Интернет вещей (Internet of Things, IoT) подразувевает различные способы взаимодействия, устройств и систем между собой и с окружающим миром с применением технологий связи.
Одним из первых подключенных к сети устройств стал вендинговый аппарат по продаже Coca-Cola, установленный в Университете Карнеги — Меллон в 1982 году.
Так, аппарат имел возможность передавать данные о количестве содержащихся в нем бутылок и о своем состоянии в целом.
Периодом активных обсуждений сетей, которые смогли бы обеспечить межмашинное взаимодействие стали 1990-е годы. Например, руководитель исследовательских работ в
Xerox PARC (исследовательском центре компании Xerox) Марк Вейзер предложил концепцию повсеместного компьютинга, предполагавшую массовое внедрение компьютеров
и организацию связи между ними, благодаря которой машины самостоятельно бы решали повседневные задачи пользователя.
Учёный Билл Джой, в свою очередь, в рамках выступления на Международном экономическом форуме в Давосе в 1999 году предложил идею «Шести вебов» -
шести типов интернета будущего. В ней он довольно точно спрогнозировал появление беспроводных мобильных интернет-сетей, интеллектуальных голосовых
помощников и коммуникаций между устройствами (в его типологии такая связь называлась Device-to-device). Тогда же предпринимались попытки создания первых
IoT-проектов – например, Microsoft в 1993 году запустила платформу at Work, включавшую в себя специальную операционную систему и протокол передачи данных,
целью которой было объединить офисную технику (факсы, копировальные аппараты и др.) общим протоколом и передать функции управления и контроля за ней компьютерам,
работающим на Windows. Однако at Work не пользовался успехом и через некоторое время был закрыт. В 1994 году с похожим проектом выступила компания Novell –
её платформа NEST (Novell Embedded Systems Technology) позволяла различным устройствам подключаться к сервисам сетевой операционной системы NetWare и использовать
её протокол IPX для взаимодействий. NEST повторила судьбу своего предшественника at Work и прекратила своё существование.
В 1999 году одним из исследователей RFID-технологий Кевином Эштоном, возможно, впервые было употреблено словосочетание «Интернет вещей» (Internet of Things, IoT).
Эштон использовал новоизобретенный термин в ходе своей презентации для Procter&Gamble, посвященной влиянию RFID на разные рынки. Существует гипотеза о том,
что первым употребившим термин «Интернет вещей» был исследователь и разработчик Питер Т. Льюис. Так, согласно предположению, пионер беспроводной связи и систем
датчиков сказал об «Интернете вещей» в 1985 году в ходе своего выступления перед Федеральной комиссией по связи США.
Периодом бурного развития Интернета вещей стали 2000-е. Тогда как в 1990-х вся деятельность, связанная с IoT, носила в основном теоретический характер –
концепции, обсуждения, отдельные идеи, в 2000-х и 2010-х стали массово появляться и запускаться успешные IoT-проекты в реальности. Так, было разработано
множество пользовательских устройств, относящихся к Интернету вещей – от фитнесс-трекеров до умных ламп и умных дверей. Кроме того, начали развиваться масштабные
проекты, основанные на технологиях IoT – умные города, умное производство, умный транспорт, беспилотные автомобили и многое другое. Не в последнюю очередь это
стало возможным благодаря активному прогрессу в сфере информационных технологий – повсеместному распространению беспроводного соединения, повышению пропускной
способности интернет-связи, возникновению энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия и др.
Значимое место в IoT-проектах занимают собирающие информацию (о городской среде, о здоровье человека, о состоянии оборудования на заводе) датчики – давления,
влажности, света, движения, теплового потока, уровня и др. Благодаря беспроводной связи и различным протоколам они способны взаимодействовать между собой, и
отправлять собранную информацию для её последующего анализа человеком или искусственным интеллектом.
Для хранения и обработки полученных данных используются дата-центры, облачные технологии и Big data. На сегодняшний день у Интернета вещей не существует единого стандарта или протокола.
Разберемся подробнее.
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.
Предполагается, что в будущем «вещи» станут активными участниками бизнеса, информационных и социальных процессов, где они смогут взаимодействовать и
общаться между собой, обмениваясь информацией об окружающей среде, реагируя и влияя на процессы, происходящие в окружающем мире, без вмешательства человека.
По мнению Роба Ван Краненбурга интернет вещей представляет из себя «четырех-слойный пирог».
1 уровень связан с идентификацией каждого объекта.
2 уровень предоставляет с сервисом по обслуживанию потребностей потребителя (можно рассматривать как сеть собственных «вещей», частный пример – «умный дом»).
3 уровень связан с урбанизацией городской жизни. Т.е. это концепция «умного города», где вся информация, которая касается жителей этого города, стягивается в конкретный жилой квартал, в Ваш дом и соседние дома.
4 уровень – сенсорная планета.
