ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ – ТЕХНОЛОГИЯ БУДУЩЕГО

Смартфон, Смарт ТВ, Смарт часы – электроника уже давно перестала быть обычной вещью и обрела «разум». Прогресс движется вперед и «умными» становятся уже чайники, микроволновки, дома и даже города. Технология Интернет вещей (IoT) – это новый этап в развитии интернета. Она объединяет подключенные устройства в одну сеть, что позволяет им взаимодействовать между собой, а людям полностью автоматизировать процесс управления вещами. Причем в качестве устройств могут выступать бытовые приборы.

С помощью Интернета вещей в доме можно полностью автоматизировать все привычные процессы. Как только прозвенит будильник, сам включится свет, кофемашина заварит кофе, телевизор включит музыкальный канал, а навигатор построит оптимальный маршрут без пробок до работы – все это станет возможно благодаря технологии. Но мало настроить лишь одно автоматизированное действие, нужно чтобы все процессы работали по согласованию. IoT пока еще не слишком популярна в Украине, но начало уже положено.

Рост технологии Интернета вещей обусловлен снижением стоимости на сенсоры и датчики за последние 10 лет. Все эти детали существовали и раньше, но заниматься развитием IoT было финансово невыгодно.

Как работает

«Вещами» называют устройства, которые возможно подключить к интернету и управлять ими. Через сеть каждое из устройств получает данные друг о друге, создавая одну общую цепочку. Чтобы осуществлять обмен данными, устройство должно иметь хотя бы простейшую операционную систему. «Умные» устройства оснащены датчиками и программным обеспечением. Отличаются наличием узкой полосы пропускания, способностью собирать данные с низкой повторяемостью и малым объемом используемых данных Они взаимодействуют между собой, передают данные о своем состоянии, принимают данные извне. Управлять и контролировать все процессы можно удаленно.

На данном этапе развития технологии, все команды задает человек. Но в будущем планируется, что алгоритм станет сам обучаться и вмешательство будет минимальным.

Главные атрибуты Интернета-вещей:

  • Датчики, сенсоры – собирают внешние данные.
  • Актуаторы – устройства, которые выполняют работу.
  • Вычислительное ядро, платформа IoT – определяет логику взаимосвязи устройств. Здесь происходит анализ, управление и сбор данных.
  • Сеть передачи данных – связующее звено между приборами и вычислительным ядром. Может использоваться проводной интернет, Wi-Fi, LPWAN, Bluetooth, 3G, LTE.
  • Алгоритмы, коды – задают смысл взаимодействия между датчиками и актуаторами.
  • Приложения. То, что будет доступно простому пользователю для управления и мониторинга работы технологии.

IoT устройства чаще всего программируются на языках C/C++, Python. Сама разработка происходит на платформах и микрокомпьютерах на базе микроконтроллеров типа Orange PI, Raspberry PI , Arduino.

Промышленность

У промышленного Интернета вещей есть отдельная классификация – Industrial Internet of Things (IIoT). Именно в этом направлении планируется развивать технологию в ближайшее время.

IIoT поможет автоматизировать многие процессы и сократить количество сотрудников. Управлять процессами будут люди, а в последующем и умные устройства в режиме онлайн. Для автоматизации необходимо объединение компьютерных сетей и промышленных объектов с встроенными датчиками и ПО.

Система позволяет собирать данные с датчиков оборудования и передать одинаковую информацию во все отделы предприятия. Датчики определят перегрев или изменение давления в оборудовании и предупредят о возможной поломке как только возникнет такая вероятность. Они же будут помогать при инвентаризации и выявлении брака.

Проконтролируют соблюдение предприятием количества выбросов и экологических норм. Системы климат-контроля будут следить за температурой в цехах и складах.

Появится возможность включения и выключения станков удаленно.

Транспорт

Транспортная отрасль уже активно использует технологию IoT. Благодаря им появились Uber, Bolt, Яндекс Такси, GetTaxi – сервисы такси, которые позволяют отследить машину в режиме реального времени. Возможно это благодаря специальным программам, которые водители устанавливают на свои смартфоны.

