Интернет вещей (IOT): недавнее прошлое и недалекое будущее

Термин «интернет вещей» все чаще встречается в самых различных сферах современной жизни. Однако далеко не все знают, что это такое, для чего нужно и какие возможности перед человеком открывает это явление.

Основы понятия

Кому и для чего нужны подобные технологии? Интернет вещей (от англ. «Internet of Things, IoT») – это, по сути, та же глобальная сеть, только в ней объединены не люди, а вещи. При этом под «вещами» подразумеваются самые разнообразные предметы: от бытовой техники до автомобилей, от предметов обстановки до обычных домашних тапочек.

Что предлагает интернет вещей человеку сегодня и в каких сферах используется? Внутри своей сети все эти предметы могут общаться между собой при помощи специальных электронных устройств, встроенных в них. При этом взаимодействие между объектами сети происходит без участия человека.

Специалисты определяют интернет вещей как максимально усовершенствованную автоматизацию, в процессе которой для обмена данными вещи используют протоколы TCP/IP. Что ждет IoT и людей в будущем? Понять разницу между обычной автоматизацией и интернетом вещей поможет пример работы устройства для приготовления кофе.

Для того чтобы запустить работу автоматизированной кофеварки пользователь должен:

• включить устройство;
• засыпать в него кофейные зерна;
• залить воду;
• выбрать подходящий режим.

Только после этого кофемашина способна приготовить свежий ароматный напиток.

Что же должна уметь «самостоятельная» кофеварка:

1. Она должна вести учет остатков кофейных зерен.
2. Планировать время покупки новой партии кофе.
3. Составлять список.
4. Оптимизировать покупки (в случае, когда заканчивается сахар, система кофеварки должна самостоятельно вносить корректировки в список необходимых покупок).
5. Согласовывать составленный список с пользователем.
6. При утверждении списка отправлять уведомления человеку перед его походом в магазин.
7. Уметь обучаться. То есть она должна запоминать предпочтения хозяина (например, в сочетании сорта кофе и вида сахара).

То есть при использовании IoT в процессе приготовления кофе человек будет принимать минимальное участие.

История появления

Исследователи считают, что история интернета вещей началась в 1926 году. Именно тогда Никола Тесла впервые заговорил о том, что в будущем все предметы будут объединены в единую систему. А управление этими предметами будет осуществляться с помощью устройств, легко помещающихся в кармане.

Начало воплощения идеи принадлежит выпускнику Массачусетского технологического института Джону Ромки, который в 1990 г. подключил свой тостер к интернету. Этот тостер стал первым зарегистрированным объектом в интернете вещей.

После этого развитие IoT пошло уже более ускоренными темпами. В 1999 г. еще один выпускник MIT Кевин Эштон разработал систему управления промышленными объектами через глобальную сеть. По его задумке для контроля наличия товаров на складе необходимо было использовать специальные радиомаячки. С помощью этих устройств в любой момент могло быть отслежено местонахождение любой партии товара (маячки передавали информацию напрямую в сеть).

Внедрение этой технологии позволило поставщикам и ритейлерам оперативнее реагировать на изменение спроса на рынке – товары отправлялись именно туда, где были нужнее всего. Эштон же впервые озвучил и термин «интернет вещей». В этом же году при университете был образован Центр автоматической идентификации (Auto-ID Center) благодаря разработкам которого концепция IoT получила широкую известность.

Дальнейшее развитие технологии легко проследить по графику:

Собственно, переход от интернета людей к интернету вещей был осуществлен в 2008 г., когда количество устройств в сети превысило количество пользователей-людей. К этому моменту во всемирной паутине уже было зарегистрировано свыше 6 млрд. вещей.

Кому и зачем нужен

Технология IoT – это не просто «умные» дома и бытовые приборы, это то, что способно полностью изменить экономику и экономические взаимоотношения в мире. Современные эксперты представляют следующий сценарий использования интернета вещей различными структурами:

Нынешнее время

В настоящее время в глобальной сети зарегистрировано более 20 млрд. всевозможных вещей (и это количество продолжает стремительно расти), и технология IoT широко применяется практически повсеместно. Машины заменяют человека на самых сложных и ответственных участках тяжелой индустрии, в сельском хозяйстве и других сферах жизнедеятельности.

В промышленности благодаря данной технологии удается сократить затраты, снизив аварийность, уменьшив потери сырья и более экономно расходуя ресурсы. В энергетике интернет вещей способствует повышению эффективности выработки и распределения электроэнергии. В транспортной инфраструктуре хорошо зарекомендовали себя системы безопасности и экомониторинг, осуществляемый без вмешательства человека. Также активно внедряется данная технология в жилищно-коммунальном хозяйстве, медицине и других секторах.

Самые яркие примеры нынешнего использования интернета вещей:

1. Яндекс навигатор, которым активно пользуются водители ряда стран. Собирая информацию о координатах транспортного средства, направлении его движения и скорости, система автоматически обрабатывает данные и предлагает водителю наиболее удобные варианты передвижения (с объездом пробок и других возможных препятствий на пути). Весь процесс осуществляется без вмешательства человека.
2. «Умные» приборы учета расхода ресурсов (электроэнергия, вода, газ). Такие счетчики передают сведения о потреблении ресурсов посредством сети сразу поставщику. В результате последнему не приходится прибегать к услугам жилищных компаний или специальных обходчиков (контролеров) для проверки и сверки показаний.
3. Мусорные баки, самостоятельно прессующие мусор внутри себя и оповещающие дворников о наполнении.

Но все это только то, что видит и использует в быту обычный человек. На самом деле использование интернета вещей уже значительно шире. Так, IoT используется при выращивании томатов и хлопка в Израиле. Здесь в более чем половине хозяйств применяются системы для контроля влажности, температуры и других характеристик грунта. Собранная информация обрабатывается и передается оператору вместе с оценкой состояния растения и рекомендациями по улучшению последнего. А в США при помощи данной технологии осуществляется внесение органических удобрений в почву.

Современные объекты интернета вещей могут общаться между собой посредством wi-fi, Bluetooth, LPWAN, BLE, Ethernet, RFID, ZigBee и других видов беспроводных технологий. На сегодняшний день специалисты разделяют интернет вещи на два основных сегмента, в каждом из которых имеется несколько ниш:

Проблемы интернета вещей и пути их решения

Еще не так давно препятствием на пути развития интернета вещей стояла нехватка IP-адресов. Но современный интернет-протокол IPv6 предоставляет практически бесконечное количество таковых. