„Internetul lucrurilor”, Internetul lucrurilor (IoT) - această expresie la modă astăzi este unul dintre cei mai citați termeni în publicațiile IT. Analiștii vorbesc despre piața IoT în creștere rapidă, influența tehnologiilor sociale, cloud și, desigur, mobile asupra acesteia, dar nu este complet clar ce include această piață IoT. De asemenea, interpretarea termenului în sine nu este complet clară. De la furnizor la furnizor, de la autor la autor, definițiile variază destul de semnificativ. Mai mult, în funcție de interpretare, fenomenul în sine pare a fi fie o perspectivă de viitor, fie un fapt împlinit. Autorul acestui articol a încercat să facă o analiză comparativă a publicațiilor pe această temă, să înțeleagă ce se referă la conceptul de „piață IoT” și de ce recent i s-a acordat o atenție sporită.

Concept și tehnologie IoT

Înainte de a vorbi despre piață, este necesar să aflăm ce este IoT și să înțelegem dacă există o definiție a acestui termen. Problema nu este însă lipsa definițiilor, ci, dimpotrivă, excesul acestora. După ce a trecut în revistă câteva zeci de articole și rapoarte pe tema internetului lucrurilor, autorul s-a convins că există discrepanțe serioase în interpretarea acestui termen. Într-adevăr, prezentăm definiții din cele mai respectate surse. Compania de analiză Gartner interpretează conceptul de „Internet of Things” ca o rețea de obiecte fizice care conține tehnologie încorporată care permite acestor obiecte să măsoare parametrii propriei stări sau starea mediului, să utilizeze și să transmită aceste informații. Rețineți că în această definiție, care de altfel este cea mai des citată, cuvântul „Internet” este complet absent. Adică, când vorbim despre rețeaua Internet of Things, nu se menționează că aceasta face parte din Internet. Mai mult, așa cum spune expertul IoT Matt Turck, director general la FirstMark Capital, „în mod ironic, în ciuda numelui Internet of Things, lucrurile în sine sunt adesea conectate folosind protocoale M2M, mai degrabă decât Internetul în sine”. Cu toate acestea, prezența sau absența unei conexiuni la Internet nu este singura discrepanță în definiții. Potrivit interpretării specialiștilor de la Cisco Business Solutions Group (CBSG), IoT este starea Internetului începând din momentul în care numărul de „lucruri sau obiecte” conectate la World Wide Web depășește populația planetei. CBSG își susține constatările cu calcule. Potrivit companiei, creșterea explozivă a smartphone-urilor și a tabletelor a adus numărul de dispozitive conectate la internet la 12,5 miliarde în 2010, în timp ce numărul oamenilor care trăiesc pe Pământ a crescut la 6,8 miliarde; Astfel, numărul dispozitivelor conectate a fost de 1,84 unități de persoană. Pe baza acestei aritmetice simple, Cisco Business Solutions Group a determinat chiar punctul de intrare al erei Internet of Things (Fig. 1). Undeva între 2003 și 2010, numărul de dispozitive conectate a depășit populația lumii, ceea ce a marcat tranziția la Internetul lucrurilor. Totodată, autorii studiului consideră că numărul de dispozitive conectate per utilizator de internet în 2010 a fost de 6,25.

Orez. 1. Creșterea numărului de dispozitive conectate per persoană
(sursa: Cisco Business Solutions Group)

Dacă Cisco se referă la creșterea explozivă a smartphone-urilor conectate la Internet în legătură cu termenul IoT, atunci IDC, de exemplu, spune clar că dispozitivele din conceptul IoT trebuie să fie conectate autonom la Internet și să transmită semnale fără intervenție umană. Prin urmare, un smartphone controlat de utilizator nu poate fi clasificat ca un dispozitiv IoT.

Potrivit IDC, Internetul lucrurilor (IoT) este o rețea cu fir sau fără fir care conectează dispozitive care sunt autoalimentate, controlate de sisteme inteligente echipate cu un sistem de operare de nivel înalt, conectate autonom la Internet, care pot rula nativ sau cloud- aplicații bazate și analizați datele colectate. În plus, au capacitatea de a capta, analiza și transmite (primi date) de la alte sisteme.

Evident, dacă analiștii operează cu conceptul de „volum de piață IoT”, atunci este imposibil să ne bazăm pe o definiție atât de vagă precum „o anumită stare nouă a Internetului”. În același timp, nu numai specialiștii de la CBSG vorbesc despre IoT, ca un fel de tranziție a Internetului la o nouă calitate. Să fim atenți la Fig. 2 preluat din raportul Internet of Things (IoT) & Machine-to-Machine Communication Market By Technologies & Platforms (marketsandmarkets.com). El caracterizează, de asemenea, IoT ca o etapă în dezvoltarea internetului, „când nu numai oamenii, ci și lucrurile încep să interacționeze între ei, să inițieze tranzacții, să se influențeze reciproc”.

Orez. 2. Etape de dezvoltare Web 1.0, Web 2.0, Web 3.0
(sursa: piața de comunicații Internet of Things (IoT) și Machine-to-Machine (M2M).
După tehnologii și platforme (marketsandmarkets.com))

În acest sens, o altă diagramă este orientativă: o ilustrare dintr-un articol al autorului coreean Sunsig Kim, publicat în 2012 pe site-ul i-bada.blogspot.ru/. Aici, starea IoT este prezentată ca un punct de tranziție - acesta este următorul pas în comparație cu tehnologia M2M (Fig. 3). Dimpotrivă, în publicațiile mai multor autori, inclusiv IDC, se poate citi că M2M este o tehnologie care, fiind predecesorul tehnologiei IoT, este în prezent parte integrantă a acesteia.

Orez. 3. Tranziția de la tehnologiile M2M la tehnologiile IoT (sursa: Sunsig Kim 8 august 2012 i-bada.blogspot.ru/)

Dacă definițiile pe care le-am descris vorbesc despre fenomenul în cauză, atunci, de exemplu, în formularea lui Kaivan Karimi, director executiv pentru strategie globală și dezvoltare a afacerilor la Freescale Semiconductor, IoT este mai mult o perspectivă: miliarde de inteligente, conectate. „lucruri” care formează un fel de rețea neuronală globală universală care va include toate aspectele vieții noastre. IoT constă în mașini inteligente care interacționează și comunică cu alte mașini, obiecte, mediul și infrastructura. Un astfel de sistem ar genera cantități uriașe de date, a căror procesare ar putea fi folosită pentru a gestiona și controla lucrurile pentru a ne face viața mai convenabilă și mai sigură și pentru a reduce impactul nostru asupra mediului.

De ce există atât de multe definiții și toate sunt diferite?

În primul rând, tehnologiile se dezvoltă atât de repede încât apar în mod constant noi semnificații ale termenului, care nu se potrivesc întotdeauna cu interpretările anterioare. Acest lucru este ilustrat elocvent în Fig. 4, unde evoluția IoT este identificată cu mai multe etape și, de fapt, cu diferite tehnologii.

Orez. 4. Evoluția tehnologiei Internet of Things

În al doilea rând, de foarte multe ori o nouă tehnologie este definită ca un set de factori care o deosebesc de cea anterioară, iar apoi această tehnologie anterioară este inclusă în noul concept. Impulsați de aspirațiile de marketing, vânzătorii doresc să numească vechile tehnologii cu nume noi. Și analiștii, urmând moda și încercând să demonstreze semnificația pieței descrise, folosesc un așa-numit termen umbrelă, combinând mai multe concepte în el.

O situație similară se observă în raport cu alți termeni noi. Luați, de exemplu, termenul SaaS, care a apărut pentru a se referi la următoarea etapă în dezvoltarea tehnologiei ASP. Astăzi, o serie de publicații au început să includă proiecte ASP pe piața SaaS, ceea ce, strict vorbind, este incorect.

Aproximativ același lucru se întâmplă cu termenul IoT: pe de o parte, aceasta este următoarea etapă în dezvoltarea tehnologiilor M2M, pe de altă parte, multe surse spun că piața soluțiilor M2M este un subset al IoT, iar unele surse utilizați abrevierea IoT/M2M.

