IoT: перспективы Интернета вещей и 9 примеров его использования

Что такое IoT

В основе Интернета вещей – принципиально новый подход к взаимодействию человека с различными устройствами. Концепция предполагает, что он включает несколько составляющих:

1. Умные устройства - предметы, которые используются как в профессиональной деятельности, промышленности, так и в быту. Их главная особенность – способность выходить в интернет.
2. Беспроводная сеть wi-fi, по которой эти умные электронные устройства обмениваются данными с другими, обрабатывающими полученную информацию.
3. Человек, который ставит цели перед устройствами с помощью приложения со смартфона, но сам не участвует непосредственно в управлении ими.

Самым простым примером IoT можно назвать готовый «умный дом», который за счет объединения различных устройств способен:

• управлять температурой воздуха и микроклиматом;
• сварить кофе к назначенному времени;
• включить свет к приходу владельца;
• экономить электроэнергию.

Роль единого управляющего центра в данном случае играет основной девайс. Задача человека – поставить перед ним цель, а основное устройство задаст программу для ее достижения и проконтролирует выполнение.

История развития интернета вещей

Одним из провидцев, который предвидел IoT, считают Николу Теслу. Еще в 1926 году он озвучил идею, что радио станет «огромным мозгом», а прочие устройства не только будут подключаться к нему, но и станут настолько маленькими, что смогут уместиться в кармане.

Создателем первой «интернет-вещи» называют Джона Ромки, который обычный кухонный тостер подключил к ПК, чтобы тот мог включаться и выключаться по команде, отправленной с компьютера. Сам термин IoT начали использовать в 1999 году, когда в Массачусетском университете был создан Центр автоматической идентификации (Auto-ID Center), в котором была разработана архитектура Интернета вещей. Его директор Кевин Эштон первым стал употреблять термин «Интернет вещей».

К 2009 году количество различных устройств, подключенных к интернету, превысило количество населения Земли, что было связано со стремительным распространением планшетов и смартфонов. С тех пор их число только увеличивается, а сегодня количество различных новых устройств, которые подключены к интернету, превышает 20 млрд.

Таким образом, временем, когда появился Internet of Things, считают период с 2008 года до 2009 года, когда произошел переход от «Интернета людей» к «Интернету вещей».

Области применения IoT

Интернет вещей применяется в любых сферах, где есть бизнес-процессы, которые возможно автоматизировать, начиная от сельского хозяйства и заканчивая добывающей промышленностью. В их числе:

• Сельское хозяйство. Умные устройства в заданном режиме контролируют состояние почвы, здоровье животных, микроклимат и освещенность, строят целые климатические прогнозы.
• Медицина и здравоохранение. Интеллектуальные приложения диагностируют заболевания, фитнес-трекеры и часы следят за показателями давления и пульса во время занятий спортом, глюкометры – за уровнем сахара. В больницах используются новые датчики, отслеживающие состояние пациентов, а получить консультацию специалиста без записи к врачу можно с помощью телемедицины.
• Городская среда. Удаленные умные устройства отслеживают график движения и маршруты общественного транспорта, оптимизируют затраты ресурсов, умные светофоры регулируют движение на дорогах.
• Торговля. С помощью IoT компании анализируют данные о клиентах, разрабатывают акции и другие современные маркетинговые активности для рекламы. Для контроля над остатками товара на складах используются RFID-метки.
• Промышленность. Технологии IoT контролируют процесс производства, телеметрия предотвращает поломки техники и простои, обеспечивают безопасное производство.
• Электроэнергетика. Устройства следят за исправностью оборудования, мониторят работу ЛЭП.
• Быт. В быту IoT чаще всего получает развитие в концепции «умный дом», которая объединяет автоматическое управление домашними устройствами, окнами и дверьми, музыкальными системами, освещением, работой инженерных коммуникаций.
• Автомобилестроение. Технологии интернета вещей применяются в новых беспилотных автомобилях, которые могут передвигаться самостоятельно благодаря тому, что их умные компьютерные системы собирают и анализируют данные о внешней среде, навигации, дорожном движении.

Как работает Интернет вещей

Система IoT объединяет несколько компонентов:

1. Набор физических объектов со встроенными сенсорами, уникальным идентификатором и связью с интернетом.
2. Способы подключения – bluetooth, кабели или беспроводная сеть, передающая информацию.
3. Все объекты взаимодействуют с окружающей средой, образуя сеть.
4. Полученные данные отправляют в управляющий центр, который принимает решения.

Таким образом, Интернет вещей постоянно сопровождает человека в быту, при этом он незаметен, а его действия ненавязчивы.

Важная особенность: пользователь обычно только ставит цель, задает конечный результат, но не описывает алгоритм действий – информационная система сама работает над его созданием.

Технология пока совершенствуется, и создатели работают над ней в следующих направлениях:

• Разработка единых управляющих центров для квартир, офисов, промышленных производств. Это девайсы, способные собирать данные, вести учет, отдавать команды, контролировать результаты в зависимости от заданных параметров.
• Единые стандарты для создателей инфраструктуры IoT.
• Разработка надежных способов защиты информации, которая передается в сеть через интернет – как об обычных пользователях, так и о коммерческих компаниях, промышленных предприятиях.

Виды Интернета вещей

Все существующие системы можно разделить на два типа – IoT для обычных пользователей и для бизнеса.

Потребительский

Самая известная концепция, которая работает в бытовой сфере – умные дома. Они объединяют не только чайники, холодильники и, например, осветительные приборы, которые включаются в соответствии с заданной программой, но и, например, датчики в системах отопления, способные быстро собрать информацию, отправить уведомление в аварийные службы и перекрыть воду в случае прорыва.

К Интернету вещей относятся также умные системы безопасности дома, умные колонки с возможностью управления голосом или с мобильного приложения на телефоне, умные камеры наблюдения, любое медицинское оборудование, которое связано с контролем над состоянием здоровья.

Коммерческий

Интернет вещей, который работает на любые коммерческие цели, может быть:

• В промышленности. В сфере производства Интернет вещей помогает значительно увеличить производительность труда, снизить количество времени, которое работники тратят на выполнение операций, повысить безопасность работы.
• В автомобилестроении. Используется для повышения эффективности технического обслуживания автомобилей.
• В логистике. Применяется для управления цепочками поставок, уменьшения расходов на топливо и доставку.
• В розничной торговле. Используется для маркетинговых мероприятий.

Примеры IoT

Некоторые примеры, иллюстрирующие возможности, которые дает IoT для решения различных бизнес-задач:

1. Нефтехимический завод компании Texmark Chemical, где все оборудование объединено в единую сеть.
2. Экосистема Apple, благодаря которой все файлы хранятся в облаке (Cloud), и их можно открывать на разных устройствах.
3. Xiaomi создает средства для комплексного управления «умным домом» через приложения. Среди них, например, умные розетки для удаленного запуска бытовой техники, датчики температуры и влажности и другие устройства.
4. Google Maps, Яндекс.Карты и Яндекс.Транспорт – IoT для управления маршрутами и отслеживания движения общественного транспорта.
5. Умные колонки – с Алисой от Яндекс, с Марусей от VK, ТВ-приставка от Sber.
6. Системы безопасности – датчик открывания окон Mi Window And Door Sensor, датчик разбития стекла Rubetek, датчик движения Mi Motion Sensor, датчик дыма Redmond SkySmoke, умный дверной замок Aqara N100.
7. Устройства для повышения производительности сельского хозяйства – например, автопоилка HIPER IoT Pet Fountain, IP-камера Xiaomi Mi 360 Camera.
8. Шотландская компания Glasgow iOpt Assets пользуется Интернетом вещей для оптимизации наполнения квартир социального жилья.
9. «Эра – Глонасс» - российская спутниковая система для анализа и оптимизации умного трафика общественного транспорта.

