Зачем вещам интернет?::БИТ 03.2018
 
                 
Поиск по сайту
 bit.samag.ru     Web
Рассылка Subscribe.ru
подписаться письмом
Вход в систему
 Запомнить меня
Регистрация
Забыли пароль?

Календарь мероприятий
май    2018
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

показать все 

Новости партнеров

18.05.2018

22 мая в 15-00 состоится ежегодная конференция корпорации IBM Think Москва 2018.

Читать далее 

18.05.2018

ГУУ на IUNC Eurasia 2018: международное партнерство и экспорт российского образования

Читать далее 

18.05.2018

Первая Межрегиональная конференция по информационной безопасности в СКФО

Читать далее 

18.05.2018

ИД «Коммерсантъ» рад пригласить вас принять участие в бизнес-клубе «Финансовый супермаркет. Финансы для всех», который состоится 28 мая в Гостинице «Националь» (Москва, ул. Моховая, д. 15/1, стр. 1), зал «Псков».

Читать далее 

18.05.2018

Антивирус Dr.Web включен в список услуг группы компаний «АйТи-Сервис»

Читать далее 

18.05.2018

Общественная палата предложила усыновлять детей через блокчейн

Читать далее 

18.05.2018

Итоги второго дня PHDays 8: Games Over

Читать далее 

показать все 

Статьи

26.04.2018

Зачем вещам интернет?

Читать далее 

26.04.2018

Опрос. IoT на распутье

Читать далее 

26.04.2018

Опрос. Кто боится админа?

Читать далее 

26.04.2018

Какие инновации изменят нашу жизнь в ближайшие пять лет?

Читать далее 

16.03.2018

Когда в России появится свой «Алибаба»?

Читать далее 

21.04.2017

Язык цифр или внутренний голос?

Читать далее 

16.04.2017

Планы – ничто, планирование – все. Только 22% компаний довольны своими инструментами для бизнес-планирования

Читать далее 

16.04.2017

Цифровизация экономики

Читать далее 

23.03.2017

Сервисная компания – фея или Золушка?

Читать далее 

17.02.2017

Информационные технологии-2017

Читать далее 

показать все 

Зачем вещам интернет?

Главная / Архив номеров / 2018 / Выпуск №03 (76) / Зачем вещам интернет?

Рубрика: Интернет вещей


 Алексей ЛагутенковMBA Kingston University UK, ITSM Manager, MCSE+I, MCSE:S:M, MCDBA, MCDST

Зачем вещам интернет?

Зачем вещам интернет?Что если у меня дома слишком много электричества и я вдруг захотел его продать? Что важного может рассказать ваша личная кофемашина, скажем, городу Сочи? Вопросы странные, но в их основе лежит вполне реальная концепция «интернет вещей»

Интернет вещей (англ. IoT – Internet of Things) в понимании большинства – явление простое и незамысловатое. Действительно, приделаем, скажем, к кофеварке плату с процессором и Wi-Fi-модулем, и кофеварка уже не просто девайс, но «интеллектуальное устройство, работой которого можно управлять через интернет». Правда, возникает вопрос: зачем управлять кофеваркой через интернет? Нет, не то, чтобы кто-то против прогресса, но в получившуюся «интеллектуальную машину для варки кофе» хорошо бы сначала засыпать этот самый кофе, а потом не забыть забрать готовый напиток, пока он не остыл. В общем, полезность такого устройства пока что весьма обсуждаема.

Однако ИТ-профессионалы придерживаются другой точки зрения. Согласно исследованиям IDC (один из главных в мире поставщиков информации о рынке информационных технологий), всемирные инвестиции в IoT составили в 2016 году $737 млрд, в 2017-м – более $800 млрд, а к 2021-му вырастут до $1,4 трлн.

Согласно ежегодному исследованию «Экспорт российской индустрии разработки программного обеспечения» от НП «Руссофт» за 2017 год, расходы одних только российских компаний на продукты и услуги, связанные с интернетом вещей, за 2017-й составили 85 млрд руб., а доходы от обслуживания этого рынка 7,6 млрд руб. Таким образом, практическое осмысление сложных вещей на простых примерах в современном обществе, видимо, работает так себе. В свете приведенных выше цифр теоретические сложности «интеллектуальной кофеварки» выглядят уже совсем не серьезно. Предметная область IoT, по всей видимости, гораздо шире и глубже, чем это может показаться на первый поверхностный взгляд.

Интернетом вещей (IoT) называют сеть физических устройств, оснащенных интеллектуальной электроникой, программным обеспечением, датчиками, актуаторами (устройствами, осуществляющими управляющее воздействие на объекты физического мира), а также средствами связи. Сами «физические устройства» IoT могут быть чем угодно: бытовой техникой, транспортными средствами, медицинским оборудованием, устройствами мониторинга окружающей среды и т.д.

Термин «интернет вещей» был придуман Кевином Эштоном в 1999 году и изначально применялся к системам радиочастотной идентификации на базе RFID. В начале 2000-х еще не было тех коммуникационно-вычислительных возможностей, которые доступны в году 2018-м, поэтому удаленная идентификация любых объектов с помощью QR-кодов или RFID выглядела максимально инновационно. Хотя даже если бы ту, первоначальную, концепцию 1999 года удалось бы реализовать и оснастить все объекты в мире машиносчитываемыми идентификаторами, то только это внесло бы огромные изменения в повседневную жизнь. Появился бы тотальный контроль и учет любых запасов, начиная от складов хранения и логистических центров и заканчивая обычными бытовыми холодильниками.

Однако мир не пошел по пути абсолютной идентификации всего и вся. В 2005 году концепция IoT полностью поменялась. В опубликованной статье [1] китайский ученый предложил изменить точку зрения на саму суть интернета вещей. В новой теоретической модели объективную реальность было предложено поделить на три мира: физический, ментальный и виртуальный.

В получившуюся «интеллектуальную машину для варки кофе» хорошо бы сначала засыпать этот самый кофе, а потом не забыть забрать готовый напиток, пока он не остыл

Согласно новой концепции физический мир включает в себя все природные, искусственные объекты и материалы, а также физические устройства и сети. Ментальный мир – идеалы, религии, нравственность, культура, искусство, научное знание, то есть все объекты и явления, которые представляют собой субъективную реальность, – происходит из мысли, эмоций и воображения.

Виртуальный мир – среда, построенная искусственно с помощью компьютерных моделей, которая позволяет видеть, слышать и ощущать несуществующие объекты с помощью средств вычислительной техники.

В идеале должна будет возникнуть автономная, устойчивая, разумная среда, в которой общество и природа будут развиваться совместно. Согласно новой концепции географически рассредоточенные пользователи с помощью такой среды могли бы совместно решать задачи, используя сеть для обмена материалами, энергией, технологиями, информацией и услугами. Эта концепция вполне устраивала ИТ-сообщество больше десяти лет.

Однако с 2005 года идеи IoT заметно эволюционировали благодаря сближению множества технологий. Современный IoT опирается на встроенные системы, беспроводную связь и искусственный интеллект как в виде аналитики в реальном времени, машинного обучения и анализа Big Data, так и на ряд специфических разновидностей ИИ, например таких, как роевой интеллект.

Современный IoT уже позволяет удаленно контролировать миллионы объектов в рамках существующей сетевой инфраструктуры, что помогает связывать виртуальные сущности компьютерного мира с предметами и явлениями мира физического. Понятие интернета вещей с каждым годом трактуется все шире. Возможность подключения к устройствам IoT датчиков и исполнительных механизмов уже позволяет говорить о появлении «кибер-физических» систем (англ. Cyber-physical systems, CPS), к которым относят «умные дома», корпоративный и промышленный интернет вещей, умные сети электроснабжения (англ. Smart Grids) и виртуальные электростанции (англ. Virtual power Plants, VPP) и даже «умные города».

«Умный дом», пожалуй, самое простое применение IoT. Сюда относятся управление освещением и электропитанием (умные шторы, выключатели и розетки), вентиляцией, кондиционированием воздуха и отоплением. Это позволяет управлять микроклиматом дома в зависимости от влажности и содержания углекислого газа внутри помещения и погоды на улице. Умные домашние системы безопасности позволяют как вести видеонаблюдение, так и блокировать дом в случае нарушений периметра. Всевозможная бытовая техника: стиральные машины, духовки или холодильники могут быть интегрированы, например, с системой интеллектуального управления, которая запустит стиральную машину или электрическую духовку в отсутствие хозяев на пике производительности солнечных батарей, чтобы свести затраты на электроэнергию к минимуму.

Для удаленного управления всей этой техникой чаще всего используется Wi-Fi, реже связь в диапазоне 433 мГц. Обычно все компоненты «умного дома» подключаются к центральному устройству – концентратору, который взаимодействует с программным обеспечением планшета или смартфона или же доступен посредством облачного сервиса.

Во всем мире становится популярным увлечение самостоятельной генерацией электричества физическими лицами с помощью энергии ветра и солнца. Еще бы! Приличный ветряной генератор на 0,4 кВт уже стоит сейчас на AliExpress около 11 000 руб., а комплект солнечных батарей и того меньше

Для производственных нужд существует своя разновидность IoT – индустриальный интернет вещей (англ. Industrial Internet of Things, IIoT). С помощью IIoT можно не только оптимизировать управление конкретным локальным производством, но и построить открытую сеть автоматического интеллектуального взаимодействия между производителем оборудования, сервисными центрами, которые обслуживают это оборудование, и потребителем. Такой подход обычно реализуется с помощью облачных сервисов, к которым подключены различные участники рынка, что позволяет обслуживать проданное клиенту оборудование заранее, до возникновения неисправности. Потребитель в таком случае получает сервисное обслуживание в формате 24/7 и отсутствие простоев.

В самых продвинутых бизнес-моделях потребитель вообще не приобретает промышленное оборудование в собственность, а оплачивает только производимую техникой полезную работу. Например, поставщик сельскохозяйственной техники John Deere берет деньги только за время непосредственного применения их тракторов в сельскохозяйственных работах, а производитель промышленных компрессоров Kaeser выставляет счета только за объемы произведенного на их оборудовании сжатого воздуха.

В автомобильный транспорт IIoT пришел в виде приложений для смартфонов, которые в простейшем случае выполняют функции навигаторов и мониторов загруженности дорог, но также служат для создания сложных решений, таких как «Яндекс Такси», GetTaxi и т.д. В ближайшем будущем ожидается интеграция навигаторов и агрегаторов транспортных услуг с беспилотным транспортом на базе искусственного интеллекта.

Еще одно направление развития IIoT – управление энергией. Эта область подразумевает взаимодействие умных сетей электроснабжения (англ. Smart Grids, SG), умных счетчиков (англ. Smart Meters, SM) и виртуальных электростанций (англ. Virtual Power Plants, VPP).

Умные сети электроснабжения – это модернизированные электрические сети, которые используют коммуникационные каналы и информационные технологии для сбора информации о производстве и потреблении электроэнергии. В ближайшем будущем устройствами IoT планируется оборудовать все энергопотребляющие устройства, которые смогут напрямую общаться с поставщиком электроэнергии и активно балансировать потребление электричества. Наверное, нет смысла упоминать, что все эти устройства будут управляться удаленно, через интернет. Кроме того, умные счетчики, работающие в рамках расширенной измерительной инфраструктуры (англ. Advanced Metering Infrastructure, AMI), смогут не только собирать данные о конечных потребителях энергии, но и управлять распределением электричества, например, во время пиковых нагрузок.

Виртуальная электростанция (VPP) или облачная электростанция представляет собой систему, объединяющую электроэнергию из гетерогенных распределенных энергетических источников: дизельных генераторов, тепловых электростанций, возобновляемых источников энергии (ветряки, солнечные батареи, гидроэлектростанции и т.д.). VPP – это балансирующий механизм всей энергетической системы, управляющий поведением как производителей, так и потребителей. Например, она может регулировать выработку электричества во время пиковых нагрузок. Кроме того, это эффективный инструмент регулирования отношений с клиентами, поскольку гарантирует потребителям бесперебойную поставку энергии, низкие цены и точный биллинг. Примеры виртуальных электростанций существуют в Соединенных Штатах, Европе и Австралии.

Интернет вещей уже в ближайшие два-три года составит половину от всех устройств, подключенных к сети, и, по-видимому, продолжит рост. Экономический потенциал внедрения многих из решений в России – огромен!

Во всем мире становится популярным увлечение самостоятельной генерацией электричества физическими лицами с помощью энергии ветра и солнца. Еще бы! Приличный ветряной генератор на 0,4 кВт уже стоит сейчас на AliExpress около 11 000 руб., а комплект солнечных батарей и того меньше. Однако что делать после того, когда все домашние аккумуляторы заряжены? Куда девать избыток энергии? Smart Grids и Virtual Power Plants помогут решить эту проблему. Поставщик электричества выкупит все излишки энергии у индивидуала, а во время пиковых нагрузок, пасмурных или безветренных дней с удовольствием продаст эту энергию ему же обратно. Таким образом налаживается эффективное экономическое и энергетическое взаимодействие поставщика и потребителя даже на уровне отдельно взятого домохозяйства.

В России более 2,5 млн км линий электропередач, около 500 000 подстанций и 700 электростанций мощностью более 5 МВт, внедрение IoT в электроэнергетике может стать одной из первостепенных задач ближайшего будущего. Интеграция SG, SM и VPP, а также организация энергетического взаимодействия с физическими лицами, самостоятельно вырабатывающими энергию, может дать стране колоссальный экономический эффект!

Мы вплотную подошли к самому интересному явлению в мире IoT, конгломерату разнородных концепций: «умным городам» (англ. Smart City). Объяснить несколькими словами, что есть «умный город», непросто, поскольку понятие это весьма широкое. С одной стороны, это территория, на которой интегрировано в единую систему множество информационно-коммуникационных технологий и различных физических устройств, которые оборудованы различными типами датчиков, предоставляющими информацию из самых разных областей.

«Умные часы». Электронная плата на переднем плане – это миниатюрный веб-сервер, который содержит также Wi-Fi-модуль. Вся система сконфигурирована таким образом, чтобы часы подключались к интернет-серверам точного времени – NTP. В результате пропадает необходимость устанавливать и корректировать время, поскольку периодически «умные часы» самостоятельно обращаются к NTP и поправляют показания времени

«Умные часы». Электронная плата на переднем плане – это миниатюрный веб-сервер, который содержит также Wi-Fi-модуль. Вся система сконфигурирована таким образом, чтобы часы подключались к интернет-серверам точного времени – NTP. В результате пропадает необходимость устанавливать и корректировать время, поскольку периодически «умные часы» самостоятельно обращаются к NTP и поправляют показания времени

Кроме датчиков, информацию городу могут предоставлять непосредственно сами граждане и их гаджеты, умные дома, системы управления дорожным движением и беспилотный транспорт, умные электросети и счетчики, умные системы водоснабжения и управления отходами, правоохранительные, учебные, медицинские и развлекательные системы. С другой стороны, вся эта система дает возможность городу автоматически предоставлять множество услуг гражданам, а чиновникам – взаимодействовать с инфраструктурой города, следить за общественно значимыми событиями и тем, как развивается город.

Пока что это самое передовое направление развития IoT, и в настоящее время между учеными все еще идет дискуссия о том, что именно можно называть «умным городом», а что есть частный случай применения конкретных технологий. Интерес к концепции «умных городов» возник на волне глобальных изменений в экономике, таких как развитие онлайн-торговли, стареющее население и рост плотности городского населения. Многокилометровые пробки на автодорогах и многочасовые очереди в государственные учреждения уже давно сделали очевидным тот факт, что так, как это было в XX веке, современные города, к сожалению, функционировать не могут.

В 2014 году премия «Мирового умного города» досталась Тель-Авиву, в 2015 году Барселона заняла первое место в рейтинге «умных городов» мира. Наиболее продвинутыми техническими решениями в Барселоне можно назвать умную сеть автобусного транспорта, трафик которой оптимизируется с помощью ИИ, а также интеллектуальные светофоры, использующие оптимизаторы в виде роевого интеллекта. Реализация умной системы полива растений в парке «Дель-Центр-де-Поблену» также заслуживает внимания. Интеллектуальные измерители влажности почвы подключены к IoT. Получившаяся система, с одной стороны, оптимизирует расход воды, с другой – поддерживает необходимое для растений количество влаги в почве.

