„Internet vecí“, Internet vecí (IoT) – táto módna fráza je dnes jedným z najcitovanejších výrazov v IT publikáciách. Analytici hovoria o rýchlo rastúcom trhu IoT, vplyve sociálnych, cloudových a samozrejme mobilných technológií naň, no nie je celkom jasné, čo tento trh internetu vecí zahŕňa. Interpretácia samotného pojmu tiež nie je celkom jasná. Od predajcu k predajcovi, od autora k autorovi sa definície značne líšia. Navyše, v závislosti od výkladu sa javí samotný jav buď ako perspektíva do budúcnosti, alebo ako hotová vec. Autor tohto článku sa pokúsil o komparatívnu analýzu publikácií na túto tému, aby pochopil, čo sa týka pojmu „trh IoT“ a prečo sa mu v poslednej dobe venuje zvýšená pozornosť.

IoT koncept a technológia

Predtým, ako hovoríme o trhu, je potrebné zistiť, čo je IoT a pochopiť, či existuje definícia tohto pojmu. Problémom však nie je nedostatok definícií, ale naopak ich prebytok. Po preštudovaní niekoľkých desiatok článkov a správ na tému Internet vecí sa autor presvedčil, že vo výklade tohto pojmu existujú vážne nezrovnalosti. V skutočnosti uvádzame definície z najrešpektovanejších zdrojov. Analytická spoločnosť Gartner interpretuje pojem „internet vecí“ ako sieť fyzických objektov obsahujúcich zabudovanú technológiu, ktorá týmto objektom umožňuje merať parametre vlastného stavu alebo stavu prostredia, využívať a prenášať tieto informácie. Všimnite si, že v tejto definícii, ktorá je mimochodom najčastejšie citovaná, slovo „internet“ úplne chýba. To znamená, že keď sa hovorí o sieti internetu vecí, neuvádza sa, že je súčasťou internetu. Navyše, ako hovorí odborník na IoT Matt Turck, výkonný riaditeľ FirstMark Capital: „Iróniou je, že napriek názvu Internet of Things sú samotné veci často prepojené skôr pomocou M2M protokolov než samotného internetu.“ Prítomnosť alebo absencia internetového pripojenia však nie je jedinou nezrovnalosťou v definíciách. Podľa interpretácie špecialistov z Cisco Business Solutions Group (CBSG) je IoT stavom internetu od okamihu, keď počet „vecí alebo objektov“ pripojených k World Wide Web prevyšuje počet obyvateľov planéty. CBSG podporuje svoje zistenia výpočtami. Podľa spoločnosti explozívny rast smartfónov a tabletových počítačov priniesol v roku 2010 počet zariadení pripojených k internetu na 12,5 miliardy, zatiaľ čo počet ľudí žijúcich na Zemi vzrástol na 6,8 miliardy; Počet pripojených zariadení teda predstavoval 1,84 jednotky na osobu. Na základe tejto jednoduchej aritmetiky skupina Cisco Business Solutions Group v skutočnosti určila samotný bod vstupu éry internetu vecí (obr. 1). Niekde medzi rokmi 2003 a 2010 počet pripojených zariadení prevýšil svetovú populáciu, čo znamenalo prechod na internet vecí. Autori štúdie sa zároveň domnievajú, že počet pripojených zariadení na jedného používateľa internetu v roku 2010 bol 6,25.

Ryža. 1. Zvýšenie počtu pripojených zariadení na osobu
(zdroj: Cisco Business Solutions Group)

Ak Cisco v súvislosti s pojmom IoT hovorí o explozívnom náraste smartfónov pripojených na internet, tak napríklad IDC jasne hovorí, že zariadenia v koncepte IoT musia byť autonómne pripojené k internetu a prenášať signály bez ľudského zásahu. Používateľom ovládaný smartfón teda nemožno klasifikovať ako IoT zariadenie.

Podľa IDC je internet vecí (IoT) káblová alebo bezdrôtová sieť spájajúca zariadenia s vlastným napájaním, riadené inteligentnými systémami vybavenými operačným systémom na vysokej úrovni, autonómne pripojené k internetu, môžu bežať natívne alebo v cloude. aplikácií a analyzovať zhromaždené údaje. Okrem toho majú schopnosť zachytávať, analyzovať a prenášať (prijímať údaje) z iných systémov.

Je zrejmé, že ak analytici pracujú s pojmom „objem trhu IoT“, potom nie je možné spoliehať sa na takú vágnu definíciu ako „určitý nový stav internetu“. O IoT, ako o akomsi prechode internetu na novú kvalitu, zároveň hovoria nielen špecialisti z CBSG. Venujme pozornosť obr. 2 prevzaté zo správy Internet of Things (IoT) a Machine-to-Machine Communication Market by Technologies & Platforms (marketsandmarkets.com). IoT charakterizuje aj ako etapu vo vývoji internetu, „keď nielen ľudia, ale aj veci spolu začnú interagovať, iniciovať transakcie, ovplyvňovať sa.“

Ryža. 2. Etapy vývoja Web 1.0, Web 2.0, Web 3.0
(zdroj: Internet of Things (IoT) & Machine-To-Machine (M2M) Communication Market
Podľa technológií a platforiem (marketsandmarkets.com))

V tejto súvislosti je orientačný ďalší diagram: ilustrácia z článku kórejskej autorky Sunsig Kim, uverejneného v roku 2012 na webovej stránke i-bada.blogspot.ru/. Tu je stav IoT prezentovaný ako bod prechodu – ide o ďalší krok v porovnaní s technológiou M2M (obr. 3). Naopak, v publikáciách viacerých autorov, vrátane IDC, sa možno dočítať, že M2M je technológia, ktorá ako predchodca technológie IoT je v súčasnosti jej neoddeliteľnou súčasťou.

Ryža. 3. Prechod od technológií M2M k technológiám internetu vecí (zdroj: Sunsig Kim, 8. augusta 2012 i-bada.blogspot.ru/)

Ak definície, ktoré sme opísali, hovoria o tomto fenoméne, potom napríklad vo formulácii Kaivana Karimiho, výkonného riaditeľa globálnej stratégie a rozvoja podnikania spoločnosti Freescale Semiconductor, je internet vecí skôr perspektívou: miliardy inteligentných, prepojených „veci“, ktoré tvoria akúsi univerzálnu globálnu neurónovú sieť, ktorá bude zahŕňať všetky aspekty nášho života. IoT pozostáva z inteligentných strojov, ktoré interagujú a komunikujú s inými strojmi, objektmi, prostredím a infraštruktúrou. Takýto systém by generoval obrovské množstvo dát, ktorých spracovanie by sa dalo využiť na riadenie a kontrolu vecí, aby sme mali pohodlnejší a bezpečnejší život a znížili by sme náš dopad na životné prostredie.

Prečo existuje toľko definícií a všetky sú odlišné?

Po prvé, technológie sa vyvíjajú tak rýchlo, že sa neustále objavujú nové významy tohto pojmu, ktoré nie vždy zapadajú do predchádzajúcich interpretácií. Toto je výrečne znázornené na obr. 4, kde je evolúcia internetu vecí identifikovaná s niekoľkými fázami a v skutočnosti s rôznymi technológiami.

Ryža. 4. Vývoj technológie internetu vecí

Po druhé, veľmi často sa nová technológia definuje ako súbor faktorov, ktoré ju odlišujú od predchádzajúcej, a potom je táto predchádzajúca technológia zahrnutá do nového konceptu. Poháňaní marketingovými ašpiráciami, predajcovia chcú nazývať staré technológie novými názvami. Aj analytici, ktorí sledujú módu a snažia sa demonštrovať význam popisovaného trhu, používajú jeden takzvaný zastrešujúci pojem, ktorý v sebe spája viacero pojmov.

Podobná situácia sa pozoruje vo vzťahu k iným novým pojmom. Vezmime si napríklad termín SaaS, ktorý vznikol na označenie ďalšej fázy vývoja technológie ASP. Dnes už množstvo publikácií začalo zahŕňať projekty ASP na trh SaaS, čo je, prísne vzaté, nesprávne.

Zhruba to isté sa deje s pojmom IoT: na jednej strane ide o ďalšiu fázu vývoja technológií M2M, na druhej strane mnohé zdroje uvádzajú, že trh s riešeniami M2M je podmnožinou internetu vecí a niektoré zdroje použite skratku IoT/M2M.

