Что такое iot технология
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)
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.
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.
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»?
Почему все сегодня говорят об «инернете вещей?
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:
Зачем нужно знать о безопасности интернета вещей?
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 нужно знать об интернете вещей: фундаментальный ликбез
Об IoT говорят сегодня чуть ли не из каждого («умного») утюга. При этом в таких разговорах обычно пропускают базовые вещи: что такое интернет вещей, из чего он состоит, и кто может отвечать на эти вопросы на правах «уполномоченного органа». А между тем, вопросы эти весьма актуальны. Вот, скажем, ваш (говорящий об IoT) «умный» утюг — он относится к интернету вещей? В этом посте мы расскажем об архитектуре интернета вещей: из каких компонентов он состоит, какие технологии имеют особое значение, какие решения позволяют упростить массовое внедрение, а также кто в мире главный по IoT.
Что такое интернет вещей?
Исследовательская компания Gartner определяет IoT как сеть физических объектов, содержащих средства для взаимодействия с внешней средой и между собой, а также для передачи сведений о своём состоянии и приёма команд.
Менее абстрактное определение предлагает McKinsey: IoT — это датчики и приводы, встроенные в физические устройства и подключенные к интернету через проводные или беспроводные сети.
Развитием IoT занимаются не только производители устройств, но и специализированные организации, в числе которых Международный союз электросвязи (ITU), Industrial Internet Consortium и IETF.
В рекомендациях Y.2060 Международного союза электросвязи, получивших название Overview of the Internet of Things, интернет вещей предстаёт как «глобальная инфраструктура, предоставляющая сложные услуги благодаря соединению физических и виртуальных вещей на основе существующих и развивающихся функционально совместимых информационно-коммуникационных технологий». Под вещью в этом определении понимается предмет физического или виртуального мира, который может быть идентифицирован и подключён к сетям связи. Устройством в контексте IoT называется элемент оборудования, который обладает обязательными возможностями связи и может производить измерения, срабатывать при определённых условиях, вводить, хранить и обрабатывать данные. 
Типы устройств IoT и их взаимодействие. Источник: ITU-T Y.4000/Y2060
В соответствии с рекомендациями Сектор стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T) IoT представляет собой сеть устройств, тесно связанных с вещами. Сенсорные и исполнительные устройства взаимодействуют с физическими вещами в окружающей среде. Устройства сбора данных считывают информацию из физических вещей или записывают её на физические вещи, взаимодействуя с устройствами переноса данных или носителями данных, подключенными или связанными с физическим объектом.
Другими словами, IoT — это:
Физические/Виртуальные объекты
+
контроллеры/сенсоры/исполнительные механизмы
+
интернет
Таким образом, физический экземпляр элемента IoT представляет собой объект, который
Эталонная модель IoT. Источник: ITU-T Y.4000/Y2060
Разработками архитектуры IoT также занимается Всемирный форум IoT (IoT World Forum, IWF). Это ежегодное событие, в котором участвуют представители бизнеса, государств и научных кругов. Комитет по архитектуре IWF в 2014 году опубликовал свою версию эталонной модели IoT. Она хорошо дополняет вариант, предложенный ITU-T, поскольку IWF уделяет внимание не только уровням устройств и шлюза, но и верхними уровнями, более важным для разработки приложений, промежуточного софта и поддержки промышленного интернета вещей.
Эталонная модель IoT по версии IWF. Источник: Cisco
Каковы ключевые элементы IoT?
Во-первых, это протоколы. Стандартные для интернета протоколы либо оказываются избыточными для IoT, либо не обеспечивают необходимых характеристик для случаев, когда требуется малое время отклика и высокая надёжность сети. Кроме того, процессоры устройств IoT, как правило, имеют невысокую производительность, чтобы сохранять энергопотребление на низком уровне. Это требует разработки сетевых протоколов, специально заточенных под использование в интернете вещей.
Этим занимаются несколько рабочих групп в составе IETF и W3C. Например, адаптацией IPv6 для сетей узлов с ограниченными ресурсами занимается рабочая группа 6lo. Эта группа унаследовала разработки группы 6LoWPAN, которая разрабатывала методы сжатия заголовков пакетов и оптимизации обнаружения соседей. Группа 6lo ориентирована на более широкий спектр протоколов: Bluetooth Low Energy, ITU-T G.9959, DECT Ultra Low Energy, а также протокол MS/TP для сетей RS-485.