Un alt motiv pentru ambiguitatea termenului este că diferite clase de probleme sunt rezolvate pe baza IoT. În special, Kayvan Karimi vorbește despre prezența a cel puțin două clase de sarcini care sunt unite prin termenul IoT. Prima sarcină este monitorizarea și gestionarea de la distanță a unui set de dispozitive de rețea interconectate, fiecare dintre acestea putând interacționa cu obiectele de infrastructură și mediul fizic. De exemplu, un senzor de temperatură și umiditate controlează o rețea de dispozitive care controlează sistemul de climatizare al unei clădiri inteligente (ferestre, jaluzele, aparate de aer condiționat etc.). Un exemplu mai exotic este că un senzor de pe mâna proprietarului unei case inteligente trimite un semnal despre starea psihofizică a proprietarului către toate dispozitivele inteligente din rețea; fiecare dintre ele reacționează într-un anumit fel, în urma căruia se schimbă iluminarea, muzica de fundal și aerul condiționat. Aici funcția principală nu este analitică, ci de control. A doua provocare este utilizarea datelor colectate de la nodurile finale (dispozitive inteligente cu conectivitate și senzori) pentru analiză inteligentă, pentru a identifica tendințele și relațiile care pot genera informații acționabile pentru a oferi valoare comercială suplimentară. De exemplu, urmărirea comportamentului vizitatorilor dintr-un magazin folosind etichete pe mărfuri: cât timp și aproape de ce mărfuri opresc vizitatorii, ce mărfuri preiau etc. Pe baza acestor informații, puteți modifica aranjarea mărfurilor în hală și puteți crește vânzările. Un alt exemplu vine din industria asigurărilor auto. Amplasarea dispozitivelor echipate cu accelerometru în mașini va permite companiei de asigurări să colecteze date despre gradul de conducere atentă a clientului. Nu numai coliziunile pot fi înregistrate, ci și, de exemplu, o coliziune bruscă cu un obiect sau bordură. Cu cât clientul conduce mai atent, cu atât asigurarea este mai ieftină, iar șoferul imprudent plătește mai mult. În ultimele exemple, nu există nicio sarcină de management - aici datele sunt colectate și procesate folosind metode moderne de analiză. Informațiile statistice despre toți clienții vor permite companiei să-și prezică corect riscurile.

În „Ce trebuie internetul obiectelor (IoT) pentru a deveni realitate”, Kayvan Karimi încearcă să prezinte o schiță generală a unei soluții IoT (Figura 5). Conform acestei scheme, aceasta este o stivă care include șase straturi: dispozitive de detectare și/sau dispozitive inteligente, noduri de conexiune, un strat de noduri de procesare încorporate, un strat de procesare a datelor în cloud la distanță; al șaselea strat poate îndeplini două funcții. Prima, desemnată ca „aplicație/acțiune”, înseamnă că soluția este utilizată pentru a controla de la distanță un dispozitiv sau pentru a controla automat un proces bazat pe dispozitive de detectare. A doua opțiune, analytics/big data, înseamnă că misiunea își propune să utilizeze datele colectate de la dispozitivele de detectare pentru a analiza și identifica tendințele și relațiile care pot genera informații utile de afaceri.

Orez. 5. Arhitectura tipică a unei soluții IoT (sursa: Freescale Semiconductor)

Microsoft oferă o arhitectură tipică similară pentru o soluție IoT (Fig. 6).

Orez. 6. Arhitectura tipică a aplicațiilor IoT (sursa: Microsoft)

În lucrările sale, Kayvan Karimi prezintă nu doar o imagine a unei arhitecturi tipice, ci și o interpretare grafică a întregului ecosistem IoT (Fig. 7).

Orez. 7. Ecosistemul Internet of Things

Orez. 8. IoT ca „Rețea de rețele” (sursa: CBSG)

Piața IoT și participanții săi

Ce este piața IoT? Cum se calculează? Cine ar trebui inclus printre participanții săi? Dacă numărăm toate proiectele care se încadrează în schema prezentată în Fig. 5, atunci piața va fi foarte mică. Dacă vom calcula cifra de afaceri a companiilor implicate în crearea de elemente care ar putea fi implementate potențial în această schemă, vom obține o cifră complet diferită. Pe baza publicațiilor, este clar că analiștii aleg a doua abordare: ei prezintă piața ca totalitatea afacerilor tuturor jucătorilor care creează dispozitive și senzori inteligenti conectați, pregătesc platforme pentru construirea de soluții IoT, dezvoltă tehnologii pentru conectarea la Internet de Lucruri la rețea și furnizarea de servicii auxiliare. Adică, analiștii iau în considerare nu atât piața soluțiilor IoT (în sens restrâns), cât mai degrabă afacerile tuturor participanților la ecosistemul furnizorilor de servicii și tehnologie în jurul construcției de soluții IoT.

Se pare că aceasta este calea parcursă de companiile care folosesc termenul „piață IoT”. În special, IDC identifică până la cinci segmente ale pieței IoT și jucătorii corespunzători.

Primul („Dispozitive/Sisteme inteligente”) include producători de dispozitive inteligente și senzori care au capacitatea de a se conecta la rețele cu fir/wireless, capabile să capteze și să transmită date, să ruleze aplicații proprii sau din cloud și să interacționeze automat cu un sistem inteligent. .

Al doilea segment se numește „Instrumente pentru conectarea și susținerea serviciilor IoT”. Aceasta este o afacere potențială pentru furnizorii de telecomunicații care pot furniza servicii de comunicații bazate pe diferite tehnologii, inclusiv prin cablu, celulare (2G, 3G, 4G), Wi-Fi și servicii suplimentare, cum ar fi gestionarea facturării.

În al treilea segment, numit „Platforme”, IDC identifică platforme pentru activarea dispozitivelor, rețelelor și aplicațiilor.

Platformele de activare a dispozitivelor reprezintă software-ul responsabil pentru asigurarea fluxului de date către și de la dispozitivele finale, inclusiv funcțiile de activare, gestionare și diagnosticare.

Platformele de rețea oferă clienților software pentru a conecta dispozitive IoT/M2M pentru a colecta și analiza informații. Platforma face posibilă gestionarea abonamentelor, controlul și gestionarea planurilor tarifare. Acest nivel oferă clienților un acord privind nivelul de servicii și își propune să îmbunătățească calitatea și securitatea soluțiilor.

Platformele de livrare a aplicațiilor sunt soluții orientate orizontal pentru integrarea aplicațiilor de întreprindere și a aplicațiilor specifice IoT.

Al patrulea segment, „Analitica”, prezintă soluții care vă permit să creșteți eficiența afacerii prin luarea unor decizii mai eficiente pe baza datelor colectate folosind tehnologia IoT, inclusiv utilizarea tehnologiei Big Data. Acest sector include, de asemenea, soluții analitice emergente care vor permite integrarea datelor obținute din IoT și monitorizarea rețelelor sociale.

Și, în cele din urmă, al cincilea segment îl reprezintă aplicațiile pentru susținerea soluțiilor verticale care implementează funcții specifice diverselor industrii.

Autorul hărții „Ecosistemul Internet of Things”, Matt Turck, managing director al FirstMark Capital, prezintă nu numai segmentarea pieței, ci oferă și nume specifice ale celor mai importanți jucători din fiecare segment (Fig. 9). Această lucrare duce conversația despre participanții pe piața IoT la un nivel mai practic.

Orez. 9. „Ecosistemul internetului obiectelor” (sursa: Matt Turck, Sutian Dong și First Mark Capital)

Mat Truck răspunde și la întrebarea de ce piața IoT a atras atenția în ultimii ani. El observă că creșterea interesului pentru piață și dezvoltarea acesteia în sine se datorează confluenței mai multor factori cheie. În primul rând, a devenit mai ușor și mai ieftin să produci dispozitive inteligente apar distribuitori și companii care sunt interesate să finanțeze astfel de proiecte. În al doilea rând, în ultimii câțiva ani, tehnologiile de comunicare fără fir au avansat dramatic în dezvoltarea lor. Astăzi, fiecare utilizator are un telefon mobil sau o tabletă care poate fi folosită ca telecomandă universală pentru Internet of Things. Conectivitatea omniprezentă devine o realitate (Wi-Fi, Bluetooth, 4G). În al treilea rând, Internetul Lucrurilor este capabil să utilizeze toată infrastructura care a apărut în domenii conexe. Cloud computing permite puncte finale simplificate, cu costuri reduse, deoarece inteligența poate fi mutată de la punctul final în cloud. Instrumentele Big Data, inclusiv programe open source precum Hadoop, fac posibilă analiza cantităților uriașe de date capturate de dispozitivele IoT.

