть — это распределенная, самоорганизующаяся сеть множества датчиков (сенсоров) и исполнительных устройств, объединенных между собой посредством радиоканала. Причем область покрытия подобной сети может составлять от нескольких метров до нескольких километров за счет способности ретрансляции сообщений от одного элемента к другому.
Применяется данная технология для решения многих практических задач связанных с мониторингом, управлением, логистикой и пр.
RFID (англ. Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация) — метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.
Данная технология хорошо подходит для отслеживания движения некоторых объектов и получения небольшого объема информации от них. Так, например, если бы все продукты были оснащены RFID-метками, а холодильник RFID-ридером, то он легко мог бы отслеживать срок годности продуктов, а мы могли бы, например, уходя с работы удаленно заглянуть в холодильник и определить, что надо закупить еще.
Проблемы и недостатки
Самой главной проблемой на сегодняшний день является отсутствие стандартов в данной области, что затрудняет возможность интеграции предлагаемых на рынке решений и во многом сдерживает появление новых.
Так же для полноценного функционирования такой сети необходима автономность всех «вещей», т.е. датчики должны научиться получать энергию из окружающей среды, а не работать от батареек, как это происходит сейчас.
Наличие огромной сети, контролирующей весь окружающий мир, глобальная открытость данных и прочие особенности могут иметь и негативные последствия. Я думаю, каждый сам может составить себе список возможных угроз и проблем, которые несет в себе эта технология.
Не могу не привести здесь одну цитату, которая мне очень понравилась:
«– Да не сломалось, – с неохотой выговорил он, – а… понимаешь, у меня температура чуть-чуть ниже нормы. Да не в доме, а тела! Не тридцать шесть и шесть, а тридцать шесть и одна десятая. Ну, есть такие люди, два-три на миллион, это тоже как бы норма, хоть и на самом краю. Но этот дурацкий умный дом, какой же он умный? – требует, чтобы я принял какие-то таблетки. Теперь надо либо отключить эту систему, либо перепрограммировать, а то будет звонить и на работу, он уже так делал на прошлой неделе, когда узнал, что у меня запор, в офисе теперь даже пылесосы ржут, как только захожу…«© Юрий Никитин Рассветники.
И что из этого?
Ну и чтобы не заканчивать на негативной ноте, хочу сказать, что все же недостатки не существенны по сравнению с тем, какие возможности может дать «Интернет вещей».
С развитием Интернета вещей все больше предметов будут подключаться к глобальной сети, тем самым создавая новые возможности в сфере безопасности, аналитики и управления, открывая все новые и более широкие перспективы и способствуя повышению качества жизни населения.
Спасибо за внимание!
В следующей статье я расскажу Вам более детально об архитектуре и протоколах, а так же рассмотрю несколько существующих реализаций.
PS хотелось бы услышать Ваше отношение к данной концепции и возможно какие-то дополнения/правки к представленному материалу.
Что такое интернет вещей: принцип работы и примеры использования
Сокращение «IoT» можно увидеть в новостях или в описаниях продуктов. Это аббревиатура интернета вещей, который помогает в разных сферах жизни и бизнеса и становится все более востребованным.
Рассказываем, что такое интернет вещей и как взаимодействуют IoT-устройства.
Что такое интернет вещей
Интернет вещей (IoT) – способ обмена информацией между несколькими устройствами, подключенными к единой сети. Он помогает собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные без участия человека – через ПО или приложения. С помощью специальных датчиков и сенсоров группы устройств взаимодействуют друг с другом и выполняют разные задачи.
Примеры использования интернета вещей:
Устройства работают автономно и бесперебойно в режиме реального времени, а человек может настраивать их или предоставлять доступ другим пользователям.
Из чего состоит IoT
Архитектура IoT включает:
Конечные устройства. Проводное или беспроводное оборудование, которое подключают к сети и используют для передачи данных. Они могут быть разного размера, формы и уровня технологической сложности – это зависит от задачи, которую им предстоит выполнять в рамках интернета вещей. Например, сенсоры, микрофоны, датчики, колонки, смартфоны.
Программное обеспечение. ПО отвечает за интеграцию «умных» устройств и связь с облаком, сбор и анализ информации. С его помощью пользователь просматривает данные с датчиков, настраивает параметры доступа и управляет устройствами.
Платформа. Место, куда устройства передают собранную информацию. Платформа включает в себя накопители, контроллеры и шлюзы. Она нужна для сбора, анализа и передачи пользователю данных в удобной и понятной форме.
Например, в фитнес-браслет встроены специальные датчики, которые вычисляют скорость движения, частоту пульса, рассчитывают длительность сна или физической нагрузки. Эти данные передают на платформу – приложение, а оно формирует статистику об общем физическом состоянии пользователя и представляет ее виде графика.
Облако. Центр, который хранит информацию и встроенную стратегию управления локальной сетью – передает команды подключенным устройствам и помогает контролировать их. Облачное хранилище необходимо для ввода и вывода данных из внешней системы, обеспечения безопасности информации.
Связь. Она определяет способы отправки и приема информации. Это и физическое подключение – LAN, и специальные протоколы – ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M.
Преимущества и недостатки IoT
Очевидный плюс интернета вещей – удобство и экономия времени. Человека привлекает возможность отслеживать действия всех устройств дистанционно.