Список других рабочих группы IETF, связанных с IoT, и того, чем они занимаются, выглядит так:
Датчики находятся на нижнем уровне стека технологий, составляющих эталонную модель IoT. Они обеспечивают взаимодействие физического и виртуального мира, собирая аналоговые данные и преобразуя их в цифровую форму. Чтобы передать собранную информацию, датчики подключаются к сети и взаимодействуют с серверами и шлюзами, используя протоколы Bluetooth, NFC, RF, Wi-Fi, LoRaWAN и NB-IoT.
Различные типы датчиков. Источник: CircuitDigest
Сами по себе датчики лишь регистрируют физическую величину и преобразуют измеренное значение в цифровой формат для отправки на микроконтроллер, составляющий «умную» часть датчика.
Инфракрасный датчик Toshiba 32C100U2 IR Sensor Board
Развитие технологий позволяет делать датчики очень компактными. Например, 14-разрядный датчик ускорения BHA250, выпускаемый Bosch Sensortec имеет размеры 2,2 × 2,1 × 0,95 мм, но при этом содержит 32-битный микроконтроллер.
Наконец, важнейшую роль играют IoT-платформы. По данным отчёта McKinsey около 40% экономической ценности IoT связано с совместимостью, то есть с тем, как устройства могут взаимодействовать друг с другом. Для раскрытия всех преимуществ интернета вещей нужны не только быстрые каналы связи и экономичные протоколы, но и стандартизация всех уровней функционирования IoT в соответствии с эталонными моделями.
IoT-платформы частично снимают остроту этой проблемы, однако и среди них не наблюдается единства. По состоянию на середину 2017 года агентство IoT Analytics насчитало 450 компаний, предлагающих свои IoT-платформы. Это число меньше, чем список производимых в мире IoT-устройств, но более чем достаточно для того, чтобы создать проблемы совместимости.
Что такое IoT-платформы и зачем они нужны?
Коротко говоря, это решения, обеспечивающие унифицированное взаимодействие между конечными устройствами IoT и сервисами, обрабатывающими данные. А объяснять, почему они важны, начнём издалека.
Исследование Cisco выявило, что 75% проектов, связанных с IoT, терпят неудачу. В опросе приняли участие более 1800 руководителей компаний и ИТ-лидеров, целью опроса было выявление основных барьеров, ограничивающих внедрение интернета вещей на предприятиях. Согласно выводам исследования, основными препятствиями для организаций, желающих внедрить IoT, становятся затраты и сроки реализации проектов. Ещё одним стоп-фактором стала ограниченность экспертных знаний штатных сотрудников.
Устранить эти проблемы позволяет использование решений, обеспечивающих унифицированное взаимодействие между конечными устройствами IoT и сервисами, обрабатывающими данные, — тех самых IoT-платформ.
Поясним: если в компании уже есть парк оборудования, при внедрении IoT потребуется подключить его к новой инфраструктуре. При этом какая-то часть «старых» устройств может вполне успешно выполнять свои производственные функции, но не иметь возможности подключения к интернету. Замена такого оборудования на IoT-совместимое повлечёт большие затраты. Это увеличит срок окупаемости, поскольку придётся списать вполне работоспособные станки и агрегаты.
Но даже если оборудование совместимо с IoT, остаётся открытым вопрос с тем, какие данные необходимо собирать и использовать, как проводить углублённый анализ собранной информации и обеспечить оперативную обратную связь. IoT-платформы как раз и обеспечивают бесшовную интеграцию аппаратных средств с использованием различных типов подключения, передачу данных на подключенные устройства или между ними.
IoT-платформы предлагают многие высокотехнологичные и ИТ-компании. Разработка компании Toshiba для интеграции IoT-устройств и сервисов получила название SPINEX. При разработке IoT-платформы SPINEX использовался обширный опыт Toshiba в энергетике, производстве полупроводниковых компонентов, а также в области интернета вещей, искусственного интеллекта, распознавания голоса и видео (то есть во всём том, о чём мы регулярно рассказываем на «Хабре»).
Платформа SPINEX. Источник: Toshiba
SPINEX обеспечивает единое пространство для сбора данных с подключённого оборудования, устройств и продуктов, хранение, визуализацию и анализ собранных данных. Благодаря использованию открытой архитектуры SPINEX может взаимодействовать с различными облачными провайдерами и устройствами. Платформа даёт пользователям три ключевые технологии:
Насколько всё это актуально и куда движется рынок IoT?
Иногда кажется, что дивный мир интернета вещей — не более чем фантастическая картинка. Это не так. В докладе Fortune Business Insights указывается, что мировой рынок Интернета вещей, стоимость которого в 2018 году оценивалась в 190 миллиардов долларов, достигнет к 2026 году 1,11 триллиона долларов, продемонстрировав совокупный темп роста 24,7% в год.
