Что такое интернет вещей, как он работает и чем полезен

Виды интернета вещей

Системы интернета вещей делятся на два больших типа: созданные для бизнеса и для частных пользователей.

Потребительский интернет вещей

Наиболее яркий пример подобных систем — это «умные дома». Этого примера уже касались, но придётся вернуться к нему, поскольку это наиболее распространённый среди обычных пользователей вариант применения технологий интернета вещей.

ТОП-30 IT-профессий 2022 года с доходом от 200 000 ₽

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры
подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности
и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились
с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Александр Сагун
Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2022

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере

Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT

ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains

Безопасные и надежные программы для работы в наши дни

Получить подборку бесплатно

pdf 3,7mb
doc 1,7mb

Уже скачали 16915

В домашние экосистемы интеллектуальных устройств могут входить многие действительно полезные девайсы.

Конечно, чайники с программным управлением и «умные» стиралки добавляют массу комфорта в быту, однако гораздо интереснее, например, датчик воды, оснащённый автоматическими клапанами, которые перекроют воду, если где-то произойдёт прорыв, а вас в тот момент не будет дома.

Однако это не единственное воплощение концепции интернета вещей. Например, существуют целые экосистемы из умных медицинских приборов, наблюдающих за самочувствием человека.

Промышленный интернет вещей

IoT-системы индустриального применения имеют принципиальное отличие от консьюмеристских – это их масштаб. «Умный» глюкометр или тонометр влияют на жизнь лишь одного человека, «умный дом» — целой семьи, а вот индустриальные решения в области интернета вещей могут охватывать своим влиянием сотни, тысячи людей.

Промышленный интернет вещей

Интернет вещей сегодня задействован в очень многих процессах в промышленности. Благодаря сложным системам чутких датчиков работники тратят существенно меньше времени на то, чтобы следить за оборудованием, и отдают все силы работе.

IoT ищет себе место

Итак, совсем недавно телеком-сектору была успешно «продана» концепция, согласно которой внутри «Интернета Всего» (Internet of Everything – IoE) должен возникнуть полу-автономный физический и логический домен IoT, развивающийся по своей логике и имеющий свою собственную инфраструктуру, направленную исключительно на идентификацию, взаимодействие и манипуляцию в реальном времени миллиардами (а в будущем и триллионами) неодушевлённых объектов: радиометок (RFID), всевозможных дронов, беспилотных авто, поездов, самолётов, ядерных реакторов, турбин, а также интеллектуальных тостеров, микроволновок, холодильников, стиральных машин, и вообще всего на свете.

Предполагается, что будущая телеком-инфраструктура будет обеспечена для этого соответствующими техническими средствами, а в её беспроводном/мобильном/сотовом сегменте – физически выделенными подсистемами RAN (Radio Access Network), использующими либо отдельные, специально выделенные для этого частотные ресурсы (в основном – в низкочастотном диапазоне – от 400 до 900 МГц), либо частотные ресурсы сотовых сетей общего назначения, но по своим, специальным протоколам передачи данных и коммуникаций с объектами IoT. Названия соответствующих подстандартов IoT – NB-IoT, LoRAWAN, LP-WAN и т.п. – ничего не говорят ширнармассам, зато являются секретным элитным жаргоном клуба бизнес-неофитов, а-ля североамериканские «carpetbaggers», ринувшихся осваивать открывшийся новый, лакомый кусок уже всем известного телеком-сектора.

Если внимательно прочитать в «Мобильном Евангелии» псалом под названием Release 14 3GPP, нетрудно заметить, как много внимания уделяется в нём вопросам описания и детализации параметров радиоинтерфейса RAN 5G, обеспечивающего максимально точное пространственное позиционирование и широкополосные коммуникации в реальном времени и с крайне малой задержкой сигнала (менее 1 мс) от мобильных объектов – автомобилей, воздушных судов и пр. Вообще возникает чувство, будто IoT создавался специально под технологии 5G (как еще продать 5G на мировом уровне?), а технологии 5G – под IoT, однако сейчас дело не в этом.

Место и безопасность данных в интернете вещей

Информация в интернете вещей — на центральном месте. Но кому же она принадлежит? Правильный ответ — никому, притом, что сбором данным может заниматься конкретная организация или физлицо (хотя на практике в сборе данных обычно задействованы несколько компаний: разработчик приложения, производитель гаджета, проектировщик баз данных)

Крайне важно понимать, кто может воспользоваться вашими данными

Круг лиц, которые имеют доступ к данным и могут распоряжаться ими, управлять их обработкой и хранением, зависит от прав базы данных. Права БД зависят от трёх факторов:

Определения БД. Она должна быть спроектирована и сформирована так, чтобы по ней можно быть осуществлять поиск. Но если основная масса данных по IoT поставляется в реальном времени, то собирать данные в БД — маловероятно.

