Что понимают под iot

Из чего состоит IoT

Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) — концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.

В данной статье мне хотелось бы рассмотреть то, посредством каких именно “вещей” может быть реализована в нашем мире эта идея и то, какими способами они могут взаимодействовать друг с другом или со внешней средой.

Базовые элементы делятся на несколько типов: сенсоры, актуаторы и гейты.

Сенсоры

Пожалуй нет смысла объяснять смысл и назначение этого типа элементов. Оно ничем не отличается от стандартных: разнообразные термометры, микрофоны, камеры и десятки прочих, менее распространённых устройств. Некоторые из них можно увидеть на изображении Sensors Starter Kit для Arduino:

Актуаторы

Данный тип элементов предназначается для того, чтобы воздействовать на окружающую среду, или на определённый объект в ней. Эту роль могут выполнять самые разнообразные устройства: от сервоприводов и динамиков до замков (конечно, электронных) с осветительными приборами.

Гейты

Это устройства, на которые обычно возлагают логику поверхностного анализа информации, поступающей от подключенных к ним сенсоров. В определённых ситуациях, анализ данных может требовать малого количества вычислительных ресурсов, так что гейты вполне способны принимать некоторые решения самостоятельно. Принимая такие решения, они отправляют определённые команды управления на актуаторы, которые, в свою очередь, выполняют уже свои функции.
Если же обработка иформации требует больших затрат, или эта информация подлежит сбору, гейты отправляют её на сервера, где с ней и производится дальнейшая работа. Вполне себе вероятно использование в роли гейтов микрокомпьютеров (вверху) или микропроцессоров (внизу):

Для того, чтобы построить мониторинговую систему, достаточно будет использования лишь сенсоров и некоторого сервера, который будет выступать в роли гейта. Например, благодаря сенсору движения и условной “малине”, можно без особых усилий организовать учёт количества людей, проходящих через какую-нибудь проходную.

Добавив в ранее сконструированную модель актуатор в лице динамика, можно добиться того, чтобы проход каждого n-ного проходящего был подзвучен величественными фанфарами.

Так, усложнять конструкцию подобной ячейки можно довольно долго. Однако в определённый момент неизбежно появится необходимость в долгосрочном хранении собранной статистики, её анализе, визуализации и прочем. Здесь понадобятся уже полноценные сервера, которым можно будет делегировать данные обязанности. Такие сервера в совокупности образуют облака, к которым и подключаются гейты.

Транспорт

Теперь, когда уже более или менее ясно, какие устройства используются для создания инфраструктуры, можно посмотреть на то, какими средствами эти устройства друг с другом взаимодействуют. Как видно на первом изображении, есть 2 условные группы — облако и периферия.

Ячейки, состоящие из вышеперечисленных типов устройств, как можно заметить, находятся в периферии и для коммуникации используют специальные протоколы взаимодействия. Более всего распространены LoRa и ZigBee. Обе эти сети являются очень медленными в сравнении, например, с 4G или даже с 3G, однако имеют и свои преимущества.

Одним из главных является их энергоэффективность. Дело в том, что идея интернета вещей заключается в создании среды устройств, коммуницирующих между собой без участия человека. Стоит заметить, что в некоторых случаях полностью избежать вмешательства человека избежать не удастся. Например, в системе подсчёта количества прошедших человек есть сенсор движения. Ему, как и любому другому электрическому устройству, необходимо питание. Проводить провода с питанием к каждому такому сенсору (если их больше 5 и они сильно разбросаны в пространстве) кажется не лучшей идеей. Соответственно, работать они будут от батареек или аккумуляторов. Если потребление заряда будет чрезмерным, элементы питания им нужно будет менять довольно часто. А это приведёт к тому, от чего стремится уйти интернет вещей — нужно же будет кому-то заменять эти батарейки. А вот если сенсоры будут энергоэффективны, то достаточно будет просто вставить батарейку и забыть об этом на год, два, пять и т. д.

Ещё одним преимуществом этих сетей является высокая помехоустойчивость. Каждый бит информации в этих сетях отправляется отдельным радиосигналом, поэтому его довольно просто выделить на фоне эфирного шума.

Небольшое сравнение LoRa и ZigBee

500 м (зависит от мощности передатчика)Скорость0.3 — 50 кбит/с5 — 250 кбит/с

А вот между периферией и облаком, а так же и внутри облака, используются, обычно, знакомые и привычные всем wi-fi с ethernet, сотовые и спутниковые сети и т. д.

