Интернет вещей – что это такое?

Что такое интернет вещей?

Как устроен интернет вещей?

Интернет вещей (IoT) объединяет устройства в компьютерную сеть и позволяет им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам через программное обеспечение, приложения или технические устройства

IoT-устройства функционируют самостоятельно, хотя люди могут настраивать их или предоставлять доступ к данным. IoT-системы работают в режиме реального времени и обычно состоят из сети умных устройств и облачной платформы, к которой они подключены с помощью WiFi, Bluetooth или других видов связи.

Что происходит, когда температура оказывается слишком высокой или в доме появился грабитель? Система оповещает об этом пользователя или сама выполняет дальнейшие действия — например, включает кондиционер или звонит в полицию.

Сначала устройства собирают данные — например, о температуре в квартире или частоте сердцебиения пользователя, затем эти данные отправляются в облако. Там программное обеспечение обрабатывает их, причем интернет вещей неразрывно связан с Big Data, отмечает в подкасте РБК Трендов Александр Сурков, менеджер по развитию IoT «Яндекс.Облака».

Из чего состоит интернет вещей?

Помимо Big Data для работы интернета вещей также важны аналитика, соединения, устройства и опыт. Для простоты этот принцип представляют как ABCDE: Analytics, BigData, Connection, Devices, Experience.

• Analytics (аналитика) — ключевое звено в функционировании IoT, которое объединяет сами устройства, данные с них и оптимизирует бизнес-процессы;
• BigData (большие данные) — то есть информация с устройств — хранятся в облаке. Они позволяют автоматизировать существующие процессы или выстраивать новые;
• Connection (соединение) — это каналы, по которым устройства получают и передают информацию;
• Devices (устройства) — подключенные к системе девайсы, которые для корректной работы в зависимости от задач должны иметь соответствующую частоту сообщений;
• Experience (опыт) — работа с уже имеющимся опытом решения проблем клиента с помощью IoT, его аналитика и переосмысление.

По данным Fortune Business Insights, объем мирового рынка интернета вещей в 2018 году составлял $160 млрд, а к 2026 году его объем превысит $1,1 трлн. Стремительный рост связан с повсеместным внедрением искусственного интеллекта и систем с машинным обучением. Росту рынка также способствует увеличение числа пользователей «умных» устройств, смартфонов, а также растущий спрос на энергосбережение. В оптимистичном сценарии развития российского рынка интернета вещей его объем в 2020 году может превысить 590 млрд руб., считает исследовательская компания «ГидМаркет».

Где используют интернет вещей?

IoT позволяет компаниям автоматизировать процессы и снижать трудозатраты. Это сокращает объем отходов, улучшает качество предоставляемых услуг, удешевляет процесс производства и логистику.

«С IoT можно столкнуться практически во всех сферах: начиная от контекстной рекламы, которая подсказывает пользователю, где можно пообедать или заправиться в зависимости от текущей геолокации, и заканчивая доставкой еды или покупкой автомобиля», — рассказал РБК Трендам технический директор IoT-системы прогностики ПРАНА Максим Липатов.

По данным исследования IoT Analytics [1], в 2020 году самый высокий уровень проникновения технологии IoT наблюдался в транспорте, энергетике, ретейле, управлении жизнью города, здравоохранении и промышленности.

• В электроэнергетике интернет вещей улучшает контролируемость подстанций и линий электропередачи за счет дистанционного мониторинга.
• В здравоохранении IoT позволяет перейти на новый уровень диагностики заболеваний — «умные» устройства контролируют показатели здоровья пациента в фоновом режиме.
• В сельском хозяйстве «умные» фермы и теплицы сами дозируют удобрения и воду, а «умные» трекеры для животных вовремя уведомляют фермеров не только о местонахождении животных, но и об их состоянии здоровья, анализируя сердцебиение, температуру тела и общую активность.
• В транспорте типичные решения с применением IoT включают телематику и умное управление автопарком, при которых автомобиль подключается к локальной операционной системе для мониторинга и диагностики. Согласно оценкам Statista [2], к 2025 году в развитие IoT для автомобилей будет вложено $740 млрд.
• В городской среде IoT-решения помогают автоматизировать освещение, при этом сокращая расходы на свет до 30–50%. «Умные» счетчики, которые сами фиксируют и передают управляющим компаниям информацию о расходах и износе, избавляют городских жителей от необходимости самим сверять и отправлять данные по расходам энергии.
• В логистике IoT сокращает затраты на грузоперевозки и минимизирует влияние человеческого фактора. Системы IoT также могут мониторить заполняемость мусорных баков и оптимизировать расходы на вывоз мусора, исходя их этих данных.
• Интернет вещей активно внедряют нефтегазовые и горнодобывающие отрасли. В частности, применение углубленной аналитики по буровым скважинам помогает нефтегазовой промышленности увеличить объемы добычи на уже отработанных месторождениях. А, например, «Северсталь» с помощью интернета вещей смогла максимально сократить потери компании из-за ошибочных прогнозов по потреблению электроэнергии.
• В ретейле IoT позволяет брендам и продавцам оптимизировать издержки и улучшать клиентский опыт за счет цифровых вывесок, отслеживания взаимодействия с клиентами, управления запасами и умных торговых автоматов, по словам Максима Липатова. Ожидается, что рынок вырастет с $14,5 млрд в 2020 году до $35,5 млрд к 2025 году, согласно ResearchAndMarkets [3].

