Интернет вещей — а что это? / Habr
Доброго времени суток, друзья!Собственно все чаще на просторах интернета появляется описание различных интернет устройств. Вот кто-то сделал свою интернет-розетку, вот ребята предлагают управлять холодильниками, кофеварками и пр., а вот вообще – «умные» парковки.
Но, как выяснилось, не так много людей в действительности представляют, что же такое «Интернет Вещей».
Данная статья должны быть полезна многим хотя бы «для общего развития».
Так что кому интересно, добро пожаловать под кат.
Вместо введения
Как-то я услышал фразу «концепция интернет вещей». Из одной формулировки сразу стало понятно, что речь идет о вещах, которые имеют доступ в сеть. Тогда меня особо не интересовала эта область. Спустя некоторое время я услышал фразу: «Интернет Вещей …». Еще тогда подумал, что человек оговорился, т.к. фраза была какой-то нелепой. Но потом все чаще я стал слышать эту же фразу, при этом мой мозг отказывался ее воспринимать, пока я наконец не решил все-таки прочесть об этом поподробнее. Прочитав только оригинальное название — Internet of Things, я сразу понял, что слыша «Интернет Вещей», я пытался связать это с понятием «интернет-вещи», а никак не с «сетью вещей». Собственно вот из-за такой забавной ситуации я и стал интересоваться этим вопросом.
Немного интересных фактов из истории
Посмотрим, что у нас интересного в истории было связано с интернетом вещей. Фактов конечно много: и само создание сети интернет, и создание первой страницы в сети и пр., все наверно и не перечислить, поэтому напишу наиболее интересные, как мне кажется, и наиболее приближенные непосредственно к Интернету вещей.
- В 1926 Никола Тесла в интервью для журнала «Collier’s» сказал, что в будущем радио будет преобразовано в «большой мозг», все вещи станут частью единого целого, а инструменты, благодаря которым это станет возможным, будут легко помещаться в кармане.
- В 1990 выпускник MIT, один из отцов протокола TCP/IP, Джон Ромки создал первую в Мире интернет-вещь. Он подключил к сети свой тостер.
- Сам термин «Интернет вещей» (Internet of Things) был предложен Кевином Эштоном в 1999 году. В этом же году был создан Центр автоматической идентификации (Auto-ID Center), занимающийся радиочастотной идентификацией (RFID) и сенсорными технологиями, благодаря которому эта концепция и получила широкое распространение.
- В 2008-2009 произошел переход от «Интернета людей» к «Интернету вещей», т.е. количество подключенных к сети предметов превысило количество людей.
Что же такое Интернет вещей?
Теперь будем разбираться в более формальных вопросах.
Определений Интернета вещей очень много. Мы под Интернетом вещей будем понимать единую сеть, соединяющую окружающие нас объекты реального мира и виртуальные объекты.
IOT — концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено – это переопределит наши отношения с объектами, а также свойства и суть самих объектов.
По одному из определений, с точки зрения IoT, «вещь» – любой реальный или виртуальный объект, который существует и перемещается в пространстве и времени и может быть однозначно определен [интересно, кстати, как виртуальный объект перемещается в пространстве?:)].
Т.е. Интернет вещей – это не просто множество различных приборов и датчиков, объединенных между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к сети Интернет, а это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в котором общение производится между людьми и устройствами.
Предполагается, что в будущем «вещи» станут активными участниками бизнеса, информационных и социальных процессов, где они смогут взаимодействовать и общаться между собой, обмениваясь информацией об окружающей среде, реагируя и влияя на процессы, происходящие в окружающем мире, без вмешательства человека.
- 1 уровень связан с идентификацией каждого объекта.
- 2 уровень предоставляет с сервисом по обслуживанию потребностей потребителя (можно рассматривать как сеть собственных «вещей», частный пример – «умный дом»).
- 3 уровень связан с урбанизацией городской жизни. Т.е. это концепция «умного города», где вся информация, которая касается жителей этого города, стягивается в конкретный жилой квартал, в Ваш дом и соседние дома.
- 4 уровень – сенсорная планета.
Иными словами Интернет вещей можно рассматривать как сеть сетей, в которой небольшие малосвязанные сети образуют более крупные.
Само собой для общения и взаимодействия приборов необходим единый язык. Компания Cisco провела тщательный технический анализ, показавший, что IP вполне может быть адаптирован к требованиям сетей нового типа. В таком случае «Интернет вещей» получит те же преимущества: совместимость, масштабируемость и, самое главное, единый общий язык, — которые в свое время превратили сложный массив частных и общедоступных сетей в единую глобальную коммуникационную систему, известную как Интернет.
Технологии
Данную концепцию связывают, как правило, с развитием двух технологий. Это радиочастотная идентификация (RFID) и беспроводные сенсорные сети (БСС).
Вот что об этом говорит нам вики.
Беспроводные сенсорные сети
Беспроводная сенсорная сеть — это распределенная, самоорганизующаяся сеть множества датчиков (сенсоров) и исполнительных устройств, объединенных между собой посредством радиоканала. Причем область покрытия подобной сети может составлять от нескольких метров до нескольких километров за счет способности ретрансляции сообщений от одного элемента к другому.
RFID
RFID (англ. Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация) — метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках.
Данная технология хорошо подходит для отслеживания движения некоторых объектов и получения небольшого объема информации от них. Так, например, если бы все продукты были оснащены RFID-метками, а холодильник RFID-ридером, то он легко мог бы отслеживать срок годности продуктов, а мы могли бы, например, уходя с работы удаленно заглянуть в холодильник и определить, что надо закупить еще.
Проблемы и недостатки
Так же для полноценного функционирования такой сети необходима автономность всех «вещей», т.е. датчики должны научиться получать энергию из окружающей среды, а не работать от батареек, как это происходит сейчас.
Наличие огромной сети, контролирующей весь окружающий мир, глобальная открытость данных и прочие особенности могут иметь и негативные последствия. Я думаю, каждый сам может составить себе список возможных угроз и проблем, которые несет в себе эта технология.
Не могу не привести здесь одну цитату, которая мне очень понравилась:
«– Да не сломалось, – с неохотой выговорил он, – а… понимаешь, у меня температура чуть-чуть ниже нормы. Да не в доме, а тела! Не тридцать шесть и шесть, а тридцать шесть и одна десятая. Ну, есть такие люди, два-три на миллион, это тоже как бы норма, хоть и на самом краю. Но этот дурацкий умный дом, какой же он умный? – требует, чтобы я принял какие-то таблетки!.. Теперь надо либо отключить эту систему, либо перепрограммировать, а то будет звонить и на работу, он уже так делал на прошлой неделе, когда узнал, что у меня запор, в офисе теперь даже пылесосы ржут, как только захожу…
И что из этого?
Ну и чтобы не заканчивать на негативной ноте, хочу сказать, что все же недостатки не существенны по сравнению с тем, какие возможности может дать «Интернет вещей».
С развитием Интернета вещей все больше предметов будут подключаться к глобальной сети, тем самым создавая новые возможности в сфере безопасности, аналитики и управления, открывая все новые и более широкие перспективы и способствуя повышению качества жизни населения.
Спасибо за внимание!
В следующей статье я расскажу Вам более детально об архитектуре и протоколах, а так же рассмотрю несколько существующих реализаций.
PS хотелось бы услышать Ваше отношение к данной концепции и возможно какие-то дополнения/правки к представленному материалу.
Интернет вещей: что это, зачем и как работает
Что такое интернет вещей
Сейчас многие говорят про интернет вещей, но не все понимают, что это такое.
Если верить «Википедии», это концепция вычислительной сети физических объектов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.
Говоря простым языком, интернет вещей — это некая сеть, в которую объединены вещи. Причём под вещами я подразумеваю всё что угодно: автомобиль, утюг, мебель, тапочки. Всё это сможет «общаться» друг с другом без участия человека при помощи передаваемых данных.
Появление подобной системы было ожидаемо, ведь лень — двигатель прогресса. Не придётся утром идти к кофеварке, чтобы сделать кофе. Она уже знает, когда вы обычно просыпаетесь, и к этому времени сама сварит ароматный кофе. Классно? Пожалуй, но насколько это реально и когда появится?