Сравнение разных видов сетей на основе скорости и дальности

Заключение

Теперь, рассмотрев устройство сетей интернета вещей, можно точно сказать, что в плане аппаратной части нет ничего загадочного и сложного. Сделать простенькую IoT-сеть может любой желающий, способный купить довольно дешёвые на сегодняшний день компоненты и написать код из пары строк. Однако для того, чтобы разработать и притворить в жизнь серьёзные проекты как, например, реализацию концепции умного дома или даже умного города, нужно приложить огромное количество усилий. Ведь для того, чтобы все эти устройства работали между собой нужна платформа, способная контролировать все протекающие процессы.

Так же не стоит забывать, что в облаках интернета вещей могут использоваться и другие технологии, помогающие раскрыть его потенциал в большей степени. Такими могут выступать и BigData, и BlockChain, и нейросети с машинным обучением. А ведь каждая из последних перечисленных технологий являет собой отдельную обширную область компьютерных (и не очень) наук.

Источник

Что такое Интернет вещей (IoT)? Все что вам нужно знать

Интернет вещей (IoT) – это сеть физических объектов, оснащенных датчиками, программным обеспечением и другими технологиями. Подключенные к Интернету, эти «вещи» могут обмениваться данными в реальном времени с другими подключенными устройствами и системами по сети. Эти подключенные устройства объединяются с автоматизированными системами для сбора данных IoT, которые можно анализировать, чтобы помочь в решении задач или узнать, как улучшить процесс.

Некоторые люди утверждают, что тот факт, что объект может подключаться к Интернету и обмениваться данными, не обязательно означает, что он должен это делать. Однако, несмотря на это, к Интернету вещей присоединяется все большее количество объектов, чтобы предоставлять информацию, повышать промышленную эффективность приложений, экономить время и выбросы, а также улучшать предоставление услуг населению.

Несмотря на многие положительные стороны Интернета вещей, существуют также опасения по поводу конфиденциальности и безопасности наборов данных, IP-адресов и многого другого. Промышленность и правительства работают над решением этих проблем путем разработки международных стандартов Интернета вещей.

Определение Интернета вещей

Интернет вещей (англ. Internet of Things, или IoT) – это сеть физических объектов, подключенных к Интернету, чтобы они могли обмениваться данными и информацией, чтобы улучшить производительность, эффективность, услуги и многое другое.

Технологии Интернета вещей можно найти во все большем числе мест, в том числе в промышленности, и она воплощает концепцию умного дома в реальность и даже помогает инфраструктуре всего умного города.

Как работает Интернет вещей?

Интернет вещей стал возможным благодаря развитию и объединению ряда технологий, аналитики в реальном времени, датчиков, встроенных систем, беспроводных систем, автоматизации, систем управления и машинного обучения.

Интернет вещей работает через устройства и объекты со встроенными датчиками, которые подключаются к Интернету и обмениваются данными с платформой, которая применяет аналитику и обменивается информацией с приложениями, разработанными для удовлетворения конкретных потребностей.

Платформы Интернета вещей предназначены для определения того, какие данные используются, а какие можно отбросить, чтобы выявлять закономерности, давать рекомендации и находить проблемы, часто до того, как они возникнут.

Все это позволяет процессам стать более эффективными, а также позволяет автоматизировать определенные задачи, особенно повторяющиеся, требующие много времени или опасные. Например, если вы ведете машину и видите, что загорается индикатор неисправности двигателя, подключенный автомобиль может проверить датчик и связаться с другими людьми в автомобиле, прежде чем отправлять данные производителю. Затем производитель может предложить встречу для устранения неисправности у ближайшего дилера и убедиться, что необходимые запасные части есть на складе и готовы к вашему приезду.

История Интернета вещей

Вот ряд исторических фактов об Интернете вещей.

Кто изобрел Интернет вещей?

Идея сети интеллектуальных устройств впервые обсуждалась в 1982 году, когда модифицированный торговый автомат Coca-Cola в Университете Карнеги-Меллона стал первым устройством, подключенным к Интернету. Эта машина могла сообщать о своих запасах и о том, были ли недавно загруженные напитки холодными или нет.

Однако именно работа Марка Вайзера 1991 года «Компьютер 21 века», а также работа в таких местах, как UbiComp и PerCom, сформировали современное видение Интернета вещей.

Это видение было расширено в 1990-х годах, прежде чем термин «Интернет вещей» был придуман в 1999 году Кевином Эштоном, который работал в Procter and Gamble и Центре автоматической идентификации Массачусетского технологического института. Хотя на самом деле Эштон предпочитал термин «Интернет для вещей», он считал, что радиочастотная идентификация (RFID) необходима для Интернета вещей, чтобы позволить компьютерам управлять каждым устройством или объектом.