Ďalším dôvodom nejednoznačnosti tohto pojmu je, že na základe IoT sa riešia rôzne triedy problémov. Najmä Kayvan Karimi hovorí o prítomnosti minimálne dvoch tried úloh, ktoré spája pojem IoT. Prvou úlohou je vzdialené monitorovanie a správa množiny vzájomne prepojených sieťových zariadení, z ktorých každé môže interagovať s objektmi infraštruktúry a fyzickým prostredím. Napríklad snímač teploty a vlhkosti riadi sieť zariadení, ktoré riadia klimatický systém inteligentnej budovy (okná, žalúzie, klimatizácie atď.). Exotickejším príkladom je, že senzor na ruke majiteľa inteligentného domu vysiela signál o psychofyzickom stave majiteľa do všetkých inteligentných zariadení v sieti; každý z nich reaguje určitým spôsobom, v dôsledku čoho sa mení osvetlenie, hudba na pozadí a klimatizácia. Hlavná funkcia tu nie je analytická, ale kontrolná. Druhou výzvou je použiť údaje zozbierané z koncových uzlov (inteligentné zariadenia s konektivitou a snímaním) na inteligentnú analýzu na identifikáciu trendov a vzťahov, ktoré môžu generovať použiteľné informácie, ktoré poskytnú ďalšiu obchodnú hodnotu. Napríklad sledovanie správania návštevníkov v predajni pomocou značiek na tovare: ako dlho a blízko akého tovaru návštevníci zastavia, aký tovar si vyzdvihnú atď. Na základe týchto informácií môžete zmeniť usporiadanie tovaru v hale a zvýšiť tržby. Ďalší príklad pochádza z odvetvia poistenia automobilov. Umiestnenie zariadení vybavených akcelerometrom do áut umožní poisťovni zbierať údaje o miere šetrnej jazdy klienta. Zaznamenať sa dajú nielen kolízie, ale napríklad aj prudká zrážka s predmetom či obrubníkom. Čím opatrnejšie klient jazdí, tým je poistenie lacnejšie a bezohľadný vodič zaplatí viac. V najnovších príkladoch nie je žiadna úloha riadenia - tu sa údaje zbierajú a spracúvajú pomocou moderných analytických metód. Štatistické informácie o všetkých klientoch umožnia spoločnosti správne predpovedať jej riziká.

Kayvan Karimi sa v knihe „Čo potrebuje internet vecí (IoT) musí stať realitou“ snaží predstaviť všeobecný náčrt riešenia internetu vecí (obrázok 5). Podľa tejto schémy ide o zásobník, ktorý zahŕňa šesť vrstiev: snímacie zariadenia a/alebo inteligentné zariadenia, uzly pripojenia, vrstvu vstavaných uzlov spracovania, vrstvu vzdialeného spracovania údajov v cloude; šiesta vrstva môže vykonávať dve funkcie. Prvá, označená ako „aplikácia/akcia“, znamená, že riešenie sa používa na diaľkové ovládanie zariadenia alebo automatické riadenie procesu založeného na snímacích zariadeniach. Druhá možnosť, analýza/veľké údaje, znamená, že cieľom misie je použiť údaje zozbierané zo snímacích zariadení na analýzu a identifikáciu trendov a vzťahov, ktoré môžu generovať užitočné obchodné informácie.

Ryža. 5. Typická architektúra IoT riešenia (zdroj: Freescale Semiconductor)

Microsoft poskytuje podobnú typickú architektúru pre IoT riešenie (obr. 6).

Ryža. 6. Typická architektúra IoT aplikácií (zdroj: Microsoft)

Kayvan Karimi vo svojich dielach predstavuje nielen obraz typickej architektúry, ale aj grafickú interpretáciu celého ekosystému internetu vecí (obr. 7).

Ryža. 7. Ekosystém internetu vecí

Ryža. 8. IoT ako „Sieť sietí“ (zdroj: CBSG)

trh IoT a jeho účastníci

Čo je to trh IoT? Ako to vypočítať? Kto by mal patriť medzi jeho účastníkov? Ak spočítame všetky projekty, ktoré spadajú pod schému uvedenú na obr. 5, potom bude trh veľmi malý. Ak spočítame obrat spoločností zaoberajúcich sa tvorbou prvkov, ktoré by sa potenciálne dali implementovať do tejto schémy, dostaneme úplne iný údaj. Na základe publikácií je zrejmé, že analytici volia druhý prístup: prezentujú trh ako celok podnikania všetkých hráčov, ktorí vytvárajú prepojené inteligentné zariadenia a senzory, pripravujú platformy pre budovanie IoT riešení, vyvíjajú technológie na pripojenie internetu. Veci do siete a poskytovať pomocné služby. To znamená, že analytici nezohľadňujú ani tak trh s riešeniami internetu vecí (v užšom zmysle), ale skôr podnikanie všetkých účastníkov ekosystému poskytovateľov služieb a technológií okolo budovania riešení internetu vecí.

Zdá sa, že toto je cesta, ktorou sa vydali spoločnosti, ktoré používajú termín „trh internetu vecí“. IDC identifikuje až päť segmentov trhu internetu vecí a príslušných hráčov.

Prvá („zariadenia/inteligentné systémy“) zahŕňa výrobcov inteligentných zariadení a senzorov, ktoré majú schopnosť pripojiť sa ku káblovým/bezdrôtovým sieťam, schopné zachytávať a prenášať údaje, spúšťať vlastné alebo cloudové aplikácie a automaticky interagovať s inteligentným systémom. .

Druhý segment sa nazýva „Nástroje na pripojenie a podporu služieb internetu vecí“. Ide o potenciálne podnikanie pre poskytovateľov telekomunikačných služieb, ktorí môžu poskytovať komunikačné služby založené na rôznych technológiách vrátane káblových, mobilných (2G, 3G, 4G), Wi-Fi a doplnkových služieb, ako je napríklad správa fakturácie.

V treťom segmente nazvanom „Platformy“ IDC identifikuje platformy umožňujúce zariadenia, siete a aplikácie.

Platformy umožňujúce zariadenia predstavujú softvér zodpovedný za zabezpečenie toku údajov do az koncových zariadení vrátane aktivačných, riadiacich a diagnostických funkcií.

Sieťové platformy poskytujú klientom softvér na pripojenie zariadení IoT/M2M na zhromažďovanie a analýzu informácií. Platforma umožňuje spravovať predplatné, kontrolovať a spravovať tarifné plány. Táto vrstva poskytuje zákazníkom dohodu o úrovni služieb a jej cieľom je zlepšiť kvalitu a bezpečnosť riešení.

Platformy na poskytovanie aplikácií sú horizontálne orientované riešenia na integráciu podnikových aplikácií a špecifických aplikácií internetu vecí.

Štvrtý segment „Analytics“ predstavuje riešenia, ktoré vám umožňujú zvýšiť efektivitu podnikania efektívnejším rozhodovaním na základe údajov zhromaždených pomocou technológie IoT vrátane využitia technológie Big Data. Tento sektor zahŕňa aj vznikajúce analytické riešenia, ktoré umožnia integráciu údajov získaných z internetu vecí a monitoringu sociálnych médií.

A napokon piatym segmentom sú aplikácie na podporu vertikálnych riešení, ktoré implementujú funkcie špecifické pre rôzne odvetvia.

Autor mapy „Internet of Things Ecosystem“ Matt Turck, managing director FirstMark Capital, prezentuje nielen segmentáciu trhu, ale uvádza aj konkrétne mená najvýznamnejších hráčov v jednotlivých segmentoch (obr. 9). Táto práca posúva konverzáciu o účastníkoch trhu internetu vecí na praktickejšiu úroveň.

Ryža. 9. „Ekosystém internetu vecí“ (zdroj: Matt Turck, Sutian Dong & First Mark Capital)

Mat Truck odpovedá aj na otázku, prečo trh IoT v posledných rokoch púta pozornosť. Podotýka, že za rastom záujmu o trh a jeho samotným vývojom stojí súbeh viacerých kľúčových faktorov. Po prvé, výroba inteligentných zariadení sa stala jednoduchšou a lacnejšou, objavujú sa distribútori a spoločnosti, ktoré majú záujem o financovanie takýchto projektov. Po druhé, za posledných niekoľko rokov výrazne pokročili technológie bezdrôtovej komunikácie vo svojom vývoji. Dnes má každý používateľ mobilný telefón alebo tablet, ktorý možno použiť ako univerzálne diaľkové ovládanie internetu vecí. Všadeprítomná konektivita sa stáva realitou (Wi-Fi, Bluetooth, 4G). Po tretie, internet vecí dokáže využiť všetku infraštruktúru, ktorá sa objavila v súvisiacich oblastiach. Cloud computing umožňuje zjednodušené a lacné koncové body, pretože inteligenciu možno presunúť z koncového bodu do cloudu. Nástroje pre veľké údaje vrátane programov s otvoreným zdrojovým kódom, ako je Hadoop, umožňujú analyzovať obrovské množstvo údajov zachytených zariadeniami internetu vecí.