Как это работает
picjumbo.comМы находимся в начале пути, и об интернете вещей пока говорить рано. Возьмём для примера кофеварку, о которой я писал выше. Сейчас человеку приходится самостоятельно вводить время своего пробуждения, чтобы она сварила ему утром кофе. Но что произойдёт, если в это время человека не будет дома или он захочет чай? Да всё то же самое, так как он не поменял программу и бездушная железка снова сварила свой кофе. Такой сценарий интересен, но это скорее автоматизация процесса, чем интернет вещей.
У руля всегда стоит человек, он центр. Умных гаджетов с каждым годом становится всё больше, но они не работают без команды человека. Эту несчастную кофеварку придётся постоянно контролировать, менять программу, что неудобно.
Как это должно работать
picjumbo.comИнтернет вещей подразумевает, что человек определяет цель, а не задаёт программу по достижению этой цели. Ещё лучше, если система сама анализирует данные и предугадывает желания человека.
Едете вы с работы домой, уставший и голодный. В это время автомобиль уже сообщил дому, что через полчаса привезёт вас: мол, готовьтесь. Включается свет, термостат настраивает комфортную температуру, в духовке готовится ужин. Зашли в дом — включился телевизор с записью игры любимой команды, ужин готов, добро пожаловать домой.
Вот в чём главные особенности интернета вещей:
- Это постоянное сопровождение повседневных действий человека.
- Всё происходит прозрачно, ненавязчиво, с ориентацией на результат.
- Человек указывает, что должно получиться, а не как это сделать.
Скажете, фантастика? Нет, это ближайшее будущее, но, чтобы добиться таких результатов, необходимо ещё многое сделать.
Как этого добиться
picjumbo.com1. Единый центр
Логично, что в центре всех этих вещей должен стоять не человек, а какой-то девайс, который и будет передавать программу по достижению цели. Он будет контролировать другие устройства и выполнение задач, а также собирать данные. Такой девайс должен стоять в каждом доме, офисе и других местах. Их объединит единая сеть, через которую они будут обмениваться данными и помогать человеку в любом месте.
Зачатки такого центра мы уже видим сейчас. Amazon Echo, Google Home, да и Apple вроде тоже работает над чем-то подобным. Такие системы уже сейчас могут выполнять роль центра умного дома, хотя их возможности пока ограничены.
2. Единые стандарты
Это станет, пожалуй, главным препятствием на пути к глобальному интернету вещей. Для масштабной работы системы необходим единый язык. Над своей экосистемой сейчас работают Apple, Google, Microsoft. Но все они двигаются по отдельности, в разные стороны, а значит, в лучшем случае мы получим локальные системы, которые сложно объединить даже на уровне города.
Возможно, какая-то из систем станет стандартом, либо каждая сеть так и останется локальной и не перерастёт в нечто глобальное.
3. Безопасность
Естественно, разрабатывая такую систему, необходимо позаботиться о защите данных. Если сеть взломает хакер, он будет знать о вас абсолютно всё. Умные вещи сдадут вас злоумышленникам с потрохами, так что над шифрованием данных стоит серьёзно поработать. Конечно, над этим работают уже сейчас, но периодически всплывающие скандалы говорят о том, что до идеальной безопасности ещё далеко.
Что нас ждёт в ближайшем будущем
Mitch Nielsen/unsplash.comВ ближайшем будущем нас ждут умные дома, которые будут сами открывать двери для владельцев при приближении, поддерживать комфортный микроклимат, самостоятельно пополнять холодильник и заказывать необходимые лекарства, если человек заболел. Причём перед этим дом получит показатели с умного браслета и отправит их врачу. По дорогам будут ездить беспилотные автомобили, а на самих дорогах больше не останется пробок. Интернет вещей позволит разработать более продвинутую систему контроля трафика, которая сможет предотвращать появление пробок и заторов на дорогах.
Уже сейчас многие гаджеты работают в связке с различными системами, однако в ближайшие 5–10 лет нас ждёт настоящий бум развития интернета вещей. Вот только в будущем возможен расклад как в мультике «ВАЛЛ-И», где человечество превратилось в беспомощных толстяков, обслуживаемых роботами. Так себе перспектива. А что думаете вы?
Из чего состоит IoT / Habr
Если обратиться к википедии в поисках определения для термина “интернет вещей”, можно увидеть следущее:
Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) — концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.
В данной статье мне хотелось бы рассмотреть то, посредством каких именно “вещей” может быть реализована в нашем мире эта идея и то, какими способами они могут взаимодействовать друг с другом или со внешней средой.
Базовые элементы делятся на несколько типов: сенсоры, актуаторы и гейты.
Сенсоры
Пожалуй нет смысла объяснять смысл и назначение этого типа элементов. Оно ничем не отличается от стандартных: разнообразные термометры, микрофоны, камеры и десятки прочих, менее распространённых устройств. Некоторые из них можно увидеть на изображении Sensors Starter Kit для Arduino:
Актуаторы
Данный тип элементов предназначается для того, чтобы воздействовать на окружающую среду, или на определённый объект в ней. Эту роль могут выполнять самые разнообразные устройства: от сервоприводов и динамиков до замков (конечно, электронных) с осветительными приборами.
Гейты
Это устройства, на которые обычно возлагают логику поверхностного анализа информации, поступающей от подключенных к ним сенсоров. В определённых ситуациях, анализ данных может требовать малого количества вычислительных ресурсов, так что гейты вполне способны принимать некоторые решения самостоятельно. Принимая такие решения, они отправляют определённые команды управления на актуаторы, которые, в свою очередь, выполняют уже свои функции.
Если же обработка иформации требует больших затрат, или эта информация подлежит сбору, гейты отправляют её на сервера, где с ней и производится дальнейшая работа. Вполне себе вероятно использование в роли гейтов микрокомпьютеров (вверху) или микропроцессоров (внизу):
Для того, чтобы построить мониторинговую систему, достаточно будет использования лишь сенсоров и некоторого сервера, который будет выступать в роли гейта. Например, благодаря сенсору движения и условной “малине”, можно без особых усилий организовать учёт количества людей, проходящих через какую-нибудь проходную.
Добавив в ранее сконструированную модель актуатор в лице динамика, можно добиться того, чтобы проход каждого n-ного проходящего был подзвучен величественными фанфарами.
Так, усложнять конструкцию подобной ячейки можно довольно долго. Однако в определённый момент неизбежно появится необходимость в долгосрочном хранении собранной статистики, её анализе, визуализации и прочем. Здесь понадобятся уже полноценные сервера, которым можно будет делегировать данные обязанности. Такие сервера в совокупности образуют облака, к которым и подключаются гейты.
Транспорт
Теперь, когда уже более или менее ясно, какие устройства используются для создания инфраструктуры, можно посмотреть на то, какими средствами эти устройства друг с другом взаимодействуют. Как видно на первом изображении, есть 2 условные группы — облако и периферия.
Ячейки, состоящие из вышеперечисленных типов устройств, как можно заметить, находятся в периферии и для коммуникации используют специальные протоколы взаимодействия. Более всего распространены LoRa и ZigBee. Обе эти сети являются очень медленными в сравнении, например, с 4G или даже с 3G, однако имеют и свои преимущества.
Одним из главных является их энергоэффективность. Дело в том, что идея интернета вещей заключается в создании среды устройств, коммуницирующих между собой без участия человека. Стоит заметить, что в некоторых случаях полностью избежать вмешательства человека избежать не удастся. Например, в системе подсчёта количества прошедших человек есть сенсор движения. Ему, как и любому другому электрическому устройству, необходимо питание. Проводить провода с питанием к каждому такому сенсору (если их больше 5 и они сильно разбросаны в пространстве) кажется не лучшей идеей. Соответственно, работать они будут от батареек или аккумуляторов. Если потребление заряда будет чрезмерным, элементы питания им нужно будет менять довольно часто. А это приведёт к тому, от чего стремится уйти интернет вещей — нужно же будет кому-то заменять эти батарейки. А вот если сенсоры будут энергоэффективны, то достаточно будет просто вставить батарейку и забыть об этом на год, два, пять и т. д.
Ещё одним преимуществом этих сетей является высокая помехоустойчивость. Каждый бит информации в этих сетях отправляется отдельным радиосигналом, поэтому его довольно просто выделить на фоне эфирного шума.
Небольшое сравнение LoRa и ZigBee
| Основные сравнительные характеристики | ||
| Топоогия | звезда | простые и mesh |
| Частотный диапазон (зависит от страны) | 2,4 ГГц, 868/915 МГц, 433 МГц, 169 МГц | 2.4 ГГц, 915 МГц, 868 МГц |
| Ноды сети |
|
|
| Дальность на открытом пространстве | 10 — 15 км | ~ 500 м (зависит от мощности передатчика) |
| Скорость | 0.3 — 50 кбит/с | 5 — 250 кбит/с |
А вот между периферией и облаком, а так же и внутри облака, используются, обычно, знакомые и привычные всем wi-fi с ethernet, сотовые и спутниковые сети и т. д.
Сравнение разных видов сетей на основе скорости и дальности
Заключение
Теперь, рассмотрев устройство сетей интернета вещей, можно точно сказать, что в плане аппаратной части нет ничего загадочного и сложного. Сделать простенькую IoT-сеть может любой желающий, способный купить довольно дешёвые на сегодняшний день компоненты и написать код из пары строк. Однако для того, чтобы разработать и притворить в жизнь серьёзные проекты как, например, реализацию концепции умного дома или даже умного города, нужно приложить огромное количество усилий. Ведь для того, чтобы все эти устройства работали между собой нужна платформа, способная контролировать все протекающие процессы.
Так же не стоит забывать, что в облаках интернета вещей могут использоваться и другие технологии, помогающие раскрыть его потенциал в большей степени. Такими могут выступать и BigData, и BlockChain, и нейросети с машинным обучением. А ведь каждая из последних перечисленных технологий являет собой отдельную обширную область компьютерных (и не очень) наук.
Примеры интернет вещей, как IoT изменит нашу жизнь через 5 лет?
Содержание материала
Что такое интернет вещей?
В последнее время мы можем заметить, что современные технологии продолжают кардинально трансформировать общественную жизнь. Разработанные девайсы упрощают действия человека в повседневной жизни. В последние два десятилетия переворот осуществили компьютеры и смартфоны. На данный момент большое внимание уделяется разработке “Интернет вещей”.
Интернет вещей это – сеть физических предметов («вещей»), которые оснащены встроенной технологией взаимодействия друг с другом и внешней средой.Организация таких сетей рассматривается как явление, способное перестроить как экономические, так и общественные процессы посредством исключения из части действий и операций необходимость участия человека.
Как это упрощает нашу жизнь?
Данная технология автоматизирует различные процессы, которые окружают нас. Так, например, функция включения или выключения двигателя и кондиционера, настраиваемые климатические системы или домашние кофемашины через смартфон. Устройства связываются между собой в единую сеть, которая призвана обеспечить максимальный комфорт человеку и экономию энергоресурсов, времени.
Как работает технология IoT (internet of things)?
Идея «Интернет вещей» ( Internet of Things ) заключается во взаимодействии вещей с сервером и между собой без значительного участия человека. Главным образом IoT-технология – это изменение взаимодействия человека с вещами.
Принцип работы IoT технологии можно понять благодаря её структуре:
- IoT-устройства. «Интернет вещи» представляют собой соединенные через сеть предметы электроники и бытовой техники, которые управляются единым центром.
- Шлюзы. Область, которая получает информацию от взаимозависимых устройств. Шлюзы передают информацию о действиях, которые необходимо выполнить устройству. Чаще всего они представлены маршрутизаторами или программным обеспечением.
- Сервер. Эта область хранения, обработки и анализа показания датчиков. Данные накапливаются и обрабатываются в облаке или в базе виртуального сервера.
- Клиентская часть. Отслеживание и изменение действий человеком через мобильное или веб-приложение. Клиентская часть обеспечивает доступ к показателям за разные периоды времени. Благодаря этому доступу, мы можем отслеживать и контролировать, анализировать и снижать издержки на затраты, если они присутствуют.
«Интернет вещей» – это не только множество датчиков и девайсов, объединенных между собой проводными и беспроводными сетями. В данный момент это тесная интеграция реального и виртуального миров, где осуществляется «общение» между устройствами и людьми.
Кратко IoT –технологию можно объяснить так: это взаимодействие девайсов по схеме «машина-машина» с минимальным участием человека в процессе.
В чем главная особенность технологии «Интернет вещей»?
Особенность «Интернет вещей» состоит в том, что она упрощает жизнь человека посредством контроля окружающей среды через цифровые средства. Технология представляет собой концепцию пространства, в котором девайсы совмещены между собой и не требуют вмешательства человека в работу устройств.
Применение IoT- технологии в разных секторах
- Общественный сектор или устройство города
Общественный транспорт в городе подключен к датчикам перемещения, человек может отследить время прибытия конкретного транспортного средства. На мусорных баках все чаще устанавливаются датчики наполнения, это позволяет своевременно увозить мусор. Устанавливается контроль над уровнем воды в водоемах без участия человека. Датчики шума и загрязнения делают город безопаснее.
- Аграрный сектор
«Интернет вещей» позволили агрономам избавиться от относительного состояния почв. Установленная IoT-технология в виде датчиков фиксирует различные показатели состояния почвы: влага, питание растений, температура. Теперь нет необходимости обходить поля, чтобы контролировать урожай, работу отныне могут выполнить гаджеты. Так, например, небольшая страна Нидерланды активно применяют технологию IoT , и на данный момент является одной страной из мировых лидеров по выращиванию продуктов питания, это стало возможным благодаря применению «Интернет вещей».
- Сектор логистики
«Интернет вещей» упростили доставку товаров с производства или магазинов к покупателю благодаря отслеживанию посылки. На данный момент в логистических компаниях активно применяется отслеживание грузовых автомобилей по датчикам, их состояние и выбросы в окружающую среду.
- Строительный сектор
Наибольшую популярность в современном мире набирает технология «Умный дом». Можно сказать, что умные счетчики фиксируют сколько энергии и затрат на неё было потрачено в определенном месяце, показания передаются на оплату без участия человека. Данная технология представляет широкий спектр предоставляемых услуг.
Так что же такое «Умный дом?»
Понятие «Умный дом» появилось еще в 1985 году, тогда в США была разработана система «Unity», которая управляла безопасностью дома. В настоящее время «Smart Home» подразумевает под собой не только управление безопасностью, технология регулирует и контролирует более сложные процессы. В концепцию «Умный дом» включены датчики и управляющие элементы, исполнительные устройства, которые настраиваются и программируются под потребности определенного пользователя. Управляющие элементы получают сигнал с датчиков и контролируют работу устройств, которые исполняют задачу, следуя заданным алгоритмам. Система отслеживает и регулирует отопление и охлаждение дома, охранную и пожарную сигнализацию, видеонаблюдение и освещение.
«Умный дом» объединяет показания “умных” приборов и трансформирует пользователю в удобном для него виде – на экран телевизора или смартфона.
Главная задача «Интернет вещей» и в частности «Умного дома» – это упрощение и существенная экономия средств и времени. Разработчики IoT – технологии также сделали большой шаг вперед в не самую очевидную, но важную область здравоохранения – медицину.
«Умная медицина, её бурное развитие в течение пяти следующих лет»
Аналитики компании Markets and Markets считают, что в ближайшие пять лет медицина станет самым быстрорастущим сегментом «Интернет вещей».
«Интернет-вещей» в медицине – это сеть подключенных медицинских девайсов, которые собирают данные и передают их в ИТ-систему для дальнейшего анализа. Девайсами могут быть носимые устройства, мобильные приложения, таблетки, смарт-кровати и умные измерительные устройства.
Технология – IoT в медицине изменит лечение пациентов, отслеживание состояния, сбор информации в принципе.
