Интернет вещей: примеры использования, перспективы развития

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский технический университет связи и информатики

Факультет информационных технологий

Реферат

На тему «Интернет вещей. Примеры использования, перспективы развития»

Работу выполнила:

Факультета информационных систем и технологий

Прошина Александра Валентиновна

Москва ? 2022

Введение

Актуальность темы работы. В настоящее время уклад жизни человека уже довольно тесно связан с рядом прогрессивных технологий, влияние которых распространяется на различные сферы: промышленность, энергетика, транспорт и многие другие. Внедрение инновационных разработок влечёт за собой также существенные перемены в экономике. Наиболее важными и интересными из таких факторов являются дополненная реальность, большие данные, облачные вычисления и Интернет вещей. Последняя технология, предложенная в начале нашего столетия, постепенно расширяет область своего влияния.

В частности, Интернет вещей способствует формированию новых механизмов экономики совместного использования, что позволяет изменить бизнес-модели вплоть до государственного уровня. С точки же зрения промышленности Интернет вещей выступает связующим звеном между использованием больших объемов данных, межмашинным общением и технологиями автоматизации производства.

Интернет вещей: сущность, генезис

В первую очередь, стоит дать определение понятию "интернет вещей". Проанализируем существующие на данный момент дефиниции, предложенные авторитетными источниками.

Термин "интернет вещей" был предложен Кевином Эштоном, исследователем MIT (Massachusetts Institute of Technology) в 1999 году для описания сети, связывающей объекты физического мира с Интернетом. Автор понятия довольно подробно пытался описать только зарождающуюся концепцию, отталкиваясь от идеи того, что компьютеры и, как следствие, Интернет почти полностью зависимы от людей. Около 50 петабайт данных в Сети были созданы и собраны людьми. Проблема же, по мнению исследователя, состоит в том, что люди в меньшей степени преуспевают в сборе данных о вещах из материального (т.е. реального) мира, так как информации стало настолько много, что люди не смогли бы самостоятельно занести ее в компьютер. Кроме того, вещи в самом широком понимании имеют большее значение для жизнедеятельности общества, нежели информация, что объясняется потребностью в выживании [1].

Таким образом, Кевин Эштон заключал: необходимо наделить компьютеры собственными средствами сбора информации, чтобы они были способны видеть, слышать и чувствовать мир вокруг себя. Теперь же, благодаря интернету вещей, компьютеры могут сами, без посредничества людей, собирать и накапливать информацию о материальных вещах.

Согласно определению американской компании CISCO, интернет вещей - это период во времени, когда к Интернету оказалось подключено больше вещей или объектов, чем людей. Исходя из этого определения, интернета вещей как такового не существовало до 2003 года, когда на каждого человека в мире приходилось менее одного подключенного к Сети устройства. Резко возросшее количество смартфонов и планшетных компьютеров привело к тому, что в 2010 общее число подключенных устройств достигло 12,5 миллиардов, превысив численность населения Земли (6,8 млрд человек). Компания Gartner в собственном глоссарии приводит следующее определение: интернет вещей - это сеть физических объектов, оснащенных встроенными технологиями для коммуникации и взаимодействия друг с другом или же с внешней средой.

Существует еще один вариант, имеющий сходство с предыдущим и одновременно дополняющий его: интернет вещей - это "единая сеть физических объектов, способных изменять параметры внешней среды или свои, собирать информацию и передавать ее на другие устройства.

Определение, сформулированное организацией IoT European research cluster (IERC): "Динамическая глобальная сетевая инфраструктура, оснащенная саморегулирующимися системами, основанными на стандартных и взаимодействующих друг с другом коммуникационных протоколах, где физические и виртуальные "вещи" имеют идентичность, физические атрибуты и виртуальные личности, используют интеллектуальные интерфейсы, а также интегрированы в информационную сеть. В данной дефиниции добавляется еще одна характеристика - глобальный характер инфраструктуры. В целом же, дефиниция повторяет упомянутые ранее определения [2].

Анализ из предложенных дефиниций, позволяет сделать первые микровыводы касательно подходов к определению ключевого понятия:

1. Интернет вещей как посредник между физическим и виртуальным миром.