Хотя IoT не был полностью реализован примерно до 2008–2009 годов (см. ниже), можно утверждать, что он был задуман Вейзером и Эштоном на основе прошлых работ, таких как торговый автомат Coca-Cola, даже если они не полностью «изобрели» его.

Когда он был создан?

Как упоминалось выше, Интернет вещей был создан на основе ряда более ранних разработок и достижений. Хотя торговый автомат Университета Карнеги-Меллона был установлен в 1982 году, это нельзя назвать началом Интернета вещей в целом.

Понятие IoT было создано в 1991 году и далее развивалось в течение 1990-х годов, когда Реза Раджи описал эту концепцию на IEEE Spectrum в 1994 году. Несколько компаний предложили решения в стиле IoT в период с 1993 по 1997 год, прежде чем Билл Джой представил связь между устройствами как часть из его концепции на Всемирном экономическом форуме в Давосе в 1999 году.

Фактический термин «Интернет вещей» был придуман Кевином Эштоном в 1999 году, хотя время, когда объекты напрямую подключались к Интернету, в действительности началось между 2008 и 2009 годами.

Применение Интернета вещей

Технология IoT используется в широком спектре применений, от домашнего использования, такого как домашняя безопасность, термостаты и осветительные приборы, до промышленного использования для производства, защиты и т. д. Эти различные применения можно в целом разделить на коммерческие, потребительские, промышленные и инфраструктурные.

Вот несколько распространенных применений технологии IoT:

1. Потребительские применения

Существует широкий спектр потребительских применений IoT, включая подключенные транспортные средства, подключенное здравоохранение, домашнюю автоматизацию (например, освещение и акустические системы), носимые технологии и устройства, включая возможности удаленного мониторинга, такие как удаленные дверные звонки с видео. Многие из них также являются частью умного дома.

2. Применение для умного дома

Освещение, отопление и кондиционирование воздуха, а также медиа и системы безопасности – все это часть дома с поддержкой Интернета вещей. Это может обеспечить экономию энергии за счет отключения ненужных устройств. Многие умные дома основаны на центральной платформе или концентраторе, который соединяется с интеллектуальными устройствами и техникой. Обычно ими управляют со смартфона, планшета или другого устройства, иногда без использования моста Wi-Fi. Эти системы могут быть связаны с автономными платформами, такими как Amazon Echo или Apple HomePod, или использовать экосистему с открытым исходным кодом, такую ​​как Home Assistant или OpenHAB.

3. Применение в присмотре за пожилыми людьми и инвалидами

Устройства с подключением к Интернету также могут оказать неоценимую помощь пожилым людям или людям с ограниченными возможностями, обеспечивая лучшее качество жизни. Например, устройства с голосовым управлением могут помочь пользователям с ограничениями зрения или подвижности, а системы оповещения могут быть напрямую подключены к кохлеарным имплантам для пользователей с нарушениями слуха. Датчики также могут отслеживать состояние неотложной медицинской помощи, например, падения.

4. Применение в медицине и здравоохранении

Интернет вещей можно использовать для различных медицинских целей, включая сбор и анализ данных для исследований и мониторинг пациентов. При использовании в таких условиях IoT называют «Интернетом медицинских вещей (IoMT)».

IoMT, также известный как «умное здравоохранение», объединяет ресурсы и услуги для создания цифровой системы здравоохранения, способной контролировать состояние здоровья и системы оповещения о чрезвычайных ситуациях, включая мониторы артериального давления и сердечного ритма, кардиостимуляторы и усовершенствованные слуховые аппараты. Кроме того, некоторые больницы установили «умные кровати», которые могут определять, заняты ли они и пытается ли пациент встать. Эти кровати также можно отрегулировать, чтобы обеспечить правильное давление и поддержку пациенту.

В меньшем масштабе достижения в области производства электроники означают, что недорогие, одноразовые и портативные датчики IoMT могут быть размещены на бумаге или ткани для обеспечения медицинской диагностики в местах оказания медицинской помощи.

IoMT также можно использовать для управления, контроля или предотвращения хронических заболеваний с помощью удаленного мониторинга. Использование беспроводных решений позволяет практикующим врачам собирать данные о пациентах и ​​применять алгоритмы для анализа данных о состоянии здоровья.

К другим применениям в сфере здравоохранения относятся потребительские устройства, предназначенные для поощрения более здорового образа жизни, такие как подключенные весы или фитнес-мониторы.

