IoT – аббревиатура, которая расшифровывается как Internet of Thing, что в переводе на русский язык означает «Интернет Вещей». Он представляет собой глобальную вычислительную сеть, объединяющую физические устройства, в которые интегрированы датчики, ПО и другие средства сбора, обработки и передачи информации. «Умные» объекты могут взаимодействовать между собой и внешним миром через интернет и с использованием других современных технологий. Обмен данными осуществляется напрямую или через удаленные серверы.
IoT-устройства работают автоматически, но при необходимости ими можно управлять с помощью команд, в том числе подаваемых дистанционно.
Краткая история появления Интернета Вещей
Первой Интернет-вещью считается тостер, который Джон Ромки – один из разработчиков протокола TCR/IP – в 1990 году подключил к компьютеру, включавшему и выключавшему кухонный прибор с помощью команд Get и Set. Тостером можно было управлять дистанционно или с помощью программирования на автономную работу.
В 1999 году Кевин Эштон – соучредитель центра Auto-ID Labs, созданном при Технологическом институте в Массачусетсе, – впервые применил термин «Интернет Вещей». Но только после 2010 года эта область IT начала интенсивно развиваться благодаря совершенствованию беспроводных технологий и конструктивных исполнений датчиков, снижению себестоимости микросхем.
Появились микроэлектромеханические схемы (МЭМС), состоящие из механических и электрических компонентов. Датчики, создаваемые с применением МЭМС, настолько малы, что их можно фиксировать даже на одежде. Есть мнение, что мировой бизнес признал интернет вещей перспективным направлением после того, как Google приобрел компанию Nest, разрабатывающую системы для умного дома.
В 2020 году количество интернет-вещей приблизилось к 50 млрд. В этот перечень входят: холодильники, кондиционеры, смарт-часы, светильники, микроволновые печи, платежно-информационные терминалы, сложное производственное оборудование и многие другие устройства.
Что такое IoT, и как он устроен
Ключевой признак того, что устройство относится к IoT-системе, – это его возможность самостоятельно связываться с интернетом или другими устройствами с целью передачи информации Wi-Fi, Bluetooth или иными доступными способами. Интернет-вещи могут взаимодействовать между собой в масштабах одной комнаты, города, страны или даже всего мира. IoT-системы работают в режиме реального времени.
Простыми словами принцип действия IoT можно описать так:
- интернет-вещи собирают необходимую информацию с помощью сенсоров и датчиков;
- данные поступают во встроенные микропроцессоры и контроллеры для предварительной обработки и передачи в облачное хранилище или в другой информационный центр;
- на базе обработанной информации выполняется управление IoT-устройствами.
С помощью Интернета Вещей можно: управлять домашними бытовыми приборами, вести мониторинг движения транспорта, осуществлять практически автономное строительство и реализовывать множество других небольших и глобальных проектов.
Из каких элементов состоит IoT-сеть
Реализовать технологию Интернета Вещей помогают пять компонентов, комплекс которых обозначается аббревиатурой ABCDE: Analytics, Big Data, Connection, Devices, Experience.
Analytics / Аналитика
Аналитика – одно из ключевых звеньев IoT-сети. Вся информация, собранная датчиками и сенсорами, подвергается анализу, по результатам которого формируется управляющий сигнал для IoT-устройств. Из-за большого объема информации использовать традиционные аналитические инструменты затруднительно или невозможно. Для этой цели разработаны платформы IoT-аналитики, устанавливаемые локально или в облаке.
Big Data/ Большие данные
Big Data называют большую базу необработанных данных, сохраняемую в облачном хранилище. Она представляет собой Excel-файл, в который собирается вся прямая и косвенная информация, поступающая от датчиков. Далее к этому процессу подключается аналитика. Анализ значительного количества данных позволяет установить существующие закономерности, автоматизировать уже применяемые процессы, построить новые. На основании его результатов формируются и отправляются команды на IoT-устройства.
Connection/ Соединение
Обмен информацией между IoT-устройствами или между IoT-оборудованием и внешним миром может осуществляться с помощью разных технологий и протоколов, это:
- Сетевое подключение. Обеспечивает самую высокую скорость передачи данных, но не дает технике быть мобильной. Применяется в основном для ПК, серверов, офисной оргтехники.
- Мобильные сети 3G/4G/5G. Покрывают все мегаполисы и большую часть других населенных пунктов России. Сеть 5G по скорости передачи информации аналогична проводному соединению.
- Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Max. Используются для беспроводного подключения к сети мелкой техники. Трансляция данных осуществляется на небольшие расстояния – в пределах одного помещения или здания.
- RFID. Эта технология обеспечивает автоматическую идентификацию объектов с помощью RFID-меток, которые по внешнему виду напоминают небольшие ярлычки, прикрепляемые к одежде. Данные RFID-меток считываются с помощью радиосигналов.
- Спутниковый интернет. Приходит на помощь в удаленных регионах, в которых отсутствует покрытие мобильной сети.
Devices/ Датчики
Для корректной работы системы необходимо подбирать датчики, соответствующие определенной технической задаче. Основные характеристики датчиков – частота отправки сообщений, порог обнаружения, точность – выбираются в зависимости от контролируемого объекта.
Experience/ Опыт
Тщательное изучение и анализ чужой практики в определенной области позволяет сэкономить время и средства при разработке нового проекта IoT-сети.
Где можно использовать Интернет Вещей
IoT-технологии сегодня встречаются практически во всех областях жизни и деятельности современного человека.
Розничная торговля
Показательный пример использования Интернета Вещей в современной розничной торговле – открытие магазинов без продавцов «Фасоль». В этих торговых точках тестируются самые передовые способы автоматизации операционной деятельности. В магазинах «Фасоль» применяют: электронные ценники, кассы самообслуживания, энергосберегающее холодильное оборудование. IoT-приложение «Фасоль на ладони» – это удобное ПО, позволяющее вести с мобильного устройства удаленный контроль деятельности торговой площадки.
Благодаря технологии «продажа без продавцов» процесс покупки полностью автоматизирован. Одна касса обслуживает до 500 человек в сутки. А для наблюдения за работой пяти касс понадобится всего один работник. Терминалы в сети «Фасоль» работают на Windows 10 IoT Enterprise – это операционная система, обеспечивающая защиту устройств от любых несанкционированных действий.
В сети ресторанов быстрого питания Burger King успешно работают терминалы самообслуживания одностороннего и двухстороннего исполнения. В пиццериях популярного в России бренда «Сбарро» используются киоски самообслуживания. Это комплексное техническое решение обеспечивает возможность для покупателей самостоятельно заказывать, оплачивать и получать товар.
Рекламные проекты
Эффективный рекламный инструмент – видеостены в шоурумах, предоставляющие возможности расширенного управления. Такие проекты реализованы в Москве и Санкт-Петербурге в шоурумах производителя автомобилей премиум-класса – Ламборгини.
Здравоохранение
В клиниках, стремящихся вывести уровень обслуживания пациентов на европейский уровень, внедряются электронные киоски, которые одновременно заменяют администратора и кассира. Функции устройства:
- сканирование паспорта;
- фотографирование пациента;
- заполнение договора с клиникой, распечатывание на листе А4;
- печать кассового чека.
Лечебно-диагностический комплекс Хабилект – уникальная многофункциональная медицинская система. Используется в спортивной медицине, для проведения реабилитационных мероприятий, упражнений ЛФК, диагностики, оценки баланса, работы с пожилыми пациентами.
Для проведения КТГ-исследований, необходимых во втором и третьем триместрах беременности, на дому или в ФАП разработан фетальный монитор. Его основное преимущество – простота использования. Провести исследование с помощью фетального монитора может даже средний медицинский персонал, а на расшифровку передать данные высококвалифицированному специалисту.
Транспорт
Основная задача предприятий общественного транспорта – повысить качество обслуживания пассажиров. Одно из направлений ее решения – установка на станциях метрополитена информационных терминалов продажи билетов. Такое устройство с большим сенсорным экраном позволяет узнать баланс транспортной карты, пополнить его, получить информацию о доступных пересадках.
Важный момент в использовании морского, наземного и воздушного транспорта – предотвращение террористических актов и провозки контрабандных грузов. Для решения этой проблемы разработано досмотровое рентгеновское оборудование, соответствующее требованиям международных стандартов.
Городская среда
Комфортно отдохнуть помогают бесконтактные кассы самообслуживания в барах, находящихся на территории кинотеатров, и универсальные интерактивные терминалы в парках, работающие в любую погоду. Терминалы выполняют сразу несколько функций – платежную, информационную, навигационную.
Один из способов сделать жизнь в городской среде более удобной – установить «умные» остановочные комплексы. С их помощью жители города и его гости смогут вызвать такси, экстренную службу, получить информацию в онлайн-режиме о движении общественного транспорта, воспользоваться бесплатным Wi-Fi.
С какими проблемами связано развитие Интернета Вещей
Существует несколько сложностей, связанных с внедрением IoT-технологий, основная из них – безопасность. Постоянные атаки киберпреступников на базы данных медицинских, учебных, торговых учреждений, взломы интеллектуальных систем управления автотранспортом, вмешательства извне в технологические процессы требуют создания эффективных систем защиты. Другие проблемы:
- недостаточно отлаженные техпроцессы, в которые планируется интегрировать Интернет Вещей;
- отсутствие общих стандартов и несовместимость программного обеспечения разных устройств, объединяемых в единую систему;
- трудности с подбором персонала, способного работать с IoT-продуктами.
Перспективы развития Интернета Вещей
Несмотря на перечисленные выше недостатки, IoT-технологии – перспективное направление, позволяющее экономить финансовые средства, время, трудозатраты, повышать комфорт и безопасность быта, транспорта, городской среды. Внедрение Интернета Вещей дает уникальную возможность компаниям всех видов деятельности выйти на новый уровень и существенно повысить прибыль.
Переход к Интернету Вещей неизбежен. Ускорить этот процесс поможет разработка общих стандартов в этой области и алгоритмов взаимодействия между собой устройств разных производителей, объединенных в единый IoT-комплекс.