Интернет вещей – фантастика или реальность?

Как работает технология IoT (internet of things)

Идея «Интернет вещей» ( Internet of Things ) заключается во взаимодействии вещей с сервером и между собой без значительного участия человека. Главным образом IoT-технология — это изменение взаимодействия человека с вещами.

Принцип работы IoT технологии можно понять благодаря её структуре:

• IoT-устройства. «Интернет вещи» представляют собой соединенные через сеть предметы электроники и бытовой техники, которые управляются единым центром.
• Шлюзы. Область, которая получает информацию от взаимозависимых устройств. Шлюзы передают информацию о действиях, которые необходимо выполнить устройству. Чаще всего они представлены маршрутизаторами или программным обеспечением.
• Сервер. Эта область хранения, обработки и анализа показания датчиков. Данные накапливаются и обрабатываются в облаке или в базе виртуального сервера.
• Клиентская часть. Отслеживание и изменение действий человеком через мобильное или веб-приложение. Клиентская часть обеспечивает доступ к показателям за разные периоды времени. Благодаря этому доступу, мы можем отслеживать и контролировать, анализировать и снижать издержки на затраты, если они присутствуют.

«Интернет вещей» — это не только множество датчиков и девайсов, объединенных между собой проводными и беспроводными сетями. В данный момент это тесная интеграция реального и виртуального миров, где осуществляется «общение» между устройствами и людьми.

Кратко IoT – технологию можно объяснить так: это взаимодействие девайсов по схеме «машина-машина» с минимальным участием человека в процессе.

Как работает интернет вещей

Полноценная система Internet of Things объединяет четыре компонента: датчики (полевые устройства), сеть, обработку данных и пользовательский интерфейс. Рассмотрим, что из себя представляет, и как работает каждый из этих компонентов по отдельности.

Датчики

Главная задача этого блока – сбор информации из своей среды. Например, запись видео, анализ движения, измерение температуры, влажности. Датчики могут объединяться в одну группу. То есть, единственное устройство способно выполнять несколько функций сразу.

Сеть

Сеть — это способы соединения элементов системы между собой. Данные с датчиков отправляются на обработку – в облако или локальное хранилище. Для подключения и отправки информации используются: Wi-Fi, Bluetooth, широкополосные сети LPWAN, спутниковая или мобильная связь.

Обработка данных

После передачи данных в облачное хранилище они анализируются и сравниваются. Операции на этом этапе могут быть простыми – как проверка температуры в спальне во время сна, так и сложными – идентификация объектов из транслируемого видео с помощью компьютерного зрения.

Обработка позволяет сформировать картину процесса, узнать, что именно происходит в среде, нормальное ли это состояние и каковы отклонения от нормы.

Пользовательский интерфейс

Обработанная информация демонстрирует пользователю ситуацию или проблему. В зависимости от проекта, это могут быть оповещения через электронную почту, текстовые сообщения, уведомления в мобильном приложении или средстве мониторинга. Например, вы получаете сигнал о необходимости удалённо выключить систему отопления, чтобы не было перерасхода энергии.

Но как мы уже сказали настоящий интернет вещей – это не управление со стороны пользователя, а автоматизированная (самостоятельная) настройка структуры под изменяющиеся условия.

Применение IoT-технологии в разных секторах

Общественный сектор или устройство города

Общественный транспорт в городе подключен к датчикам перемещения, человек может отследить время прибытия конкретного транспортного средства. На мусорных баках все чаще устанавливаются датчики наполнения, это позволяет своевременно увозить мусор. Устанавливается контроль над уровнем воды в водоемах без участия человека. Датчики шума и загрязнения делают город безопаснее.

Аграрный сектор

«Интернет вещей» позволили агрономам избавиться от относительного состояния почв. Установленная IoT-технология в виде датчиков фиксирует различные показатели состояния почвы: влага, питание растений, температура. Теперь нет необходимости обходить поля, чтобы контролировать урожай, работу отныне могут выполнить гаджеты. Так, например, небольшая страна Нидерланды активно применяют технологию IoT , и на данный момент является одной страной из мировых лидеров по выращиванию продуктов питания, это стало возможным благодаря применению «Интернет вещей».