Чем IoT полезен человеку?

Интернет вещей у многих ассоциируется с «умным» домом. Благодаря технологиям и устройствам, разработанным компаниями Google, «Яндекс», Amazon, Apple и другими, пользователи могут совершать онлайн-покупки, регулировать температуру в комнате, включать свет и музыку, отдавая голосовые команды виртуальным помощникам.

Вам больше не надо опасаться, что вы забыли выключить утюг или кран — достаточно нажать кнопку в смартфоне, и «умный» дом все исправит. А можно и не нажимать, ведь дом настолько умный, что сам приведет все в порядок, а владельцу отправит уведомление по итогу. Система наблюдения с помощью компьютерного зрения распознает всех, кто проходит мимо вашей квартиры, и сравнит изображения с базой полиции.

Сегодня «умный» дом в России — это в основном интеллектуальный помощник «Яндекса» «Алиса», которая включает музыку, ищет информацию в интернете, советует фильмы, регулирует освещение и температуру в доме, включает чайник.

Американская компания Qualcomm также предлагает систему, которая сделает любой дом «умнее». Она позволяет удаленно следить за обстановкой в доме, сообщает о появлении шума, с ее помощью можно раздавать указания роботу-пылесосу и другим подключенным устройствам, а также открывать двери по системе распознавания лиц.

Есть ли недостатки у интернета вещей?

Основная проблема, с которой связано развитие IoT, — безопасность. Киберпреступники постоянно пытаются взламывать устройства удаленного наблюдения за пациентами, базы данных с информацией о здоровье людей, интеллектуальные системы управления автомобилем, совершают фишинговые атаки, подгружают вирусы на взломанные устройства и даже совершают целые диверсии на производствах. Поэтому участникам рынка IoT-рынка надо учиться защищать свои системы.

Еще одна сложность интернета вещей — возможная несовместимость программного обеспечения разных устройств разных производителей, объединенных в единую систему. Такая ситуация может возникнуть, когда разработчики выпускают обновление ПО для своего устройства и не проверяют его совместимость со старыми версиями ПО других связанных устройств. Для устранения неполадок придется связываться с другими компаниями-разработчиками и просить их вносить изменения в свое ПО для корректной работы всей системы IoT.

Подключение все большего количества устройств к интернету неизбежно приведет к потере рабочих мест. Например, IoT-системы заменят часть специалистов по техобслуживанию, ремонту и установке оборудования. Кроме того, сегодня правовые аспекты внедрения интернета вещей достаточно расплывчаты.

Проблемы внедрения IoT

Максим Липатов разделяет проблемы при внедрении интернета вещей на технологические и кадровые:

1. технологические проблемы связаны с тем, что существующие системы обслуживания, ремонта поставки и планирования ресурсов на предприятиях не предусматривают внедрение новых инструментов по сбору данных;
2. кадровые проблемы связаны с персоналом, когда технические специалисты не могут перестроиться с ручного сбора информации.

«Мнение о том, что внедрение хайповых технологий вроде Big Data или Data Science станет панацеей от всех бед, ошибочно, — добавляет Липатов. — Организации нужно начать с переосмысления бизнес-процессов и определения инструментов цифровизации, а для этого нужна экспертиза. Возможно, подходящим решением станет именно прогностика на основе IoT. Она способна предотвратить чрезмерный расход ресурсов и отклонения в техническом состоянии оборудования, а также продлить его жизненный цикл. Все это снижает риски внезапной остановки производства из-за неисправностей, а значит, исключает прямые финансовые потери».

Прогностика — последний на сегодняшний день этап эволюции промышленного интернета вещей. Она подразумевает не просто сбор данных с единиц оборудования, а локальную систему с распределенной сетью, в которой информация из разных источников поступает в одно хранилище, где обрабатывается и отправляется обслуживающему устройства персоналу.

Будущее интернета вещей

По прогнозам IDC, к 2025 году в мире будет насчитываться 55,7 млрд подключенных устройств. Киберпреступники будут продолжать атаковать их, потому что IoT-система — это достаточно быстрый способ распространить вредоносное ПО. Рядовые пользователи, компании и целые города будут все чаще применять интеллектуальные технологии, чтобы сэкономить время и деньги. Например, холодильники смогут предупреждать о скорой порче продуктов, светофоры со встроенными видеодатчиками будут регулировать дорожное движение в зависимости от трафика.

Сейчас, однако, ключевая проблема внедрения IoT — отсутствие единых стандартов. Поэтому имеющиеся решения сложно интегрируются между собой, а новые появляются медленнее, чем могли бы.

Еще один нюанс — «вещи» в интернете вещей должны быть автономны, то есть иметь возможность получать энергию из окружающей среды, без участия человека.

Интернет вещей: понятие, инфраструктура и перспективы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Навигация по материалу:

Как появился IoT?