Сельское хозяйство

Технологии IoT позволят осуществлять полив удаленно. Датчики определяют состояние грунта растения, основываясь на влажности и температуре. После чего отправляют данные в облако, затем на сервер. После проводится анализ полученной информации, и принимается решение по поливу с учетом прогноза погоды.

Медицина

IoT в медицине стал наиболее популярен в 2020 году. Необходимость обусловлена тем, что не все пациенты могли физически присутствовать на приеме, а становилось их все больше. Появились онлайн-консультации, а вслед за ними и системы, позволяющие отслеживать состояние больного и передавать полученные данные врачу.

Новая система e-Alert разработанная на основе IoT компанией Philips, помогает контролировать медицинское оборудование и предупреждает о возможных неисправностях. Это позволит избежать полного отказа оборудования и дает возможность принять меры до его поломки.

Были изобретены таблетки с миниатюрными датчиками, которые синхронизировались с патчами крепящимися к телу. Размер датчика не превышал размер рисового зерна. После того, как пациент проглатывал ее, сенсоры патча записывали полученные данные и передавали врачам.

Умный дом

Умные дома способны регулировать температуру в квартире самостоятельно. Если в доме становится слишком жарко – система может автоматически включить кондиционер либо сообщить и предоставить возможность решать вопрос хозяину квартиры самостоятельно.

Если в доме окажется грабитель, когда дома никого нет, система оповестит полицию. С IoT можно не волноваться и о потопе, ведь в случае чего среагируют датчики и перекроют воду.

Отрегулировать температуру в квартире, даже если дома никого нет, можно находясь на другом конце города с помощью специального приложения. Микроволновка может сама начать разогревать ужин перед приездом, а показания счетчиков будут передаваться автоматически – все это уже становится реальностью.

Умный город

Умный город объединяет в себе физические службы и системы при помощи технологий. Алгоритм подбирает освещение фонарей на которых установлены датчики в зависимости от времени суток либо условий погоды. Если на улице пасмурно, то освещение включится раньше, чем в ясный день.

Также это подразумевает под собой удаленный контроль:

  • коммунальных услуг;
  • качества воздуха;
  • безопасности на улице и трафика на дорогах;
  • количество свободных мест на парковках.

Спорт

IoT позволит отслеживать физическое состояние спортсменов. Перед началом соревнований спортсменам будут надевать специальные датчики, которые передадут данные об активности, пульсе и других медицинских показаниях в облако. Оттуда ее смогут посмотреть медики, тренер в режиме реального времени и скоординировать спортсмена по ходу игры. Также это позволит быстро оказать помощь, если спортсмен травмировался.

IoT в Украине

Украина делает маленькие шаги к развитию Умного города, но пока все еще осуществляется с вмешательством человека. Автоматических процессов пока не налажено, всю информацию анализируют люди.

В Киеве построен городской дата-центр, в котором будет сосредоточена информация всех городских систем и сервисов. Установлены камеры видеонаблюдения, которые помогают полиции фиксировать нарушения. Планируется установить датчики, которые будут анализировать состояние окружающей среды.

В Виннице создана автоматизированная система управления ЖКХ на базе облачной платформы Microsoft. В ней хранятся данные о тарифах, начислениях, выполненных работах по всем домам города. Здесь же производятся и расчеты с населением.

В Днепре и Львове установлены умные светофоры, которые срабатывают в зависимости от загруженности улиц транспортом.

Сейчас активно развиваются две технологии NB-IoT и LoRaWan.

NB-IoT работает на базе LTE. Тесты этой сети проводились компанией Vodafone и Huawei еще в 2015 году в Испании, а в мир она вышла в 2016 году. Строительство сети данного типа доступно только тем компаниям, кто уже предоставляет услуги сотовой связи. По сути, им нужно произвести небольшое обновление. Скорость передачи данных – 200 Кбит/с. Эта технология более энергоемкая, и при синхронизации расходует заряд больше чем LoRaWan.