Прогноз объёма рынка IoT в 2018-2026. Источник: Fortune Business Insights
Ожидается, что крупнейшим сегментом рынка будет банковский сектор и сектор финансовых услуг.
Аналитики Gartner сообщают, что в 2019 году количество устройств IoT достигло 14,2 млрд. Компания также прогнозирует, что к 2025 году количество подключённых устройств достигнет уровня в 25 миллиардов.
Прогноз IDC о росте количества подключений IoT
IDC дают ещё более оптимистичный прогноз: к 2025 году к сети интернета вещей будет каждую минуту подключаться 152 200 устройств. Умножив 152 200 на 525 600 (количество минут в году), получим, что в 2025 году интернет вещей будет содержать около 80 миллиардов устройств.
По данным исследования IoT — The Internet of Transformation 2018, опубликованного Juniper Research, ключевыми рынками IoT остаются Северная Америка, Западная Европа, Дальний Восток и Китай. Именно эти регионы обеспечат более 60% всех доходов, связанных с интернетом вещей.
Что такое интернет вещей: принцип работы и примеры использования
Сокращение «IoT» можно увидеть в новостях или в описаниях продуктов. Это аббревиатура интернета вещей, который помогает в разных сферах жизни и бизнеса и становится все более востребованным.
Рассказываем, что такое интернет вещей и как взаимодействуют IoT-устройства.
Что такое интернет вещей
Интернет вещей (IoT) – способ обмена информацией между несколькими устройствами, подключенными к единой сети. Он помогает собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные без участия человека – через ПО или приложения. С помощью специальных датчиков и сенсоров группы устройств взаимодействуют друг с другом и выполняют разные задачи.
Примеры использования интернета вещей:
Устройства работают автономно и бесперебойно в режиме реального времени, а человек может настраивать их или предоставлять доступ другим пользователям.
Из чего состоит IoT
Архитектура IoT включает:
Конечные устройства. Проводное или беспроводное оборудование, которое подключают к сети и используют для передачи данных. Они могут быть разного размера, формы и уровня технологической сложности – это зависит от задачи, которую им предстоит выполнять в рамках интернета вещей. Например, сенсоры, микрофоны, датчики, колонки, смартфоны.
Программное обеспечение. ПО отвечает за интеграцию «умных» устройств и связь с облаком, сбор и анализ информации. С его помощью пользователь просматривает данные с датчиков, настраивает параметры доступа и управляет устройствами.
Платформа. Место, куда устройства передают собранную информацию. Платформа включает в себя накопители, контроллеры и шлюзы. Она нужна для сбора, анализа и передачи пользователю данных в удобной и понятной форме.
Например, в фитнес-браслет встроены специальные датчики, которые вычисляют скорость движения, частоту пульса, рассчитывают длительность сна или физической нагрузки. Эти данные передают на платформу – приложение, а оно формирует статистику об общем физическом состоянии пользователя и представляет ее виде графика.
Облако. Центр, который хранит информацию и встроенную стратегию управления локальной сетью – передает команды подключенным устройствам и помогает контролировать их. Облачное хранилище необходимо для ввода и вывода данных из внешней системы, обеспечения безопасности информации.
Связь. Она определяет способы отправки и приема информации. Это и физическое подключение – LAN, и специальные протоколы – ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M.
Преимущества и недостатки IoT
Очевидный плюс интернета вещей – удобство и экономия времени. Человека привлекает возможность отслеживать действия всех устройств дистанционно.
Главный недостаток – слабая защищенность данных. Киберпреступники часто атакуют компании, которые используют IoT-технологии, и пытаются взламывать системы управления устройствами и базы данных.
Еще один существенный минус – несовместимость программного обеспечения от разных производителей. Не всегда удается объединить устройства в единую группу из-за различий во внутренних настройках.
Где используют интернет вещей
Производственные компании. Современное оборудование на крупных производствах давно оснащено умными контролерами и интерфейсами для взаимодействия с основными внешними системами. IoT отслеживает качество на производстве и уменьшает влияние человеческого фактора.
Здравоохранение. IoT дает возможность выйти медицине на новый уровень диагностики заболеваний – «умные» устройства отслеживают показатели, сопоставляют их с нормой и сообщают об отклонениях.
Розничная торговля. Интернет вещей значительно упрощает работу продавцов и маркетологов – оптимизирует издержки и анализирует клиентский опыт.
Чтобы оптимизировать входящие обращения, подключите коллтрекинг Calltouch. Благодаря записи и тегированию звонков вы узнаете, с какой проблемой чаще всего обращаются клиенты и сможете скорректировать воронку продаж.
Коллтрекинг
Энергетическая промышленность. Интернет вещей улучшает качество производительности за счет контроля подстанций и линий электропередачи. Контроль может проходить удаленно.
Организация дорожного движения. Благодаря интернету вещей, появляются ассистенты, помощники и системы автоматического реагирования на сложные ситуации в движении транспортных средств. Системы контроля движения, помощники в парковке и удержании полосы делают движение безопасным.
Умный дом. Системы позволяют управлять основными устройствами до прихода домой. Например, вы можете заранее включить свет или отопление, вскипятить воду в чайнике. Чтобы умный дом обеспечивал комфортную температуру воздуха круглосуточно, задайте нужные параметры в настройках.
Логистика. IoT сокращает затраты на грузоперевозки и экономит средства на наемных работниках. Системы работают автономно – без участия оператора. Например, они отслеживают заполняемость мусорных контейнеров и оптимизируют расходы на основании анализа данных.
Еще один способ сократить расходы компании – отказаться от неэффективных рекламных площадок. Узнать, какие источники смысла нет использовать, можно с помощью сквозной аналитики Calltouch. Система автоматически собирает данные со всех каналов трафика, показывает сколько вы потратили денег на конкретный вид рекламы, и сколько прибыли он принес.
Сквозная аналитика
Перспективы развития интернета вещей
Интернет вещей уверенно завоевывает внимание пользователей: начиная от смарт-часов и заканчивая технологиями умного дома. Эксперты журнала Fortune Business Insights в своем докладе высказали мнение, что к 2026 году капитализация рынка lot-технологий составит триллион долларов, что в пять раз выше, чем на данный момент. Вместе со стоимостью растет и количество устройств, использующих эту технологию. Основными рынками интернета вещей выступают Западная Европа, Китай и Северная Америка.
Появление и распространение технологий 5G совместно с разработкой loT-платформ играют огромную роль в развитии интернета вещей. К основным задачам технологии стоит отнести уменьшение нагрузки на сеть, повышение скорости обработки и передачи данных. Кроме этого, разработчики постоянно повышают совместимость и универсальность гаджетов между собой, устраняют баги.
Безопасность интернета вещей
Мы уже говорили, что невысокая защищенность остается самым важным недостатком, поэтому очень важно обеспечить конфиденциальность персональных данных и избежать их попадания в руки злоумышленников. Обеспечить необходимый уровень безопасности можно различными методами – от создания сложного для взлома пароля, в том числе с использованием биометрии, до установки антивирусных программ.
Антивирус поможет ограничить доступ устройств и связанных приложений к личной информации. Не забывайте менять пароли, установленные по умолчанию. Использование сквозного шифрования снижает риск перехвата данных при синхронизации с несколькими девайсами.
При выборе защитных механизмов предпочитайте проверенных поставщиков, долгое время работающих в сфере кибербезопасности.
Как начать пользоваться интернетом вещей
Рассмотрим, какие устройства уже давно кажутся привычными.
Умные часы или спортивный браслет. Выводит на экран оповещения мессенджеров, тексты SMS-сообщений и управляет вызовами. Также фитнес-браслет четко считывает основные показатели: частоту сердечного ритма, уровень насыщения крови кислородом, режим и фазы сна. На основании полученных данных устройство составляет оптимальный график физической активности.
Умный дом. С помощью технологии можно управлять освещением, температурой воздуха (при наличии сплит-систем), включать и выключать электронные устройства (чайник, плиту, компьютер), а также получать данные системы безопасности в онлайн-режиме. Система четко реагирует на задымление или возгорание, проникновение в жилище посторонних и автоматически передает информацию экстренным службам.
Главное условие бесперебойной работы – стабильное подключение к интернету.
Коротко о главном
Интернет вещей становится все более востребованным в различных отраслях. Он позволяет по максимуму автоматизировать рабочие процессы и оптимизировать трудозатраты. С помощью IoT-технологий можно контролировать работу сотрудников, повышать эффективность логистики, улучшать клиентский сервис.
Система умный дом облегчает быт, делает домашний отдых полноценным. После напряженного дня любимая квартира встретит вас уютом, теплом и чашечкой горячего кофе.
Основной недостаток интернета вещей – невысокая защита данных. Однако исключить доступ злоумышленников к конфиденциальной информации можно вручную.