În ecosistem (vezi Fig. 9), autorul identifică aproape aceleași elemente de piață ca și IDC, dar acestea sunt împărțite în segmente în mod diferit. Mat Truck identifică trei părți majore: platforme orizontale, aplicații verticale și blocuri de construcție. Autorul ecosistemului subliniază că, în ciuda afacerilor active în domeniul creării de soluții verticale, jucătorii ambițioși de pe piață urmăresc să devină o platformă orizontală pe baza căreia se vor construi toate soluțiile verticale din domeniul Internet of Things. Astfel, mai mulți jucători din sectorul home automation (SmartThings, Ninja Blocks etc.) sunt dezvoltatori de platforme software orizontale. Marile corporații, precum GE și IBM, își dezvoltă activ platformele. Companiile de telecomunicații precum AT&T și Verizon sunt, de asemenea, bine poziționate pentru a participa la această cursă. Întrebarea rămâne deschisă cât de ușor poate fi adaptată o platformă orizontală construită pentru o clasă de soluții verticale pentru soluții verticale din altă clasă. De asemenea, nu este încă evident care platforme - închise sau deschise - au perspectiva de a ocupa poziții de lider în acest domeniu.

Soluțiile verticale din fig. 9 sunt destul de multe marcate, sunt grupate în blocuri mai mici. Nu este posibil să le comentăm pe toate în cadrul unui articol de recenzie, așa că ne vom concentra doar pe câteva.

De exemplu, secțiunea „Computing purtabil” evidențiază noul dispozitiv Google Glass, care a fost anunțat pentru prima dată în februarie 2012. Dispozitivul bazat pe Android (Fig. 10) este echipat cu un afișaj transparent situat deasupra ochiului drept și este capabil să înregistreze videoclipuri de înaltă calitate, să efectueze funcții de realitate augmentată, comunicații mobile, acces la Internet și să țină un jurnal video.

Orez. 10. Google Glass

Recent, au devenit populare dispozitivele de fitness purtabile, precum Fitbit, Nike + Fuelband, Jawbone, cu ajutorul cărora utilizatorii își pot monitoriza nivelul activității fizice și pot număra caloriile arse (în Fig. 9 sunt plasate într-o categorie separată).

Un reprezentant tipic al acestui grup este dispozitivul UP Jawbone (Fig. 11), care este o brățară sport care poate funcționa cu platforma iPhone și Android. Dispozitivul vă permite să urmăriți somnul, dieta, pașii făcuți și caloriile arse. Brățara are un motor de vibrații care poate servi fie ca alarmă, fie poate reaminti utilizatorului că utilizatorul a stat prea mult timp. Bratara este capabila sa urmareasca fazele de somn si sa trezeasca proprietarul exact in faza de somn usor, cand este mult mai usor sa te trezesti.

Orez. 11. UP Jawbone vă permite să conduceți
monitorizarea exercitiilor

Dispozitivul include o aplicație socială care ajută la adăugarea unui strat suplimentar de motivație pentru exerciții. Utilizatorii pot vedea datele prietenilor lor, pot partaja rezultate sportive și pot concura.

Astfel de dispozitive portabile pot fi utilizate în scopuri medicale, de exemplu, pentru a monitoriza de la distanță starea unui pacient (tensiunea arterială, ritmul cardiac etc.) pentru a-i anunța pe cei dragi sau personalul medical dacă indicatorii cresc. Tehnologiile IoT sunt, în general, utilizate pe scară largă în medicină – de la cele mai simple sisteme de memento pentru administrarea medicamentelor până la sonde introduse în organism pentru a monitoriza funcționarea organelor pentru a face un diagnostic complex.

IoT este utilizat cel mai activ în tehnologiile de casă inteligentă: controlul de la distanță al dispozitivelor de acasă prin Internet, monitorizarea și controlul de la distanță al sistemelor de încălzire, iluminatului, dispozitivelor media, sistemelor electronice de securitate, alerte de intruziune, sisteme de protecție împotriva incendiilor etc.

Dintre jucătorii evidențiați în secțiunea de automatizare a locuinței din Fig. 9, este interesant de remarcat compania Nest Labs, care proiectează și produce termostate programabile și detectoare de fum cu suport Wi-Fi și funcții de auto-învățare. Startup-ul, fondat în 2010 de doi absolvenți Apple, în câțiva ani a devenit o companie cu peste 130 de angajați.

Compania a introdus primul său produs, un termostat (Fig. 12), în 2011. În octombrie 2013, Nest Labs a anunțat lansarea unui dispozitiv de monitorizare a fumului și a monoxidului de carbon. Termostatul Nest permite interacțiunea cu dispozitivul nu numai prin interfața cu ecranul tactil, ci și de la distanță, deoarece termostatul este conectat la Internet. Compania poate distribui actualizări pentru a remedia erori, a îmbunătăți performanța și a adăuga funcții suplimentare. Pentru a actualiza, termostatul trebuie să fie conectat la Wi-Fi și o baterie care acceptă 3,7 V pentru a permite descărcarea și instalarea actualizărilor.

Orez. 12. Termostat Nest Labs

Tehnologia IoT este utilizată pe scară largă în sectorul energetic (contoare inteligente, sisteme de detectare a pierderilor sau furturilor în rețeaua electrică). Sectorul petrolului și gazelor, de exemplu, utilizează monitorizarea de la distanță a conductelor.

Multe soluții sunt dezvoltate pentru o funcționare mai sigură a vehiculului. Tehnologia mașinilor conectate vă permite să utilizați sisteme de apeluri pentru ambulanță de urgență de pe o cartelă SIM încorporată. În asigurările auto, calculele de asigurare bazate pe monitorizarea de la distanță a conducerii utilizatorilor încep să fie practicate. Sistemele de urmărire a rutei vehiculelor, monitorizarea transportului de mărfuri și controlul transportului și depozitării sunt utilizate pe scară largă în transport. Este utilizat un sistem automat de control al traficului aerian. Administrațiile municipale pot folosi soluții IoT pentru a rula, opera și monitoriza sistemele de transport public pentru a optimiza consumul de combustibil, a controla și a gestiona mișcările trenurilor. În comerțul cu amănuntul, se dezvoltă automatizarea sarcinilor de logistică, monitorizarea de la distanță și contabilitatea mărfurilor echipate cu etichete RFID, inventar în timp real și soluții de plată wireless. În sistemele de siguranță publică - monitorizarea și controlul stării instalațiilor industriale, podurilor, tunelurilor etc. În producția industrială - controlul procesului de producție, diagnosticarea la distanță, controlul complexelor robotizate. În agricultură - controlul de la distanță al sistemelor de irigare, monitorizarea stării și comportamentului animalelor, monitorizarea nivelului apei din rezervoare etc.

Deci, ce este „Internetul lucrurilor” - realitate sau perspectivă? Luând în considerare analiza efectuată, se poate argumenta că aceasta este o perspectivă care devine treptat realitate.

IoT - Internetul lucrurilor

Internet of Things (IoT) - tehnologii moderne de telecomunicații
(Internetul lucrurilor - tehnologii moderne de telecomunicații)

29/08/16

Ce este Internetul Lucrurilor? Ce este Internetul lucrurilor, IoT? Internetul lucrurilor (IoT) este o nouă paradigmă a Internetului. Ce se înțelege prin termenul „Lucruri” în Internet of Things. Termenul „lucru” în Internetul lucrurilor (IoT) înseamnă inteligent, adică. articole sau obiecte „inteligente” (Obiecte inteligente sau SmartThings sau Dispozitive inteligente).

Cum este Internetul lucrurilor (IoT) diferit de internetul tradițional? Internet of Things (IoT) este o rețea de Internet tradițională sau existentă, extinsă prin rețele de computere de dispozitive fizice sau lucruri conectate la aceasta, care poate organiza în mod independent diverse modele de comunicare sau modele de conexiune (Thing - Thing, Thing - User and Thing - Web Object ).

Trebuie remarcat faptul că Smart Objects sunt senzori sau dispozitive de acționare echipate cu un microcontroler cu un sistem de operare în timp real cu o stivă de protocoale, memorie și dispozitiv de comunicare, încorporate în diverse obiecte, de exemplu, contoare de energie electrică sau contoare de gaz, senzori de presiune, vibrații sau temperaturi, comutatoare etc. Obiectele „inteligente” sau Smart Objects pot fi organizate într-o rețea de calculatoare de obiecte fizice care pot fi conectate prin gateway-uri (hub-uri sau platforme specializate IoT) la internetul tradițional.

În prezent, există multe definiții ale conceptului Internet of Things (IoT). Dar, din păcate, ele sunt contradictorii, nu există o definiție clară și lipsită de ambiguitate a conceptului de Internet of Things (IoT).

Pentru a înțelege esența Internetului lucrurilor (IoT), este mai întâi recomandabil să luați în considerare infrastructura Internet și serviciul WWW (World Wide Web) sau Web. Internetul este o rețea de rețele, adică o rețea care conectează diverse rețele și noduri individuale ale utilizatorilor la distanță folosind routere și protocolul de rețea (internet) IP. Cu alte cuvinte, termenul Internet se referă la o infrastructură globală de rețea constând din multe rețele de calculatoare și noduri individuale conectate prin canale de comunicație.

Internetul global este baza fizică a serviciului Web. Web-ul este World Wide Web sau un sistem distribuit de resurse informaționale care oferă acces la documente hipertext (documente web) postate pe site-urile Internet. Accesul și transmiterea documentelor web în format HTML prin Internet se realizează utilizând protocolul de aplicație HTTP/HTTPS al serviciului Web bazat pe stiva de protocoale TCP/IP de pe Internet.

Ținând cont de cele de mai sus, putem concluziona că IoT se caracterizează prin schimbări la scară largă în infrastructura Internetului global și noi modele de comunicare sau conexiune: „lucru - lucru”, „lucru - utilizator (Utilizator)” și „lucru - obiect web (Web Object)”.

Este recomandabil să luați în considerare Internetul lucrurilor (IoT) la nivel tehnologic, economic și social.

La nivel tehnologic, Internet of Things este un concept pentru dezvoltarea infrastructurii de rețea (baza fizică) a Internetului, în care lucrurile „inteligente”, fără intervenția umană, sunt capabile să se conecteze la rețea pentru interacțiunea de la distanță cu alte dispozitive. (Thing - Thing) sau interacțiune cu centre de date autonome sau cloud sau DATA centre (Thing - Web Objects) pentru transferul de date pentru stocare, procesare, analiză și luare a deciziilor de management care vizează schimbarea mediului, sau pentru interacțiunea cu terminalele utilizatorului (Thing - Thing) User) pentru monitorizarea și gestionarea acestor dispozitive.

Internetul lucrurilor (IoT) va duce la schimbări în modelele de dezvoltare economică și socială ale societății. Există diferite clasificări ale Internetului obiectelor (IoT) (de exemplu, Internetul obiectelor industriale - IIoT, Internetul serviciilor - IoS etc.) și domeniilor de utilizare ale acestuia (în energie, transport, medicină, agricultură, locuințe și comunale). servicii, Smart City, Smart Home etc.).

Cisco a introdus un nou concept - Internet of Everything, IoE („Internet of Everything” sau „All-compassing Internet”), iar Internet of Things este etapa inițială de dezvoltare a „All-compassing Internet”

Dezvoltarea Internet of Things sau Internet of Things (IoT) depinde de:

• tehnologii de rețea fără fir de putere redusă (LPWAN, WLAN, WPAN);
• ritmul de implementare a rețelelor celulare pentru Internet of Things (IoT): EC-GSM, LTE-M, NB-IoT și rețele universale 5G;
• ritmul de tranziție a internetului la versiunea de protocol IPv6;
• Tehnologii Smart Objects (senzori și actuatoare echipate cu microcontroler, memorie și dispozitiv de comunicare);
• sisteme de operare specializate cu o stivă de protocoale pentru microcontrolere, senzori și actuatoare;
• utilizarea pe scară largă a stivei de protocol 6LoWPAN/IPv6 în sistemele de operare ale microcontrolerelor pentru senzori și actuatori;
• utilizarea eficientă a Cloud computing pentru platformele Internet of Things (IoT);
• dezvoltarea tehnologiilor M2M (machine-to-machine);
• aplicarea tehnologiilor moderne Software-Defined Networks care reduc sarcina pe canalele de comunicare.

Arhitectura rețelei globale Internet of Things (IoT).

Ca fragment al arhitecturii Internet of Things (IoT), luați în considerare o rețea (Fig. 1) formată din mai multe rețele de calculatoare de obiecte fizice conectate la Internet folosind unul dintre dispozitivele: Gateway, Border Router, Router.

După cum reiese din arhitectura IoT, rețeaua Internet of Things este formată din: rețele de calculatoare ale obiectelor fizice, rețeaua tradițională de internet IP și diverse dispozitive (Gateway, router Border etc.) care conectează aceste rețele.

Rețelele de calcul ale obiectelor fizice constau din senzori și actuatoare inteligenți (actuatoare) integrați într-o rețea de calcul (personală, locală și globală) și controlate de un controler central (gateway sau IoT Habs, sau platformă IoT).

Internetul lucrurilor (IoT) folosește tehnologii pentru rețelele de calcul fără fir ale obiectelor fizice cu consum redus de energie, care includ rețele cu rază scurtă, medie și lungă (WPAN, WLAN, LPWAN).

Tehnologii wireless ale rețelelor LPWAN (Low-power Wide-area Network) Internet of Things IoT

Tehnologiile comune ale rețelelor LPWAN cu rază lungă de acțiune, care sunt prezentate în Fig. 1 includ: LoRaWAN, SIGFOX, „Swift” și Cellular Internet of Things sau CIoT abreviat (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT). Rețelele LPWAN includ și alte tehnologii, de exemplu, ISA-100.11.a, Wireless, DASH7, Symphony Link, RPMA și așa mai departe, care nu sunt indicate în Figura 1. O listă extinsă de tehnologii este prezentată pe site-ul link-labs.

Una dintre tehnologiile răspândite este LoRa, care este concepută pentru rețelele cu rază lungă de acțiune, cu scopul de a transmite date de telemetrie de la diferite dispozitive de contorizare (senzori de apă, gaz etc.) pe distanțe mari.

LoRa este o metodă de modulare care definește protocolul stratului fizic al modelului OSI. Tehnologia de modulare LoRa poate fi utilizată în rețele cu diferite topologii și diferite protocoale de nivel de legătură. Rețelele LPWAN eficiente sunt rețele LoRaWAN care utilizează protocolul stratului de legătură LoRaWAN (protocolul stratului de legătură MAC) și modularea LoRa ca protocol de nivel fizic.

Rețeaua LoRaWAN (Fig. 2.) constă din End Nodes (transceiver sau module LoRa) conectate prin rețele wireless la hub-uri/gateway-uri sau stații de bază, Network Server (server de rețea operator) și Application Server (server de aplicații furnizor de servicii). Arhitectura de rețea a LoRaWAN este „client-server”. LoRaWAN operează la nivelul 2 al modelului OSI.

Comunicarea bidirecțională este utilizată între nodurile terminale și componentele rețelei server. Interacțiunea dintre nodurile terminale ale rețelei locale LoRaWAN și server are loc pe baza protocoalelor stratului de legătură. Adresa folosește identificatori unici de dispozitiv (noduri finale) și identificatori unici de aplicație pe serverul de aplicații.

Stratul fizic al stivei de protocol LoRaMAC al segmentului de rețea end-node-gateway, care operează la cel de-al doilea strat al modelului OSI, este modulația fără fir LoRa, iar protocolul MAC al stratului de legătură este LoRaWAN. Gateway-urile LoRa sunt conectate la serverul de rețea al furnizorului sau al operatorului folosind tehnologii standard Wi-Fi/Ethernet/3G, care aparțin nivelului de interfață de rețea IP (nivelurile fizice și de legătură ale stivei TCP/IP).

LoRa Gateway oferă interconectare între rețele bazate pe tehnologii eterogene LoRa/LoRaWAN și Wi-Fi, Ethernet sau 3G. În fig. Figura 1 prezintă o rețea LoRa cu un singur gateway, implementat într-o topologie stea, dar o rețea LoRa poate avea și mai multe gateway-uri (structură de rețea celulară). Într-o rețea LoRa cu mai multe gateway-uri, „nodurile finale - gateway” sunt construite folosind o topologie „stea”, iar „gateway-uri - server” sunt, de asemenea, conectate folosind o topologie „stea”.

Datele primite de la nodurile finale sunt stocate, afișate și procesate pe serverul de aplicații (pe un site Web autonom sau în cloud). Metodele Big Data pot fi folosite pentru a analiza datele IoT. Utilizatorii, care folosesc aplicații client instalate pe un smartphone sau PC, au posibilitatea de a accesa informațiile de pe serverul de aplicații.