Как устроен Интернет вещей

Архитектура Internet of Things состоит из уровней:

1. Конечные устройства, то есть объекты, объединенные в общую сеть. Приборы оснащены датчиками, предназначенными для сбора информации.
2. Программное обеспечение, которое отвечает за сбор данных, связь между устройствами и умных датчиков друг с другом и с облаком, интеграцию устройств, анализ получаемых данных. Это автоматическое ПО, индустриальные платформы, обеспечение безопасности и прочие.
3. Коммуникации – сотовая, спутниковая связь, а также специальные протоколы передачи данных (ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M, NB-IoT). Выбранная технология определяет способы получения данных и связи с устройствами, входящими в сеть.
4. Платформа, собирающая, анализирующая данные и передающая их. Платформа может быть установлена как локально, так и в облаке.
5. Пользовательский интерфейс, который позволяет пользователю войти в систему, вводить данные при необходимости или контролировать работоспособность сети. Действия пользователя через системы коммуникаций передаются в облако, затем к датчикам устройств.

В систему входит также различное оборудование – серверы, модули, устройства для безопасности и прочее. Основной принцип, на котором строится работа IoT, называют ABCDE:

• Analytics (аналитика) - основное звено, объединяющее сами устройства, и данные, полученные с них.
• BigData (большие данные) – информация с устройств, хранящаяся в облаке.
• Connection (соединение) - каналы, по которым система сообщает информацию.
• Devices (устройства) – подключенные к системе устройства.
• Experience (опыт) – улучшение работы IoT на базе имеющегося опыта.

Преимущества и недостатки IoT

Ниже приведем плюсы использования Интернета вещей в промышленности и в повседневной жизни, а также недостатки и спорные моменты технологии IoT.

Одна из главных задач, которая сегодня стоит перед разработчиками Internet of Things – обеспечение безопасности данных, которые передаются в системе, и препятствование доступe к ним злоумышленников.

Интернет вещей в продвижении товаров

Кроме облегчения и упрощения бытовой повседневной жизни и промышленной деятельности, IoT можно широко использовать в маркетинговых стратегиях. Задачи, которые можно решить с помощью технологии:

1. Отслеживание данных о продажах в режиме реального времени, что особенно важно, если у компании несколько торговых точек или филиалов, и нужно оперативно принимать управленческие решения.
2. Быстрый анализ потребителя CRM, который позволит создавать узконаправленный продукт, удовлетворяющий конкретные потребности.
3. Создание более релевантных рекламных объявлений на сайтах и в блогах на основе четкого портрета потребителя, который быстро найдет и сформирует интернет вещей.
4. Освобождение времени для разработки глобальных стратегий, в то время как рутинные задачи можно поручить устройствам, объединенным в общую сеть.
5. Усовершенствование SMM за счет постоянной обратной связи с потребителем и быстрой реакции на комментарии, благодаря чему будет формироваться лояльность целевой аудитории.

В конечном итоге, использование технологий IoT с маркетинговыми целями позволит компаниям увеличивать объем продаж.

Бизнес-модели для внедрения IoT

В издании ITWeek были опубликованы бизнес-модели, по которым будет происходить внедрение интернета вещей:

• Нормативный контроль. При ведении бизнеса компании обязаны соблюдать законодательные нормы, однако они не только не приносят прибыли, но и иногда становятся источником убытков. Применение Интернета вещей поможет сделать меньше издержки в этой области.
• Превентивный контроль. Немалые убытки бизнес терпит от поломок, простоев оборудования, аварийных ситуаций. Предотвратить их появление поможет Интернет вещей. В реальном времени он контролирует работу оборудования с помощью дистанционного мониторинга и реагирует при риске возникновения аварийных ситуаций.
• Дистанционная диагностика. Модель, похожая не предыдущую, с той лишь разницей, что датчики не только отслеживают состояние оборудование, но и самостоятельно реагируют в случае поломок.
• Контроль операций. IoT позволяет контролировать технологическую цепочку, следить за перемещением устройств, входящих в систему, отслеживать их характеристики. Таким образом можно предотвратить убытки из-за хищений, повысить эффективность применения умных устройств с датчиками, обеспечить их стабильную работу.
• Автоматизация операций. С помощью IoT можно автоматизировать простые операции, улучшив тем самым производственные процессы и клиентский сервис.