V ekosystéme (pozri obr. 9) autor identifikuje takmer rovnaké trhové prvky ako IDC, ale rozdielne sú rozdelené do segmentov. Mat Truck identifikuje tri hlavné časti: horizontálne platformy, vertikálne aplikácie a stavebné bloky. Autor ekosystému zdôrazňuje, že napriek aktívnemu biznisu v oblasti tvorby vertikálnych riešení majú ambiciózni hráči na trhu za cieľ stať sa horizontálnou platformou, na základe ktorej budú postavené všetky vertikálne riešenia z oblasti internetu vecí. Viacerí hráči zo sektora domácej automatizácie (SmartThings, Ninja Blocks atď.) sú teda vývojármi horizontálnych softvérových platforiem. Veľké korporácie, ako napríklad GE a IBM, aktívne vyvíjajú svoje platformy. Telekomunikačné spoločnosti ako AT&T a Verizon majú tiež dobrú pozíciu na účasť v tomto preteku. Otázkou zostáva, ako ľahko je možné prispôsobiť horizontálnu platformu postavenú pre jednu triedu vertikálnych riešení pre vertikálne riešenia inej triedy. Zatiaľ tiež nie je jasné, ktoré platformy – uzavreté alebo otvorené – majú perspektívu zaujať vedúce pozície v tejto oblasti.

Vertikálne riešenia na obr. 9 je vyznačených pomerne veľa, sú zoskupené do menších blokov. V rámci prehľadového článku nie je možné všetky komentovať, preto sa zameriame len na niektoré.

Napríklad sekcia „wearable computing“ vyzdvihuje nové zariadenie Google Glass, ktoré bolo prvýkrát predstavené vo februári 2012. Zariadenie so systémom Android (obr. 10) je vybavené priehľadným displejom umiestneným nad pravým okom a je schopné nahrávať video vo vysokej kvalite, vykonávať funkcie rozšírenej reality, mobilnú komunikáciu, prístup na internet a viesť si video denník.

Ryža. 10. Google Glass

V poslednej dobe sú obľúbené nositeľné fitness zariadenia ako Fitbit, Nike + Fuelband, Jawbone, pomocou ktorých môžu používatelia sledovať úroveň svojej fyzickej aktivity a počítať spálené kalórie (na obr. 9 sú zaradené do samostatnej kategórie).

Typickým predstaviteľom tejto skupiny je zariadenie UP Jawbone (obr. 11), čo je športový náramok, ktorý dokáže spolupracovať s platformou iPhone a Android. Zariadenie umožňuje sledovať spánok, stravu, prejdené kroky a spálené kalórie. Náramok disponuje vibračným motorčekom, ktorý môže slúžiť buď ako alarm, alebo používateľovi pripomínať, že používateľ sedel príliš dlho. Náramok je schopný sledovať fázy spánku a prebudiť majiteľa presne vo fáze ľahkého spánku, kedy je prebudenie oveľa jednoduchšie.

Ryža. 11. UP Jawbone umožňuje vedenie
sledovanie cvičenia

Zariadenie obsahuje sociálnu aplikáciu, ktorá pomáha pridať ďalšiu vrstvu motivácie k cvičeniu. Používatelia si môžu prezerať údaje svojich priateľov, zdieľať športové výsledky a súťažiť.

Takéto nositeľné zariadenia možno použiť na lekárske účely, napríklad na vzdialené monitorovanie stavu pacienta (krvný tlak, srdcovú frekvenciu atď.), aby bolo možné upozorniť blízkych alebo zdravotnícky personál, ak sa indikátory zvýšia. Technológie internetu vecí sú v medicíne vo všeobecnosti široko používané – od najjednoduchších pripomienok na užívanie liekov až po sondy zavádzané do tela na sledovanie fungovania orgánov na stanovenie komplexnej diagnózy.

IoT sa najaktívnejšie využíva v technológiách inteligentnej domácnosti: diaľkové ovládanie domácich zariadení cez internet, vzdialené monitorovanie a ovládanie vykurovacích systémov, osvetlenia, mediálnych zariadení, elektronických zabezpečovacích systémov, výstrahy pred narušením, systémy požiarnej ochrany atď.

Z hráčov zvýraznených v sekcii domácej automatizácie na obr. 9, je zaujímavé si všimnúť spoločnosť Nest Labs, ktorá navrhuje a vyrába programovateľné termostaty a detektory dymu s podporou Wi-Fi a samoučiacimi funkciami. Startup, ktorý v roku 2010 založili dvaja absolventi Apple, sa v priebehu niekoľkých rokov rozrástol na spoločnosť s viac ako 130 zamestnancami.

Svoj prvý produkt, termostat (obr. 12), spoločnosť predstavila v roku 2011. V októbri 2013 spoločnosť Nest Labs oznámila uvedenie zariadenia na monitorovanie dymu a oxidu uhoľnatého. Termostat Nest umožňuje interakciu so zariadením nielen cez dotykové rozhranie, ale aj na diaľku, keďže termostat je pripojený k internetu. Spoločnosť môže distribuovať aktualizácie na opravu chýb, zlepšenie výkonu a pridanie ďalších funkcií. Ak chcete aktualizovať, termostat musí byť pripojený k sieti Wi-Fi a batéria s podporou 3,7 V, aby bolo možné stiahnuť a nainštalovať aktualizácie.

Ryža. 12. Termostat Nest Labs

Technológia IoT má široké využitie v energetike (inteligentné merače, systémy na detekciu strát či krádeží v elektrickej sieti). Napríklad sektor ropy a zemného plynu využíva diaľkové monitorovanie ropovodov.

Pre bezpečnejšiu prevádzku vozidla sa vyvíja mnoho riešení. Technológia Connected cars vám umožňuje využívať systémy núdzového volania sanitiek zo vstavanej SIM karty. V poistení áut sa začínajú precvičovať výpočty poistenia založené na diaľkovom monitorovaní jazdy užívateľov. V doprave sú široko používané systémy sledovania trasy vozidiel, monitorovanie prepravy nákladu a kontrola zásielok a skladov. Používa sa automatizovaný systém riadenia letovej prevádzky. Mestské samosprávy môžu využívať riešenia internetu vecí na prevádzku, prevádzku a monitorovanie systémov verejnej dopravy na optimalizáciu spotreby paliva, kontrolu a riadenie pohybu vlakov. V maloobchode sa rozvíja automatizácia logistických úloh, vzdialené monitorovanie a účtovanie tovaru vybaveného RFID tagmi, inventár v reálnom čase a bezdrôtové platobné riešenia. V systémoch verejnej bezpečnosti - monitorovanie a kontrola stavu priemyselných zariadení, mostov, tunelov atď. V priemyselnej výrobe - riadenie výrobných procesov, diaľková diagnostika, riadenie robotických komplexov. V poľnohospodárstve - diaľkové ovládanie závlahových systémov, sledovanie stavu a správania zvierat, sledovanie hladiny vody v nádržiach a pod.

Čo je teda „internet vecí“ – realita alebo perspektíva? S prihliadnutím na vykonanú analýzu možno tvrdiť, že ide o perspektívu, ktorá sa postupne stáva realitou.

IoT – Internet vecí

Internet vecí (IoT) – moderné telekomunikačné technológie
(Internet of Things - moderné telekomunikačné technológie)

29/08/16

Čo je to internet vecí? Čo je internet vecí, IoT? Internet vecí (IoT) je nová internetová paradigma. Čo sa myslí pod pojmom „veci“ v Internete vecí. Pojem “vec” v Internete vecí (IoT) znamená inteligentný, t.j. „inteligentné“ položky alebo objekty (inteligentné objekty alebo SmartThings alebo inteligentné zariadenia).

Ako sa internet vecí (IoT) líši od tradičného internetu? Internet vecí (IoT) je tradičná alebo existujúca internetová sieť, rozšírená o počítačové siete fyzických zariadení alebo vecí k nej pripojených, ktoré môžu nezávisle organizovať rôzne komunikačné vzorce alebo modely pripojenia (Vec – Vec, Vec – Používateľ a Vec – Webový objekt ).

Treba si uvedomiť, že Smart Objects sú senzory alebo akčné členy vybavené mikrokontrolérom s OS v reálnom čase so zásobníkom protokolov, pamäťou a komunikačným zariadením, zabudovaným do rôznych objektov, napríklad elektromerov alebo plynomerov, snímačov tlaku, vibrácií resp. teploty, spínače a pod. „Inteligentné“ objekty alebo Smart Objects môžu byť organizované do počítačovej siete fyzických objektov, ktoré môžu byť pripojené cez brány (rozbočovače alebo špecializované platformy internetu vecí) k tradičnému internetu.