Сбора данных. Для заявления прав на БД нужно вложить средства в её сбор, верификацию, предоставление наборов данных

«Умные» гаджеты, входящие в интернет вещей, собирают очень крупные объемы информации, который важно правильно организовать и систематизировать.

Деловых, экономических связей. В ЕС для получения соответствующих прав на БД её владелец должен быть связан экономическими или деловыми связями с одной из стран ЕЭЗ

Если эти условия выполнены, то, как правило, владелец базы сам инициирует получение прав на неё и принимает на себя все связанные с этим (проверкой, получением, предоставлением данных) риски. Бывают и исключения: данные собирает не сама компания, а субподрядчик от её имени.

Права на БД можно указать в договоре, чтобы исключить возможность претензий на право собственности базы в будущем.

Безопасность остаётся очень болезненной для интернета вещей проблемой. Уязвимости, баги в коде программ ставят под удар системы и наборы данных. «Умные» вещи пока ещё защищены довольно слабо, и хакеры вполне могут взломать их напрямую.

Показательный пример плохой защиты данных — веб-камеры. Они открыты для хакерских атак. Эту проблему пытаются решить на правительственном уровне, обязывая защищать такие устройства паролями, шифровать данные, устанавливать обновления безопасности и вводя руководящие принципы для приборов, входящих в сеть интернета вещей.

Место и безопасность данных в интернете вещей

Чем больше расширяется рынок IoT-гаджетов, тем более зловещими становятся угрозы безопасности. Риски промышленного шпионажа и даже намеренной хакерской атаки — не умозрительные, а весьма реальные, и приходится с ними считаться.

Негативные последствия таких угроз очевидны. Например, удалённый захват управления беспилотным автомобилем может принести много бед.

Как работает Интернет вещей

В Интернете вещей каждое устройство имеет свое назначение. Многие из них используются для сбора данных. Например, носимое устройство отслеживает ваши шаги и пульс, помогая вам следить за своим здоровьем.

Есть три «уровня», если говорить про IoT-устройства: панели мониторинга, облако и сами ваши устройства.

Устройство отправляет свой сигнал в облако, куда другие устройства также отправляют свою информацию. Облако – это место, где взаимодействуют друг с другом все устройства. Оттуда эта информация отправляется на вашу панель мониторинга, которая расположена там, где вы контролируете ваше устройство.

Экосистема Интернета вещей

Экосистема Интернета вещей (IoT) относится ко всем компонентам, которые позволяют предприятиям, частным пользователям и правительственным органам связываться со своими IoT-устройствами. Она была названа «следующей промышленной революцией”, т.к. она уже начала менять способ жизни людей, их работу и путешествия. Business Insider отслеживает рост Интернета вещей более двух лет, создав исчерпывающий отчет по IoT-экосистеме. Ниже мы добавили некоторые ключевые выводы из отчета:

• К 2020 году будет порядка 34 миллиардов устройств, подключенных к Интернету.
• IoT может снижать операционные расходы, повышать производительность и помогать предприятиям выходить на новые рынки.
• Примерно 6 триллионов долларов США будет потрачено на IoT-решения в ближайшее 5 лет.

Секторы экономики, затронутые Интернетом вещей

Хотя ожидается, что IoT поможет людям каждый день оставаться на связи и отслеживать их жизнь, существует ряд отраслей, которые также получат преимущества от IoT (включая, но не ограничиваясь этим списком):

• Сельское хозяйство
• Инфраструктура
• Производство
• Оборона
• Розничная торговля
• Банки
• Нефтедобыча
• Страхование
• «Умные здания»
• Коммунальные услуги
• Смарт-города
• Здравоохранение

Главные  IoT-компании

Сотни компаний создали устройства, которые связаны с Интернетом вещей, а их число будет продолжать расти в ближайшие годы. Ниже мы представляем список компаний, которые выделяются в IoT-революции:

• DHL
• Amazon
• Magneto IT Solutions
• Microsoft
• HQSoftware
• IBM
• GE
• Verizon
• Fitbit
• Jasper
• Cisco
• Honeywell

Будущее Интернета вещей

Отчет от Samsung показывает, что к 2020 году необходимость обеспечения безопасности каждого подключенного устройства станет критической. Брайан Солис из Altimeter Group, который работал над будущими исследованиями в IoT, утверждает, что компании будут заниматься цифровым дарвинизмом, где мы учимся быстро развиваться. Интернет вещей также начинает интегрировать свои данные в системы искусственного интеллекта, которые используют эти данные для прогнозирования. Например, Google использует искусственный интеллект в работе систем охлаждения в своих дата-центрах.