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

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

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

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

Как работает интернет вещей?

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

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

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

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

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

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

Развитие беспроводных сенсорных сетей

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

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

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

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

Реальные примеры использования IoT

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

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

Перспективы IoT в ближайшем будущем

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

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

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

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

Проблемы и уязвимости интернета вещей

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

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

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

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

Введение в концепцию “интернета вещей” (IoT)

1. Введение

Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) – это концепция развития технологий сетей Интернет в сторону автоматизации, и исключения участия человека из большинства процессов работы IT-инфраструктуры. Интернет-вещи посредством обмена информацией между различными датчиками и сенсорами должны полностью автоматизировать процессы управления группами устройств.

Чаще всего, при рассмотрении потенциала Интернета вещей, приводят пример работы умного дома. Ведь в любом доме существуют системы отопления, вентиляции, кондиционирования и освещения. И хорошо бы сделать так, чтобы все это работало само, без лишнего вмешательства человека..

Технологию IoT связывают с объединением множества интеллектуальных предметов в единую систему. Рекомендация Y.206 переносит это представление на виртуальные объекты. Согласно данной рекомендации, IoT обеспечивает коммуникацию между любыми вещами в режиме реального времени. За IoT-системами будущее, и ниже мы рассмотрим основные концепции этих систем, а также некоторые сценарии их использования.

2. Архитектура IoT-систем

IoT состоит из набора различных инфокоммуникационных технологий, которые обеспечивают его работу. Архитектура Интернета вещей показывает, как разные технологии связаны между собой, и включает в себя следующие основные уровни:

Things (дос. вещи) Уровень сенсоров и сенсорных сетей

Здесь непосредственно речь идет об устройствах. Это самый нижний уровень архитектуры IoT. Он состоит из “умных” объектов, соединенных с сенсорами. Они обеспечивают сбор и обработку информации в реальном времени для соответствующих целей. Например, для измерения температуры, давления, скорости движения, местоположения и многого другого. Развитие микропроцессоров привело к сокращению физических размеров аппаратных сенсоров и позволило внедрять их повсеместно.

Обычно, вещи имеют соединение со шлюзами, подключаемыми к локальной или глобальной вычислительной сети. Но есть и самодостаточные устройства, которые могут работать на базе сетей сотовых операторов (подключение с помощью Wi-Fi или Ethernet). Сами шлюзы являются концентраторами, поддерживающими определенный стандарт или протокол, обеспечивающий связь с “Вещами”.

В качестве конкретного примера IoT-системы без шлюза, ниже приведено изображение, описывающее схему работы GPS-трекера с NB-IoT модулем:

Таким образом, есть устройства которым не нужен шлюз, и они обладают стандартным интерфейсом связи. Они самодостаточны и для координации с облаком им хватает доступа в интернет через провод, GSM/3G/LTE, NB-IoT, Wi-Fi и т.д.

В примере с трекером на рисунке выше, оператор присваивает устройству IP-адрес (либо может использоваться технология non-IP) через NB-IoT(L1, L2) и выпускает девайс в интернет. Сам трекер может поддерживать MQTT, CoAP или просто отправлять свой payload в UDP-пакетах на указанный в настройках адрес платформы через публичную сеть.

Сенсоры, которые характеризуются низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных, образуют беспроводные сенсорные сети (WSN – Wireless Sensor Network). Они набирают все большую популярность, потому что могут содержать гораздо больше датчиков с поддержкой работы от батарей и охватывают большие площади. Достигается это путем применения топологии mesh-сети. В качестве примера, можно привести стандарт ZigBee (IEEE 802.15.4), всё чаще применяемый в системах домашней автоматизации по методу “Умного Дома”.

Gateway (шлюзы). Уровень шлюзов и сетей

Для реализации широкого спектра задач в IoT необходимо обеспечить совместную работу множества различных технологий и протоколов. Сети доступа должны обеспечивать требуемые значения передачи информации по задержке, пропускной способности и безопасности. Уровень шлюзов предназначен для соединения разнородных сетей в единую сетевую платформу.

Сетевые шлюзы позволяют пользователям или автоматизированным системам, обеспечить сетевое взаимодействие с конечными устройствами IoT-инфраструктуры, посредством поддерживаемого стандарта связи.

Cloud (облачная система). Сервисный уровень и уровень приложений

Сервисный уровень содержит набор информационных услуг, обеспечивающих автоматизацию технологических и бизнес-операций в IoT:

• поддержка операционной и бизнес-деятельностей;
• различная аналитическая обработка информации;
• интерфейс хранения, ввода/вывода данных из внешней системы;
• приложение (API);
• обеспечение информационной безопасности;
• управление различными бизнес-процессами;
• централизованная панель управления “Вещами”.

На этом уровне архитектуры IoT существуют различные типы приложений для соответствующих промышленных секторов и сфер. Приложения могут быть “вертикальными”, когда они являются специфическими для конкретной отрасли промышленности, а также “горизонтальными”, которые используются в различных секторах экономики.