Главный недостаток – слабая защищенность данных. Киберпреступники часто атакуют компании, которые используют IoT-технологии, и пытаются взламывать системы управления устройствами и базы данных.
Еще один существенный минус – несовместимость программного обеспечения от разных производителей. Не всегда удается объединить устройства в единую группу из-за различий во внутренних настройках.
Где используют интернет вещей
Производственные компании. Современное оборудование на крупных производствах давно оснащено умными контролерами и интерфейсами для взаимодействия с основными внешними системами. IoT отслеживает качество на производстве и уменьшает влияние человеческого фактора.
Здравоохранение. IoT дает возможность выйти медицине на новый уровень диагностики заболеваний – «умные» устройства отслеживают показатели, сопоставляют их с нормой и сообщают об отклонениях.
Розничная торговля. Интернет вещей значительно упрощает работу продавцов и маркетологов – оптимизирует издержки и анализирует клиентский опыт.
Чтобы оптимизировать входящие обращения, подключите коллтрекинг Calltouch. Благодаря записи и тегированию звонков вы узнаете, с какой проблемой чаще всего обращаются клиенты и сможете скорректировать воронку продаж.
Коллтрекинг
Энергетическая промышленность. Интернет вещей улучшает качество производительности за счет контроля подстанций и линий электропередачи. Контроль может проходить удаленно.
Организация дорожного движения. Благодаря интернету вещей, появляются ассистенты, помощники и системы автоматического реагирования на сложные ситуации в движении транспортных средств. Системы контроля движения, помощники в парковке и удержании полосы делают движение безопасным.
Умный дом. Системы позволяют управлять основными устройствами до прихода домой. Например, вы можете заранее включить свет или отопление, вскипятить воду в чайнике. Чтобы умный дом обеспечивал комфортную температуру воздуха круглосуточно, задайте нужные параметры в настройках.
Логистика. IoT сокращает затраты на грузоперевозки и экономит средства на наемных работниках. Системы работают автономно – без участия оператора. Например, они отслеживают заполняемость мусорных контейнеров и оптимизируют расходы на основании анализа данных.
Еще один способ сократить расходы компании – отказаться от неэффективных рекламных площадок. Узнать, какие источники смысла нет использовать, можно с помощью сквозной аналитики Calltouch. Система автоматически собирает данные со всех каналов трафика, показывает сколько вы потратили денег на конкретный вид рекламы, и сколько прибыли он принес.
Сквозная аналитика
Перспективы развития интернета вещей
Интернет вещей уверенно завоевывает внимание пользователей: начиная от смарт-часов и заканчивая технологиями умного дома. Эксперты журнала Fortune Business Insights в своем докладе высказали мнение, что к 2026 году капитализация рынка lot-технологий составит триллион долларов, что в пять раз выше, чем на данный момент. Вместе со стоимостью растет и количество устройств, использующих эту технологию. Основными рынками интернета вещей выступают Западная Европа, Китай и Северная Америка.
Появление и распространение технологий 5G совместно с разработкой loT-платформ играют огромную роль в развитии интернета вещей. К основным задачам технологии стоит отнести уменьшение нагрузки на сеть, повышение скорости обработки и передачи данных. Кроме этого, разработчики постоянно повышают совместимость и универсальность гаджетов между собой, устраняют баги.
Безопасность интернета вещей
Мы уже говорили, что невысокая защищенность остается самым важным недостатком, поэтому очень важно обеспечить конфиденциальность персональных данных и избежать их попадания в руки злоумышленников. Обеспечить необходимый уровень безопасности можно различными методами – от создания сложного для взлома пароля, в том числе с использованием биометрии, до установки антивирусных программ.
Антивирус поможет ограничить доступ устройств и связанных приложений к личной информации. Не забывайте менять пароли, установленные по умолчанию. Использование сквозного шифрования снижает риск перехвата данных при синхронизации с несколькими девайсами.
При выборе защитных механизмов предпочитайте проверенных поставщиков, долгое время работающих в сфере кибербезопасности.
Как начать пользоваться интернетом вещей
Рассмотрим, какие устройства уже давно кажутся привычными.
Умные часы или спортивный браслет. Выводит на экран оповещения мессенджеров, тексты SMS-сообщений и управляет вызовами. Также фитнес-браслет четко считывает основные показатели: частоту сердечного ритма, уровень насыщения крови кислородом, режим и фазы сна. На основании полученных данных устройство составляет оптимальный график физической активности.
Умный дом. С помощью технологии можно управлять освещением, температурой воздуха (при наличии сплит-систем), включать и выключать электронные устройства (чайник, плиту, компьютер), а также получать данные системы безопасности в онлайн-режиме. Система четко реагирует на задымление или возгорание, проникновение в жилище посторонних и автоматически передает информацию экстренным службам.
Главное условие бесперебойной работы – стабильное подключение к интернету.
Коротко о главном
Интернет вещей становится все более востребованным в различных отраслях. Он позволяет по максимуму автоматизировать рабочие процессы и оптимизировать трудозатраты. С помощью IoT-технологий можно контролировать работу сотрудников, повышать эффективность логистики, улучшать клиентский сервис.
Система умный дом облегчает быт, делает домашний отдых полноценным. После напряженного дня любимая квартира встретит вас уютом, теплом и чашечкой горячего кофе.
Основной недостаток интернета вещей – невысокая защита данных. Однако исключить доступ злоумышленников к конфиденциальной информации можно вручную.