А как еще Интернет вещей может изменить будущее? Проекты «умных» городов стали ключевой особенностью Интернета вещей. Используя датчики сбора информации по всему городу, власти города могут получить точное представление о том, что происходит в городе в реальном времени. Это позволяет регулировать дорожное движение, обнаруживать утечки воды и находить объекты на огромных складах или в портах.

Многие города уже начали внедрять подобные проекты «умных» городов. Барселона внедрила сенсорную технологию в ирригационную систему для определения качества воды для растений. Стокгольм использует энергоэффективные здания, мониторинг дорожного движения и развитие электронных услуг (вместо бумажных).

История появления интернета вещей

Предвестником идеи создания интернета вещей был Никола Тесла, который высказывался на эту тему ещё в 1926 г. По его мнению, радио, совершенствуясь, постепенно превратится в «огромный мозг», а все прочие инструменты и устройства будут подключаться к нему и станут столь компактными, что поместятся в карман.

История появления интернета вещей

Примерно это и получилось. Миллионы ПК и других устройств при помощи интернета объединены в огромную сеть. «Мелкие инструменты» — это, в данном случае, планшеты и смартфоны.

Термин «интернет вещей» имеет много определений. Они отличаются в деталях, но содержат общую суть.

Интернетом вещей, или Internet of Thing (IoT), называется общемировая вычислительная сеть, в которую входят физические объекты разных типов, взаимодействующие друг с другом и окружающим миром.

Главной особенностью системы интернета вещей является то, что входить в неё могут не только компьютеры в той или иной форме (традиционные ПК, смартфоны, и т. д.), но и практически любые предметы.

Автором первой «интернет-вещи» был Джон Ромки, входивший в число разработчиков и изобретателей TCP/IP. В 1990 г. ему удалось подключить обычный кухонный тостер к ПК и заставить этот прибор включаться и выключаться по команде, отправленной с компьютера (Get и Set). Это позволило управлять тостером дистанционно и даже программировать его на автономную работу.

Только до25 декабря

Пройди опрос иполучи обновленный курс от Geekbrains

Дарим курс по digital-профессиям
и быстрому вхождения в IT-сферу

Чтобы получить подарок, заполните информацию в открывшемся окне

Перейти

Скачать файл

А вот термин был придуман только в 1999 г. Однако особо не использовался, поскольку до 2010-х гг. в области интернета вещей не было никаких особых прорывов, она не развивалась. Что в общем неудивительно: в то время только настольные ПК, смартфоны, ноутбуки и серверы имели все нужные интерфейсы, чтобы законнектиться с интернетом, и достаточную вычислительную мощность.

Да и не было особой потребности в компьютеризации бытовой техники и подключении её к интернету — это только сделало бы её дороже.

История появления интернета вещей

По мере того, как распространялись беспроводные технологии, микросхемы дешевели и мир повсеместно глобализировался, о концепции интернета вещей стали вспоминать всё чаще. Микропроцессоры ARM, чья энергоэффективность превзошла процессоры для десктопов, становились всё популярнее.

Ещё одна важная веха в истории интернета вещей относится к 2009 г. Количество подключенных к интернету «вещей» стало больше, чем всё население Земли. И таких устройств будет ещё больше — электронная начинка сегодня появляется практически везде. В 2020 г. приблизительное число устройств, подключенных к интернету, выросло до 50 млрд. Это, помимо ПК и смартфонов, привычные нам кондиционеры, стиральные машины, холодильники, мультиварки и т. п.

А главным сдвигом стало то, что крупные корпорации начали воплощать вполне конкретные проекты в этой области.

Что такое интернет вещей и чем он полезен

Интернет вещей (Internet of Things, IoT) – это система взаимосвязанных устройств (вещей), которые имеют высокотехнологичные функции и работают как один организм. Они «знают» об общем состоянии системы, «разговаривают» друг с другом, «подсказывают» необходимые изменения в работе без участия человека. Под устройствами подразумевается практически всё что угодно: кофеварки, утюги, автомобили, лампы. Любой «умный» прибор, от шторы до стиральной машины, становится частью интернета вещей.