V súčasnosti existuje veľa definícií pojmu internet vecí (IoT). Ale, žiaľ, sú protichodné, neexistuje jasná a jednoznačná definícia pojmu internet vecí (IoT).

Pre pochopenie podstaty internetu vecí (IoT) je najprv vhodné zvážiť internetovú infraštruktúru a WWW (World Wide Web) alebo webovú službu. Internet je sieť sietí, t.j. sieť, ktorá spája rôzne siete a jednotlivé uzly vzdialených používateľov pomocou smerovačov a sieťového (internetového) protokolu IP. Inými slovami, pojem internet označuje globálnu sieťovú infraštruktúru pozostávajúcu z mnohých počítačových sietí a jednotlivých uzlov prepojených komunikačnými kanálmi.

Globálny internet je fyzickým základom webovej služby. Web je World Wide Web alebo distribuovaný systém informačných zdrojov, ktorý poskytuje prístup k hypertextovým dokumentom (webovým dokumentom) umiestneným na internetových stránkach. Prístup a prenos webových dokumentov vo formáte HTML cez internet sa uskutočňuje pomocou aplikačného protokolu HTTP/HTTPS webovej služby založenom na zásobníku protokolov TCP/IP internetu.

Berúc do úvahy vyššie uvedené, môžeme konštatovať, že IoT sa vyznačuje rozsiahlymi zmenami v infraštruktúre globálneho internetu a novými modelmi komunikácie alebo spojenia: „vec – vec“, „vec – používateľ (používateľ)“ a „vec“. - webový objekt (Web Object)“.

Je vhodné zvážiť internet vecí (IoT) na technologickej, ekonomickej a sociálnej úrovni.

Na technologickej úrovni je internet vecí koncepciou rozvoja sieťovej infraštruktúry (fyzickej základne) internetu, v ktorej sa „inteligentné“ veci bez ľudského zásahu dokážu pripojiť k sieti na vzdialenú interakciu s inými zariadeniami. (Thing - Thing) alebo interakcia s autonómnymi alebo cloudovými dátovými centrami alebo DATA centrami (Thing - Web Objects) na prenos dát na ukladanie, spracovanie, analýzu a prijímanie manažérskych rozhodnutí zameraných na zmenu prostredia alebo na interakciu s používateľskými terminálmi (Thing - Používateľ) na monitorovanie a správu týchto zariadení.

Internet vecí (IoT) povedie k zmenám v modeloch ekonomického a sociálneho rozvoja spoločnosti. Existujú rôzne klasifikácie internetu vecí (IoT) (napríklad priemyselný internet vecí – IIoT, internet služieb – IoS atď.) a oblasti jeho využitia (v energetike, doprave, medicíne, poľnohospodárstve, bývaní a komunálnych službách). služby, Smart City, Smart Home atď.).

Cisco predstavilo nový koncept – Internet of Everything, IoE („Internet of Everything“ alebo „All-encompassing Internet“) a Internet of Things je počiatočným štádiom vývoja „All-encompassing Internet“

Rozvoj internetu vecí alebo internetu vecí (IoT) závisí od:

• nízkoenergetické bezdrôtové sieťové technológie (LPWAN, WLAN, WPAN);
• tempo implementácie celulárnych sietí pre internet vecí (IoT): EC-GSM, LTE-M, NB-IoT a univerzálne siete 5G;
• tempo prechodu internetu na verziu protokolu IPv6;
• technológie Smart Objects (snímače a akčné členy vybavené mikrokontrolérom, pamäťou a komunikačným zariadením);
• špecializované operačné systémy so zásobníkom protokolov pre mikrokontroléry, snímače a akčné členy;
• široké využitie zásobníka protokolov 6LoWPAN/IPv6 v operačných systémoch mikrokontrolérov pre senzory a akčné členy;
• efektívne využívanie cloud computingu pre platformy internetu vecí (IoT);
• vývoj technológií M2M (machine-to-machine);
• aplikácia moderných technológií softvérovo definovaných sietí, ktoré znižujú zaťaženie komunikačných kanálov.

Architektúra globálnej siete internetu vecí (IoT).

Za fragment architektúry internetu vecí (IoT) považujme sieť (obr. 1) pozostávajúcu z niekoľkých počítačových sietí fyzických objektov pripojených k internetu pomocou jedného zo zariadení: Gateway, Border router, Router.

Ako vyplýva z architektúry IoT, sieť internetu vecí tvoria: počítačové siete fyzických objektov, tradičná IP internetová sieť a rôzne zariadenia (Gateway, Border router a pod.) spájajúce tieto siete.

Výpočtové siete fyzických objektov pozostávajú z inteligentných senzorov a akčných členov (aktuátorov) integrovaných do výpočtovej siete (osobnej, lokálnej a globálnej) a riadených centrálnym ovládačom (brána alebo IoT Habs, alebo platforma IoT).

Internet vecí (IoT) využíva technológie pre bezdrôtové výpočtové siete fyzických objektov s nízkou spotrebou energie, ktoré zahŕňajú siete krátkeho, stredného a dlhého dosahu (WPAN, WLAN, LPWAN).

Bezdrôtové technológie sietí LPWAN (Low-power Wide-area Network) Internet vecí IoT

Bežné technológie sietí LPWAN s dlhým dosahom, ktoré sú uvedené na obr. 1 zahŕňajú: LoRaWAN, SIGFOX, „Swift“ a Cellular Internet of Things alebo skrátene CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT). Siete LPWAN zahŕňajú aj ďalšie technológie, napríklad ISA-100.11.a, Wireless, DASH7, Symphony Link, RPMA atď., ktoré nie sú uvedené na obrázku 1. Rozsiahly zoznam technológií je uvedený na webovej stránke link-labs.

Jednou z rozšírených technológií je LoRa, ktorá je určená pre siete s dlhým dosahom, s cieľom prenášať telemetrické údaje z rôznych meracích zariadení (snímače vody, plynu atď.) na veľké vzdialenosti.

LoRa je modulačná metóda, ktorá definuje protokol fyzickej vrstvy modelu OSI. Modulačnú technológiu LoRa možno použiť v sieťach s rôznymi topológiami a rôznymi protokolmi spojovacej vrstvy. Efektívne siete LPWAN sú siete LoRaWAN, ktoré používajú protokol spojovej vrstvy LoRaWAN (protokol MAC spojovacej vrstvy) a moduláciu LoRa ako protokol fyzickej vrstvy.

Sieť LoRaWAN (obr. 2.) pozostáva z koncových uzlov (transceivery alebo moduly LoRa) pripojených prostredníctvom bezdrôtových sietí k rozbočovačom/bránam alebo základňovým staniciam, sieťovému serveru (server siete operátora) a aplikačnému serveru (aplikačný server poskytovateľa služieb). Sieťová architektúra LoRaWAN je "klient-server". LoRaWAN funguje na vrstve 2 modelu OSI.

Medzi koncovými uzlami a komponentmi serverovej siete sa používa obojsmerná komunikácia. Interakcia medzi koncovými uzlami lokálnej siete LoRaWAN a serverom prebieha na základe protokolov spojovej vrstvy. Adresa používa jedinečné identifikátory zariadenia (koncové uzly) a jedinečné identifikátory aplikácie na aplikačnom serveri.

Fyzická vrstva zásobníka protokolov LoRaMAC segmentu siete koncový uzol-brána, ktorá funguje na druhej vrstve modelu OSI, je bezdrôtová modulácia LoRa a protokol MAC spojovacej vrstvy je LoRaWAN. Brány LoRa sú pripojené k sieťovému serveru poskytovateľa alebo operátora pomocou štandardných technológií Wi-Fi/Ethernet/3G, ktoré patria do úrovne sieťového rozhrania IP (fyzické a spojové úrovne zásobníka TCP/IP).

Brána LoRa poskytuje prepojenie medzi sieťami založenými na heterogénnych technológiách LoRa/LoRaWAN a Wi-Fi, Ethernet alebo 3G. Na obr. Obrázok 1 ukazuje sieť LoRa s jednou bránou, implementovanú v hviezdicovej topológii, ale sieť LoRa môže mať aj viacero brán (štruktúra celulárnej siete). V sieti LoRa s viacerými bránami sú „koncové uzly – brána“ postavené pomocou „hviezdnej“ topológie a „brány – server“ sú tiež pripojené pomocou topológie „hviezda“.