Помимо медицинских учреждений, IoMT теперь также используется в отрасли медицинского страхования, включая сенсорные решения, такие как носимые устройства, подключенные медицинские устройства и мобильные приложения, для отслеживания поведения клиентов и обеспечения более точных моделей андеррайтинга и ценообразования.

5. Применение в сфере транспорта

Интернет вещей имеет множество применений в области транспорта, например, для межавтомобильной и внутримашинной связи, интеллектуального управления дорожным движением, интеллектуальной парковки, взимания платы за проезд, логистики, управления автопарком, контроля транспортных средств, безопасности и помощи на дорогах. Объединяя транспортные средства с транспортной инфраструктурой, IoT также может обеспечивать связь между транспортными средствами и всем другим (V2X), связь между транспортными средствами (V2V), связь между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I) и связь между транспортными средствами и пешеходами (V2P). Эти системы связи IoT открывают путь для автономного вождения и подключенных дорожных инфраструктур.

6. Применение в строительстве

Устройства IoT могут отслеживать и управлять различными типами зданий, включая механические, электрические и электронные системы. Интеграция Интернета со зданиями создает интеллектуальные здания, которые могут помочь снизить потребление энергии и контролировать поведение жителей.

7. Промышленное применение

Устройства промышленного Интернета вещей (IIoT) позволяют собирать и анализировать данные от оборудования, технологий и мест. IIoT также позволяет автоматически обновлять активы для поддержания эффективности и предотвращения потери времени и денег на ремонт и другие ситуации.

8. Производственные применения

Интернет вещей может подключать производственные устройства, чтобы обеспечить сетевой контроль и управление для реализации интеллектуальных производственных процессов. Эти системы позволяют оптимизировать продукты, процессы и цепи поставок, а также реагировать на потребности в продуктах. Интернет вещей может помочь повысить безопасность и надежность за счет профилактического обслуживания, статистической оценки и измерений, чтобы обеспечить максимальную надежность.

9. Применение в сельском хозяйстве

Применение IoT в сельском хозяйстве включает сбор данных о погодных условиях, составе почвы или зараженности вредителями. Данные могут помочь автоматизировать методы ведения сельского хозяйства, обосновать решения, повысить безопасность, сократить отходы и повысить эффективность. Использование искусственного интеллекта и специальных компьютерных программ может улучшить все, от ухода за почвой до рыбоводства.

10. Инфраструктурные применения

Интернет вещей можно использовать для мониторинга и управления устойчивой городской и сельской инфраструктурой, включая мосты, железнодорожные пути или ветряные электростанции. Поддерживая активы и минимизируя риски, сбор данных может позволить отслеживать структурные условия для повышения безопасности и производительности, экономии затрат, сокращения времени и многого другого. Аналитика в реальном времени может помочь спланировать ремонт и техническое обслуживание.

11. Применение в управлении городами

С помощью Интернета вещей можно управлять целыми городами, чтобы создать умный город, который предлагает ряд преимуществ для жителей. Эти преимущества включают в себя все: от места для парковки, мониторинга окружающей среды, управления дорожным движением, снижения загрязнения, систем безопасности, освещения, цифровых вывесок, общедоступного Wi-Fi, безбумажной продажи билетов, управления водными путями, интеллектуальных автобусных остановок, интеллектуальных киосков и т. д.

12. Применение для управления энергопотреблением

Подключение к Интернету может обеспечить управление потреблением энергии ламп, бытовых приборов, промышленных объектов и многого другого. Устройствами, потребляющими энергию, можно управлять удаленно для экономии электроэнергии, когда они не требуются. В качестве дополнительного применения интеллектуальная сеть может собирать данные об использовании энергии для повышения эффективности и распределения электроэнергии.

13. Применение в мониторинге окружающей среды

Мониторинг качества воздуха или воды – еще один способ, с помощью которого датчики с поддержкой Интернета вещей могут изменить наш мир. Интернет вещей позволяет собирать данные о перемещениях диких животных, состоянии почвы и многом другом. Интернет вещей также может отслеживать стихийные бедствия, такие как цунами или землетрясения, помогая оптимизировать реагирование на чрезвычайные ситуации и ограничивать ущерб. Сюда также входит проект «Океан вещей», который собирает, отслеживает и анализирует окружающую среду и деятельность судов в море.

14. Военное применение

Применение технологий Интернета вещей в военных целях привело к созданию Интернета военных вещей (IoMT). Применения в этой области включают разведку, наблюдение и многое другое для доставки данных о поле боя. Это может включать использование датчиков, боеприпасов, транспортных средств, роботов и носимых технологий для создания объединенных и эффективных вооруженных сил.