Tehnologiile SIGFOX (sigfox.com) și „Strij” (strij.net) sunt similare cu tehnologiile LoRaWAN (www.semtech.com), dar au unele diferențe. Principala diferență constă în metodele de modulare care definesc protocoalele de nivel fizic ale acestor rețele. Tehnologiile SIGFOX, LoRaWAN și Strizh sunt concurenți pe piața rețelelor LPWAN.

Concurenții de pe piața rețelelor LPWAN includ tehnologii CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT), precum și G5. Sunt proiectate pentru construirea de rețele celulare LPWAN fără fir bazate pe infrastructura existentă a operatorilor de telefonie celulară. Utilizarea rețelelor celulare tradiționale în IoT este neprofitabilă, așa că în prezent nișa rețelelor LPWAN este ocupată de LoRaWAN, SIGFOX etc. Dar dacă operatorii de telefonie mobilă implementează prompt tehnologiile EC-GSM (Extended Coverage GCM), LTE-M (LTE pentru comunicații M2M) bazate pe evoluția GSM și dezvoltarea LTE, ei vor înlocui LoRaWAN, SIGFOX și alte tehnologii de pe piața LPWAN. .

Cele mai promițătoare domenii pentru construirea de rețele LPWAN fără fir includ Internetul lucrurilor în bandă îngustă NB-IoT (Narrow Band IoT) bazat pe LTE, care poate fi implementat peste rețelele LTE existente ale operatorilor de telefonie celulară. Dar direcția strategică în CIoT este rețelele celulare de nouă generație 5G, care vor sprijini IoT.

Tehnologia 5G, concepută pentru a funcționa cu trafic eterogen, va asigura conexiunea la Internet pentru o varietate de dispozitive cu parametri diferiți (consum de energie, rate de transfer de date etc.), atât dispozitive mobile (smartphone, telefoane, tablete etc.), cât și Smart Obiecte (senzori sau actuatoare).

Unde sunt utilizate rețelele LPWAN? De exemplu, o rețea LoRa la nivel național a fost deja implementată pentru Internet of Things în Țările de Jos și Coreea de Sud. Rețelele SigFox pentru IoT sunt implementate în Spania și Franța. În Rusia, o rețea națională „Strizh” este creată pentru Internetul lucrurilor (IoT) etc. În prezent, standardele LoRaWAN și NB-IoT sunt considerate standard pentru rețelele de calcul ale obiectelor fizice LPWAN Internet of Things IoT.

Trebuie remarcat faptul că în Internetul lucrurilor (IoT), alături de utilizarea tehnologiilor cloud, sunt folosite tehnologii de calcul în ceață. Acest lucru se datorează faptului că în modelul cloud folosit în IoT, punctul slab este lățimea de bandă a canalelor operatorilor de telecomunicații prin care se fac schimb de date între dispozitivele „cloud” și „inteligente” ale rețelelor de calcul ale obiectelor fizice.

Conceptul de „fog computing” implică descentralizarea prelucrării datelor prin transferarea unei părți din munca privind prelucrarea datelor și luarea deciziilor de management din „nor” direct pe dispozitivele rețelelor de calculatoare ale obiectelor fizice.

Creșterea capacității canalelor de comunicație cloud computing poate oferi o nouă abordare a construcției acestora bazată pe tehnologia Software-Defined Networks (SDN). Prin urmare, introducerea SDN va îmbunătăți eficiența canalelor de comunicare Cloud computing și Internet of Things (IoT).

Rețele personale wireless (WPAN) de putere redusă, cu rază scurtă de acțiune - componente Internet of Things (IoT).

Rețelele WPAN (Fig. 1) includ rețele de senzori wireless bazate pe tehnologii: 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP, Z-Wave, ZigBee, BLE 4.2 (Bluetooth Mesh). Aceste rețele aparțin unor rețele mesh (rețele de auto-organizare și auto-vindecare cu rutare), care au o topologie mesh și sunt componente (componente) ale rețelei Internet of Things (IoT).

Rețelele de computere personale bazate pe tehnologiile IP 6LoWPAN, Thread, ZigBee se referă la rețele IP cu o stivă de protocol 6LoWPAN sau o stivă IPv6 pentru rețele 802.15.4 (Fig. 3). Ei folosesc protocolul de rețea 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks), care este o versiune a protocolului IPv6 pentru rețelele de senzori personali fără fir de putere redusă a standardului IEEE 802.15.4. Protocolul de rutare utilizat este RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks).

Orez. 3. 6LoWPAN Protocol Stack pentru IoT

IEEE 802.15.4 (standards.ieee.org) este un standard care descrie IEEE 802.15.4 PHY fizic și straturile de legătură de date ale modelului de rețea OSI. Stratul de legătură de date este format din substratul IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) și substratul LLC (Logical Link Control). Mai multe tehnologii sunt construite pe baza standardului IEEE 802.15.4, de exemplu, ZigBee IP, Thread, 6LoWPAN.

Stiva de protocol 6LoWPAN. Esența funcționării rețelelor de calculatoare ale obiectelor fizice în IoT pe baza stivei de protocol 6LoWPAN este următoarea. De exemplu, datele de la un senzor sunt introduse într-un microcontroler (MCU). MK prelucrează datele primite de la senzor pe baza unui program de aplicație (End Nodes Applications), care a fost creat de dezvoltatorul rețelei pe baza API-ului unui OS specializat de microcontroler.

Pentru a transfera datele procesate în rețea, aplicația End Nodes Applications accesează protocolul de nivel de aplicație (Aplicație - protocoale IoT) al stivei de protocol OS al microcontrolerului și transmite datele prin stivă către stratul fizic al senzorului. Apoi, datele binare sunt trimise la intrarea routerelor Border (routere Edge). Pentru a transfera date de la End Node prin routerele Border la serverul Web (aplicația Web) prin protocolul de aplicație CoAP, este necesar să se negocieze rețele la nivelul aplicației stivei de protocol CoAP-to-HTTP, un server proxy; este folosit.

Stiva de protocoale 6LoWPAN asigură conectarea la internet a dispozitivelor inteligente cu consum redus de energie prin routere și nu prin gateway-uri IP specializate. Deoarece rețelele de viteză mică cu o stivă de protocoale 6LoWPAN pentru dispozitivele cu capacități limitate nu sunt rețele de tranzit pentru traficul de rețea IP al internetului tradițional, ele sunt rețele finale în Internetul lucrurilor (IoT) și sunt conectate la Internet prin routere Border sau Routere Edge. Routerul edge permite rețelei 6LoWPAN să comunice cu rețeaua IPv6 prin traducerea antetelor IPv6 și fragmentarea mesajelor în stratul de adaptare al stivei de protocoale (Adaptation of 6LoWPAN).

Z-Wave (z-wave.me)- una dintre tehnologiile populare de rețea wireless Internet of Things (IoT) (standard: Z-Wave și Z-Wave Plus). Rețea Z-Wave (Fig. 1) cu topologie mesh (rețea mesh) și consum redus de energie, concepută pentru organizarea Smart Home. Protocolul de rețea Z-Wave al stivei de protocoale de comunicare Z-Wave este implementat de Sigma Designs ca cod închis și este brevetat. Straturile inferioare ale MAC și PHY sunt incluse în standardul ITU-T G.9959.

Z-Wave are multe dispozitive compatibile (senzori și actuatoare) pentru a crea o rețea Smart Home. Puteți controla de la distanță rețeaua Z-Wave de acasă folosind panoul de control prin Home Controller, puteți controla funcționarea rețelei de la un PC și de la internet prin intermediul unui smartphone; Rețeaua Z-Wave este conectată la Internet printr-un gateway IP specializat „Z-Wave for IP”.

ZigBee (zigbee.org) este una dintre cele mai comune tehnologii pentru construirea de rețele wireless Internet of Things (IoT) (standardul deschis ZigBee). O rețea ZigBee cu o topologie mesh (rețea mesh) are propria sa stivă de protocoale de comunicare IEEE 802.15.4/Zigbee, care nu acceptă IP Internet Protocol. Rețeaua de calcul a obiectelor bazată pe stiva ZigBee, pentru interacțiunea cu dispozitivele externe situate în rețeaua IP, este conectată la Internet printr-un gateway IP specializat Gateway ZigBee. În prezent, a fost creat un nou standard, ZigBee IPv6.