Решения – IoT будут предоставлять данные по текущему состоянию пациента, следить за его изменениями и автоматически предупреждать о потенциальных проблемах до того, как они станут критическими. Анализ данных с помощью устройств направлен на улучшение диагностики состояния пациентов. Постоянное наблюдение за пациентами позволят врачам иметь целостную и актуальную картину.
Датчики и умные устройства с мобильными и веб-приложениями приведут к уменьшению использования энергоемкого медицинского оборудования и сокращению операционных расходов.
Умные таблетки, беспроводные пластыри, коробка для лекарств с напоминанием о времени употребления лекарств и громкого сигнала в случае забытой таблетки – примеры медицинских IoT-устройств.
«Умный ритейл» или как будут выглядеть магазины будущего?
В будущем датчики, радиомаяки и другие устройства IoT реализуют индивидуальный подход к каждому покупателю. «Интернет вещей» подскажет, где находится «подключенный» покупатель и как ему найти необходимый продукт.
Так продавец владеет полной информации о потенциальном покупателе: что ест, какой размер одежды, каким брендам отдает предпочтение. Тем самым, он в моменте может отправить уведомление через приложение о новых продуктах, товарах, акциях и спецпредложениях тогда, когда потенциальный покупатель переступает порог магазина.
Аналитика в реальном времени. IoT-технология будет обеспечивать анализ количества проданных единиц, проследит за лидирующими товарами. Если главенствующий фактор при выборе товара – цена, то технология автоматически скорректирует цену в сторону понижения или повышения, чтобы достичь максимального объема продаж.
Уже в ближайшие пять лет, магазины и производства будут применять IoT технологию в своей работе. Данная технология коснется товарных запасов на складе. Технология позволит отслеживать закупку, привоз, обеспечит отсутствие переизбытка товара, который не пользуется спросом, наладит систему поставок.IoT-технологии смогут обеспечить компаниям и магазинам снижение переменных и постоянных издержек, скорректирует спрос и предложение, а самое главное, что даже не придется тратиться на дополнительный персонал.
Интернет вещей в ближайшее время перевернет представление людей о покупках, упростит этот процесс, благодаря автоматизации.
Носимые устройства
Огромную популярность получили «умные» помощники в виде носимых устройств на руке. Это девайсы «Интернет вещей», которые являются измерителями физических показателей человека. «Умные» браслеты это полноценные гаджеты для контроля здоровья. Устройства также подсчитывают шаги, анализируют активность и предоставляют пользователю отчет. Аналитики подсчитали, что в 2025 году количество гаджетов «Интернет вещей» будет составлять около 27 млрд единиц – против 8,5 млрд сегодня.
В будущем планируется масштабная разработка различных браслетов. Например, браслеты, оказывающие экстренную помощь солдатам, контролирующие воздействие солнечных лучей на кожу человека. Идея парных браслетов набрала наибольшую популярность, так как принцип работы стал привлекателен для многих влюбленных: при касании одного браслета, передается сигнал через расстояние к другому человеку. Взаимодействие через расстояние – оказалось вдохновляющей IoT- технологией. Носимые устройства будущего обеспечат визуальный контакт с врачом, приятелем или партнером.
Умные машины
Многим людям уже довелось сесть за руль «умной машины», и большинство из них считают, что это один из лучших вариантов применения IoT. В данный момент мы можем использовать сенсоры и подключение к интернету, прогревание автомобиля заранее. Всё это гарантирует нам максимальный комфорт.
Таким образом, вскоре беспилотные автомобили изменят наше представление о реальности. Мы увидим такси под управлением искусственного интеллекта.
«Умные машины» будут самостоятельно оценивать ситуацию на дороге, скорректируют маршрут без участия человека. С развитием IoT-технологии автомобили не смогут обойтись без подключения к Интернету. С его помощью будет осуществляться обновление транспортных карт и оценка дорожной ситуации.
«Internet of things» Наши ожидания и реальность
За последние 50 лет произошел рост в области искусственного интеллекта.
Гаджеты «Интернет вещей» начали коренным образом менять взаимодействие человека с миром. Развитие технологии приведет к глобальной телекоммуникационной инфраструктуре, которая наладит выполнение многих процессов в автоматическом режиме. «Интернет вещей» возьмет на себя бытовые проблемы человека, чтобы тот, в свою очередь, использовал время более эффективно. Устройства помогут человечеству оптимально распоряжаться ресурсами – теплом, водой и электроэнергией.
В данный момент рынок «Интернет вещей» стремительно набирает обороты, за счет увеличения объемов выпуска новых девайсов. Скорее всего, в 2024 году датчики будут установлены практически на всех устройствах для выполнения задач устройством без участия человека.
Компании и современное общество продолжают проявлять интерес к «Интернет вещей» , они возлагают большую надежду на развитие IoT-технологии и процент от инвестиций в настоящих условиях.
Технология «Интернет вещей» изменит мир благодаря сплоченному взаимодействию всех участников – от пользователя до правительства.
С развитием Iot-технологии все больше физических предметов будут подключаться к сети и взаимодействовать друг с другом. IoT превратится в особенную инфраструктуру современного человека, где каждое действие будет подчинено искусственному интеллекту. В ближайшие 5 лет «Интернет вещей» поспособствует повышению образа и качества жизни человечества.
Умный интернет вещей — кто он и с чем его едят? / Habr
Тренд интернета вещей сейчас набирает всё большую популярность. Чаще всего понятие интернета вещей неразрывно связано с чем-то умным: умные дома, умный транспорт, умные предприятия… Но когда смотришь на эту интеллектуальность внимательнее, то часто разочаровываешься: удаленное управление лампочкой в доме — это в лучшем случае автоматизация, но никак не умный дом. Кажется, что и интернет получается не таким уж и умным… А что же такое умный интернет вещей?Вообще, историю интернета можно разделить на 4-5 этапов, сейчас мы находимся в эпоху Интернета вещей (Internet of things, IoT). Кратко его можно описать так: увеличение количества устройств, взаимодействующих не только с пользователями, но и друг с другом. Т.е. каждая кофеварка имеет доступ в сеть — но вот для чего ей этот доступ нужен, только предстоит решить.
Появление интернета вещей — это довольно ожидаемый шаг, ведь лень — двигатель прогресса. Зачем подходить к телевизору для переключения каналов, если можно придумать дистанционный пульт управления, зачем нажимать кнопочку на кофеварке, если можно сделать это в смартфоне или настроить правило, чтобы кофе наливался сам… Удобно ли это? Что произойдет, если человека нет дома или свет в настроенное время ему не нужен?
Дом получился не «умным», ведь такой подход слабо меняет ситуацию: человек по-прежнему должен все контролировать, он – центр управления всего. Получается, это “всего лишь” автоматизация. При этом я прекрасно оцениваю мощь прогресса, которая к ней привела. Просто хочется чего-то большего, нужен “умный” интернет.
Что в моем понимании означает умный интернет вещей? Это интернет вещей, который позволит изменить парадигму достижения результата: хочется задавать цели, а не способы их достижения.
- Умный интернет вещей – постоянная поддержка человека предметами, которые его окружают.
- Умный интернет вещей – это прозрачность процессов, это ориентация на результат.
- Умный интернет вещей – это говорить не как надо делать, а что должно получиться.
Как этого достичь технически?
Во-первых, мультиагентные технологии — они уже везде и всюду, и интернет вещей без них невозможен. Каждому участнику из реального мира (т.е. каждому человеку и каждому устройству) ставится в соответствие программный агент — объект с некоторой степенью интеллектуальности, представляющий его интересы в мире виртуальном. Виртуальный мир можно назвать в некоторой степени улучшенной копией нашей жизни: там есть те же участники, которые чаще всего следуют заранее установленным и известным правилам, предоставляя достоверные ответы на заданные вопросы, честные и открытые — альтруисты, в общем. При этом взаимосвязь реального и виртуального миров двунаправленная: решения из виртуального мира отдаются в реальность для исполнения, а все события реального мира (очень часто непредвиденные) отражаются на мире виртуальном.
Как живут и работают агенты
Жизненный цикл агентов довольно прост. Сначала они воспринимают информацию из внешнего мира. Потом ее нужно обработать, т.е. запланировать некие действия. Ну а действия уже нужно выполнить – отдав соответствующие команды в реальный мир.Получается, что в нашем “умном” доме агент человека постоянно общается с агентами кофеварки, лампочек и прочих холодильников — отдавая им команды и обмениваясь информацией. Что-то похожее мы видим в оффлайне: допустим, человек хочет запустить стирку. Он загружает вещи в стиральную машинку, хочет засыпать порошок и понимает, что его не хватит для стирки. После чего идет в магазин, покупает порошок и вновь пытается запустить стирку. Хорошо еще, если кондиционер для белья у него есть и в магазин больше идти не надо.
Смоделируем эту ситуацию с точки зрения агентов, при этом помним, что каждый агент у нас знает всю информацию о своей физической сущности.
Тогда агент стирального порошка попросит закупиться им еще до того, как запасы будут исчерпаны. Как он попросит? Скорее всего, он попадет в очередь к агенту покупок и куплен будет именно тогда, когда у человека будет физическая возможность его принести — или даже будет заказана доставка, без участия человека. Удобно ли это? Да. Сложно ли это? Тоже да. Возможно ли это? И снова да.
Все это кажется чересчур уж далеким будущем. Но вспомним о такой чудесной вещи, как онтологии. Это относительно универсальный и машиночитаемый способ представления знаний, причем знания там могут быть описаны самые разные. В онтологии мы можем описать важные для нас концепции, описать логические правила — а наши интеллектуальные агенты использовать эти знания для достижения и взаимодействия целей.
Можно ли разработать одну универсальную онтологию, которая будет содержать все нужные для умного интернета вещей знания? Наверное, да. Но каким должен быть объем этой онтологии, страшно даже представить. Гораздо более простым кажется возможность поддержки онтологий предметных областей — и, при необходимости, матчинга между ними.
Получается, что пользователь может создать онтологию дома, онтологию рабочего пространства — и данные, описанные в них, должны иметь соответствие. При таком подходе получается, что у нас может быть и “умный” офис, и “умный” дом.
Онтология для логики работы
Наиболее частый способ применения онтологий – это лишь способ хранения знаний, которые жестко структурированы. При этом знания эти, как правило, говорят лишь о некой сущности физического мира. А почему бы не пойти дальше и не хранить в онтологиях и правила взаимодействия, логику работы умного интернета вещей? На практике это может выглядеть так: при создании агент смотрит на сущность, к которой он относится. Для корректного понимания свойств этой сущности агент должен обратиться к онтологии – оттуда он почерпнет информацию, что может делать эта сущность, какие у нее потребности. А знает ли он, как достичь эти потребности, как применить ее способности? Эта информация тоже лежит в онтологии! Рассмотрим пример – покупку кондиционера. При подключении кондиционера в общую сеть у него появляется программный агент. Агент этот может знать о своем предназначении. Тогда ему достаточно лишь заявить о себе: «Я агент кондиционера! Я могу охлаждать! Я хочу тратить энергию! Я могу ломаться! Я хочу профилактику раз в год!»
Эти сообщения должны получить все заинтересованные участники – например, агент дома, который отвечает за потребление электричества. Дальше эти два агента должны будут договариваться о потреблении энергии в доме – интернет вещей должен быть экономным. При этом агент кондиционера может повлиять на другие процессы, потребляющие энергию – в случаях, когда поддержание высокой температуры дома имеет высокий приоритет.
Агент кондиционера и сам может нуждаться в информации. Например, неплохо было бы учитывать текущую температуру за окном и прогноз на день-два: тогда можно не охлаждать дом в жару перед сильным похолоданием. Как можно получить необходимые данные? Надо узнать из онтологии, кто может их предоставить.
Умный интернет вещей – это только умный дом?
Все примеры выше – про интернет вещей в быту, про умные дома. Но это не единственная область применения столь мощных технологий. Предприятия уже сейчас проявляют большую заинтересованность к интернету вещей. Так, Airbus в своем отчете о предприятиях будущего видит IoT одной из важных технологий.
Попробуем определить, как интернет вещей может применяться на современных предприятиях. На таких предприятиях, как правило, есть множество разных станков, множество разных заказов на производство продукции, множество разных технологических процессов. Вообще, там много всего разного. И, конечно, в интеллектуальных системах интернета вещей этих предприятий будет множество разных агентов. Все эти агенты обязаны входить в единое информационное пространство – тогда применение интернета вещей позволит показать более высокую эффективность. Рассмотрим пример – агент заказа на производство продукции хочет, чтобы его выполнили. Для этого ему надо найти свободных рабочих – и поиск надо начинать именно со своего цеха! А если в цеху свободных рабочих нет, у всех высокая занятость, то логично будет попробовать найти этих людей где-то еще. Чтобы найти свободную рабочую силу с определенными компетенциями, надо понять, а где вообще ее искать. Для этого достаточно «всего лишь» обратиться к онтологии, которая подскажет, в каком цехе обитают рабочие с нужными возможностями. А после ответа уже начинать общение с этими цехами и пытаться найти работников для выполнения заказа.
Другой пример – это агент станка, который сам стать проактивным и искать себе работу. Этому агенту надо понять, какие заказы он может выполнять – для этого ему нужна информация о заказах и технологических процессах их выполнения. Если такая информация у него уже есть, то агент станка может из онтологии определить, кто принимает решение о планировании этих заказов – и пытаться переманить их к себе. Как правило, решение может принимать либо сам заказ, либо менеджер этого заказа – человек.
Стоит отметить, что в описанном интеллектуальном интернете вещей человек является полноправным участником всех процессов – он постоянно видит актуальную информацию, может считать цену произведенной продукции по-настоящему честно. При этом конечное слово в принятии решений может оставаться за ним – но ему будет предоставлена качественная поддержка для этого принятия, а решение будет полностью прозрачным и гибким.
Сетецентрический принцип
Разумеется, все наши сферы жизни (в которых, я уверен, будет интернет вещей), будут тесно пересекаться. Крайне важно, чтобы пересечение таких сфер было жизнеспособным и полезным пользователю. Ведь если в этих наших интернетах каждая область будет использовать свои собственные стандарты взаимодействия, то ни к чему хорошему это не приведет.В 80-х годах прошлого века маршал Советского Союза Н.В. Огарков сформулировал сетецентрический подход относительно ведения боевых действия (а в США эти идеи получили развитие благодаря вице-адмиралу ВМС Артуру Себровски и профессору Джону Гартска). Согласно этому подходу все ресурсы, которые способны выполнить задачу, должны входить в одну информационную сеть и уметь обмениваться информацией для выполнения этой задачи. Ничего не напоминает? Интернет вещей — это крайне логичное применение сетецентрического подхода, ведь он использует современные информационные технологии для интеграции распределенных элементов в глобальную систему, способную к адаптации под изменяющиеся условия внешнего мира.
Краткие выводы
Интернету вещей — быть, в этом уже никто не сомневается. Быть ли умному интернету вещей — это большой вопрос, но хотелось бы, чтобы он был. Повлиять на эту ситуацию могут компании, участвующие в разработке ПО и железа для интернета вещей. Каким я вижу это влияние? Хочется, чтобы были единые и внятные стандарты, которые будут применимы везде и всюду. Хочется, чтобы было единое и внятное понимание, каким должен быть интернет вещей. Хочется, чтобы этот умный интернет вещей появился как можно скорее.
Спасибо!
Интернет вещей — что это такое и как работает? Перспективы IoT
«Интернет вещей» – технология, позволяющая объединить в сеть посредством Интернета устройства, выполняющие различные цели и задачи — начиная от холодильника и телевизора, и заканчивая, дата – центрами и фермами для майнинга.
Столь впечатляющие перспективы этой технологии позволяют реализовать самые интересные проекты в промышленности, связи, финансовой сфере, логистике. Причем в доме у обычного человека IoT также востребован, упрощая его повседневный быт, высвобождая массу времени для творческой деятельности.