3. Сценарии применения IoT-систем

Умный дом

Системы Интернета вещей способны автоматизировать процессы и исключить непосредственное участие человека. Представьте, что вы приезжаете с работы, а в вашей квартире работает система “Умный дом”. Еще до прибытия домой, в систему можно отправить команду через мобильное приложение и подготовить апартаменты к своему приходу. Реакция такого дома молниеносна. Вы открываете дверь, а свет в прихожей уже горит. Внутри комфортная температура, система проветрила и подогрела воздух, проверила остатки продуктов и бытовой химии, а затем, оповестила хозяина о необходимости пополнения запасов.

Можно внедрить машинное обучение, тогда система умного дома соберет необходимую информацию, например, за предшествующий месяц, и будет адаптировать свою работу.

Принципы функционирования IoT, описанные на примере бытовых процессов, можно перенести на бесконечное множество любых других, начиная от уличного освещения и управления светофорами, и до управления огромными предприятиями и городами.

IoT в организации дорожного движения

Одним из главных направлений развития и внедрения технологий интернета вещей является транспорт. За предыдущие десять лет автомобили превратились в интеллектуальную систему, способную сохранять жизни пешеходов и пассажиров. В настоящее время уже внедрены различные ассистенты, помощники и системы автоматического реагирования на возникшую угрозу на дороге. Среди них: активная система контроля и удержания полосы, система автоматического торможения при возникновении препятствия или обнаружения опасности, контроль мертвых зон и открывания дверей, ассистенты парковки, системы автоматического поиска места для парковки и многое другое.

Если те же десять лет назад автомобиль мог максимум предупредить о выходе из полосы, то сейчас системы безопасности не позволят сделать это непреднамеренно и даже смогут полностью остановить автомобиль.

Круиз-контроль на базе ИИ от Hyundai

С автомобилями всё в принципе ясно, новые “фишки” и ассистенты помогают продавать автомобили, поэтому инженеры совместно с маркетологами активно их развивают и внедряют. С дорогами все немного сложнее. За тот же временной период в 10 лет модернизацию можно описать несколькими пунктами:

• светодиодное освещение дорог;
• камеры контроля движения;
• программирование циклов работы светофоров с учетом суточных циклов движения.

Применение концепции интернета вещей к дорожному движению позволит умным автомобилям обмениваться информацией между транспортными средствами, центрами управления дорожным движением и сервисами, предоставляемыми частными компаниями для информирования о дорожных заторах, авариях и погодных условиях.

Ключом к тому, чтобы это произошло, как раз является IoT, объединяя датчики, встроенные в проезжую часть, ограждения, столбы и светофоры. Существующие на данный момент интеллектуальные транспортные системы, обеспечивают некоторые из перечисленных функций. Например, информация, собранная камерами наблюдения за дорожным движением, используется для корректировки интервалов работы сигналов светофоров в режиме реального времени для того, чтобы устранить или минимизировать заторы. Парковки, оборудованные датчиками, могут уведомлять водителей о наличии свободных мест прямо через смартфон.

Дороги с поддержкой IoT обладают рядом преимуществ, по сравнению с обыкновенными дорогами, но к сожалению, без недостатков тоже не обходятся. Зачастую, при развертывании системы IoT на дорогах, разработчики сталкиваются с проблемами безопасности и конфиденциальности, а также вопросами совместимости различных стандартов.

Существуют некоторые пилотные проекты IoT, такие как австрийский автобан, который использует систему “Cisco Connected Roadways”, объединяющую 70 000 датчиков и 6 500 дорожных камер для мониторинга трафика и дорожных условий.

Проект “Cisco Connected Roadways”

Интеллектуальные магистрали и шоссе поддерживают несколько стандартов IEEE. Стандарт IEEE 802.11p, регламентирует связь между транспортными средствами (V2V, Vehicle to Vehicle) и инфраструктурой (V2I, Vehicle to Infrastructure). Семейство стандартов IEEE 1609 для беспроводного доступа в транспортных средах определяет архитектуру и стандартизованный набор услуг и интерфейсов для безопасной беспроводной связи V2V и V2I.

К сожалению, ни одна комплексная транспортная система на основе IoT до сих пор не была полностью развернута. Система мониторинга трафика с поддержкой IoT использует комбинацию систем связи V2V – V2I – I2I и аналитику для управления дорожными ситуациями. Города могут начать делать свои дороги умнее прямо сейчас, установив готовые датчики. Как беспроводные, так и проводные датчики IoT всех типов, могут собирать данные о состоянии дороги, загруженности и даже о погодной ситуации.

Существует возможность установки на существующие светофоры и опоры, что поможет оптимизировать затраты на установку и оптимизировать движение в кратчайшие сроки. Некоторые светофоры могут взаимодействовать друг с другом, чтобы организовывать “зеленый коридор” для трафика автомобилей.

Безопасность и конфиденциальность информации являются проблемами для всех приложений IoT, а к системам на автомобильных дорогах предъявляются еще более высокие требования. Умные дороги должны быть защищены на 100% от повреждений, вандализма и кражи, в беспроводной передаче информации необходимо пресекать возможности прослушивания и взлома. Кроме того, правоохранительные органы и страховые компании могут использовать собранную информацию для целей, отличных от первоначальной цели умных дорог, таких как мониторинг чьих-либо привычек вождения или отслеживание местоположения автомобиля.