Údaje prijaté z koncových uzlov sa ukladajú, zobrazujú a spracúvajú na aplikačnom serveri (na samostatnej webovej lokalite alebo v cloude). Metódy veľkých dát možno použiť na analýzu dát internetu vecí. Používatelia, ktorí používajú klientske aplikácie nainštalované na smartfóne alebo PC, majú možnosť pristupovať k informáciám na aplikačnom serveri.

Technológie SIGFOX (sigfox.com) a „Strij“ (strij.net) sú podobné technológiám LoRaWAN (www.semtech.com), ale majú určité rozdiely. Hlavný rozdiel spočíva v modulačných metódach, ktoré definujú protokoly fyzickej vrstvy týchto sietí. Technológie SIGFOX, LoRaWAN a Strizh sú konkurentmi na trhu sietí LPWAN.

Medzi konkurentov na trhu sietí LPWAN patria technológie CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT), ako aj G5. Sú určené na budovanie bezdrôtových mobilných sietí LPWAN založených na existujúcej infraštruktúre mobilných operátorov. Používanie tradičných celulárnych sietí v IoT je nerentabilné, takže v súčasnosti je výklenok sietí LPWAN obsadený LoRaWAN, SIGFOX atď. Ak však mobilní operátori okamžite implementujú technológie EC-GSM (Extended Coverage GCM), LTE-M (LTE pre komunikáciu M2M) založené na vývoji GSM a rozvoji LTE, vytlačia z trhu LPWAN technológie LoRaWAN, SIGFOX a ďalšie. .

Medzi najsľubnejšie oblasti pre budovanie bezdrôtových sietí LPWAN patrí úzkopásmový internet vecí NB-IoT (Narrow Band IoT) založený na LTE, ktorý je možné nasadiť nad existujúce LTE siete mobilných operátorov. Strategickým smerom v CIoT sú však mobilné siete novej generácie 5G, ktoré budú podporovať IoT.

Technológia 5G, navrhnutá pre prácu s heterogénnou prevádzkou, poskytne pripojenie k internetu pre rôzne zariadenia s rôznymi parametrami (spotreba energie, rýchlosť prenosu dát atď.), a to ako pre mobilné zariadenia (smartfóny, telefóny, tablety atď.), tak pre inteligentné zariadenia. Predmety (senzory alebo akčné členy).

Kde sa používajú siete LPWAN? Napríklad celoštátna sieť LoRa už bola nasadená pre internet vecí v Holandsku a Južnej Kórei. Siete SigFox pre internet vecí sú nasadené v Španielsku a Francúzsku. V Rusku sa vytvára národná sieť „Strizh“ pre internet vecí (IoT) atď. V súčasnosti sa štandardy LoRaWAN a NB-IoT považujú za štandard pre výpočtové siete fyzických objektov LPWAN Internet of Things IoT.

Treba poznamenať, že v Internete vecí (IoT) sa spolu s využívaním cloudových technológií využívajú technológie fog computingu. Je to spôsobené tým, že v cloudovom modeli používanom v IoT je slabou stránkou šírka pásma kanálov telekomunikačných operátorov, cez ktoré sa vymieňajú údaje medzi „cloudom“ a „inteligentnými“ zariadeniami výpočtových sietí fyzických objektov.

Pojem „fog computing“ zahŕňa decentralizáciu spracovania údajov prenesením časti práce na spracovanie údajov a prijímanie manažérskych rozhodnutí z „cloudu“ priamo do zariadení počítačových sietí fyzických objektov.

Zvýšenie kapacity komunikačných kanálov cloud computingu môže poskytnúť nový prístup k ich konštrukcii na základe technológie SDN (Software-Defined Networks). Zavedenie SDN preto zlepší efektivitu komunikačných kanálov cloud computingu a internetu vecí (IoT).

Bezdrôtové osobné siete (WPAN) s nízkym výkonom a krátkym dosahom – komponenty internetu vecí (IoT).

WPAN siete (obr. 1) zahŕňajú bezdrôtové senzorové siete založené na technológiách: 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP, Z-Wave, ZigBee, BLE 4.2 (Bluetooth Mesh). Tieto siete patria medzi mesh siete (samoorganizujúce sa a samoopravujúce siete so smerovaním), ktoré majú topológiu mesh a sú komponentmi (komponentmi) siete internetu vecí (IoT).

Siete osobných počítačov založené na technológiách 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP označujú IP siete so zásobníkom protokolov 6LoWPAN alebo zásobníkom IPv6 pre siete 802.15.4 (obr. 3). Používajú sieťový protokol 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks), čo je verzia protokolu IPv6 pre nízkoenergetické bezdrôtové osobné senzorové siete štandardu IEEE 802.15.4. Použitý smerovací protokol je RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks).

Ryža. 3. 6LoWPAN Protocol Stack pre IoT

IEEE 802.15.4 (standards.ieee.org) je štandard, ktorý popisuje fyzické IEEE 802.15.4 PHY a dátové spojové vrstvy modelu siete OSI. Vrstva dátového spojenia pozostáva z podvrstvy IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) a podvrstvy LLC (Logical Link Control). Niekoľko technológií je postavených na základe štandardu IEEE 802.15.4, napríklad ZigBee IP, Thread, 6LoWPAN.

6Zásobník protokolov LoWPAN. Podstata fungovania počítačových sietí fyzických objektov v IoT na báze zásobníka protokolov 6LoWPAN je nasledovná. Napríklad údaje zo snímača sa privádzajú do mikrokontroléra (MCU). MK spracováva dáta prijaté zo snímača na základe aplikačného programu (End Nodes Applications), ktorý vytvoril sieťový vývojár na základe API špecializovaného OS mikrokontroléra.

Na prenos spracovaných dát do siete aplikácia End Nodes Applications pristupuje k protokolu aplikačnej vrstvy (Application - IoT protocols) zásobníka protokolov OS mikrokontroléra a prenáša dáta cez zásobník do fyzickej vrstvy senzora. Ďalej sa binárne dáta odošlú na vstup hraničných smerovačov (okrajové smerovače). Na prenos údajov z koncového uzla cez hraničné smerovače na webový server (webová aplikácia) prostredníctvom aplikačného protokolu CoAP je potrebné vyjednať siete na aplikačnej úrovni zásobníka protokolov CoAP-to-HTTP; na tento účel je potrebný proxy server. sa používa.

Protokol 6LoWPAN zaisťuje, že inteligentné zariadenia s nízkou spotrebou energie sú pripojené k internetu prostredníctvom smerovačov a nie cez špecializované IP brány. Keďže nízkorýchlostné siete so zásobníkom protokolov 6LoWPAN pre zariadenia s obmedzenými schopnosťami nie sú tranzitnými sieťami pre IP sieťovú prevádzku tradičného internetu, ide o koncové siete v Internete vecí (IoT) a sú pripojené k internetu cez Border routery resp. Okrajové smerovače. Okrajový smerovač umožňuje sieti 6LoWPAN komunikovať so sieťou IPv6 prekladom hlavičiek IPv6 a fragmentáciou správ v adaptačnej vrstve zásobníka protokolov (Adaptácia 6LoWPAN).

Z-Wave (z-wave.me)- jedna z populárnych bezdrôtových sieťových technológií internetu vecí (IoT) (štandard: Z-Wave a Z-Wave Plus). Z-Wave sieť (obr. 1) s mesh topológiou (mesh network) a nízkou spotrebou energie, určená pre organizáciu Smart Home. Sieťový protokol Z-Wave zásobníka komunikačných protokolov Z-Wave je implementovaný spoločnosťou Sigma Designs ako uzavretý kód a je patentovaný. Spodné vrstvy MAC a PHY sú zahrnuté v štandarde ITU-T G.9959.

Z-Wave má veľa kompatibilných zariadení (senzorov a ovládačov) na vytvorenie siete Smart Home. Svoju domácu Z-Wave sieť môžete ovládať na diaľku pomocou ovládacieho panela cez Home Controller, prevádzku siete môžete ovládať z PC a internetu cez smartfón. Sieť Z-Wave je pripojená k internetu prostredníctvom špecializovanej IP brány Gateway „Z-Wave for IP“.

ZigBee (zigbee.org) je jednou z najbežnejších technológií na budovanie bezdrôtových sietí internetu vecí (IoT) (otvorený štandard ZigBee). Sieť ZigBee s topológiou mesh (mesh network) má svoj vlastný zásobník komunikačných protokolov IEEE 802.15.4/Zigbee, ktorý nepodporuje internetový protokol IP. Výpočtová sieť objektov založená na zásobníku ZigBee pre interakciu s externými zariadeniami umiestnenými v sieti IP je pripojená k internetu prostredníctvom špecializovanej IP brány Gateway ZigBee. V súčasnosti bol vytvorený nový štandard ZigBee IPv6.

Siete založené na novom štandarde Zigbee IPv6 je možné pripojiť k sieti IP prostredníctvom smerovača namiesto špecializovanej brány. Brána Gateway ZigBee prebaľuje dáta z jedného formátu do druhého a poskytuje prepojenie medzi sieťami založené na heterogénnych technológiách MQTT/ZigBee – HTTP/TCP/IP. Technológia ZigBee sa používa ako štandard na automatický zber údajov z elektromerov predplatiteľov a ich prenos na servery telekomunikačných operátorov (offline stránky) alebo do internetu vecí (IoT) Habs Cloud.

WiFi (www.wi-fi.org) je súbor štandardov bezdrôtovej komunikácie IEEE 802.11, ktoré možno použiť na vytvorenie bezdrôtovej lokálnej siete (WLAN) založenej na zásobníku TCP/IP. Protokolový zásobník IEEE 802.11 pozostáva z fyzickej vrstvy PHY a vrstvy dátového spojenia s podvrstvami logického prenosu dát MAC a LLC. Protokoly IEEE 802.11 (WiFi) patria do vrstvy sieťového rozhrania v zásobníku TCP/IP.

Bezdrôtová lokálna sieť WiFi objektov je pripojená k internetu pomocou smerovača (obr. 1). Treba poznamenať, že na vybudovanie lokálnych bezdrôtových sietí vytvorila aliancia Wi-Fi Alliance novú špecifikáciu IEEE 802.11s, ktorá poskytuje technológiu na budovanie mesh sietí. Okrem toho bol pre internet vecí (IoT) vytvorený nový štandard Wi-Fi HaLow (špecifikácia IEEE 802.11ah) s nízkou spotrebou energie.

BLE 4.2 (bluetooth.com) je nová verzia štandardu Bluetooth low energy (Bluetooth LE), ktorý je určený na budovanie bezdrôtových sietí ako Smart Home. Nový štandard Bluetooth Mesh bude implementovaný do konca roka 2016. Komunikačný protokol BLE 4.2 podporuje protokol IPv6 cez sieťový protokol BLUETOOTH® Low Energy alebo 6LoWPAN, transportné (UDP, TCP) a aplikačné (COAP a MQTT) protokoly vrstvy.

Verzia BLE 4.2 zaisťuje minimálnu spotrebu zariadenia a prístup k IP sieti. Nižšie MAC a PHY vrstvy Bluetooth LE Stack sú: Bluetooth LE Link Layer a Bluetooth LE Physical. Pre zabezpečenie interakcie sietí (BLE 4.2 a Internet) na úrovni siete (6LoWPAN s IPv6) a aplikačnej vrstvy zásobníka protokolov (CoAP s HTTP) je možné sieť BLE 4.2 pripojiť na internet (obr. 1) cez hraničné smerovače a podľa toho CoAP-to-HTTP Proxy.

Protokoly aplikačnej vrstvy internetu vecí (IoT).

Na prenos dát v Internete vecí (IoT) sa používa mnoho protokolov na aplikačnej úrovni, z ktorých najbežnejšie sú: DDS, MQTT, XMPP, AMQP, JMS, CoAP, REST/HTTP. DDS je služba distribúcie údajov pre systémy v reálnom čase a je štandardom OMG pre middleware. DDS je základná technológia na implementáciu internetu vecí založená na komunikačnom modeli správ DCPS bez sprostredkovateľa (servera).

MQTT, XMPP, AMQP, JMS sú protokoly zasielania správ, ktoré sú založené na sprostredkovateľovi podľa schémy publikovať/predplatiť. Broker (server) môže byť nasadený na cloudovej platforme alebo na lokálnom serveri. Klientske programy musia byť nainštalované v aplikáciách inteligentných zariadení.

CoAP (Constrained Application Protocol) je obmedzený protokol prenosu dát internetu vecí, podobný HTTP, ale prispôsobený na prácu s inteligentnými zariadeniami s nízkym výkonom. CoAP je založený na štýle architektúry REST. K serverom sa pristupuje cez adresu URL aplikácie inteligentného zariadenia. Klientske programy používajú na prístup k prostriedkom metódy ako GET, PUT, POST a DELETE.

REST/HTTP – pozostáva z dvoch technológií REST a HTTP. REST je štýl softvérovej architektúry pre distribuované systémy. REST popisuje princípy interakcie medzi aplikáciami inteligentných zariadení a programovacími rozhraniami REST API (Web service). Cez REST API komunikujú aplikácie medzi sebou pomocou štyroch HTTP metód: GET, POST, PUT, DELETE. HTTP - Hypertext Transfer Protocol je protokol aplikačnej vrstvy na prenos dát. HTTP sa používa na interakciu medzi zariadením a používateľom. REST/HTTP je založený na komunikačnom modeli zasielania správ req/res.

Pre prístup zo sietí fyzických objektov nepodporujúcich IP protokol do IP sietí a naopak sa využívajú huby alebo brány, prípadne IoT platformy, ktoré zabezpečujú koordináciu protokolov na rôznych úrovniach zásobníka komunikačných protokolov. Na prístup zo sietí fyzických objektov, ktoré podporujú protokol IP, do sietí IP a naopak, sa proxy používajú na vyjednávanie protokolov na úrovni aplikácie (napríklad na vyjednávanie protokolov CoAP a HTTP).

V súčasnosti veľa ľudí hovorí o internete vecí, ale nie každý chápe, čo to je.

Podľa Wikipédie ide o koncept počítačovej siete fyzických objektov („vecí“) vybavených vstavanými technológiami na vzájomnú interakciu alebo interakciu s vonkajším prostredím, pričom organizáciu takýchto sietí považujeme za fenomén, ktorý možno prebudovať. ekonomické a sociálne procesy, s výnimkou niektorých akcií a operácií si vyžadujú ľudskú účasť.

Zjednodušene povedané, internet vecí je druh siete, do ktorej sú veci spojené. A pod vecami myslím čokoľvek: auto, žehličku, nábytok, papuče. To všetko bude môcť medzi sebou „komunikovať“ bez zásahu človeka pomocou prenášaných dát.

Vzhľad takéhoto systému bol očakávaný, pretože lenivosť je motorom pokroku. Nemusíte ísť ráno ku kávovaru, aby ste si pripravili kávu. Už vie, kedy sa zvyčajne zobudíte, a v tomto čase si už sama uvarí aromatickú kávu. v pohode? Možno, ale nakoľko je to reálne a kedy sa to objaví?

Ako to funguje

picjumbo.com

Sme na začiatku cesty a je príliš skoro hovoriť o internete vecí. Vezmime si napríklad kávovar, o ktorom som písal vyššie. Teraz musí človek samostatne zadať čas vstávania, aby mu mohla ráno pripraviť kávu. Čo sa však stane, ak osoba nie je v tomto čase doma alebo chce čaj? Áno, všetko je po starom, keďže nezmenil program a bezduchý kus železa si opäť uvaril kávu. Tento scenár je zaujímavý, ale ide skôr o automatizáciu procesov ako o internet vecí.

Pri kormidle je vždy človek, je stredobodom. Inteligentných gadgetov každým rokom pribúda, no bez ľudského príkazu nefungujú. Tento nešťastný kávovar bude musieť byť neustále monitorovaný a meniť program, čo je nepohodlné.

Ako by to malo fungovať

picjumbo.com

Internet vecí znamená, že človek definuje cieľ a nestanovuje si program na dosiahnutie tohto cieľa. Ešte lepšie je, ak systém sám analyzuje údaje a predpovedá túžby človeka.

Idete domov z práce, unavení a hladní. V tomto čase už auto oznámilo domu, že vás o pol hodiny privezie: hovoria, pripravte sa. Svetlá sa rozsvietia, termostat sa nastaví na príjemnú teplotu a v rúre sa varí večera. Vošli sme do domu - zapol sa televízor so záznamom zápasu nášho obľúbeného tímu, večera bola pripravená, vitajte doma.

Tu sú hlavné črty internetu vecí:

• Toto je neustály sprievod každodenných činností človeka.
• Všetko sa deje transparentne, nenápadne a orientované na výsledky.
• Osoba naznačuje, čo by sa malo stať, nie ako to urobiť.

Fikcia, povedali by ste? Nie, toto je blízka budúcnosť, ale na dosiahnutie takýchto výsledkov je potrebné urobiť oveľa viac.