Rețelele bazate pe noul standard Zigbee IPv6 pot fi conectate la o rețea IP printr-un router, mai degrabă decât printr-un gateway specializat. Gateway-ul ZigBee reambalează datele de la un format la altul și oferă interconectare între rețele pe baza tehnologiilor MQTT/ZigBee eterogene - HTTP/TCP/IP. Tehnologia ZigBee este utilizată ca standard pentru colectarea automată a citirilor contoarelor de energie electrică abonaților și transmiterea acestora către serverele operatorilor de telecomunicații (site-uri offline) sau către Internet of Things (IoT) Habs Cloud.

WiFi (www.wi-fi.org) este un set de standarde de comunicare fără fir IEEE 802.11 care poate fi utilizat pentru a construi o rețea locală wireless (WLAN) bazată pe stiva TCP/IP. Stiva de protocol IEEE 802.11 constă dintr-un strat fizic PHY și un strat de legătură de date cu substraturi de transfer logic de date MAC și LLC. Protocoalele IEEE 802.11 (WiFi) aparțin stratului de interfață de rețea din stiva TCP/IP.

O rețea locală fără fir de obiecte WiFi este conectată la Internet folosind un router (Fig. 1). Trebuie remarcat faptul că pentru a construi rețele locale fără fir, Wi-Fi Alliance a creat o nouă specificație, IEEE 802.11s, care oferă tehnologie pentru construirea de rețele mesh. În plus, a fost creat un nou standard Wi-Fi HaLow (specificația IEEE 802.11ah) cu un consum redus de energie pentru Internetul lucrurilor (IoT).

BLE 4.2 (bluetooth.com) este o nouă versiune a standardului Bluetooth low energy (Bluetooth LE), care este destinată construirii de rețele wireless precum Smart Home. Noul standard Bluetooth Mesh va fi implementat până la sfârșitul anului 2016. Stiva de protocoale de comunicație BLE 4.2 acceptă protocolul de rețea IPv6 prin BLUETOOTH(R) Low Energy sau 6LoWPAN, protocoale de nivel de transport (UDP, TCP) și aplicație (COAP și MQTT).

Versiunea BLE 4.2 asigură un consum minim de energie a echipamentului și acces la o rețea IP. Straturile inferioare MAC și PHY ale Bluetooth LE Stack sunt: ​​Bluetooth LE Link Layer și Bluetooth LE Physical. Pentru a asigura interacțiunea rețelelor (BLE 4.2 și Internet) la nivel de rețea (6LoWPAN cu IPv6) și stratul de aplicație al stivei de protocoale (CoAP cu HTTP), rețeaua BLE 4.2 poate fi conectată la Internet (Fig. 1) prin routere Border și CoAP-to-HTTP Proxy în consecință.

Protocoale de nivel de aplicație Internet of Things (IoT).

Pentru a transmite date în Internet of Things (IoT), sunt utilizate multe protocoale la nivel de aplicație, dintre care cele mai comune includ: DDS, MQTT, XMPP, AMQP, JMS, CoAP, REST/HTTP. DDS este un serviciu de distribuție a datelor pentru sisteme în timp real și este un standard OMG pentru middleware. DDS este tehnologia de bază pentru implementarea IoT, bazată pe modelul de comunicare de mesagerie DCPS fără un broker intermediar (server).

MQTT, XMPP, AMQP, JMS sunt protocoale de mesagerie care se bazează pe un broker conform schemei de publicare/abonare. Brokerul (serverul) poate fi implementat pe o platformă cloud sau pe un server local. Programele client trebuie instalate pe aplicațiile dispozitivelor inteligente.

CoAP (Constrained Application Protocol) este un protocol limitat de transfer de date IoT, similar cu HTTP, dar adaptat pentru a funcționa cu dispozitive inteligente cu performanță scăzută. CoAP se bazează pe stilul arhitecturii REST. Serverele sunt accesate prin adresa URL a aplicației dispozitivului inteligent. Programele client folosesc metode precum GET, PUT, POST și DELETE pentru a accesa resurse.

REST/HTTP – constă din două tehnologii REST și HTTP. REST este un stil de arhitectură software pentru sisteme distribuite. REST descrie principiile interacțiunii dintre aplicațiile dispozitivelor inteligente și interfețele de programare REST API (serviciu web). Prin API-ul REST, aplicațiile comunică între ele folosind patru metode HTTP: GET, POST, PUT, DELETE. HTTP - Hypertext Transfer Protocol este un protocol de nivel de aplicație pentru transferul de date. HTTP este utilizat pentru interacțiunea de la dispozitiv la utilizator. REST/HTTP se bazează pe modelul de comunicare prin mesagerie req/res.

Pentru accesul din rețele de obiecte fizice care nu acceptă protocolul IP către rețelele IP și invers, se folosesc hub-uri sau gateway-uri sau platforme IoT, care asigură coordonarea protocolului la diferite niveluri ale stivei de protocoale de comunicație. Pentru accesul din rețelele de obiecte fizice care acceptă protocolul IP la rețelele IP și invers, proxy-urile sunt utilizate pentru a negocia protocoale la nivel de aplicație (de exemplu, pentru a negocia protocoalele CoAP și HTTP).

În zilele noastre, mulți vorbesc despre Internetul lucrurilor, dar nu toată lumea înțelege ce este.

Potrivit Wikipedia, acesta este conceptul de rețea de calculatoare de obiecte fizice („lucruri”), dotată cu tehnologii încorporate pentru interacțiunea între ele sau cu mediul extern, considerând organizarea unor astfel de rețele ca un fenomen care se poate reconstrui. procesele economice și sociale, excluzând unele dintre acțiuni și operațiuni, necesită participarea umană.

În termeni simpli, Internetul lucrurilor este un fel de rețea în care lucrurile sunt conectate. Și prin lucruri mă refer la orice: o mașină, un fier de călcat, mobilier, papuci. Toate acestea vor putea „comunica” între ele fără intervenția umană folosind datele transmise.

Apariția unui astfel de sistem era de așteptat, pentru că lenea este motorul progresului. Nu trebuie să mergi dimineața la aparatul de cafea pentru a face cafea. Ea știe deja când te trezești de obicei și, până la această oră, va prepara ea însăși cafeaua aromată. Misto? Poate, dar cât de realist este și când va apărea?

Cum functioneaza

picjumbo.com

Suntem la începutul călătoriei și este prea devreme să vorbim despre Internetul lucrurilor. Să luăm de exemplu cafetiera despre care am scris mai sus. Acum o persoană trebuie să introducă în mod independent ora sa de trezire, astfel încât să-i poată face cafea dimineața. Dar ce se întâmplă dacă persoana nu este acasă în acest moment sau vrea ceai? Da, totul este la fel, din moment ce nu a schimbat programul și bucata de fier fără suflet și-a preparat din nou cafeaua. Acest scenariu este interesant, dar este mai mult despre automatizarea proceselor decât despre Internetul lucrurilor.

Întotdeauna există o persoană la cârmă, el este centrul. Există tot mai multe gadgeturi inteligente în fiecare an, dar nu funcționează fără o comandă umană. Această cafetieră nefericită va trebui monitorizată constant și programul schimbat, ceea ce este incomod.

Cum ar trebui să funcționeze

picjumbo.com

Internetul lucrurilor implică faptul că o persoană definește un scop și nu stabilește un program pentru a atinge acest obiectiv. Este chiar mai bine dacă sistemul însuși analizează datele și prezice dorințele unei persoane.

Conduceți acasă de la serviciu, obosit și înfometat. În acest moment, mașina a anunțat deja casa că vă va aduce în jumătate de oră: ei spun, pregătiți-vă. Luminile se aprind, termostatul se reglează la o temperatură confortabilă, iar cina se gătește în cuptor. Am intrat în casă - televizorul s-a aprins cu o înregistrare a jocului echipei noastre favorite, cina era gata, bun venit acasă.

Iată principalele caracteristici ale Internetului lucrurilor:

• Acesta este un acompaniament constant al acțiunilor zilnice ale unei persoane.
• Totul se întâmplă în mod transparent, discret și orientat spre rezultate.
• O persoană indică ce ar trebui să se întâmple, nu cum să facă asta.

Ficțiune, ai spune? Nu, acesta este viitorul apropiat, dar pentru a obține astfel de rezultate, trebuie făcut mult mai mult.