Несмотря на проблемы, связанные с внедрением и постройкой IoT дорог, нужно продолжать работать над развитием этого направления, поскольку преимущества данной технологии очевидны.

Логистика

В концепции IoT-систем объединяются технологии, применяемые в самых различных сферах: RFID-метки, дроны, беспилотное управление роботизированными системами, искусственный интеллект и так далее:

На видео выше был приведен типичный пример интеграции IoT-системы в робототехнику и логистику. Кроме того, логистика это:

• Умные транспортировки.
• Учет ГСМ на грузовом транспорте.
• Умные решения внутри складов.

Одним из самых ярких примеров применения “Интернет вещей” в логистике является склад компании Amazon и решения международной компании экспресс-доставки грузов и документов DHL.

На складе роботы со встроенными камерами и считывателями QR-кодов быстро и точно идентифицируют элементы на складе. Сотрудникам больше не нужно бродить, сканируя каждый товар или искать недостающие штрих-коды.

Таким образом, IoT упрощает управление цепочкой поставок, делает ее более эффективной. IoT в логистике, как и в случае с умным домом, позволяет получать данные в реальном времени на каждом этапе поставки. В свою очередь, это позволяет принимать стратегически важные решения.

Интернет вещей повышает общую прозрачность цепочки поставок. Это позволяет отслеживать местонахождение отдельно взятого груза. Отслеживание местоположения не ограничивается только своевременной доставкой. Фактически, данные о местоположении помогают транспортным компаниям рассчитать затраты на различных этапах доставки, учесть ее в стоимости, либо снизить затраты.

Эта информация особенно актуальна в случае транспортировки скоропортящихся товаров, например фруктов. Данные о местоположении могут помочь компаниям определять точки, в которых качество товаров могло снизиться. Аналогичным образом, при транспортировке по длинным маршрутам контекстная информация о местоположении может сыграть важную роль в выборе лучшего альтернативного маршрута. Таким образом, данные о местонахождении в режиме реального времени позволяют лучше понять каждое звено в цепочке поставок.

Также IoT поможет компаниям снизить риски и принять меры в случае транспортировки грузов, чувствительных к температуре. Данные о давлении, влажности, вибрации также можно собирать и учитывать в анализе. Подобная информация может привести к снижению брака.

С помощью системы, основанной на IoT, компании смогут отслеживать местоположение своих транспортных средств и водителей. Это дает более прозрачное представление о том, как используются ресурсы. Кроме того, IoT позволит автоматизировать систему технического обслуживания, ремонта и постановки на учет автомобилей. Тот же подход может быть использован для отслеживания состояния здоровья водителей.

Применение технологий Интернета вещей в отрасли не ограничивается техническими аспектами. Оно также может предложить идеи, которые улучшают способность прогнозировать спрос. Данные, полученные с помощью Интернета вещей, могут помочь лучше понять поведение клиентов, использование продуктов, потребности и спрос.

Данные с IoT-устройств смогут предоставить данные, позволяющие отслеживать действия, которые приводят потребителя к точке продаж. Взглянуть на товар с точки зрения потребителей, начиная с простого момента покупки и заканчивая тем, почему покупка была совершена.

Интернет-вещи в промышленности (IIoT)

В применении к этой области, принято использовать отдельный термин – промышленный интернет вещей или IIoT (Industrial Internet of Things). Целью подобных систем является оптимизация и автоматизация производственных процессов различного масштаба. Крупные производители промышленного оборудования давно оснащают свои установки “умными” контроллерами и различными интерфейсами для взаимодействия с внешними системами. Может поменяться софт или протокол передачи данных от интерфейса до системы, но возможность взаимодействия останется заложена на уровне стандарта промышленного интернета вещей. В этом плане система довольно консервативна. В ней продолжают быть востребованными такие интерфейсы как R232, RS485, MBUS, CAN. “Умные” машины увеличивают производительность и исправляют частые ошибки людей, особенно связанные с контролем качества и экологичностью. Среди лучших примеров систем IIoT – аппаратно-программные комплексы, передающие телеметрию и анализ больших данных для оптимизации технических процессов и точных вычислений.

Диспетчеризация и автоматизация съема показаний с приборов учета

Не так давно принят закон, согласно которому с 2021 года все новые жилые помещения переходят на “умные счетчики”, и застройщик обязан закладывать такие системы еще на этапе проектирования жилых комплексов.

Эффективное управление энергоресурсами – это стандарт современного мира. Счетчики подсчитывают расход электричества, воды, тепла, и передают данные по одному из множества возможных проводных или беспроводных протоколов, нашедших свое применение в АСКУЭ-системах. Подобные решения в области диспетчеризации сбора показаний помогают управляющим компаниям вести умный учет и упрощать процедуру выставления счетов. Управляющие компании и пользователи имеют доступ к информации, что обеспечивает качественное и прозрачное взаимодействие между ними.