Сектор логистики

«Интернет вещей» упростили доставку товаров с производства или магазинов к покупателю благодаря отслеживанию посылки. На данный момент в логистических компаниях активно применяется отслеживание грузовых автомобилей по датчикам, их состояние и выбросы в окружающую среду.

Строительный сектор

Наибольшую популярность в современном мире набирает технология «Умный дом». Можно сказать, что умные счетчики фиксируют сколько энергии и затрат на неё было потрачено в определенном месяце, показания передаются на оплату без участия человека. Данная технология представляет широкий спектр предоставляемых услуг.

Интернет вещей: примеры внутри дома

Вероятно, многие уже слышали про умный дом (smart home) – это технологии, с помощью которых можно самостоятельно настроить безопасность своего дома, а также управлять бытовой техникой, например, с помощью своего смартфона, находясь вдали от дома. Для этого на свой смартфон нужно установить соответствующее приложение.

Чтобы понять, зачем нужен умный дом, приведем примеры технологий «умного дома»:

Датчики на воду и на газ, точнее, на смесители и на газовые конфорки. При утечке с этих датчиков поступает сообщение на смартфон владельца квартиры (дома). Хозяин отправляет команду, после которой принудительно перекрывается вода и/или газ.

Умное УЗО (устройство защитного отключения), благодаря которому можно выборочно отключить то, что подключается к электричеству, например, утюг, теплый пол или освещение.

Умный ночник, смарт-телевизор или холодильник, термостат и т.п. Например, умный холодильник может составить список продуктов, анализируя диету хозяина смартфона. Также смарт-холодильник имеет возможность заказать доставку еды, если в нем пусто.

С помощью смартфона можно запустить прогрев своей машины к тому моменту, когда хозяин выйдет из дома.

Что такое «умный дом»

Понятие «Умный дом» появилось еще в 1985 году, тогда в США была разработана система «Unity», которая управляла безопасностью дома. В настоящее время «Smart Home» подразумевает под собой не только управление безопасностью, технология регулирует и контролирует более сложные процессы. В концепцию «Умный дом» включены датчики и управляющие элементы, исполнительные устройства, которые настраиваются и программируются под потребности определенного пользователя. Управляющие элементы получают сигнал с датчиков и контролируют работу устройств, которые исполняют задачу, следуя заданным алгоритмам. Система отслеживает и регулирует отопление и охлаждение дома, охранную и пожарную сигнализацию, видеонаблюдение и освещение.

«Умный дом» объединяет показания «умных» приборов и трансформирует пользователю в удобном для него виде – на экран телевизора или смартфона.

Главная задача «Интернет вещей» и в частности «Умного дома» — это упрощение и существенная экономия средств и времени. Разработчики IoT-технологии также сделали большой шаг вперед в не самую очевидную, но важную область здравоохранения – медицину.

Что такое Интернет вещей на простых примерах?

В идеальном представлении Internet of Things (Интернет вещей) — это то, что согласует дом, городские службы, транспорт и всевозможные коммерческие службы в рамках одной глобальной единой сети обмена данными.

В реальности технология упирается в сложности установки надёжного соединения (не везде хорошо ловит связь) и дороговизну (светодиодная smart-лампочка с модемом всегда будет дороже условной «Лампочки Ильича»), поэтому использование IoT-системы должно быть по-настоящему востребованным.

Вот примеры тех, кто использует IoT уже сейчас:

• вы прямо из телефона узнаёте, где находится почтовая посылка;
• владелец нескольких бензовозов — успевают ли водители привезти топливо на заправку;
• житель «умного дома» заказывает еду прямо из холодильника или включает кондиционер с телефона;
• пожарная часть мгновенно получает уведомление о возгорании где-нибудь в лесу или на заводе;
• директор фирмы управляет оборудованием и мониторит производственный поток, не выезжая из офиса;
• логист отслеживает склады и транспорт для выявления дефектов и оптимизации скорости доставки.

Развитие «умной медицины» в течение пяти лет

Аналитики компании Markets and Markets считают, что в ближайшие пять лет медицина станет самым быстрорастущим сегментом «Интернет вещей».