Безопасность данных в Интернете вещей

Безопасность информации, которая является основой интернета вещей – один из центральных вопросов применения его технологий.

Основные проблемы конфиденциальности IoT обусловлены несколькими факторами:

1. Большой объем данных, благодаря чему появляется несколько точек входа для злоумышленников, которые могут попытаться их украсть.
2. Уязвимость к взлому.
3. Компании не просто предлагают удобные технологии, но и активно собирают и предоставляют информацию о них для разработки маркетинговой политики. Пользователей предупреждают об этом в формулировках условий обслуживания, которые нужно принять при регистрации, прежде чем начать пользоваться устройством. Однако на практике практически никто не читает эти условия, и большинство автоматически нажимает кнопку «принять».
4. Устройства, которые находятся в доме, могут использоваться для его прослушивания.

Пользователи могут сами позаботиться о безопасности своих данных. Это достигается благодаря созданию сложных паролей, применению сквозного шифрования, установке проверенных антивирусных программ.

Есть и более глобальные угрозы, которые вызывают тревогу у специалистов:

1. Зависимость частей системы друг от друга приводит к тому, что при выходе из строя одного может сломаться вся сеть, передающая данные, что может парализовать работу организации или полностью вывести из строя «умный дом».
2. Есть опасность, что при объединении с искусственным интеллектом IoT превратится в машину, которая восстанет против своего создателя – человека.
3. Использование Интернета вещей связано с зависимостью людей от энергетических ресурсов.
4. Жизнь станет слишком простой, что может привести к деградации человечества.

Будущее Интернета вещей

Эксперты считают, что развитие IoT будет идти по следующим направлениям:

• Поиск решений для обеспечения безопасности. Ожидается, что производители будут усовершенствовать встроенные системы защиты и использовать искусственный интеллект для повышения конфиденциальности информации, чтобы была исключена любая утечка данных.
• Расширение использования IoT в здравоохранении. Предполагается, что будут развиваться системы для удаленной диагностики, а также устройства для мониторинга состояния здоровья.
• Умные города. Технологии IoT будут использовать на пользу городской инфраструктуре - для повышения качества городской среды и обеспечения более высокого качества услуг муниципальных властей.
• Объединение Internet of Things с искусственным интеллектом и машинным обучением, благодаря чему системы Интернета вещей смогут принимать решения практически без участия человека.
• Расширение технологий благодаря 5G – высокоскоростной связи, благодаря которой обмен информацией станет быстрее.

Прямо сейчас спрос на решения в сфере IoT растет во всем мире, Интернет вещей – реальность, которая выходит на новый уровень. Основные поставщики технологий – США и Китай. Россию крупным игроком этого рынка назвать нельзя, однако в нашей стране технологии широко используются и внедряются в самые разные отрасли бизнеса любого уровня.

Часто задаваемые вопросы

Заключение

По прогнозам экспертов, к 2025 году количество устройств, подключенных к интернету, достигнет 25 млрд., поэтому тема Интернета вещей будет только расширяться и развиваться. Он делает жизнь удобнее, а бизнес и производство – эффективнее, но вместе с тем показывает массу проблем и опасностей. Пока разработчики стремятся повысить безопасность использования технологии, пользователям приходится самим заботиться о ней. В первую очередь, это можно сделать, изучая подробные обзоры, новости и изменения, и выбирая устройства только надежных производителей, которые обеспечивают защиту личных данных, попадающих в сеть через умные цифровые гаджеты.