Интернет вещей - сегодня этот термин можно услышать чуть ли не на каждом шагу. Само понятие "интернет" наверняка знакомо большинству из нас. С каждым годом эта технология развивается и охватывает всё больше гаджетов. Появляются новые возможности, а также новые понятия, одним из которых стал термин "интернет вещей". Многие компании присое диняются к программе по созданию, разработчики выпускают специальные процессоры и GPU для новых поколений устройств. Однако далеко не все знают, что же именно представляет собой Интернет вещей, как это работает и какое развитие этой технологии можно ожидать в будущем.

Определений термина сегодня можно найти сразу несколько, начиная от самых сложных и длинных и заканчивая простыми и понятными. В общем и целом, Интернет вещей (Internet of Things, IoT) - это единая сеть физических объектов, способных изменять параметры внешней среды или свои, собирать информацию и передавать ее на другие устройства. Те самые "умные" гаджеты, о которых мы в последнее время все чаще слышим и держим в руках, - непосредственные участники IoT.

Концепция единой сети "умных девайсов" была впервые выдвинута ещё в 1982 году, когда одним из первых устройств, получивших возможность подключаться к сети, стал автомат по продаже Кока-колы, установленный в Университете Карнеги-Меллон. Он передавал данные о том, сколько бутылок с напитком сейчас в автомате, как долго они стоят, а также отображал информацию о том, холодная газировка или тёплая. Несколько лет спустя, в 1994 году, в своей статье для журнала IEEE Spectrum инженер Реза Раджи упомянул о соединении, "в котором пакеты данных небольшого объёма аккумулировались бы в узлах сети, что позволило бы автоматизировать и интегрировать какие угодно процессы - от бытовых до промышленных" [4]. Тогда же ряд крупных компаний, таких как Microsoft или Novell, начали вести разработки в сфере Интернета вещей. Впервые термин "Интернет вещей" (Internet of things) использовал известный футуролог Кевин Эштон в 1999 году, предсказав начало эры, когда бытовые приборы уже не будут пассивными устройствами, а станут высокоинтеллектуальными гаджетами, без участия человека подключающимися к интернету. Тогда он предложил концепцию системы управления промышленными объектами через интернет. В его презентации рассказывалось, как всеобъемлющее внедрение радиочастотных меток сможет видоизменить систему управления логистическими цепями в корпорации.

Конечно, в те времена все это казалось не более чем очередной фантастической и неосуществимой идеей. Но с развитием технологии концепция Интернета вещей постепенно претворяется в жизнь и ежегодно совершенствуется, в том числе и в наши дни.

Первой вещью, которая смогла подключаться к интернету самостоятельно (без участия пользователя), был вовсе не телефон и не смартфон, а самый обычный тостер, созданный в 1990 году Джоном Ромки (John Romkey), выпускником Массачусетского технологического института. Спустя 20 лет количество устройств, подключенных к глобальной сети, превысило население планеты.

Начиная с 2009 года, в Брюсселе проводятся ежегодные конференции, посвященные концепции Интернета вещей. Сегодня эта идея считается очередным этапом зрелости новых технологий. Планируется, что в полном объеме концепция будет введена в течение ближайших 10 лет.

Каким же конкретно образом устроен интернет вещей? Как работает эта технология?

Механизм работы

Интеграция вещей с интернетом подразумевает использование IP-адреса как уникального идентификатора. Объекты интернета вещей помимо использования сенсорных технологий подразумевают также наличие технологий срабатывания (например, лампы или замки, управляемые через интернет). Возможности сетевых встраиваемых устройств предполагают, что интернет вещей находит применение практически в любой области. Подобные системы могли бы отвечать за сбор информации в настройках, начиная от природных экосистем и заканчивая зданиями и заводами.

С другой стороны, эти системы также могут быть ответственным за выполнение действия, а не просто за приём данных. Интеллектуальные торговые системы, например, могут контролировать поведение конкретных потребителей в магазине, отслеживая их мобильные телефоны. Эти пользователи затем могут получить специальные предложения на свои любимые продукты или даже расположение мест, которые им нужны, чтобы купить то, что им может понадобиться.

Однако применение интернета вещей не ограничено только этими областями. Другие специализированные варианты использования Internet of things также могут существовать. Обзор некоторых из наиболее известных областей применения мы рассмотрим далее. IOT продукты могут быть классифицированы в целом на пять различных категорий: смарт-носимые устройства, умный дом, умный город, умная среда, умные предприятия. IOT-продукты и решения на каждом из этих рынков имеют разные характеристики.

Умные гаджеты (smart wearable)

Smart wearable гаджеты иначе именуются как умные носимые устройства. В их число входят различные фитнес-браслеты и другие устройства, которые можно постоянно носить с собой. Они отслеживают местоположение человека, его физическое состояние, уровень его активности и как правило отображают эту информацию на сенсорном экране или направляют её на смартфон. На основании информации о своём владельце подобные устройства могут отсылать рекомендации и советы, создавать план тренировок и предупреждать о различной опасности.

Умное окружение (smart environment)

Данные технологии обеспечивают повышение эффективности работы промышленности и инфраструктуры за счет применения интеллектуальных электронных систем - так называемых "умных" сред, что является одним из наиболее известных направлений технологического.

На сегодняшний день существует множество концепций применения "умных" сред в различных предметных областях: проекты "умных" транспортных систем (intelligent transportation system), "умного" производства (smart manufacturing), "умных" домов (smart houses), "умных" городов (smart cities) и т.д.

"Умная" (интеллектуальная) среда определяется как физическая инфраструктура (сенсоры, исполнительные механизмы и сети), позволяющая функционировать окружающему интеллекту. Согласно другому определению, "умная" среда представляет собой электронную среду, способную получать и использовать информацию об окружающей реальности, а также приспосабливаться к нуждам пользователей для улучшения их взаимодействия с внешней средой.

Следует отметить, что в тематических публикациях (в особенности неисследовательского характера) понятия "окружающий интеллект" и "умные" среды часто используются как синонимы, что вносит определенную путаницу.

Умный дом (smart home)

Умный дом (smart home, также home automation) в этом значении - система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определенные задачи без участия человека. Наиболее распространенные примеры таких действий - автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.

Домашняя автоматизация в современных условиях - чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства и где установить и какие задачи и как они будут исполнять.

Теперь с Internet of things, также можно контролировать электрические устройства, установленные в доме, пока вы находитесь в другом месте. Ваша вода будет теплой, как только вы встаете утром для душа. Все указания направляются на смарт-устройства, которые составляют умный дом и связаны с помощью Интернета.

Умный дом как автоматизация здания

Умный дом (smart house, также building automation и intelligent building, рус. АСУЗ) в этом контексте - жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под "умным" домом следует понимать систему, которая обеспечивает безопасность и ресурсосбережение (в том числе и комфорт) для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Кроме того, от автоматизации нескольких подсистем обеспечивается синергетический эффект для всего комплекса.

Это проще понять, если представить, например, что система отопления никогда не сможет работать против системы кондиционирования. А отопление осуществляется не только по погоде, но и с учётом целого ряда других факторов. От силы ветра, по предсказанию, от времени суток.

Можно считать, что это наиболее прогрессивная концепция взаимодействия человека (пользователей) с жилым пространством, когда в автоматизированном режиме в соответствии с внешними и внутренними условиями задаются и отслеживаются режимы работы всех инженерных систем и электроприборов.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

"Умная" бытовая техника возникла как продолжение концепции "умного дома". Но в чем же их отличия?

· Умный дом включает в себя любую автоматизированную систему (или комплекс таких систем), облегчающую быт его жителей. Это может быть система автоматического управления освещением, температурой и влажностью воздуха, электроэнергией, безопасностью, мультимедиа-устройствами и многим другим. Такая система очень удобна, но цена, как правило, делает её недоступной покупателям со средним уровнем дохода. "Умный дом" - скорее роскошь, чем необходимость, если говорить о полном комплекте услуг. Однако бытовые приборы, управляемые со смартфона, относятся отнюдь не к премиальному классу - это обычные устройства для обычных людей. Причем приложения для них, загружаемые из App Store или Google Play, всегда бесплатны.

· "Умную" технику подключить гораздо проще, чем интегрировать в свою квартиру систему "умного дома". Например, для организации управления освещением "умный дом" потребует приобретения нескольких десятков датчиков и проведения ремонтных работ. С другой стороны, достаточно купить специальные лампочки, контроллер и подключить их к Wi-Fi-сети.

· Комфорт, как правило, состоит из мелочей. Не всем пользователям нужен целый пакет "умного дома", кому-то достаточно "умной" кофеварки или чайника, кому-то - "умного" холодильника или стиральной машины. Для возможности пользоваться такой услугой далеко не каждый готов установить систему "умный дом", а вот приобрести пару бытовых приборов - вполне можно себе позволить.

Информационные системы для управления многоквартирными домами с применением устройств Интернета Вещей относятся к пятому, самому "продвинутому" классу информационных систем [1] и наряду с облачными информационными системами (четвертый класс) являются перспективными для внедрения. Вопросы использования Интернета Вещей для управления многоквартирными домами рассматривались в [2]. В данной работе рассмотрены устройства Интернета Вещей, которые могут быть уже в настоящее время использованы для внедрения в деятельность информационных систем в данной сфере. При этом концепция Интернета Вещей предполагает, что устройства сами будут принимать решения по управлению многоквартирными домами. Пока что управление многоквартирными домами не может идти по такому пути по причине проблем при использовании Интернета Вещей. Ведь использование устройств Интернета Вещей для управления многоквартирными домами может привести к нежелательным и неожиданным отрицательным последствиям даже при штатной работе таких устройств [3]. Поэтому устройства Интернета Вещей могут использоваться только в тех организациях по управлению многоквартирными домами, где ИТ-инфраструктура уже приспособлена к внедрению таких технологий. Таким образом, работа устройств Интернета Вещей, встраиваемых в работу информационных систем и сервисов для управления многоквартирными домами в настоящий момент должна "подстраховываться" пользователями информационных систем и сервисов - сотрудниками управляющих компаний.

интернет вещь единая сеть

Умный город (smart city)