«Интернет-вещей» в медицине – это сеть подключенных медицинских девайсов, которые собирают данные и передают их в ИТ-систему для дальнейшего анализа. Девайсами могут быть носимые устройства, мобильные приложения, таблетки, смарт-кровати и умные измерительные устройства.

Технология — IoT в медицине изменит лечение пациентов, отслеживание состояния, сбор информации.

Решения — IoT будут предоставлять данные по текущему состоянию пациента, следить за его изменениями и автоматически предупреждать о потенциальных проблемах до того, как они станут критическими. Анализ данных с помощью устройств направлен на улучшение диагностики состояния пациентов. Постоянное наблюдение за пациентами позволят врачам иметь целостную и актуальную картину.

Датчики и умные устройства с мобильными и веб-приложениями приведут к уменьшению использования энергоемкого медицинского оборудования и сокращению операционных расходов.

Умные таблетки, беспроводные пластыри, коробка для лекарств с напоминанием о времени употребления лекарств и громкого сигнала в случае забытой таблетки – примеры медицинских IoT-устройств.

Проблемы развития платформ IoT (Internet of Things)

Существующие отношения между компаниями разработчиками — конкуренция и сотрудничество, позволяют надеяться, что в ближайшие годы будут решены и основные проблемы:

1. Стандартизации.
2. Создания работоспособных платформ с функциональным центральным элементом.
3. Безопасности.
4. Надежности и производительности сетевых систем.
5. Учета индивидуальных особенностей конкретного пользователя (например, людей с ограниченными функциональными возможностями).

Прорывы в этих областях позволят добиться улучшения качества решений и в аналитике и управлении в IoT проектах. В результате будет достигнуто существенное улучшение качества жизни во всех сферах и на всех уровнях — от бытового до корпоративного, государственного и глобального.

«Умный ритейл» или как будут выглядеть магазины будущего

В будущем датчики, радиомаяки и другие устройства IoT реализуют индивидуальный подход к каждому покупателю. «Интернет вещей» подскажет, где находится «подключенный» покупатель и как ему найти необходимый продукт.

Так продавец владеет полной информации о потенциальном покупателе: что ест, какой размер одежды, каким брендам отдает предпочтение. Тем самым, он в моменте может отправить уведомление через приложение о новых продуктах, товарах, акциях и спецпредложениях тогда, когда потенциальный покупатель переступает порог магазина.

Аналитика в реальном времени. IoT-технология будет обеспечивать анализ количества проданных единиц, проследит за лидирующими товарами. Если главенствующий фактор при выборе товара — цена, то технология автоматически скорректирует цену в сторону понижения или повышения, чтобы достичь максимального объема продаж.

Уже в ближайшие пять лет, магазины и производства будут применять IoT технологию в своей работе. Данная технология коснется товарных запасов на складе. Технология позволит отслеживать закупку, привоз, обеспечит отсутствие переизбытка товара, который не пользуется спросом, наладит систему поставок.IoT-технологии смогут обеспечить компаниям и магазинам снижение переменных и постоянных издержек, скорректирует спрос и предложение, а самое главное, что даже не придется тратиться на дополнительный персонал.

Интернет вещей в ближайшее время перевернет представление людей о покупках, упростит этот процесс, благодаря автоматизации.

Какова польза от Internet of Things (IOT):

• Сеть вещей реагирует на события вокруг и автоматически принимает решения: например, меняет температуру в комнате или предупреждает о нехватке кислорода и необходимости проветрить помещение. Но в будущем уведомления и предупреждения исчезнут: «вещи» подстроятся под ситуацию без спроса.
• «Умный» дом от Google, Amazon и Apple – не новость. И лучшего базового примера, связывающего реальное и виртуальное – не найти. Дистанционно, с помощью беспроводных сетей и голосового набора владельцы квартир, напичканных технологиями, способны заказывать продукты и менять освещение, общаться с друзьями и проверять – выключен ли утюг. В скором времени дома станут еще «умнее»: автоматическое определение прохожих, вызов скорой помощи, уборка.
• Концепция IOT опирается на давно известные (и уже не кажущиеся немыслимыми) технологии беспроводных сенсорных сетей, объединенных радиоканалами для передачи данных (мониторинг, статистика, логистика, команды для исполнения), и RFID – радиочастотной идентификации физических объектов.
• В бизнесе IOT тоже полезен: помогает автоматизировать многие вещи. Просчитать путь до клиента с учетом пробок или пересадок, снизить расходы на электричество и даже исключить фактор человеческих ошибок на производстве.