Заключение

Концепция интернета вещей придумана давно. Список задач, решаемых электронными устройствами, велик и постоянно растёт. На передовой внедрения IoT-технологий – корпоративный сектор. Более 60% всех внедренных проектов работают на производственных площадках. Градостроители пока отстают, и, в основном, обкатывают пилотные проекты. Отчасти, внедрять IoT для города сложнее из-за необходимости соблюдения большего числа требований. Рынок услуг по внедрению предлагает следующие сценарии внедрения технологий IoT:

• Разработка собственного ПО с нуля.
• Покупка готового решения.
• Разработка собственного решения на базе готового фреймворка.

Для предприятий третий вариант выглядит самым логичным и применяется чаще всего, ведь делать всё с нуля дорого и сложно, а готовые проекты не всегда соответствуют задачам. На рынке урбанистического и бытового IoT главенствуют готовые предложения от сотовых операторов и провайдеров.

Пока что большинство предлагаемых технологий для реализации умного пространства заключаются в установке видеонаблюдения и оповещении служб реагирования, а также в отслеживании местоположения и некоторых параметров объекта. Но очень скоро все должно измениться в лучшую сторону.

Что такое интернет вещей?

Мир стал цифровым. Сотовые телефоны теперь обычное дело, в школах планшеты заменили тетради, а компании разрабатывают технологии нового поколения, например, автомобили без водителя.

Кажется, все связано между собой, особенно в бизнесе. Будь то автоматические системы безопасности или ноутбуки – количество устройств, подключенных к сети и работающих вместе, только растет. По последним данным, к 2020 году к Интернету будет подключено около 20,4 миллиарда устройств. Для такого рода «взамодействия» есть специальный термин – Интернет вещей (Internet of Things – IoT).

Хотя термин уже в обиходе больше 10 лет, не все до сих пор полностью понимают, что на самом деле он означает и почему он так важен для бизнеса и потребителей.

Что такое “интернет вещей”?

Термин “интернет вещей” (IoT) – означает взаимодействие устройств, подключенных к Интернету и “общающихся” между собой. Вы, вероятно, сейчас подумали о таких вещах, как ноутбук или умный телевизор, но IoT охватывает значительно более разнообразные устройства, например, электронику, которая никогда ранее не была подключена к сети – домашние холодильники, кофемашины, стиральные машины и так далее. Интернет вещей – это все (даже необычные устройства), которые могут подключаться к Интернету. В наши дни почти любое устройство с выключателем потенциально может подключаться к Интернету, что делает его частью IoT.

Почему все сегодня говорят об “инернете вещей?

“Инернет вещей” – актуальная тема на сегодняшний день, потому что мы о понимаем, сколько вещей может быть подключено к Интернету и как это может повлиять на повседневную жизнь. Развитие технологий за последнее десятилетие способствовало таким факторам:

• Способы создания технически «умных» устройств стали более доступными
• Возросло число Wi-Fi – совместимых продуктов
• Количество пользователей смартфонами во всем миру резко увеличилось
• Появились возможности использовать смартфон как устройство, управляющее другими устройствами

Именно поэтому IoT – больше не профессиональный IT-сленг. Это термин, который должен знать в первую очередь каждый владелец бизнеса.

Прикладное использование “интернета вещей”. Какие приложения наиболее часто используются на рабочем месте?

Исследования показывают, что IoT- устройства способствуют повышению эффективности работы предприятия. Производительность труда сотрудников, дистанционный мониторинг и отлаженные процессы являются одними из главных преимуществ IoT для компаний.

Но как же выглядит инернет вещей внутри компании? Каждая компания имеет свои особенности, но вот несколько примеров использования IoT на работе:

• Умные замки позволяют руководителю предприятия открывать дверь со своего смартфона, пропуская сотрудника на рабочее место в субботу.
• Интеллектуальные термостаты и фонари включаются и выключаются в нужное время, чтобы сэкономить на расходах на электроэнергию.
• Голосовые помощники, такие как Siri или Alexa, открывают приложения, которые позволяют вам, например, делать заметки, устанавливать напоминания, получать доступ к своему календарю или отправлять электронные письма.
• Подключенные датчики внутри принтеров определяют низкий уровень тонера и автоматически размещают заказ на его пополнение.
• Камеры видеонаблюдения, которые позволяют транслировать контент через Интернет.

Зачем нужно знать о безопасности интернета вещей?

Подключенные устройства могут значительно повысить эффективность вашего бизнеса, но все, что подключено к Интернету, может быть уязвимо для кибератак. Киберпреступники могут найти способ использовать информацию, собранную на разных точках внутри IoT-экосистемы – от корпоративных серверов до облачного хранилища. Это не значит, что вы должны срочно заменить свой рабочий планшет на ручку и бумагу. Это значит, что вы должны серьезно относиться к безопасности технологии интернета вещей. Вот несколько советов:

Делайте вкладки на мобильных устройствах

Убедитесь, что мобильные устройства, например, планшеты регистрируются и блокируются в конце каждого рабочего дня. Если планшет утерян, данные и информация могут стать доступными злоумышленникам и использованы ими в ненадлежащих целях. Обязательно используйте надежный пароль или биометрический пароль, чтобы никто не мог войти в ваше устройство, если оно утеряно или украдено. Используйте защитный продукт, позволяющий ограничивать приложения, которые будут работать на устройстве, разделять деловые и личные данные и стирать корпоративную информацию в случае кражи устройства.
Установите автоматические обновления антивируса