Cum să realizezi acest lucru

picjumbo.com

1. Centru unic

Este logic ca în centrul tuturor acestor lucruri să nu existe o persoană, ci un fel de dispozitiv care va transmite programul pentru atingerea scopului. Acesta va monitoriza alte dispozitive și sarcini și va colecta date. Un astfel de dispozitiv ar trebui să fie în fiecare casă, birou și alte locuri. Vor fi uniți printr-o singură rețea, prin care vor face schimb de date și vor ajuta o persoană oriunde.

Putem vedea deja începuturile unui astfel de centru acum. Amazon Echo, Google Home și se pare că lucrează și la ceva similar. Astfel de sisteme pot servi deja ca centrul unei case inteligente, deși capacitățile lor sunt încă limitate.

2. Standarde comune

Acesta va deveni, probabil, principalul obstacol pe calea către Internetul global al lucrurilor. Pentru operarea la scară largă a sistemului, este necesară o singură limbă. Apple, Google și Microsoft lucrează în prezent la ecosistemul lor. Dar toate se mișcă separat, în direcții diferite, ceea ce înseamnă că, în cel mai bun caz, vom obține sisteme locale greu de unit chiar și la nivel de oraș.

Poate că unul dintre sisteme va deveni un standard, sau fiecare rețea va rămâne locală și nu se va dezvolta în ceva global.

3. Securitate

Desigur, atunci când dezvoltați un astfel de sistem, este necesar să aveți grijă de protecția datelor. Dacă rețeaua este piratată de un hacker, el va ști despre tine Tot. Lucrurile inteligente vă vor preda atacatorilor într-o clipă, așa că ar trebui să lucrați serios la criptarea datelor. Desigur, lucrează deja la acest lucru, dar scandalurile care apar periodic indică faptul că securitatea ideală este încă departe.

Ce ne așteaptă în viitorul apropiat

Mitch Nielsen/unsplash.com

În viitorul apropiat, vom vedea case inteligente care vor deschide uși pentru proprietari atunci când se apropie, vor menține un microclimat confortabil, vor completa în mod independent frigiderul și vor comanda medicamentele necesare dacă o persoană este bolnavă. Mai mult, înainte de aceasta, casa va primi indicatoare de la brățara inteligentă și le va trimite medicului. Mașinile care se conduc singure vor circula pe șosele și nu vor mai fi blocaje pe drumurile în sine. Internetul Lucrurilor va face posibilă dezvoltarea unui sistem mai avansat de control al traficului, care poate preveni blocajele și aglomerația pe drumuri.

Deja, multe gadget-uri funcționează împreună cu diverse sisteme, dar în următorii 5-10 ani vom experimenta un adevărat boom în dezvoltarea Internetului lucrurilor. Dar, în viitor, este posibil un scenariu ca în desenul animat „WALL-E”, în care umanitatea s-a transformat în oameni grasi neputincioși serviți de roboți. Așa-așa perspectivă. Ce crezi?

Probabil ați auzit deja expresia „Internet of Things” și ați văzut acronimul IoT, dar poate că nu știți ce se ascunde în spatele lor. Ce este IoT sau Internetul lucrurilor?

IoT se referă la conectarea dispozitivelor (altele decât computerele și smartphone-urile obișnuite) prin Internet. Mașinile, aparatele de bucătărie și chiar monitoarele cardiace pot fi conectate prin IoT. Și pe măsură ce Internetul lucrurilor continuă să crească în următorii câțiva ani, mai multe dispozitive vor apărea pe această listă.

Am pregătit un ghid pentru începători pentru IoT pentru a vă ajuta să navigați în uimitoarea lume conectată.

Concepte și definiții de bază

Mai jos publicăm un mic dicționar cu definiții care se referă la Internetul lucrurilor.

IoT sau Internetul lucrurilor, este o rețea de obiecte conectate prin Internet care poate colecta date și poate face schimb de date provenind din serviciile încorporate.

Dispozitive incluse în Internetul lucrurilor - orice dispozitive autonome conectate la Internet care pot fi monitorizate și/sau controlate de la distanță.

Ecosistemul IoT sau Internetul lucrurilor, - toate componentele care permit companiilor, guvernelor și utilizatorilor să își conecteze dispozitivele IoT, inclusiv panouri de control, tablouri de bord, rețele, gateway-uri, analize, stocare și securitate.

Strat fizic - hardware care este utilizat în dispozitivele IoT, inclusiv senzori și echipamente de rețea.

Stratul de rețea este responsabil de transmiterea datelor colectate pe stratul fizic către diverse dispozitive.

Nivel de aplicare include protocoalele și interfețele pe care dispozitivele le folosesc pentru a se identifica și a comunica între ele.

Panouri de control permite oamenilor să folosească dispozitive IoT conectându-se și controlându-le printr-un tablou de bord, cum ar fi o aplicație mobilă. Telecomenzile includ smartphone-uri, tablete, PC-uri, ceasuri inteligente, televizoare și telecomenzi netradiționale.

Bare de instrumente să ofere utilizatorilor informații despre ecosistemul IoT, permițându-le să gestioneze ecosistemul IoT. De obicei se folosește telecomanda.

Analytics - sisteme software care analizează datele primite de la dispozitivele IoT. Analytics este utilizat într-o gamă largă de scenarii, cum ar fi prognoza de întreținere.

Stocare a datelor - unde sunt stocate datele de pe dispozitivele IoT.

Rețele - Un strat de comunicații prin Internet care permite operatorilor să comunice cu un dispozitiv și dispozitivelor să comunice între ele.

Industria IoT

Următoarele domenii vor beneficia de utilizarea dispozitivelor IoT:
- productie;
- transport;
- aparare;
- Agricultura;
- infrastructura;
- vanzari cu amanuntul;
- logistica;
- banci;
- petrol, gaze, minerit;
- afaceri de asigurari;
- case inteligente;
- productia de mancare;
- service;
- spitale;
- protectia sanatatii;
- clădiri inteligente;
- Companii IoT.

Sute de companii sunt deja implicate în Internet of Things, iar lista lor se va extinde abia în următorii câțiva ani.

Platforme IoT

Un dispozitiv IoT se conectează la altul pentru a transmite informații prin protocoale Internet. Platformele IoT servesc ca o punte între senzorii dispozitivului și rețeaua de date.

Iată câteva dintre cele mai mari platforme IoT active în prezent pe această piață:
- Amazon Web Services;
- Microsoft Azure;
- Platforma ThingWorx IoT;
- Watson de la IBM;
- Cisco IoT Cloud Connect;
- Salesforce IoT Cloud;
- Oracle Integrated Cloud;
- GE Predix.

Vrei mai multe noutăți?

Să ne dăm seama ce este Internetul Lucrurilor, de unde să începem să-l studiem, ce designeri sunt potriviți pentru asta și ce competiții au loc astăzi.

Ce este Internetul Lucrurilor (IoT)

Nu va surprinde pe nimeni că orice articol, fie ele electrocasnice sau îmbrăcăminte, poate fi conectat la Internet. Un frigider inteligent, un ceainic, truse de construcție pentru învățarea copiilor... În timp ce unii oameni conectează o cafetieră, un ceas și alte lucruri la World Wide Web, alții sunt nedumeriți de ce complică obiectele și echipamentele ușor de utilizat. Ce este mai exact Internetul Lucrurilor?

Conceptul de Internet al lucrurilor

Internetul lucrurilor (IoT)- conceptul unei rețele de calculatoare de obiecte fizice („lucruri”) dotate cu tehnologii încorporate pentru interacțiunea între ele sau cu mediul extern, considerând organizarea unor astfel de rețele ca un fenomen care poate reconstrui procese economice și sociale, eliminând necesitatea participării umane la unele acțiuni și operațiuni (Wikipedia) .

Ideea Internetului Lucrurilor nu este de a conecta totul în jur la Internet. Scopul este de a automatiza procesele și de a învăța obiectele din rețea să facă schimb de informații. Cum? Prin diverși senzori încorporați sau conectați la obiecte. Pentru ce? Astfel că obiectele ei înșiși „iau decizii” și acționează fără intervenția umană.