В 2017 году принято решение внедрять концепцию «умный город» в Сочи [2]. Концепцию разработал Национальный исследовательский институт технологий и связи (НИИТС).

24 января 2018 года на персональном сайте мэра Москвы Сергея Собянина появилось сообщение о том, что в столице также планируется начать реализацию концепций «умного города» [3].

Однако «умные города» – это не высшая точка развития современного общества. Ученые предсказывают, что в недалеком будущем «умные города», возможно, начнут перерождаться в «виртуальные города», где множество функций будет реализовано в киберпространстве с отражением в реальный мир с помощью актуаторных систем самого разного направления. Таким образом, возникнет гибридный конгломерат, объединяющий реальных граждан и виртуальные компьютерные сущности, вероятно, с помощью элементов дополненной реальности. «Виртуальные города» позволят решать множество внутригородских задач, не выходя из дома, устраняя таким способом проблему расстояний, дорожного трафика и экономии ресурсов. С высокой вероятностью данный концепт будет полезен в России, где географические расстояния между объектами огромны, что затрудняет эффективное управление.

Концепция «умных» и тем более «виртуальных городов» нравится не всем. Многие критики указывают на проблемы информационной безопасности в таких сообществах. Уже сейчас, согласно результатам исследования «Лаборатории Касперского», инциденты с устройствами интернета вещей входят в тройку угроз с наибольшим финансовым ущербом для компаний. Главной текущей проблемой безопасности IoT «Лаборатория Касперского» называет отсутствие единых стандартов и унификации практик и политик безопасности [4].

Другие критики видят проблему в чрезмерной концентрации конфиденциальной информации, централизовано собираемой со всех жителей, в одном месте. Практически вся жизнь каждого городского жителя становится прозрачной и доступной для любого рода манипуляций.

Несмотря на множество теоретических моделей, на практике пока никто не знает, в какую сторону будет развиваться интернет вещей в ближайшие десять или даже пять лет. Прогресс движется слишком быстро. Преобразятся ли в ближайшее время наши города и населенные пункты в «умные» или даже «виртуальные города», мы очень скоро узнаем. Пока же развитие технологий опережает даже большинство теоретических научных моделей. Интернет вещей уже в ближайшие два-три года составит половину от всех устройств, подключенных к сети, и, по-видимому, продолжит свой рост. Экономический потенциал внедрения многих из перечисленных решений в России – огромен! Сможем ли мы достойно принять этот вызов?

  1. The Future Interconnection Environment, April, 2005, Hai Zhuge.
  2. В Сочи приступили к разработке системы «умный город», 05 апреля 2017 – http://old.sochiadm.ru/press-sluzhba/79405/.
  3. Электронный дом: как управлять своим домом, если нет времени и не знаком с соседями, 24 января 2018 – https://www.sobyanin.ru/elektronnyi-dom-kak-upravlyat-svoim-domom-esli-net-vremeni-i-ne-znakom-s-sosedyami?utm_medium=cta3&utm_campaign=confirmLR5&utm_source=s1%CE%BCid=58fd0fcb-2996-4696-911b-cd6a8fb6833d&utm_content=db9c0a5352c6c1081601723928b231d7&inv=&category=04a6660a-c3fe-4fc3-84a6-60afd7dc9422.
  4. «Лаборатория Касперского» помогла разработать международные рекомендации по защите промышленного интернета вещей. Агентство Европейского союза по сетям и информационной безопасности (ENISA) опубликовало рекомендации по обеспечению безопасности IoT-устройств в контексте объектов критической инфраструктуры – https://www.kaspersky.ru/about/press-releases/2017_international-recommendations-for-the-industrial.

В начало⇑

 

Комментарии отсутствуют

Комментарии могут отставлять только зарегистрированные пользователи

Выпуск №04 (77) 2018г.
Выпуск №04 (77) 2018г. Выпуск №03 (76) 2018г. Выпуск №02 (75) 2018г. Выпуск №01 (74) 2018г.

           

Tel.: (499) 277-12-41  Fax: (499) 277-12-45  E-mail: sa@samag.ru

 

Copyright © Системный администратор

  Яндекс.Метрика