Ako to dosiahnuť

picjumbo.com

1. Jednorazové centrum

Je logické, že v centre všetkých týchto vecí by nemal byť človek, ale nejaký druh zariadenia, ktoré bude vysielať program na dosiahnutie cieľa. Bude monitorovať ďalšie zariadenia a úlohy a zbierať údaje. Takéto zariadenie by malo byť v každej domácnosti, kancelárii a na iných miestach. Spojí ich jedna sieť, cez ktorú si budú vymieňať dáta a pomáhať človeku kdekoľvek.

Začiatky takéhoto centra vidíme už teraz. Amazon Echo, Google Home a zdá sa, že tiež pracujú na niečom podobnom. Takéto systémy už môžu slúžiť ako centrum inteligentného domu, aj keď ich možnosti sú zatiaľ obmedzené.

2. Spoločné normy

Toto sa možno stane hlavnou prekážkou na ceste ku globálnemu internetu vecí. Pre rozsiahlu prevádzku systému je potrebný jeden jazyk. Apple, Google a Microsoft momentálne pracujú na svojom ekosystéme. Ale všetky sa pohybujú oddelene, rôznymi smermi, čo znamená, že v najlepšom prípade získame lokálne systémy, ktoré je ťažké zjednotiť aj na úrovni mesta.

Možno sa jeden zo systémov stane štandardom alebo každá sieť zostane lokálna a nevyvinie sa do niečoho globálneho.

3. Bezpečnosť

Pri vývoji takéhoto systému je samozrejme potrebné dbať na ochranu údajov. Ak sieť hackne hacker, bude o vás vedieť všetko. Inteligentné veci vás okamžite odovzdajú útočníkom, takže by ste mali vážne popracovať na šifrovaní údajov. Samozrejme, už na tom pracujú, ale pravidelne sa objavujúce škandály naznačujú, že ideálna bezpečnosť je ešte ďaleko.

Čo nás čaká v blízkej budúcnosti

Mitch Nielsen/unsplash.com

V blízkej budúcnosti uvidíme inteligentné domy, ktoré majiteľom otvoria dvere, keď sa priblížia, udržia príjemnú mikroklímu, samostatne doplnia chladničku a objednajú potrebné lieky, ak je človek chorý. Okrem toho ešte predtým dostane dom indikátory z inteligentného náramku a pošle ich lekárovi. Po cestách budú jazdiť samojazdiace autá a na samotných cestách už nebudú zápchy. Internet vecí umožní vyvinúť pokročilejší systém riadenia dopravy, ktorý dokáže zabrániť dopravným zápcham a zápcham na cestách.

Mnohé gadgety už fungujú v spojení s rôznymi systémami, no v najbližších 5–10 rokoch zažijeme skutočný boom v rozvoji internetu vecí. Ale v budúcnosti je možný scenár ako v karikatúre „WALL-E“, kde sa ľudstvo zmenilo na bezmocných tučných ľudí, ktorým slúžia roboti. Tak aká perspektíva. Co si myslis?

Určite ste už počuli slovné spojenie „Internet of Things“ a videli ste skratku IoT, no možno neviete, čo sa za nimi skrýva. Čo je IoT alebo internet vecí?

IoT označuje pripojenie zariadení (okrem bežných počítačov a smartfónov) cez internet. Cez internet vecí je možné pripojiť autá, kuchynské spotrebiče a dokonca aj monitory srdca. A keďže sa internet vecí v najbližších rokoch neustále rozrastá, na tomto zozname sa objavia ďalšie zariadenia.

Pripravili sme sprievodcu IoT pre začiatočníkov, ktorý vám pomôže orientovať sa v úžasnom prepojenom svete.

Pojmy a základné definície

Nižšie uverejňujeme malý slovník s definíciami, ktoré sa týkajú internetu vecí.

IoT alebo internet vecí, je sieť objektov pripojených cez internet, ktoré dokážu zbierať dáta a vymieňať si dáta pochádzajúce zo vstavaných služieb.

Zariadenia zahrnuté do internetu vecí - akékoľvek autonómne zariadenia pripojené k internetu, ktoré možno monitorovať a/alebo ovládať na diaľku.

Ekosystém internetu vecí alebo internet vecí, - všetky komponenty, ktoré umožňujú podnikom, vládam a používateľom pripojiť ich zariadenia internetu vecí, vrátane ovládacích panelov, ovládacích panelov, sietí, brán, analytiky, úložiska a zabezpečenia.

Fyzická vrstva - hardvér, ktorý sa používa v zariadeniach internetu vecí, vrátane senzorov a sieťových zariadení.

Sieťová vrstva je zodpovedný za prenos údajov zozbieraných na fyzickej vrstve do rôznych zariadení.

Aplikačná úroveň zahŕňa protokoly a rozhrania, ktoré zariadenia používajú na vzájomnú identifikáciu a komunikáciu.

Ovládacie panely umožňujú ľuďom používať zariadenia internetu vecí pripojením a ovládaním cez dashboard, ako je napríklad mobilná aplikácia. Medzi diaľkové ovládače patria smartfóny, tablety, PC, inteligentné hodinky, televízory a netradičné diaľkové ovládače.

Panely s nástrojmi poskytnúť používateľom informácie o ekosystéme internetu vecí, čo im umožní spravovať ekosystém internetu vecí. Zvyčajne sa používa diaľkové ovládanie.

Analytics - softvérové ​​systémy, ktoré analyzujú údaje prijaté zo zariadení internetu vecí. Analytics sa používa v širokej škále scenárov, ako je napríklad prognóza údržby.

Úložisko dát - kde sú uložené dáta z IoT zariadení.

siete - Internetová komunikačná vrstva, ktorá umožňuje operátorom komunikovať so zariadením a zariadeniam komunikovať medzi sebou.

IoT priemysel

Z používania zariadení internetu vecí budú profitovať tieto oblasti:
- výroba;
- doprava;
- obrana;
- Poľnohospodárstvo;
- infraštruktúra;
- Maloobchodné tržby;
- logistika;
- banky;
- ropa, plyn, ťažba;
- poisťovacia činnosť;
- inteligentné domy;
- produkcia jedla;
- služba;
- nemocnice;
- ochrana zdravia;
- inteligentné budovy;
- IoT spoločnosti.

Do internetu vecí sú už zapojené stovky spoločností a ich zoznam sa bude v najbližších rokoch len rozširovať.

Platformy internetu vecí

Jedno IoT zariadenie sa pripája k druhému na prenos informácií prostredníctvom internetových protokolov. Platformy internetu vecí slúžia ako most medzi senzormi zariadení a dátovou sieťou.

Tu sú niektoré z najväčších platforiem internetu vecí, ktoré sú v súčasnosti aktívne na tomto trhu:
- webové služby Amazon;
- Microsoft Azure;
- ThingWorx IoT platforma;
- Watson od IBM;
- Cisco IoT Cloud Connect;
- Salesforce IoT Cloud;
- Integrovaný cloud Oracle;
- GE Predix.

Chcete viac noviniek?

Poďme zistiť, čo je internet vecí, kde ho začať študovať, ktorí dizajnéri sú na to vhodní a aké súťaže sa dnes konajú.

Čo je internet vecí (IoT)

Nikoho neprekvapí, že akýkoľvek predmet, či už domáce spotrebiče alebo oblečenie, je možné pripojiť k internetu. Inteligentná chladnička, rýchlovarná kanvica, stavebnice na učenie detí... Zatiaľ čo niektorí ľudia pripájajú kávovar, hodinky a ďalšie veci k World Wide Web, iní sú zmätení, prečo komplikovať ľahko použiteľné predmety a zariadenia. Čo je to vlastne internet vecí?

Koncept internetu vecí

Internet vecí (IoT)- koncepcia počítačovej siete fyzických objektov ("vecí") vybavených vstavanými technológiami na vzájomnú interakciu alebo interakciu s vonkajším prostredím, pričom sa organizácia takýchto sietí považuje za fenomén, ktorý môže prebudovať ekonomické a sociálne procesy, čím sa eliminuje potreba ľudskej účasti na niektorých akciách a operáciách (Wikipedia) .

Myšlienkou internetu vecí nie je pripojiť všetko okolo k internetu. Cieľom je automatizovať procesy a naučiť sieťové objekty vymieňať si informácie. Ako? Prostredníctvom rôznych senzorov zabudovaných do objektov alebo pripojených k objektom. Prečo? Takže objekty samé „rozhodujú“ a konajú bez ľudského zásahu.