LoRaWan – стандарт протокола LPWAN и не является сотовым стандартом. Для его работы не нужна лицензия или использование частот. Любое предприятие может создавать гибриды Интернета вещей на основе этого стандарта.

Работает в асинхронных диапазонах и отправляет данные только тогда, когда они есть. Это позволяет экономить энергию и увеличить автономность работы девайсов.

Скорость передачи данных – 300 бит/с – 50 Кбит/с. Пропускная способность LoRaWan – 125 КГц, что ниже установленных консорциумом 3GPP 180 кГц. Технология подойдет для приложений и устройств, которые не нуждаются в скоростной передаче и большом количестве данных. Цена LoRaWan значительно ниже, если учесть то, что NB-IoT нужно строить уже имея за основу LTE.

Украинские мобильные операторы разделились во мнениях. Киевстар и Vodafone сочли лицензируемый NB-IoT более надежным. lifecell изначально планировал использовать только LoRaWan, но сейчас уже предлагают на своем сайте и NB-IoT.

Проблемы

Чтобы все умные устройства работали слаженно, их необходимо выпускать по единому стандарту. С этим в данный момент есть проблемы. Производители выпускают «вещи» не согласовывая между собой, руководствуясь каждый своими стандартами. Поэтому если в Умном доме будет несколько устройств разных фирм, они могут просто не распознать друг друга. Если брать ситуацию в мире касаемо Умного дома, то Европа придерживается стандарта Z-wave, а США Zigbee. Нидерланды и Сингапур разрабатывают сеть Интернета вещей LoRa с широким покрытием территорий и возможностью работать на низких частотах.

Самообучаемость устройств сейчас тоже под вопросом. Чтобы это происходило, необходимы огромные вычислительные мощности и объемы серверов. Пока все «вещи» работают строго по заданному программированием алгоритму. Если произойдет сбой, который не прописан программой, придется обратиться к программисту.

Для Интернета вещей важно обеспечение бесперебойного питания для корректной работы. А подключение большого количество приборов в единую сеть может спровоцировать сбои, что приведет к некорректной работе программы. Поэтому нужно будет искать альтернативные источники энергии. Если одно из устройств перестанет работать, это может привести к остановке всех процессов, потому как они все связаны между собой. Система будет работать некорректно либо не будет работать вообще.

Безопасность

Безопасность Интернета вещей тоже под вопросом. Особенное волнение вызывает стремительное увеличение устройств, поддерживающих эту технологию. К 2025 году GSMA прогнозирует что их число достигнет 25 млрд по всему миру. Вместе с этим увеличивается и риск кибератак. Но предполагается, что к этому времени и работа над кибербезопасностью продвинется.

Прогнозы

На основе собственных данных в марте 2021 года компания IoT Analytics представила прогноз по развитию Интернета вещей. Больше всего развитие технологии произойдет в медицинской сфере. Расходы на ее развитие в США составят 188,2 млрд долларов к 2025 году. На 2020 год пришлось 72 млрд. долларов. За ней получит развитие сегмент энергосистем, будут подключены умные счетчики через LPWAN сети. Это позволит дистанционно определять объем потребляемого электричества, транспорта и умных городов.

Чтобы Интернет вещей работал в полную силу уже сейчас, необходимо соблюдение таких условий:

  • Создание единого центра. Это поможет всем процессам работать без вмешательства человека.
  • Создание единого стандарта. Сейчас и с этим проблемы, каждый производитель использует свой стандарт, что ставит под вопрос их совместимость.
  • Обеспечение безопасности данных.

Считается, что технология 5G может способствовать ускоренному развитию Интернета вещей. Благодаря широким пропускным полосам, малым показателям задержки и высокой мощности, IoT сможет реагировать на команды быстрее. Интернет вещей – это будущее, которое уже наступает.

Только аутентифицированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.