La începutul lui 2015, președinte al Consiliului de administrație al Google Eric Schmidt :

Voi răspunde foarte simplu că internetul va dispărea. Vor fi atât de multe adrese IP, atât de multe dispozitive, senzori, purtabile, lucruri care comunică cu tine, dar nici nu vei simți asta. Ei te vor însoți mereu. Imaginați-vă că intrați într-o cameră și camera este dinamică și puteți interacționa cu ceea ce se întâmplă în cameră. Ceea ce apare este o lume foarte personalizată, foarte interactivă și foarte, foarte interesantă.

Un exemplu aproape clasic, deja funcțional, al implementării Internetului lucrurilor este Yandex.Traffic. Multe mașini echipate cu Yandex.Navigator își trimit coordonatele, viteza și direcția către sistem. Informațiile sunt procesate și harta arată nu numai drumurile, ci și aglomerația acestora în „timp real”. Datorită acestui fapt, navigatorii pot trasa o rută, ținând cont nu numai de distanțe, ci și de ambuteiajele.

Dacă încă nu știi de ce trebuie să conectezi un fierbător la internet, încearcă să fii creativ. Cândva, majoritatea proprietarilor de telefoane credeau că sunt necesari doar pentru apeluri. Astăzi, mulți oameni care și-au pierdut smartphone-ul conectat la internet pentru o zi sunt în stare de șoc.

Nimeni nu știe cu siguranță ce funcții va avea ibricul de mâine. Poate că va funcționa împreună cu o brățară inteligentă pe încheietura mâinii, culegând date despre cantitatea de apă băută, caracteristicile acesteia, ritmul cardiac și alți indicatori. Toate acestea vor fi trimise medicului cardiolog virtual, iar tu vei primi recomandări și avertismente.

Istoria IoT

Chiar înainte de apariția internetului în sine, în 1926 Nikola Teslaîntr-un interviu acordat revistei Collier, el a spus că în viitor, radioul se va transforma într-un „creier mare”, toate lucrurile vor deveni parte dintr-un singur întreg, iar instrumentele care fac acest lucru posibil vor încăpea cu ușurință în buzunar.

În 1990, unul dintre creatorii protocolului TCP/IP John Romkey conectat prăjitorul de pâine la rețea, adică a creat de fapt primul lucru pe internet din lume.

În 1999, a fost inventat termenul Internet of Things Kevin Ashton, la acea vreme asistent de brand manager la Procter & Gamble. În același an ei David BrockȘi Sanjay Sarma a fondat Auto-ID Center, care se ocupă de tehnologiile de identificare prin radiofrecvență (RFID) și senzori, datorită cărora conceptul de Internet al lucrurilor a devenit larg răspândit.

În 2008-2009, Cisco a raportat că numărul de dispozitive conectate la Internet a depășit numărul de oameni de pe planetă.

Din 2010, Internetul Lucrurilor s-a dezvoltat constant datorită proliferării pe scară largă a rețelelor wireless și a tehnologiilor cloud, procesoarelor și senzorilor mai ieftini și dezvoltării tehnologiilor de transmisie a datelor eficiente din punct de vedere energetic. Tehnologia Internetului Lucrurilor, precum robotica, este recunoscută ca inovatoare, de exemplu. schimbându-ne viețile și procesele economice. Lumea continuă să se schimbe chiar în fața ochilor noștri.

Competiții IoT

Internetul Lucrurilor este inclus în lista de profesii (competențe) a Campionatului Național al Profesiilor Muncii WorldSkillsși competiții similare pentru școlari JuniorSkills. În 2016, campionatul JuniorSkills în competența „Internetul lucrurilor” se desfășoară în cadrul celui de-al VIII-lea festival de robotică rusească „Robofest-2016”. Competiția se va desfășura pe două categorii JuniorSkills: tema „Oraș inteligent” pentru participanții cu vârsta peste 10 ani și „Agricultura inteligentă” pentru copiii cu vârsta peste 14 ani.

În 2016, Internetul lucrurilor a fost inclus și într-o categorie creativă separată a Olimpiadei de robotică din Rusia. Tema din acest an este sănătatea.

Kituri de învățare pentru Internetul lucrurilor

Te-ai decis să ții pasul cu vremurile, să stăpânești tehnologia Internetului lucrurilor și să devii un vrăjitor tehnic? Ești gata să schimbi lumea din jurul tău, spărgând tot ce-ți iese în cale, conectând lucrurile din jurul tău la internet și înzestrându-le cu „minte”? Să ne dăm seama ce componente sau kituri de construcție sunt potrivite pentru studiul internetului obiectelor.

Dispozitivele inteligente din lumea IoT trebuie să colecteze date din mediu, să transmită informații prin Internet (sau comunicare locală) către alte dispozitive și, de asemenea, să primească informații de la acestea. Pentru ca dispozitivele să aibă „inteligență”, datele primite trebuie analizate printr-un program care trage concluzii și ia decizii. Obiectele din lumea Internetului obiectelor sunt în multe privințe similare cu roboții, iar crearea lor necesită controlere, senzori și, dacă este necesar, dispozitive de acționare.

O componentă importantă este prelucrarea datelor. Putem spune că obiectele conectate la rețelele de procesare a datelor dobândesc „inteligență”. Există diverse platforme hardware și software pentru dezvoltarea aplicațiilor IoT.

O soluție software populară este ThingWorx.

Des întâlnit în robotică, Arduino este ceea ce aveți nevoie pentru a crea proiecte educaționale în domeniul IoT. Pentru conectarea la rețea se folosește un card de extensie Ethernet Shield. Toate plăcile și senzorii necesari pot fi achiziționate separat. Există, de asemenea, kituri specializate gata făcute bazate pe Arduino. Avantajul lor nu este doar compoziția lor bine gândită, ci și exemple de coduri de program.

Kit de instruire de bază IoT Smart Agriculture

În unele cazuri, competițiile reglementează echipamentul folosit. Astfel, kit-ul WorldSkills Smart Agriculture, creat pentru a studia Internetul lucrurilor pe tema Smart Agriculture, a fost acceptat pentru campionatul JuniorSkills din acest sezon.

Conținutul trusei de antrenament:

• Placa Arduino Uno R3;
• Card Ethernet W5100 Shield;
• modul senzor de temperatură și umiditate DHT11;
• Cablu Ethernet;
• termometru digital DS18B20;
• modul senzor de lumină;
• Modul senzor de umiditate a solului/solide (Senzor de umiditate);
• Scut senzor IO;
• fire de conectare;
• tampoane;
• adaptor de rețea (5V, 1A, 5W);
• cutie.

Astfel de kituri sunt convenabile de utilizat pentru prototiparea rapidă a dispozitivelor, ceea ce este important pentru organizarea procesului de învățare.

Pentru a asambla modele educaționale ale Internetului lucrurilor, este convenabil să folosiți plăci de expansiune (scuturi) care au la bord un număr de senzori folosiți frecvent. — o placă universală pe care sunt instalate:

• senzor digital de temperatură și umiditate DHT11,
• senzor de temperatură analogic LM35,
• senzor analog de lumină,
• receptor de semnale IR de la telecomandă,
• difuzor pentru generarea de semnale sonore simple,
• două butoane și un potențiometru,
• trei LED-uri.

Modelul agricol poate fi orice plantă de interior. Ați uitat să udați? Imaginați-vă că floarea în sine vă poate spune că este timpul să aveți grijă de ea. Pentru a face acest lucru, trebuie să plasați senzori de temperatură și umiditate în sol și să monitorizați indicatorii acestora, precum și să controlați iluminarea din jur.

Kit de instruire de bază IoT Smart Agriculture. Model cu planta de apartament

Tutorial video care demonstrează cât de ușor este să asamblați kitul:

Pentru ca un astfel de model să devină Internetul lucrurilor, este necesar să se creeze un serviciu de internet cloud analitic care să ia în mod independent o decizie privind pornirea sistemului de irigare pe baza datelor colectate.

Pachetul extins de echipamente Juniorskills Smart Agriculture include o pompă submersibilă. Cine știe ce altceva ai putea dori să o înveți în afară de udarea florilor de interior? Puteți decide că pompa dvs. inteligentă ar trebui să „comunice” nu numai cu ghivecele de plante de interior, ci și cu ceaunul, care raportează că nivelul apei este prea scăzut, iar smartphone-ul proprietarului „gardianului de tehnologie inteligentă” necesită apă fierbinte de urgență.

Sper că după ce ai citit articolul să nu spargi toate echipamentele de acasă, spiritul de inovație și schimbare pe care le aduce Internetul lucrurilor se va instala în inima ta și vei dori să devii parte din magia tehnică.