2. Интернет вещей как описание исторического периода в развитии технологий.

3. Интернет вещей как среда (третий подход близок к первому).

Синтезируя все вышеперечисленные определения, мы перечислим важные характеристики концепции интернета вещей:

- единая сеть физических объектов

- наличие встроенных устройств, связывающих объекты физического мира с миром виртуальным (Интернетом)

- коммуникация и взаимодействие этих объектов посредством Интернета

- способность объектов воздействовать на окружающую среду

- способность объектов изменять собственные параметры

- сбор и трансляция информации

В дополнение к перечисленному выше, видится важным дать основные технические характеристики интернета вещей для глубинного понимания сути данного феномена.

Портер М. и Хеппельман Дж. приводят также следующие функции подключенных объектов, образующих вместе пирамиду, в которой каждая последующая функция не может существовать без предыдущей:

1. мониторинг

2. управление

3. оптимизация

4. автономность

Подробнее опишем каждую функцию. Итак, на самом нижнем уровне пирамиды встроенные в продукт датчики позволяют отслеживать состояние самого продукта, изменения во внешних условиях, тем самым реализуется функция мониторинга. На втором уровне осуществляется функция управления персональными настройками оборудования посредством программного обеспечения (или же облака). Первые два уровня определяют алгоритмы, которые позволяют оптимизировать работу продукта. В результате, благодаря взаимосвязи всех трех функций, обеспечивается автономность работы продукта (т.е. самостоятельная координация всех систем, добавление новых функций, самодиагностика) [3].

Таким образом, на основании исследования характеристик, предложим следующее рабочее определение исследуемого нами термина с коммуникационных позиций. Интернет вещей - это сеть объектов физического мира со встроенными коммуникационными технологиями, связывающими эти объекты с глобальной сетью и позволяющими им собирать и передавать информацию о себе и о внешней среде, управлять собственными и внешними параметрами, что, в конечном счете, позволяет данным объектам автономно координировать свою работу.

Также исследование позволяет определить с коммуникативной точки зрения Интернет вещей как формат и среду фиджитал коммуникаций с преобладанием машинного компонента, доминирующей моделью в которой является М2М (machine-to-machine).

Примеры использования интернет вещей

Многие из нас знают об Интернете вещей (IoT - Internet of Thingsэ) не понаслышке, кто-то полагает что интернет полным ходом захватывает мир, а некоторые считают данную идею большим преувеличением и вообще слишком амбициозной. Как же обстоят дела на самом деле? Можно ли как-то проверить эти утверждения, убедиться в их справедливости или опровергнуть? интернет вещь розничный торговля

Фактически для того чтобы убедиться в многочисленности и разнообразии приложений IoT, уже работающих в мире, и была написана данная статья. Мы рассмотрим реальные примеры из десятка сфер повседневной жизни современного человека, в которых Интернет вещей давно работает.

Умный дом

Уже сегодня приложения IoT помогают нам сделать быт более комфортным и безопасным. Есть большое количество продуктов, встраиваемых в систему «Умный дом». Среди них: интеллектуальные термостаты и кондиционеры, колонки, умные розетки, датчики дыма и движения, датчики открытой двери, кормушки для животных с таймером, лампочки включаемые с наступлением сумерек и т.д.

Эти и многие другие технологические инновации созданы для облегчения нашей жизни и для повышения ее эффективности. Однажды установив подобные вещи у себя дома, уже через месяц мы перестаем их замечать. Однако трудно переоценить те экономические и временные преимущества, которые привносятся в нашу жизнь благодаря повсеместному внедрению умных вещей.

Интернет вещей в сельском хозяйстве

Современные фермы и пашни, поля, оранжереи и т. д. - в значительной степени опираются на интеллектуальные устройства. Производительность и эффективность сельского хозяйства в масштабах целых регионов повышается благодаря систематическому мониторингу состояния и состава почвы, прогнозам изменения климата, слежению за состоянием здоровья скота, наблюдению за местоположением стада и многое другое [4].

Беспилотники, датчики, системы кормления, орошения и т. д. Автоматизация посредством Интернета вещей помогает человеку избежать тех колоссальных нагрузок, которые он нес раньше, выполняя все эти рутинные действия вручную. Благополучие регионов зависит сегодня от качества приложений IoT, внедренных в то или иное крупное производство.

Интернет вещей в промышленности и транспорте

Терминалы IoT контролируют крупные отрасли и даже управляют ими. Датчики, программы, системы анализа данных, вычисления на основе big bata -- все это работает без влияния человеческого фактора в сферах промышленности, требующих непрерывной устойчивости и высокого качества исполнения. Один только смартфон, благодаря IoT, способен направлять ваш автомобиль во время путешествия именно по тому маршруту, где возле дороги расположен удовлетворяющий по стоимости кемпинг или кафе.

Далеко ли расположена следующая вышка сотовой связи вашего оператора? На сколько километров хватит бензина? Где находится заправка, до которой вы сможете доехать? Так промышленные приложения, аналитически действуя, незаметно повышают производительность и сводят к минимуму ошибки. Это касается многих отраслей промышленности, не только туризма.

Интернет вещей в розничной торговле

Множество интеллектуальных приложений IoT внедрены сегодня в сферу розничной торговли. Минимум -- для того, чтобы покупателю было удобнее ориентироваться в магазине согласно своим привычным потребностям. К тому же продавец может не просто сообщить о появлении интересующего вас товара на витрине или о доступности услуги в своей сети, он также уведомит о местоположении ближайшего магазина где можно приобрести данный товар или воспользоваться интересующей услугой.

Таким образом все необходимое конкретному потребителю оказывается в нужное время и в нужном месте. Отныне нет необходимости ездить, звонить и искать, тратя время впустую. Система сама анализирует всю цепочку от спроса до поставок, формирует модель минимального действия. Покупателю остается принять решение, сформировать заказ через Интернет, удаленно оплатить покупку, и получить ее себе на руки наиболее удобным способом [5].

Здравоохранение

Особое место занимает здравоохранение, являющееся важнейшей частью нашей жизни. Возможность предоставления медицинской помощи через Интернет трудно переоценить.

Здесь речь идет не только об использовании медицинских дронов, но и о создании персонального подхода к анализу здоровья и формировании последовательности конкретных действий для пациента в борьбе с его болезнями, в том числе - на основе свежих анализов и генетических данных.

Развитие медицинского направления уже невозможно остановить, несмотря на то, что на данном этапе существует определенный конфликт между традиционной медициной и предприятиями на базе IoT.

Автомобили

Тот кто опробовал умное приложение для своего автомобиля, наверняка считает его лучшим из всех приложений IoT существующих на сегодняшний день. Прототип автомобиля без водителя (в частности такси с искусственным интеллектом) уже существует. Вас доставят в нужное место по оптимальному маршруту в соответствии с текущей загруженностью дорог населенного пункта.

Простые датчики сделают обычное вождение более комфортным. Автоматическое открывание ворот гаража, внутренний климат-контроль, управление скоростью, мониторинг местоположения, анализ текущего состояния аккумулятора и т. д.

Носимые гаджеты

Группа технологических решений, связанных с носимыми устройствами, работающими совместно через смартфон, позволяет вести непрерывный мониторинг основных показателей здоровья в фитнесе: пульсометр, шагомер, счетчик расхода калорий, фитнес-браслеты и GPS-трекеры.

Имплантируемые датчики, инсулиновые помпы, глюкометры и т. д. Здесь же стоит вспомнить об умных часах, будильниках, секундомерах, плеерах, гарнитурах и т. д. Через приложение IoT данные гаджеты работают совместно и более гармонично, не мешают друг другу, не создают путаницы для человека.

В городе будут крайне полезны такие приложения IoT, как интеллектуальная парковка, составление карты шума, интеллектуальное управление освещением и т.д. Данные приложения находятся на стадии разработки, однако их внедрение неизбежно, ведь перспективы касательно безопасности и оптимизации городского трафика, особенно в мегаполисах, колоссальны. Поэтому появление «умных городов» - это лишь вопрос времени.

Поставки товаров

Лучшие приложения IoT отслеживают и формируют цепочки поставок. Точно отслеживая наличие товара у потребителя и на удаленном складе, на основе заказа или текущей потребности, программа автоматически формирует лучшую схему операции поставки или обмена, удобную всем заинтересованным сторонам. При этом достигается минимальная потребность в рабочей силе и, как следствие, лучший экономический эффект логистики в целом [6].