В этой статье будет рассказано о том, что такое IoT, кем и для чего он был придуман, как все это работает. Также будет обращено внимание на то, какие области практического использования IoT уже есть и какие имеются у него перспективы в будущем.
Навигация по материалу:
Как появился IoT?
Интернет — вещей (IoT), как технология, своему появлению обязана имплементации технологии радиочастотного обмена между устройствами, способными коммуницировать в общей сети.
Впервые презентация этой инновационной технологии была произведена в 1999 году в Массачусетском университете для фармацевтической компании «Проктер энд Гэмбл». Основная цель такой презентации была доказать эффективность использования радиочастотных меток в системах складской и торговой логистики.
Для такого крупнейшего производителя потребительской косметики подобная схема управления логистикой была одним из способов получения конкурентного преимущества на рынке. В качестве радиочастотного спектра предусматривалось использование не только диапазона частот ВЧ и СВЧ, но и излучений инфракрасно спектра.
Позднее для IoT была разработана унифицированная технология RFID.Базовой платформой коммуникации стал высокоскоростной интернет (3G и 4G), с помощью которого можно комбинировать сети любой сложности, где участвуют устройства различной конфигурации и назначения.
Как работает интернет вещей?
О том, что IoT прочно входит в нашу повседневную жизнь можно признать состоявшимся фактом. Как показывает статистика, на текущий момент объем рынка услуг IoT составляет 600 млрд. долларов. Количество подключенных к сети Интернета различных устройств, сопряженных с ИВ составляет 8.4 млрд. единиц, превысив население Земли.
Но эти цифры хоть и дают представление о рынке IoT, все же не объясняют как работает IoT.В качестве наглядного примера того, как в действительности работает ИВ, в чем смысл его существования, можно привести несложную сеть. Например, в рамках концепции проекта «Умный дом». В эту небольшую сеть объединены три устройства – холодильник, микроволновая печь и кофеварка. Теперь посмотрим, как все это работает в действительности.
Холодильник собирает, агрегирует и обрабатывает всю информацию, относящуюся к продуктам питания обитателей дома. Сюда относится отслеживание времени пополнения запасов, вплоть до производства соответствующих заказов в интернет магазинах или супермаркетах. Смарт –холодильник выполняет последовательно функции:
- сканирование информации по поступающим продуктам – вес, качество, сроки годности, цены, которые есть на маркированных упаковках.
- следит за расходованием продуктов, исходя из количества членов семьи, объема, периодичности потребления тех ли иных продуктов. Он может принимать в расчет физиологические нормы – жирность, калорийность, наличие белков, сахара и т.п.
- по мере снижения уровня запасов продуктов, сигнализирует через приложение на смартфон владельцу о том, что необходимо закупить продукты, в каком количестве и где это лучше всего сделать.
- вполне возможна опция, что холодильник сам через интернет осуществляет заказы в супермаркете по выгодным ценам, Например, он отслеживает конъектуру цен по специальным приложениям или сайтам — агрегаторам типа «Агро 24», где происходит мониторинг цен по всем торговым сетям страны.
- получая от кофеварки и микроволновой печи данные о том, как часто варится кофе, какого сорта, что разогревается в микроволновке на завтраки, холодильник производит обработку этой информации. Затем он включает в свой пакет заказов и продукты, которые готовятся на этих двух домашних приборах.
Это самый простой алгоритм работы IoT в домашних условиях. Если его расширить дальше, то сформированная смарт — холодильником информация в виде заказа продуктов, может быть передана в службу курьерской доставки. Продукты будут доставлены по адресу, либо дроном, либо беспилотным автомобилем.
И еще один немаловажный момент. Для того чтобы вся эта система полноценно работала, кроме датчиков, сенсоров, соответствующих приложений и ПО, необходима система оплаты услуг, которые предоставляются через IoT. Это может быть обычный формат электронных денег, списываемых с банковских карточек. Но все большее распространение в IoT приобретают расчеты, основанные на использовании криптовалют. С их помощью платежи делаются быстро, надежно, в любое время суток, в любой точке мира.
Развитие беспроводных сенсорных сетей
Интернет вещей – строится на базе разветвленной сети различных устройств, сенсорных датчиков и других приборов, считывающих, фиксирующих определенные физические параметры. Изначально вся концепция IoT строилась на использовании технологии радиочастотной идентификации (англ. Radio Frequency Identification; RFID) и беспроводной сенсорной сети (БСС),
Эта распределенная сеть предусматривает использование одного или нескольких радиочастотных каналов. Через каналы связи, объединенные в сеть устройства, взаимодействуют друг с другом. Площадь покрытия таких локальных сетей может составлять от нескольких десятков метров до нескольких квадратных километров. Основным радиочастотным каналом, которой будет использован в IoT, является диапазон частот от 3 до 3.9 ГГц. Этот диапазон частот выбран не случайно. Он сопрягается с частотами, на которых, как предполагается, будет работать спутниковый сегмент широкополосного Интернета (проекты One Web или Sky Link).
Все устройства IoT используют технологию RFID, работая по принципу обнаружения и идентификации специальных электронных меток или маркеров (транспондеров). Т.е. система в чем — то аналогична той, что используется в военной авиации — «свой — чужой».
Опознанные как свои устройства объединяются в единую информационную сеть и выполняют те или иные задачи. Например, электронные метки на продуктах, устанавливаемые в магазинах, помогают в дальнейшем смарт – холодильникам реализовать программу управления запасами продовольствия в конкретном доме.
Реальные примеры использования IoT
Примеров того, как используется IoT в реальной жизни, бизнесе или научных исследованиях немало. В частности это:
- концепция «умного офиса». где вся офисная техника — компьютеры телефоны, принтеры, сканеры, мультимедийное оборудование объединены в единую беспроводную локальную сеть .
- использование IoT в сельском хозяйстве. Например, применяют для автоматического поддержания климатического режима на фермах, в теплицах, управление внесением удобрений, подачи корма животным или птицам.
- в жилищном городском хозяйстве. Например, в Шотландии компания Glasgow iOpt Assets использует IoT для оптимизации наполнения квартир социального жилья. Также она управляет издержками на базе анализа потока жильцов, погодных условий, нормы отопления, водоснабжения.
- в России наиболее примечательным фактом использования IoT является национальная информационная спутниковая система « Эра – Глонасс». С ее помощью не только обеспечивается безопасность конкретного водителя, но анализируется и оптимизируется траффик транспорта в городе.
Перспективы IoT в ближайшем будущем
По сферам применения и перспективам использования рынок IoT можно структурировать следующим образом:
- На первом месте IoT востребовано в сфере робототехники и автоматизации производства. Уже существуют сборочные предприятия полного цикла, где нет ни одного человека.
- На втором месте по востребованности — сфера логистики . Сюда входят транспортная логистика, складская и внутризаводская.
- На третьем месте — системы В2С (бизнес – клиент). Для них важен аспект оптимизации издержек продаж товаров. Это интернет — магазины и супермаркеты, службы доставки, маркетинга и рекламы, сервисные бизнесы, в том числе и финансовые услуги.
Остальные места по приоритету использования IoT в ближайшей перспективе занимают такие области человеческой деятельности, как здравоохранение, образование, энергетика, безопасность.
Как прогнозируют эксперты через несколько лет (к 2025 году ), общий оборот индустрии IoT в суммарном годовом выражении будет составлять не менее 1 трлн. долларов.
Проблемы и уязвимости интернета вещей
Интернет вещей — это общая концепция бесконтактной связи и взаимодействия различных технических систем. Эти инновационные схемы, начиная от форматов «Умный дом» и заканчивая беспилотными автомобилями, позволяют сформировать уникальное жизненное пространство, где человек освобождается от выполнения множества рутинных задач. Многие жизненно важные функции передаются фактически под контроль машин.
Однако есть ряд проблем информационной безопасности IoT. Эти проблемы были освещены в специальном докладе, сделанном Национальном разведывательным Советом США. В этом документе были обозначены критические точки уязвимости IoT и подобных ему интеллектуальных систем (Доклад по теме «Disruptive Civil Technologies» 2008 г.). В частности это такие риски как:
- компрометация конфиденциальности систем коммуникаций используемых в IoT. Например, сенсорные датчики, используемые в схеме «Умный дом». Это приложения геолокации, вмонтированные в мобильные гаджеты. Устройства видеофиксации в автомобиле. Все они могут быть использованы третьей стороной. Это может быть несанкционированное считывание информации, получение данных о местонахождении пользователя или объекта.