Вам нужно программное обеспечение для всех устройств для защиты от вирусов, которые предоставляют хакерам доступ к вашей системе и данным. Настройте автоматические обновления антивируса для защиты устройств от кибератаки.
Требуйте использования надежных логинов для входа

Многие люди используют одинаковые логин и пароль на каждом из своих устройств. Так их легче запомнить. А киберпреступникам легче взломать. Убедитесь, что каждый логин уникален для каждого сотрудника и требуйте использования надежных паролей. Всегда меняйте пароль по умолчанию на новых устройствах. Никогда не используйте один и тот же пароль на разных устройствах.
Разверните сквозное шифрование

Подключенные устройства общаются друг с другом, и когда они это делают, данные передаются от одного устройства к другому. Вам нужно зашифровывать данные в каждой точке пересечения. Другими словами, вам необходимо сквозное шифрование для защиты информации во время ее перемещения от точки к точке.
Убедитесь, что обновления устройства и программного обеспечения доступны, и устанавливайте их вовремя

При покупке устройства необходимо убедиться, что производитель предоставляет обновления. Устанавливайте обновления, как только они становятся доступны. По возможности используйте автоматические обновления, как указано выше.
Отслеживайте доступные функции устройства и отключайте функции, которыми не пользуетесь

Проверьте доступные функции на своих устройствах и отключите те, которые вы не собираетесь использовать, чтобы уменьшить потенциальные возможности атаки.
Выберите опытного поставщика решений кибербезопасности

Вы хотите, чтобы технология интернета вещей способствовал развитию вашего бизнеса, а не вредила ему. Обратитесь за помощью к авторитетному поставщику решений кибербезопасности и антивирусной защиты, который имеет опыт борьбы с уязвимостями и предоставляет уникальные решения для предотвращения кибератак.

Интернет вещей больше не технологическое увлечение. Все больше организаций реализовывают свой потенциал, используя подключенные устройства. Но о безопасности забывать нельзя. Когда вы создаете свою IoT-экосистему, убедитесь, что ваша компания, данные и процессы защищены.

Что такое интернет вещей и зачем это нужно

Содержание

Содержание

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

Концепция и история Интернета вещей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как это работает

Для связи электроники используются разные протоколы и технологии:

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

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

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

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

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

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

Интернет вещей сегодня

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

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

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

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

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

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

Главные проблемы и перспективы

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

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

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

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

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

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

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

Интернет вещей. Часть 1

Все, что может быть подключено к интернету, будет подключено.

Так звучит лозунг новой революции. Революции IoT (Internet of Things).

Что из себя представляет Интернет вещей? Представьте, что вы можете подключить любое устройство к Интернету и с помощью этого подключения осуществлять управление. Более того, через сеть эти самые вещи могут, наконец, «познакомиться», то есть начать взаимодействовать друг с другом.

Но можно сделать гораздо проще. Например, связать их друг с другом напрямую. И это будет называться Интернетом вещей.

А теперь представьте следующее:

Ваш будильник будит вас в 6:00 и, убедившись, что вы встали, отправляет сигнал кофемашине, чтобы она заварила вам ваш эспрессо или что вы там любите. Тем временем автомобиль, зная во сколько у вас важная встреча, уже построил маршрут поездки без пробок, чтобы вы успели вовремя. Вы одеваете «умные» часы, которые измеряют ваш пульс, уровень давления, сахар в крови. И, если показатели вышли за пределы нормы, тут же отправляют их на компьютер вашему врачу.

Вы вовремя приезжаете в офис, а там закончилась бумага. Но принтер уже дал знать об этом секретарскому компьютеру, и доставка уже в пути. Тем временем дома у вас закончилась еда. Холодильник, зная ваши предпочтения, уже заказал ужин. Стиральная машина постирала грязное бельё, а счётчики уже сами отправили показатели на портал Государственных услуг.

Неплохо, да? И это только то, что мне пришло в голову. А вот, например, в книге Сэмюэля Грингарда «Интернет вещей: Будущее уже здесь», с которой мне пришлось ознакомиться, целая страница была посвящена описанию жизни в «умном» доме среди «умных» вещей.

В общем и в частности

В каком-то смысле можно сказать, что представления учёных XX века о последствиях совершенно нового взаимодействия человека и машины становятся реальностью уже сегодня. Появляются совершенно новые коммуникации.

При поверхностном рассмотрении можно подумать, что Интернет вещей — это в основном умный дом, умный транспорт, беспилотные автомобили и т. п. В каком-то смысле это действительно так. Но если хотя бы немного призадуматься, становится понятно, что многое из вышеперечисленного в лучшем случае пример автоматизации, но никак не определения «умный». Так где же грань?

А грань как раз в том, что эти самые вещи теперь могут общаться друг с другом, взаимодействовать. При автоматизации они способны лишь функционировать сами по себе (хотя именно концепция M2M (machine to machine) послужила основой IoT). А «умные» вещи зависят друг от друга. Прямо как люди. В каком-то смысле они формируют своё сообщество.