Интернет вещей в энергетике

Выдающиеся технологические достижения в сфере энергетики требуют особо кропотливого подхода к дизайну электрических сетей и к организации их работы. Так, собирая данные о времени и характере потребления, приложения IoT анализируют процессы циркуляции электроэнергии между поставщиками и потребителями, автоматически оптимизируют использование ресурсов, улучшают параметры их поставки.

Здесь мы рассмотрели всего 10 важнейших сфер применения Интернета вещей, где уже сегодня достигнуты выдающиеся результаты как с точки зрения экономики, так и в плане достижения еще большего комфорта для человека. Можно с уверенностью утверждать, что со временем широта внедрения приложений IoT в нашу повседневную жизнь будет только расти, и очень скоро все это покажется нам совершенно обыденным.

Перспективы развития интернет вещей

После нескольких лет продвижения Интернет вещей стал использоваться в различных отраслях, таких как мониторинг безопасности, интеллектуальные сети и интеллектуальный транспорт. Ожидается, что постоянное углубление применения Интернета вещей станет началом третьей кульминационной точки глобальной промышленной технологической революции после компьютеров и Интернета. В целом инвестиционные перспективы индустрии Интернета вещей многообещающие.

Рынок Интернета вещей обладает огромным потенциалом. В то время как отрасль Интернета вещей развивается сама по себе, она также будет стимулировать непрерывное развитие ряда смежных отраслей, таких как технологии микроэлектроники, компоненты датчиков, автоматическое управление и машинный интеллект, что приведет к огромному эффекту промышленного кластера [7].

Интеллектуальный транспорт, городская безопасность, интеллектуальные электросети и другие отрасли имеют высокую степень зрелости рынка. Эти отрасли обладают развитыми сенсорными технологиями и сильной государственной поддержкой. Крупномасштабные приложения начали применяться во многих городах. Рыночные перспективы широки, а инвестиционные возможности огромны. Они станут реальностью в ближайшие несколько лет. Ключевые направления развития индустрии Интернета вещей.

После напряженной работы, отечественный Интернет вещей производственной цепочки и промышленной системы изначально сформирован, и в промышленном масштабе быстро растет. В настоящее время автоматическое управление, считывание информации, радиочастотная идентификация и другие технологии и отрасли, необходимые для развития Интернета вещей в Китае, созрели или в основном созрели. Операторы связи и поставщики системного оборудования достигли уровня мирового класса. Последующие приложения продолжают расширяться. Более широко используется в мониторинге безопасности, умном транспорте, умных сетях, умной логистике и т. д.

Во-первых, бизнес-модель, которую создаст Интернет вещей, удовлетворит все формы электронной коммерции, вертикальные, горизонтальные и потребительские рынки. Новая бизнес-модель, представленная совместным использованием потребительских устройств, значительно снизит расходы владельцев оборудования.

Во-вторых, глобальной платформе IoT не хватает единого языка, что может легко привести к тому, что несколько устройств IoT будут взаимодействовать друг с другом, что приведет к возникновению множества конкурентоспособных стандартов и платформ. По оценкам, в мире существует более 300 платформ IoT.

В-третьих, самой важной проблемой в области Интернета вещей по-прежнему является безопасность Интернета. Частично проблемы с безопасностью отчасти связаны с пренебрежением пользователей к правилам управления безопасностью и использования. В то же время большинство стартапов и производителей оборудования продолжают добавлять подозрительные функции. Такое поведение будет незримо увеличивают риски безопасности Интернета вещей [8].

В-четвертых, существует огромная разница между Интернетом вещей, состоящим из потребительских устройств, и промышленным Интернетом вещей. Промышленные продукты будут постепенно дополнять новые технологии, и первая партия программного обеспечения интеллектуальных продуктов или компьютеров может быть разработана для простого управления этими объектами.

В-пятых, начинающие компании быстрее поймут потребности обычных людей, чем крупные компании. Крупным компаниям требуется больше времени для разработки ИТ-решений для потребительских приложений, чем небольшим компаниям. Следовательно, стартапам часто легче создавать потребительские устройства IoT и предоставлять услуги.