- системы защиты информационных каналов IoT предусматривают протокол авторизации. Это протокол сложен, из — за конфигурации используемых криптографических ключей. Кроме того, иногда авторизация может быть невозможна в принципе, так как сенсорные датчики ИВ имеют только одностороннюю связь.
- уязвимость, связанная с использованием программного обеспечения (ПО), начиная с этапа его разработки и заканчивая дальнейшим распространением среди клиентов.
- IoT предусматривает создание сетей, работающих по принципу М2М т.е. «машина –машина». Увеличение сложности таких сетей неизбежно увеличивает риски (в геометрической прогрессии) некорректного функционирования. Они напрямую не могут быть предотвращены человеком или оператором.
Насколько важна проблема информационной безопасности IoT, как системы, доказывает относительно недавний факт. IT — компания «Proofpoint» выявила факт несанкционированного доступа к своим информационным базам данных. Фишинговая атака была осуществлена не хакерами, а ботнетом. Эта вредоносная программа на 1\3 была скомпилирована не человеком, и она пользовалась для своей атаки «взломанными» роутерами, мультимедийными комплексами, смарт – телевизорами, и такими же «умными» холодильниками.
5 / 5 ( 43 голоса )
The following two tabs change content below.Материал подготовлен редакцией сайта «Майнинг Криптовалюты», в составе: Главный редактор — Антон Сизов, Журналисты — Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн.
Интернет вещей (IoT) – вызовы новой реальности / Gemalto Russia corporate blog / Habr
В основе концепции IoT лежит повсеместное распространение интернета, мобильных технологий и социальных медиа, при этом сама идея поддерживается нашим стремлением сделать мир удобнее, проще, продуктивнее и безопаснее в самом широком смысле.
Производители потребительских устройств и промышленного оборудования, автопроизводители и сервисные компании, разработчики ПО и сетевого оборудования – все они работают над созданием огромной экосистемы IoT, в которой представлено множество умных, подключенных к сети устройств. Производителей из самых различных отраслей привлекает потенциал IoT и возможность удовлетворить потребности потребителей.
Сокращение издержек
Например, компания General Electric использует Интернет вещей для профилактического обслуживания реактивных двигателей и для прогнозирования потенциальных неисправностей еще до того, как они проявили себя в полную силу. Кроме того, отслеживаемые полётные данные позволяют минимизировать издержки на топливо и повысить эффективность.
ThyssenKrupp Elevator обслуживает более 1,2 миллионов лифтов по всему миру.
Возможность профилактического, упреждающего техобслуживания, реализованная благодаря внедрению IoT технологий от Microsoft, гарантирует высокое время наработки на отказ, и компания уже отметила снижение количества обращений в службу техподдержки.
Новые источники дохода
Возможность создания дополнительных источников дохода за счет продажи услуг с добавленной стоимостью (VAS) и использования инновационных бизнес-моделей, таких как (Product-as-a-Service, PaaS). Практикуемые компанией Rolls Royce контракты на почасовой основе (Power-by-the-Hour), позволяют операторам приобретать двигатели с оплатой фиксированной суммы за час полёта, а не с предоплатой за весь двигатель сразу.
Снижение количества судебных разбирательств и сокращение соответствующих издержек, связанных с утечками данных
Согласно исследованию, проведённому IBM совместно с институтом Ponemon, в среднем утечка данных обходится компаниям в 3,79 млн. долларов. Укрепление безопасности позволяет снизить подобные риски.
Новые возможности для создания партнёрских отношений
Интернет вещей открывает новые рынки и обеспечивает новые возможности для создания партнёрских отношений. Например, Google работает над созданием программного обеспечения, которое поможет автопроизводителям разрабатывать беспилотные автомобили.
Улучшение взаимоотношений с заказчиками
Особенно это важно для тех производителей, которые не поддерживают связи с пользователями после продажи устройства. Например, Intel добавил интеллектуальную систему для торговых автоматов, благодаря чему производители смогут осуществлять продажу пакетных приложений типа 2 в 1, предоставлять скидки и реализовывать программы поддержки лояльности для повышения продаж.
Обеспечение непрерывности бизнеса
С учетом количества вовлечённых в экосистему игроков (OEM-производители, поставщики услуг связи, поставщики облачных услуг, независимые разработчики программных продуктов и т.д.), крайне важно, чтобы все элементы в экосистеме были защищены, чтобы исключить возможность сбоев. Надежная защита обеспечивает бизнесу преимущества за счет непрерывности процессов взаимодействия с заказчиками.
В окружении умных вещей
От крошечных датчиков до громадных машин, Интернет вещей (IoT) и индустриальный Интернет вещей (M2M – machine-to-machine) расширяются на огромной скорости. Так в Intel посчитали, что 10 лет назад было только 2 миллиарда смарт-объектов, связанных с беспроводным миром, а IDC оценили количество подключенных устройств к 2020 году уже в 200 миллиардов.
К чему же стоит приготовиться потребителям и производителям в связи с таким драматическим расширением сети подключенных устройств?
Практически любое подключенное устройство, начиная со смарт-телевизора, фитнес-трекера или системы домашней безопасности и заканчивая принтерами, автомобильными системами или лампочками с управлением по сети, рано или поздно подвергалось взлому. Ниже мы приведем несколько наглядных примеров таких взломов:
Более 8000 человек стали жертвами хакерской атаки, когда хакеры из группы Anonymous вторглись в инфраструктуру европейского космического агентства и похитили имена, адреса электронной почты и пароли людей, которые затем были опубликованы в виде трёх дампов данных на сервисе justpaste.it
Компания Symantec использует особым образом настроенные компьютеры Rasberry Pi, чтобы привлечь внимание к лежащим на поверхности уязвимостям в фитнес-трекерах. Эксперты по безопасности обнаружили, что некоторые из этих устройств позволяют злоумышленникам с лёгкостью следить за местоположением трекеров.
Эксперты по безопасности из компании Proofpoint обнаружили, что в праздничный период 2014 года подключенный к Интернету холодильник использовался для отправки более 75000 спам-сообщений и фишинговх писем.
Хакер и эксперт в вопросах кибербезопасности Крис Робертс (Chris Roberts) из фирмы One World Labs в Денвере, США, сумел взломать бортовую развлекательную систему в самолёте и, согласно ордеру ФБР от апреля 2015 года, перехватить управление самолётом.
Передовая система сигнализации на железнодорожном транспорте, предназначенная для управления движением всех поездов в Великобритании, также может быть подвергнута взлому, что потенциально может привести к серьезным последствиям – об этом профессор Дэвид Стаплс (David Stupples) сообщил службе BBC. Компания Network Rail, которая проводит испытания европейской системы управления железнодорожным транспортом, подтвердила наличие потенциальной угрозы.
Stuxnet – первый компьютерный червь, который способен перехватывать и модифицировать поток данных между программируемыми логическими контроллерами марки SIMATIC S7 и рабочими станциями SCADA-системы SIMATIC WinCC фирмы Siemens. В июне 2010 года вирусу Stuxnet удалось проникнуть в компьютеры иранской атомной станции в Бушере, Иран в результате чего общее количество поражённых червем компьютеров составило 60% от всех инфицированных систем в стране. Позже стало известно, что вирус был разработан совместно разведывательными службами США и Израиля. Им была успешно заражена компьютерная система ядерной программы Ирана (подтвердила Хилари Клинтон).
Всё больше автомобилей сегодня получают доступ в сеть, но что, если автомобиль станет объектом хакерской атаки Журналист Wired Энди Гринберг (Andy Greenberg) выяснил это на собственном опыте, когда управление его автомобилем – Jeep Cherokee – было перехвачено на скорости 110 км/ч на шоссе в Сент-Луисе.