По задумке такая структура, на основе данных, должна выполнять и предугадывать цели человека самостоятельно и менять их в зависимости от его состояния и настроения. Но пока это не так. Сейчас это скорее автоматизация. Представьте, что чайник знает во сколько вы просыпаетесь и автоматически готовит чай. Но что произойдёт, если вы встанете позже? — горячий напиток будет сделан в то же время как и обычно. Умные вещи ещё не настолько умные, чтобы учитывать нюансы поведения человека и работать без его команд.

1. X-turion («Икстурион»)

Команда под руководством Сергея Колюбина и Ильи Григорьева создают мобильного робота X-Turion, который мониторит дома, квартиры и офисы. Он интегрируется в систему управления «умного дома» и самостоятельно объезжает помещения. С помощью собственных датчиков он формирует карты влажности, температуры, загрязнённости, шума.

X-Turion может выступать в роли роботизированного дворецкого и управлять лампами, розетками, приборами, жалюзи. Крутые фишки интерфейса вроде распознавания лиц, управления голосом или жестами прилагаются.

2. Jalousier

Проект призван создавать в квартире оптимальное освещение и температуру. Это система, встраивается в концепцию «умного дома». Она регулирует положение жалюзи в зависимости от времени суток, наружного или внутреннего освещения, что оптимизирует расходы на электроэнергию, отопление или, наоборот, охлаждение помещений.

3. InwiON

Новосибирская компания Wellink Technologies создала систему для интеллектуального контроля и управления жилыми и нежилыми помещениями.

Функционал InwiON:

• Защита от затопления или пожара.
• Анализ на базе данных видеонаблюдения: журналы посещений, график прихода-ухода, запись по движению. Временные метки на видео.
• Управление осветительными, бытовыми приборами, датчиками безопасности.

Главные опасности интернета вещей

Интернетозависимость. Некоторые устройства спроектированы так, что без соединения со своими серверами в интернете они не работают вообще. Если в стране заблокировали доступ к каким-то серверам, в офисе отключили какие-то протоколы или просто в интернете проблема с адресацией, эти устройства превратятся в тыкву. 

Взлом. Если умное устройство подключено напрямую к интернету, его можно скомпрометировать: подсмотреть в чужую камеру, отключить отопление в чужом доме, напечатать что-нибудь непотребное на чужом принтере

А если взломать что-то важное на заводе или атомной электростанции, последствия нетрудно представить. 

Ботнеты. Если скомпрометировать достаточно много устройств, можно сделать из них ботнет — инструмент для кибератак. Например, у вас дома может стоять чайник, который по ночам втихаря бомбит Пентагон по команде китайских хакеров. Недавняя DDoS-атака на Яндекс происходила по похожей схеме. 

IoT (интернет вещей): с чего начать?

Каждый из нас прямо сейчас может приобщиться к миру интернета вещей (IoT) без каких-либо сложностей. Большинство производителей электроники активно внедряют в свой ассортимент устройства с удалённым управлением и «умными» онлайн-функциями.

В бытовой среде популярными стали установки «умного дома». Для коммерческих целей создаются интернет-датчики вскрытия груза, перемещения транспорта, активации по характеристикам и так далее. «Умными» становятся офисы, предприятия, цеха и логистические системы.

Так с чего начать, чтобы использовать Интернет вещей?

1. ДатчикиЧтобы вещь могла собирать сведения о себе или окружении, вам понадобится датчик входной информации — сколько продуктов в холодильнике, есть ли утечка воды из трубы, какая температура около кондиционера и так далее.
2. Программное обеспечение принятия решенийДля просмотра данных с датчиков и установки правил принятия решения о том, как реагировать на эти данные, установите на телефон или компьютер программное обеспечение.
3. Программное обеспечение управления устройствомДля выполнения принятого решения нужны программные средства управления на том же или ином устройстве (прошивка), где также находится один или несколько датчиков — заказ доставки еды, автоматический кран перекрытия водопровода, выставление нужного режима работы кондиционера и так далее. Один из преуспевающих разработчиков в этой области Fusion Informatics.
4. Надёжное интернет-соединениеПередача и получение данных, инструкций и команд происходят напрямую между устройствами (дверной звонок -> камера -> дисплей) или через сервер (смартфон -> сервер -> кондиционер). Позаботьтесь о том, чтобы был как можно более низкий пинг — чем быстрее реакция, тем эффективнее работают IoT-устройства. В этой связи приверженцы концепции интернета вещей возлагают большие надежды на 5G-интернет.
5. Готовые IoT-устройстваПриобретайте готовые комплексы для IoT-систем под настройку «умного дома» или «умного офиса». Сделайте «умным» свой автомобиль, даже если в нём нет бортового компьютера. Изучите рынок на предмет предложения «Интернета вещей» — вы удивитесь, как быстро расширяется ассортимент из месяца в месяц.