В-шестых, Интернет вещей способствует оцифровке медицины. На медицинском рынке появилось много портативных устройств, которые могут удаленно контролировать параметры здоровья и физическую активность пациентов или спортсменов, а также появились беспроводные устройства, которые могут контролировать уровень глюкозы в крови. Беспроводная связь будет более широко использоваться и продвигаться в области медицины, и больше медицинской информации будет передаваться в больницы и профессиональных врачей.

Наконец, продукты Интернета вещей, основанные на компонентах услуг, получат больше внимания, а модель обслуживания Интернета вещей становится все более популярной в потребительской и промышленной областях. Эта модель изменит традиционную модель мышления «продать, а потом забыть», объединяя продукты и услуги на долгое время [9].

Будущее развитие искусственного интеллекта, больших данных, облачных вычислений и Интернета вещей заслуживает внимания. Все они являются передовыми отраслями. В эпоху мульти-интеллекта основное внимание уделяется внедрению и научному спектру искусственного интеллекта и больших данных.

Заключение

Когда-нибудь любая вещь, с которой нельзя связаться по сети, будет казаться морально устаревшей в той же степени, что и деревянное колесо с железным ободом по сравнению с колесом современного автомобиля. Конечно, и то и другое - круглое, но функциональность и сложность - качественно иные. Вещи нового поколения (smart things) будут не только «умными», но и объединенными в сеть - Интернет вещей (Internet of Things, IoT).

Как повлияет изменение мира вещей на нашу жизнь и как вообще под действием предстоящей метаморфозы окружающих нас вещей будет выглядеть мир через 15-20 лет, никто точно не скажет, но с определенностью можно утверждать - потрясения будут не меньше тех, что вызвал нынешний Интернет или сотовая связь. Поэтому уже сейчас, загодя, IoT становится предметом широкого, в том числе и спекулятивного, обсуждения.

Предложив в 1999 году термин Internet of Things, основатель исследовательского центра Auto-ID Center в Массачусетском технологическом институте Кевин Эштон явно не предполагал нынешнего разворота событий. За прошедшие годы представление об IoT заметно расширилось и углубилось - тринадцать лет назад масштаб грядущих изменений казался намного скромнеее.

Интернет вещей - это новый этап эволюционного развития Интернета. Поскольку прогресс человеческого общества во многом зависит от превращения сырых данных в полезную информацию, знания и мудрость, Интернет вещей может привнести в нашу жизнь много нового и положительного. Насколько быстро - зависит от нас с вами.

Список литературы

1. Гаврилов, М.В. Информатика и информационные технологии: Учебник / М.В. Гаврилов, В.А. Климов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 383 c.

2. Гагарина, Л.Г. Информационные технологии: Учебное пособие / Л.Г. Гагарина, Я.О. Теплова, Е.Л. Румянцева и др. - М.: Форум, 2018. - 144 c.

3. Гохберг, Г.С. Информационные технологии: Учебник / Г.С. Гохберг. - М.: Academia, 2018. - 474 c.

4. Дарков, А.В. Информационные технологии: теоретические основы: Учебное пособие / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников. - СПб.: Лань, 2016. - 448 c.

5. Емельянов, С.В. Информационные технологии и вычислительные системы / С.В. Емельянов. - М.: Ленанд, 2015. - 96 c.

6. Жук, Ю.А. Информационные технологии: мультимедиа: Учебное пособие / Ю.А. Жук. - СПб.: Лань, 2018. - 210 c.

7. Затонский, А.В. Информационные технологии: разраб. информ. модел.: Учебное пособие / А.В. Затонский. - М.: Риор, 2017. - 384 c.

8. Коломейченко, А.С. Информационные технологии: Учебное пособие / А.С. Коломейченко, Н.В. Польшакова, О.В. Чеха. - СПб.: Лань, 2018. - 228 c.

9. Синаторов, С.В. Информационные технологии: Учебное пособие для средних специальных учебных заведений / С.В. Синаторов. - М.: Дашков и К, 2015. - 456 c.

Размещено на Allbest.ru