Мешает приближающемуся прогрессу безопасность. Хакеры в будущем превратятся в кибер-преступников, дистанционно взламывающих сети (видеонаблюдения, мониторинга и анализа) и передающих неправильные координаты. Результаты взлома сложно даже представить: перепутанные анализы пациентов, грузовики с товарами, прибывающие не к клиентам, а на частные стоянки, перераспределение энергии. Кроме безопасности нельзя забывать и о судьбе человека в мире, где правят машины. Потери рабочих мест приведут к финансовым неопределенностям.

Носимые устройства

Огромную популярность получили «умные» помощники в виде носимых устройств на руке. Это девайсы «Интернет вещей», которые являются измерителями физических показателей человека. «Умные» браслеты это полноценные гаджеты для контроля здоровья. Устройства также подсчитывают шаги, анализируют активность и предоставляют пользователю отчет. Аналитики подсчитали, что в 2025 году количество гаджетов «Интернет вещей» будет составлять около 27 млрд единиц – против 8,5 млрд сегодня.

В будущем планируется масштабная разработка различных браслетов. Например, браслеты, оказывающие экстренную помощь солдатам, контролирующие воздействие солнечных лучей на кожу человека. Идея парных браслетов набрала наибольшую популярность, так как принцип работы стал привлекателен для многих влюбленных: при касании одного браслета, передается сигнал через расстояние к другому человеку. Взаимодействие через расстояние – оказалось вдохновляющей IoT- технологией. Носимые устройства будущего обеспечат визуальный контакт с врачом, приятелем или партнером.

Умные машины

Многим людям уже довелось сесть за руль «умной машины», и большинство из них считают, что это один из лучших вариантов применения IoT. В данный момент мы можем использовать сенсоры и подключение к интернету, прогревание автомобиля заранее. Всё это гарантирует нам максимальный комфорт.

Таким образом, вскоре беспилотные автомобили изменят наше представление о реальности. Мы увидим такси под управлением искусственного интеллекта.

«Умные машины» будут самостоятельно оценивать ситуацию на дороге, скорректируют маршрут без участия человека. С развитием IoT-технологии автомобили не смогут обойтись без подключения к Интернету. С его помощью будет осуществляться обновление транспортных карт и оценка дорожной ситуации.

Интернет вещей что это такое?

Думаю, что всем знакомо понятие искусственный интеллект, тем более, когда информационная сфера развивается, гаджеты становятся умнее и более приспособленными для каждого из нас.

Если говорить очень просто и достаточно обобщенно, интернет вещей — эта вся система устройств, которая позволяет автоматизировать жизнь, наладив работу техники и программ под себя: чайник, закипающий на установленное время, ванная, которая набирается ко времени возвращения хозяина домой.

Но было бы слишком банальным, если бы речь шла исключительно о бытовых проблемах. Фактически, система — это способ подключения машины к машине без участия человека, называемый М2М. Вместе с таким утверждением принято говорить, что большие данные, которые генерируют устройства, это тот же ИВ, но при этом в дальнейшем, анализируя их, можем принимать разные решения, повышать комфорт, строить бизнес с минимальными затратами и потерями.

Фактически, интернет вещей можно рассматривать с нескольких принципиальных позиций:

• сеть объектов, связанных между собой;
• устройства, которые работают и контролируются удаленно;
• экосистема — масштабная сеть, в том числе, в пределах государства;
• пульты управления для контроля над процессами;
• аналитика, использующая большое количество сценариев.

И хочу отметить, что IOT представлен на нескольких уровнях:

• физический — вся техническая база;
• сетевой отвечает за сбор и отправку данных;
• уровень приложения отвечает за интерфейсы;
• планетарный (тут объяснения лишние).