Иными словами Интернет вещей можно рассматривать как сеть сетей, в которой небольшие малосвязанные сети образуют более крупные.
Само собой для общения и взаимодействия приборов необходим единый язык. Компания Cisco провела тщательный технический анализ, показавший, что IP вполне может
быть адаптирован к требованиям сетей нового типа. В таком случае «Интернет вещей» получит те же преимущества: совместимость, масштабируемость и, самое главное,
единый общий язык, — которые в свое время превратили сложный массив частных и общедоступных сетей в единую глобальную коммуникационную систему, известную как
Интернет.
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.
Увы, идея Интернета вещей имеет свои слабые места и уязвимости. Некоторые из них могут показаться смешными, другие же – вполне серьезны.
Над их решением уже пытаются работать, но современный уровень технологий не позволяет решить все и сразу.
-Зависимость элементов системы друг от друга. Сбой или поломка одного элемента вызовет цепную реакцию, из-за чего Интернет вещей будет решать поставленные
задачи нетривиальными способами, провоцировать сбой других устройств или попросту отключаться. К примеру, на «умном» термометре даст сбой температурный датчик
– и «умный» гардероб, основываясь на его показаниях, посоветует хозяину одежду не по погоде.
-Страх перед хакерскими атаками. Разумеется, страшных компьютерных гениев, которых любят показывать в кино, в природе не существует – однако способы взломать
любой запрограммированный прибор имеются (хоть они и не так зрелищны). Получив доступ к информации одного «умного» прибора в «умном» доме, взломщик сможет
буквально держать руку на пульсе его владельца, зная о нем практически все.
-Возможное восстание машин. Если дать машинам искусственный интеллект и машинное обучение вместе с центральным компьютером, выполняющим функции
энциклопедического мозга, они со временем могут «понять», что достойны большего, чем услужение людям. Скорее всего, это завершится грандиозным сбоем во всей
системе, но исключать варианты с агрессивным поведением «умных» приборов тоже не стоит.
-Тотальная зависимость системы от энергетических ресурсов. Даже если человечество перейдет на фактически неисчерпаемые ресурсы в виде альтернативных
источников бесплатной энергии (солнечный свет, геотермальные ТЭС и т.д.), для полного вывода системы из строя на определенном участке потребуется просто
вывести из строя источник энергии. По этой причине данная разработка вряд ли будет применяться в военных целях, оставив войну людям: управляемое
электромагнитное поле, доступное уже сейчас, сжигает любую электронику, какой бы «умной» она ни была.
-Возможная деградация человечества вследствие критического упрощения жизни. Пример можно наблюдать в мультфильме «Валли», где находящиеся на попечении роботов
люди не имеют сил даже на то, чтобы выбраться из кресел.
Если вы думаете, что концепция Интернет вещей — дело далекого будущего, то глубоко ошибаетесь. Уже сейчас мы можем представить несколько примеров, которые изменят ваше
мнение. В отличие интернета для людей, IoT используется для получения практической выгоды. Интернет вещей выполняет ряд полезных задач — максимально автоматизирует
процессы, снижает временные и уменьшает материальные затраты, оптимизирует производство.
Первым реальным шагом к достижению цели стало подключение тостера к компьютеру,
произошедшее в 1990 году посредством доработки его конструкции специальным чипом.
Джон Ромки, осуществивший эту процедуру, смог добиться работы тостера
посредством управления им с помощью компьютера. Возможно, это имя более известно благодаря созданному позже протоколу сетевого соединения компьютер-компьютер
TCP/IP, но и в истории развития технологий IoT этот человек оставил свой немаловажный вклад.
Отдельными примерами приближения очередного технологического прорыва
на бытовом уровне является появление большого количества «умных» приборов, выполняющих свою функцию без участия человека. К ним можно отнести:
-Высокотехнологичные мусорные баки, оборудованные солнечными батареями, функцией мусорного пресса и системой подачи сигнала работникам коммунальных
служб при необходимости освобождения пространства;
-Геолокационные и биометрические чипы, используемые для контроля популяций животных, а также – для контроля
преступников, заключенных под домашний арест;
-Сенсоры и водные счетчики, используемые для снижения расходов воды и нагрузок на водоканалы крупных городов
(используется, в частности, в Сан-Паулу и Пекине);
-Интерактивные миски для собак, открывающие доступ к корму только при выполнении определенных условий или заданий.
Перечень «умных» приборов растет день ото дня, их разработкой занимаются десятки компаний по всему миру. Преимущественно рассматриваемые приборы
предназначаются для обустройства бытовых нужд, но у Интернета вещей все еще впереди.
Использование Internet of Things позволило:
-Снизить аварийность и сырьевые потери на транспорте и в производстве.
-Эффективно распределять электричество в сфере энергетики.
-Заменить человека при управлении оборудованием в промышленности.
-Контролировать безопасность на улице.