Почему Интернет вещей важен?

Интернет вещей уже помогает автоматизировать и упростить многие повседневные задачи для бизнеса, промышленности и дома. Снижая затраты, повышая производительность и безопасность, улучшая качество обслуживания клиентов и генерируя новые потоки доходов, Интернет вещей может помочь нам принимать более обоснованные решения.

Что касается бизнеса, Интернет вещей предоставляет несколько важных преимуществ, включая возможность доступа к данным и их анализа, устранение необходимости во внешних аналитиках данных или исследователях рынка. Интернет вещей способен справляться с аналитикой больших данных в режиме реального времени, демонстрируя, как продукты и услуги работают в реальном мире, и создавая ситуацию, в которой можно быстро внести улучшения. Эти данные также позволяют лучше понять поведение клиентов, чтобы предприятия могли удовлетворить их потребности, а также снизить эксплуатационные расходы за счет управления использованием энергии и ресурсов. Наконец, Интернет вещей может обеспечить удаленную работу путем сопоставления данных и обмена ими с сотрудниками независимо от того, где они находятся.

Кому принадлежат данные?

Данные занимают центральное место в Интернете вещей, но кому они принадлежат? Ответ заключается в том, что никто не владеет данными, хотя фактический сбор данных может принадлежать частному лицу или компании. Понимание того, кто может использовать такие данные, важно, хотя на самом деле сбором данных могут заниматься несколько организаций, в том числе разработчики приложений, проектировщики баз данных или производители оборудования.

Права базы данных определяют, кто может использовать данные и управлять хранением и обработкой данных. Права базы данных зависят от трех критериев:

1. Определение базы данных

База данных должна быть определена и собрана организованным образом, чтобы обеспечить возможность поиска. Однако в случае большей части данных в реальном времени, связанных с IoT, сбор данных в базе данных маловероятен.

2. Сбор данных

Чтобы заявить права на базу данных, необходимы инвестиции в сбор, проверку и представление наборов данных. Поскольку подключенные устройства собирают вместе большие данные, сбор и систематизация данных является важной частью определения прав.

3. Экономические и деловые связи

В Европе, например, владельцы баз данных должны иметь экономические и деловые связи с государством ЕЭЗ, чтобы получить соответствующие права на базы данных.

При соблюдении этих критериев владелец базы данных обычно проявляет инициативу и берет на себя связанные риски для получения, проверки и представления данных. Исключениями могут быть случаи, когда сбором данных занимается субподрядчик от имени другой организации.

Права на базу данных также могут быть указаны в контракте, что может помочь предотвратить последующие споры о праве собственности.

В безопасности ли данные и где они хранятся?

Безопасность – реальная проблема для Интернета вещей, поскольку недостатки программного обеспечения делают уязвимыми наборы данных и системы. Хакеры могут напрямую атаковать интеллектуальные устройства из-за недостаточной безопасности многих из них.

Веб-камеры – хороший пример устройств с некачественными мерами безопасности, что делает их открытыми для взлома хакерами. Правительства пытаются решить эти проблемы с помощью руководящих принципов для устройств IoT, рекомендуя шифрование, защиту паролем и регулярные обновления безопасности.

Проблемы безопасности будут продолжать расти по мере роста рынка устройств IoT, при этом отрасль вызывает озабоченность. Промышленный шпионаж или злонамеренная хакерская атака на критически важную инфраструктуру представляют собой вполне реальные риски.

Эти риски очевидны в применении к последствиям в реальном мире, например, если кто-то сможет удаленно взять под свой контроль автомобиль без водителя.

Примеры устройств Интернета вещей

Устройства Интернета вещей бывают самых разных типов для применений, охватывающих бытовое использование, промышленные процессы, производство и многое другое. С миллиардами различных устройств, подключенных к Интернету вещей по всему миру, их слишком много, чтобы их освещать. Однако вот некоторые распространенные примеры:

Заключение

Интернет вещей предлагает множество преимуществ для применений, начиная от повседневного домашнего использования и заканчивая промышленным мониторингом, производством и даже для целых умных городов. Повышение безопасности, эффективности и управления временем – это лишь некоторые из этих преимуществ, хотя безопасность устройств для Интернета вещей все еще вызывает опасения.

Несмотря на это, IoT, похоже, станет все более важной частью нашей повседневной жизни по мере роста возможностей подключения.

Интернет-предприниматель, специалист по SEO и SMM, E-commerce, вебмастер, блогер.

Источник