IoT прочат «следующую промышленную революцию». Потребители, предприятия и правительства осознают преимущества подключения инертных устройств к Интернету. Они собирают большие данные (Big Data), которые всё проще обрабатывать на промышленном уровне (с помощью машинного обучения).

В этой связи лучшее определение Интернету вещей (IoT, Internet of Things) на 2019-й год дали в SAP AG: «Это мир, где физические объекты бесшовно интегрированы в информационную сеть и где физические объекты могут стать активными участниками бизнес-процессов, а сервисы обеспечивают взаимодействие с этими «умными объектами» через Интернет с учетом вопросов безопасности и конфиденциальности

• Как работает 5G в России и нужно ли это бизнесу?
• Узнайте новый способ, как ловко использовать IT-аутсорсинг
• Какие новые технологии появились в ИТ-отрасли
• Интерфейс управления жестами в ИТ-сфере

За чем дело стало?

Сегодня микроэлектронные технологии переживают бурный рост, датчики и сенсоры постепенно дешевеют, а новинки на рынке умных устройств появляются едва ли не еженедельно. Так почему же мы все еще не живем в домах будущего, оборудованных по последнему слову техники?

Причина 1. Мы не можем договориться

Чтобы связать тысячи и миллионы устройств, окружающие нас, требуется выработать единые стандарты и протоколы связи, по которым они будут обмениваться данными. На сегодняшний день таких стандартов нет, хотя работа над ними ведется. Крупнейшие компании рынка — General Electric, Intel, IBM, AT&T и Cisco — объединили усилия и создали Консорциум индустриального интернета (IIC). С 2014 года в консорциум вошли сотни компаний по всему миру: Boeing, Hitachi, Microsoft, Huawei, Bosch, Mitsubishi, Nokia, Siemens и многие другие. В задачи этой организации входит в том числе выработка единых протоколов интернета вещей, но эта работа все еще очень далека от завершения. Производители устройств, создавая новые гаджеты для наших домов и офисов, вынуждены изобретать собственные протоколы и интерфейсы, что затрудняет взаимодействие между электроникой разных компаний. 

Причина 2. Безопасно ли это?

Интернет вещей будет ежеминутно пересылать и обрабатывать колоссальное количество информации с бесчисленного количества источников. И увы, на данный момент не так просто обеспечить безопасность этих данных. Любой из домашних девайсов, к которому получит доступ злоумышленник, может стать источником угрозы — и не только нашему комфорту, но и здоровью, и даже жизни.

Однако самой большой проблемой безопасности становится не хакер, успешно «взломавший» электронные замки вашей двери и отключивший сигнализацию, чтобы украсть ваш телевизор, и даже не промышленный шпион, внедрившийся в систему видеонаблюдения завода. Чтобы обеспечить взаимодействие, устройства интернет вещей разных производителей будут обмениваться данными и обрабатывать информацию, полученную друг от друга. И фактически это означает, что множество компаний и корпораций (производителей техники) будут получать доступ к безбрежному морю сведений о вас, вашей семье, работе и личной жизни. Эту информацию можно монетизировать — к примеру, персонализируя рекламу. И это станет непреодолимым искушением для многих корпораций. Кроме того, интернет вещей предоставляет практически неограниченные возможности для тотальной слежки и контроля за людьми. 

Интернет вещей позволяет цифровому миру еще глубже проникнуть и укорениться в мире физическом. Это означает, что любая угроза, возникающая в интернете, будь то вирус, хакерская атака, утечка данных или любая брешь в безопасности, ставит под удар реальных людей и их жизни. Чтобы предотвратить возможные кибератаки, потребуются беспрецедентные превентивные меры. 

Мы стоим на пороге новой эпохи: интернет вещей открывает невероятные возможности, для которых сегодняшняя умная электроника — лишь первая ласточка.

Но эти нововведения несут и угрозы. Производителям предстоит договориться, как соединить миллиарды девайсов с помощью интернета вещей и обеспечить безопасность информации. 

Но если смотреть в будущее с оптимизмом, можно представить, как совсем скоро мы откроем дверь своего дома и скажем: «Привет, дом! Сделай мне чай и набери ванну». И услышим в ответ: «Добрый вечер! Все будет готово через минуту».

Изучить все необходимые технологии с нуля и стать специалистом в сфере интернета вещей вам поможет факультет IoT в GeekUniversity. Ждём вас!