Вот несколько реальных примеров.
Яндекс. Навигатор. Известная в России и в странах ближнего зарубежья система, есть не что иное, как использование IoT в управлении транспортом.
Принцип действия следующий — гаджеты (планшеты, смартфоны) передают в компанию Яндекс направление движения автомобиля, координаты и скорость перемещения.
Вся информация анализируется на сервере и в обработанном виде передается на смартфон водителю, показывая заторы и пути их объезда.
То есть, обмен данными между сервером, приложениями и смартфонами происходит без участия человека и представляет собой пример использования интернет вещей.
Уже сейчас водители сокращают время в дорогах, объезжая пробки по оптимальному маршруту, а в дальнейшем сервис позволит разгружать магистрали и максимально
минимизировать пробки.
Internet of Things в спорте. В спорте IoT используется для анализа физических кондиций спортсменов. На участника соревнований
устанавливаются датчики, которые анализируют пульс, данные о перемещениях. Медицинская телеметрия, другие значения отправляются на облако, откуда тренерская
бригада команды получает всю информацию о состоянии спортсменов, не дожидаясь перерыва в состязаниях, и уже по полученным данным вносит изменения в игру.
Вся необходимая информация также поступает в онлайн режиме медицинским работникам, которые своевременно могут оказать помощь травмированному или потерявшему
кондиции участнику матча.
IoT в системе ЖКХ. Установка умных счетчиков на воду, газ и электроэнергию позволяет передавать данные по расходу ресурсов с каждого
домовладения на облачные технологии. Диспетчер в режиме онлайн видит информацию по отдельно взятой квартире, микрорайону или в масштабе города,
что позволяет без использования труда обходчиков получать данные по счетчикам, на основании которых выставлять счета.
Из цепочки потребитель-поставщик услуг выпадают посредники, обслуживающие дома, что дает возможность выигрывать в материальном и временном плане.
Механизм учета ресурсов с использованием IoT технологий позволяет максимально автоматизировать диспетчерские функции и улучшить качество обслуживания.
Сельское хозяйство. Во многих странах Интернет вещей используется при выращивании сельскохозяйственной продукции. Для этого применяются датчики, которые
закрепляются за определенным участком или конкретным растением. Устройство регистрирует данные по состоянию грунта (влажность, температура, другие параметры),
которые отправляются на облачную платформу. С нее данные поступают на сервер, после чего выдаются на монитор, транслируя информацию по состоянию саженца, делаются
выводы по улучшению его плодоносных свойств.
К примеру, в Израиле половина всех производителей томатов и более 30% фермерских хозяйств по выращиванию хлопка уже используют IoT технологии при мониторинге почв.
Активное внедрение происходит и в других развитых странах.
Промышленность. Одно из швейцарских предприятий, занимающееся производством оборудования, разработало
промышленный интернет вещей — IoT платформу по проведению технического обслуживания своей техники на различных производственных площадках. Концепция Internet of
Things объединила более 5 тыс. единиц оборудования. Теперь, если в технике наблюдается износ какого-либо узла, в главный центр поступает сигнал о необходимости
профилактики и ремонтники выезжают на место.
Введение технологии IoT позволило прибывать на участок обслуживания только по мере необходимости. Раньше плановые
обходы часто проводились вхолостую, а финансовые затраты за обслуживание бригадами обходчиков были существенными. Кроме того, во время проведения
планово-предупредительного ремонта приходилось останавливать, часто без надобности, целые производственные линии, что несло дополнительные убытки.
Вообще, промышленность более других ждет повсеместное внедрение интернет вещей, так как это поможет максимально минимизировать в производственном
процессе человеческий фактор и снизить дополнительные риски.
Медицина и безопасность. Интернет вещей в медицине позволяет круглосуточно контролировать состояние пациента. Для этого на него устанавливают один или несколько
датчиков, данные с которых поступают в медицинский центр. В режиме онлайн отслеживается работа больных органов и общая физическая форма больного.
Информация передается лечащим врачам и в лаборатории, где проводится ее мониторинг и в случае необходимости выполняется корректировка лечебного процесса,
принимаются дополнительные решения.
Кроме того, специальные радиочипы, установленные на лекарства, в реальном времени позволяют отслеживать количество
лекарственных препаратов в медучреждении и своевременно пополнять их запасы.
Внедряются технологии Internet of Things и в обеспечение безопасности объектов.
На одной из военных баз РФ на часовых надели специальные электронные браслеты, которые контролируют их состояние и своевременно отсылают данные о проблемах
в центр управления. Если военный в течение полуминуты не двигается, то датчик отправляет сигнал на центральный компьютер, который возвращает его солдату в виде
звукового сигнала после чего, если в течение 15 сек. человек так и не совершил движения, объявляется тревога и на проблемное место отправляется караул.
Источник: https://finfocus.today/internet-veshhej.html