Začiatkom roka 2015 predseda predstavenstva spoločnosti Google Eric Schmidt :

Odpoviem veľmi jednoducho, že internet zmizne. Bude toľko IP adries, toľko zariadení, senzorov, nositeľných zariadení, vecí, ktoré s vami komunikujú, no ani to nepocítite. Vždy vás budú sprevádzať. Predstavte si, že vojdete do miestnosti a miestnosť je dynamická a vy môžete interagovať s tým, čo sa v miestnosti deje. To, čo sa objaví, je veľmi personalizovaný, veľmi interaktívny a veľmi, veľmi zaujímavý svet.

Takmer klasickým príkladom implementácie internetu vecí, ktorý už dnes funguje, je Yandex.Traffic. Mnoho áut vybavených Yandex.Navigatorom posiela do systému svoje súradnice, rýchlosť a smer. Informácie sú spracované a mapa zobrazuje nielen cesty, ale aj ich preťaženie v „reálnom čase“. Vďaka tomu môžu navigátori vytýčiť trasu, berúc do úvahy nielen vzdialenosti, ale aj dopravné zápchy.

Ak stále neviete, prečo potrebujete pripojiť rýchlovarnú kanvicu k internetu, skúste byť kreatívni. Kedysi sa väčšina majiteľov telefónov domnievala, že sú potrebné len na hovory. Dnes je veľa ľudí, ktorí na deň stratili svoj smartfón pripojený k internetu, v šoku.

Nikto nevie s istotou, aké funkcie bude mať kanvica zajtrajška. Možno to bude fungovať spolu s inteligentným náramkom na zápästí, zbierajúcim údaje o množstve vypitej vody, jej charakteristike, tepovej frekvencii a ďalších ukazovateľoch. To všetko sa odošle virtuálnemu kardiológovi a dostanete odporúčania a upozornenia.

História internetu vecí

Ešte pred príchodom samotného internetu, v roku 1926 Nikola Tesla v rozhovore pre časopis Collier's povedal, že rádio sa v budúcnosti zmení na „veľký mozog“, všetky veci sa stanú súčasťou jedného celku a nástroje, ktoré to umožňujú, sa ľahko zmestia do vrecka.

V roku 1990 jeden z tvorcov protokolu TCP/IP John Romkey pripojil hriankovač k sieti, t.j. vlastne vytvoril prvú internetovú vec na svete.

V roku 1999 vznikol pojem Internet of Things Kevin Ashton, v tom čase asistent brand manažéra v Procter & Gamble. V tom istom roku oni David Brock A Sanjay Sarma založil Auto-ID centrum, ktoré sa zaoberá rádiofrekvenčnou identifikáciou (RFID) a senzorovými technológiami, vďaka ktorým sa rozšíril koncept internetu vecí.

V rokoch 2008-2009 Cisco oznámilo, že počet zariadení pripojených k internetu prevyšuje počet ľudí na planéte.

Od roku 2010 sa internet vecí neustále rozvíja vďaka rozsiahlemu šíreniu bezdrôtových sietí a cloudových technológií, lacnejším procesorom a senzorom a rozvoju energeticky efektívnych technológií prenosu dát. Technológia internetu vecí, podobne ako robotika, je uznávaná ako prelomová, t.j. mení naše životy a ekonomické procesy. Svet sa stále mení priamo pred našimi očami.

Súťaže IoT

Internet vecí je zaradený do zoznamu povolaní (kompetencií) Národného šampionátu pracovných povolaní WorldSkills a podobné súťaže pre školákov JuniorSkills. V roku 2016 sa majstrovstvá JuniorSkills v kompetencii „Internet of Things“ konajú v rámci VIII. celoruského festivalu robotiky „Robofest-2016“. Súťaž bude prebiehať v dvoch kategóriách JuniorSkills: téma „Smart City“ pre účastníkov starších ako 10 rokov a „Smart Agriculture“ pre deti nad 14 rokov.

Internet vecí bol v roku 2016 zaradený aj do samostatnej kreatívnej kategórie celoruskej robotickej olympiády. Tohtoročnou témou je zdravotníctvo.

Vzdelávacie súpravy internetu vecí

Rozhodli ste sa ísť s dobou, ovládnuť technológiu internetu vecí a stať sa technickým čarodejníkom? Ste pripravení zmeniť svet okolo seba, prelomiť všetko, čo vám príde do cesty, prepojiť veci okolo vás s internetom a dať im „myseľ“? Poďme zistiť, ktoré komponenty alebo stavebnice sú vhodné na štúdium internetu vecí.

Inteligentné zariadenia zo sveta IoT musia zbierať dáta z okolia, prenášať informácie cez internet (alebo lokálnu komunikáciu) do iných zariadení a tiež z nich prijímať informácie. Aby zariadenia mali „inteligenciu“, prijaté údaje musia byť analyzované programom, ktorý vyvodzuje závery a robí rozhodnutia. Objekty zo sveta internetu vecí sú v mnohom podobné robotom a ich vytvorenie si vyžaduje ovládače, senzory a v prípade potreby aj aktuátory.

Dôležitou súčasťou je spracovanie dát. Dá sa povedať, že objekty pripojené k sieťam na spracovanie údajov získavajú „inteligenciu“. Existujú rôzne hardvérové ​​a softvérové ​​platformy na vývoj aplikácií internetu vecí.

Populárnym softvérovým riešením je ThingWorx.

Bežné v robotike, Arduino je to, čo potrebujete na vytváranie vzdelávacích projektov v oblasti IoT. Na pripojenie k sieti sa používa rozširujúca karta Ethernet Shield. Všetky potrebné dosky a senzory je možné zakúpiť samostatne. Existujú aj špecializované hotové zostavy založené na Arduine. Ich výhodou je nielen premyslená skladba, ale aj ukážky programových kódov.

Základná školiaca súprava inteligentného poľnohospodárstva IoT

V niektorých prípadoch súťaže regulujú používané vybavenie. Súprava WorldSkills Smart Agriculture, vytvorená na štúdium internetu vecí na tému Inteligentné poľnohospodárstvo, bola teda prijatá na tohtoročný šampionát JuniorSkills.

Obsah tréningovej súpravy:

• doska Arduino Uno R3;
• Ethernetová karta W5100 Shield;
• modul snímača teploty a vlhkosti DHT11;
• Ethernetový kábel;
• digitálny teplomer DS18B20;
• modul svetelného senzora;
• modul snímača pôdnej vlhkosti/pevných látok (snímač vlhkosti);
• IO senzorový štít;
• spojovacie vodiče;
• podložky;
• sieťový adaptér (5V, 1A, 5W);
• box.

Takéto súpravy sú vhodné na rýchle prototypovanie zariadení, čo je dôležité pre organizáciu vzdelávacieho procesu.

Na zostavenie vzdelávacích modelov internetu vecí je vhodné použiť rozširujúce dosky (štíty), ktoré majú na palube množstvo často používaných senzorov. — univerzálna doska, na ktorej sú inštalované:

• digitálny snímač teploty a vlhkosti DHT11,
• analógový snímač teploty LM35,
• analógový svetelný senzor,
• prijímač IR signálov z diaľkového ovládača,
• reproduktor na generovanie jednoduchých zvukových signálov,
• dve tlačidlá a potenciometer,
• tri LED diódy.

Poľnohospodárskym modelom môže byť akákoľvek izbová rastlina. Zabudnúť na vodu? Predstavte si, že samotná kvetina vám môže povedať, že je čas sa o ňu postarať. Aby ste to dosiahli, musíte do pôdy umiestniť snímače teploty a vlhkosti a sledovať ich indikátory, ako aj ovládať osvetlenie okolo.

Základná školiaca súprava inteligentného poľnohospodárstva IoT. Model s izbovou rastlinou

Video tutoriál, ktorý ukazuje, aké ľahké je zostaviť súpravu:

Aby sa takýto model stal internetom vecí, je potrebné vytvoriť analytickú cloudovú internetovú službu, ktorá na základe zozbieraných údajov nezávisle rozhoduje o zapnutí zavlažovacieho systému.

Balík rozšíreného vybavenia Juniorskills Smart Agriculture obsahuje ponorné čerpadlo. Ktovie, čo by ste ju okrem polievania izbových kvetov mohli naučiť? Môžete sa rozhodnúť, že vaša inteligentná pumpa by mala „komunikovať“ nielen s kvetináčmi izbových rastlín, ale aj s rýchlovarnou kanvicou, ktorá hlási, že hladina vody je príliš nízka, a smartfón majiteľa „strážcu inteligentných technológií“ vyžaduje naliehavo vriacou vodou.

Dúfam, že po prečítaní článku nerozbijete doma všetko vybavenie, vo vašom srdci sa usadí duch inovácií a zmien, ktoré internet vecí prináša a budete sa chcieť stať súčasťou technickej mágie.