Те же исследователи в сфере безопасности утверждают, что сегодня около 471 тысячи автомобилей можно взломать практически из любой точки мира – для этого злоумышленнику нужно только знать IP адрес атакуемого автомобиля.
Защищенные интерфейсы
В случае Интернета вещей одним из основных элементов, которому необходимо уделять максимум внимания становится сама вещь или объект. Будь то автомобиль, умный счетчик или трекер здоровья – все они неожиданно становятся вовлечены в сетевое взаимодействие, при этом некоторые из IoT устройств могут обслуживать критически важную инфраструктуру – водопроводы, энергосети, систему здравоохранения или транспорта, что делает их потенциальной мишенью для промышленного шпионажа, DoS-атак (Denial of service – отказ в обслуживании) и иных хакерских атак. Для предотвращения ущерба механизмы безопасности необходимо предусмотреть еще на этапе проектирования, чтобы можно было управлять передаваемой информацией в движении и контролировать, кто именно получает к ней доступ.
В качестве примера можно привести случай взлома радио-няни Foscam, информация о котором была опубликована в 2015 году. Объектом атаки хакеров стала семья, пользовавшаяся беспроводной IP видео-няней Foscam, при этом хакер получил контроль над камерой и следил за перемещениями по комнате, в которой она была установлена. Еще большую опасность может представлять получение злоумышленниками доступа к промышленным и корпоративным системам, как это уже было продемонстрировано в ряде случаев.
- Многообразие видов подключений. Существует очень много способов подключения, наиболее распространенными из которых на сегодняшний день являются мобильные сотовые сети, Bluetooth и WiFi, но с расширением сценариев использования более часто могут встречаться и сравнительно новые сетевые технологии, такие как LoRa, UNB, PLC, BTLe малого радиуса действия, Weightless, LTE-M и ZigBee. Каждая новая сетевая технология вместе с возможностями несёт с собой и новые угрозы.
- Многообразие отраслей. С учётом повсеместного распространения Интернета вещей – от крупномасштабных промышленных систем, таких как парки ветрогенераторов, до носимых устройств – везде существует своя собственная экосистема. Модели безопасности могут отличаться, но в них есть как минимум одна общая черта: во всех этих случаях речь идёт о сборе огромных массивов данных. И чем более сложная эта информация, тем более она чувствительна к взлому.
Мобильная угроза
Учитывая огромные объёмы информации, генерируемые подключенными устройствами, приоритеты должны смещаться в сторону защиты тех данных, которые действительно важны. Первый шаг в создании инфраструктуры безопасности заключается в исследовании видов встречающихся угроз. Помимо фишинга, DoS и DDoS атак и физического вторжения в эру гаджетов получил широкое распространение взлом приложений. Сегодня на рынке представлены специальные автоматизированные инструменты для взлома, многие из которых распространяются бесплатно. Дело в том, что в отличие от централизованных веб-окружений, мобильные приложения существуют в рамках никак не регулируемой экосистемы мобильного устройства. Незащищенный программный код мобильных приложений (тот самый, который вы загружаете, когда устанавливаете приложение, например, из магазина AppStore или Google Play.) позволяет злоумышленникам легко и непринуждённо модифицировать эти приложения и использовать их в своих интересах.
В результате подобных атак девять из десяти организаций (90%) испытывали негативные последствия для своей коммерческой деятельности, в том числе задержки с развитием продуктов или сервисов (31%), снижение продуктивности своих сотрудников (30%), снижение потребительской уверенности (28%) и определенное давление (24%). Всё это указывает на весьма значительные негативные последствия утечек данных, которые негативным образом сказываются как на корпоративной репутации, так и на общих результатах деятельности компаний, а также на уверенности их заказчиков в данной отрасли.
Необходимость двойного действия: конфиденциальность vs аутентификация
Первый важный шаг в обеспечении безопасности устройства заключается в том, чтобы гарантировать, что пользователь действительно является тем, за кого себя выдаёт, и действительно имеет право для доступа к этому устройству. Процедура аутентификация является важным аспектом при работе с подключенными устройствами. Например, когда мы открываем свой умный автомобиль с помощью мобильного телефона, мы хотим быть уверены, что никто кроме нас не сможет этого сделать.
Но на самом деле автомобили далеко не всегда обладают хорошей защитой, как можно подумать! Австралийский исследователь в области безопасности Сильвио Сезаре (Silvio Cesare) продемонстрировал уязвимость в устройстве электронного замка автомобиля, в результате которой он сумел отключить сигнализацию и проникнуть в автомобиль, не оставив после себя никаких улик для полиции. При этом для получения доступа к автомобилю он использовал простейшую программно-определяемую радиосистему (software defined radio) и антенну, с помощью которых он мог перехватывать и отправлять беспроводные сигналы.
Поставщики оборудования также должны быть авторизованы для доступа к удалённому устройству. Производитель электромобиля Tesla оповещает водителей о доступности обновления прошивки и о том, когда это обновление будет загружено. Таким образом, водитель понимает, что обновление было получено непосредственно от Tesla, и что это не попытка злоумышленника проникнуть в систему. Для более надежной аутентификации всё чаще используются биометрические данные, например, отпечатки пальцев или сканирование сетчатки, которые позволяют достоверно подтвердить, что мы являемся именно теми, за кого себя выдаём.
Принципы защиты Интернета вещей
Анализ ситуации показывает необходимость использования комплексного и научно-обоснованного подхода к обеспечению безопасности Интернета вещей:
Оценка рисков – для разработчика важно понимать все потенциальные уязвимости. Методология оценки должна охватывать вопросы обеспечения конфиденциальности, безопасности, предотвращения мошеннических действий, кибератак и кражи интеллектуальной собственности. Оценка рисков отнюдь не является простой задачей, поскольку киберпреступники находятся в постоянном поиске и постепенно осваивают всё новые и новые виды угроз. И поскольку универсального решения для нейтрализации этих угроз не существует, на этом этапе рекомендуется пригласить для консультаций эксперта в области безопасности.
Обеспечение безопасности на этапе проектирования – ключевой момент заключается в том, что безопасность устройства должна учитываться на этапе проектирования. Сюда относится безопасность в конечных точках и профилактические меры, в том числе создание защищенного ко взлому аппаратного и программного обеспечения.
Обеспечение безопасности данных – строгая аутентификация, шифрование и безопасное управление ключами шифрования должны использоваться для защиты информации, как хранящейся на устройстве, так и в момент её передачи.
Управление жизненным циклом – обеспечение безопасности не следует рассматривать как обособленный процесс, который достаточно выполнить один раз и забыть о нём. Крайне важно, чтобы устройства, использующиеся в экосистеме Интернета вещей, были защищены на протяжении всего их жизненного цикла, не важно, идёт ли речь о самостоятельном продукте, или о некой системе, например, интегрированной в автомобиль.
Преимущества полностью подключенного мира
Со временем потребители будут воспринимать удобства Интернета вещей как должное, и будут полностью уверены в его безопасности. Кроме того, будут реализованы и другие преимущества Интернета вещей: увеличение эффективности в различных отраслях, снижение издержек для отрасли здравоохранения, внедрение энергосберегающих технологий в городах. Однако вопрос безопасности остается ключевым. Его решение – в руках профессионалов.
Уже разрабатываете под IoT и хотите погрузиться в тему глубже, или только начинаете свое знакомство? Присоединяйтесь к нашим ближайшим вебинарам по теме:
- Can This Code Be Trusted? («Можно ли доверять этой программе?»)
Время: 20 апреля (среда), 04:00 pm CET
Ведущий: Stephen Helm, Sr. Product Marketing Manager, Crypto Management – Gemalto
Ссылка для участия: www6.gemalto.com/e/51442/webcast-6319-201859/63n6k9/294289732 - The Hybrid-Cloud Cocktail — What Mix is Right For you? («Гибридное облако – как лучше смешивать?»)
Время: 21 апреля (четверг), 05:00 pm CET
Ведущий: Falco Christow, Product Manager, Crypto Management – Gemalto
Ссылка для участия: www6.gemalto.com/e/51442/webcast-6319-201861/63n6kc/294289732