И, конечно, как и любое другое изобретение, Интернет вещей создан людьми ради людей, благодаря матушке лени. Но, чтобы лучше понять IoT (Internet of things), давайте разберёмся в его истории и концепции.

Прародителем идеи об Интернете вещей считается Никола Тесла. Ещё в 1926 г. ученый заявил, что в будущем все предметы станут частью всеобщей системы, а приборы, с помощью которых удастся провернуть такой фокус, будут настолько малы, что поместятся в кармане.

Позднее в 1990 году Джон Ромки, один из создателей протокола TCP/IP (на котором базируется весь Интернет), провёл эксперимент, создав тем самым первого представителя Интернета вещей, подключив свой тостер к Всемирной паутине. Бредово, конечно, но именно это стало фундаментом. Ведь, благодаря подключению, он смог удалённо включить и выключить тостер.

Концепцию Интернета вещей сформулировал Кевин Эштон в 1999 г. на презентации для руководства Procter & Gamble. Он впервые сформулировал термин для внедрения радиочастотных меток, сигнал которых покрывал бы обширные территории.

Интернет вещей зародился в Массачусетском технологическом институте. В 1999 году там был создан Центр автоматической идентификации (Auto-ID Center), занимавшийся радиочастотной идентификацией (RFID) и новыми сенсорными технологиями. Центр координировал работу семи университетов, расположенных на четырех континентах. Именно здесь была разработана архитектура Интернета вещей.

В 2008 году произошел переход от Интернета людей к Интернету вещей: появилось более 6 млрд устройств с доступом к Интернету. И они впервые начали взаимодействовать друг с другом.

А Интернет ли это?

Возникает вопрос, действительно ли корректно подобную сеть называть Интернетом вещей? На самом деле, эта проблема волнует многих. Дело в том, что Интернет — имя собственное, и его присваивание относительно новому явлению может быть не совсем правильным. Звучит модно, понятно, но не корректно. Гораздо логичнее было бы назвать его Web of Things, то есть Сеть (паутина) вещей.

Вот, что на эту тему говорят авторитетные компании:

IDC: Internet of Things – это сеть сетей с уникально идентифицируемыми конечными точками, которые общаются между собой в двух направлениях по протоколам IP и обычно без человеческого вмешательства.

Gartner: Internet of Things – это сеть физических объектов, которые имеют встроенные технологии, позволяющие осуществлять взаимодействие с внешней средой, передавать сведения о своем состоянии и принимать данные извне.

McKinsey: Internet of Things – это датчики и приводы (исполнительные устройства), встроенные в физические объекты и связанные через проводные или беспроводные сети с использованием протокола Internet Protocol (IP), который связывает Интернет.

Но для того, чтобы понять, где истина, нужно разобраться в структуре и принципе работы IoT.

Пора начинать разбираться

Если говорить примитивно, то Интернет вещей это нечто, существующее параллельно с «обычным» Интернетом. Некая «паутина» вещей.

IoT можно представить как сеть сетей. То есть он состоит из нескольких слабо связанных между собой разрозненных сетей, каждая из которых создана для решения своих конкретных задач.

Например, в офисных и жилых зданиях устанавливается множество сетей для управления отоплением, кондиционированием, телефонной связью, Интернетом, электричеством и т. д. В автомобилях другое множество сетей управляет работой двигателя, системой безопасности, связью. Интернет вещей подразумевает, что в будущем эти сети смогут подключаться друг к другу. И так образуется новый мир, начало которому будет положено с умного дома или офиса, а продолжено целыми умными городами.

Можно разделить Интернет вещей следующим образом:

Consumer IoT – использование технологии на потребительском уровне. Оно включает в себя смартфоны, фитнес-браслеты, машины, холодильники и т. п.

IIoT (Industrial Internet of Things) – подразумевает под собой использование Интернета вещей на уровне производства, осуществления и оптимизации бизнес-процессов. Самое интересное в том, что именно эта сфера займёт собой большую часть всего IoT. Тем временем Cunsumer IoT останется в меньшинстве.

Из 28 миллиардов ожидаемых подключений менее половины придется на пользовательские гаджеты, которые составляют customer IoT: смартфоны и планшеты, носимые датчики для фитнеса и амбулаторной медицины.

Более 15 миллиардов устройств будут работать в бизнесе и промышленности: разнообразные датчики для оборудования, терминалы для продаж, сенсоры на производственных агрегатах и общественном транспорте.

Интернет вещей станет тем инструментом, с помощью которого можно дешево, быстро и масштабно решать конкретные бизнес-задачи в конкретных отраслях.

Конечно, впечатляет, но немного пугает. Представьте: дом, офис, вещи, автомобиль знают о вас всё. Даже больше, чем ваши друзья и семья. Начиная с предпочтений в еде, заканчивая регулярностью вашего хождения в туалет. Но так проявляет себя прогресс, и этого не нужно бояться. А лучше просто начать разбираться в теме, чем мы и займёмся в последующих частях.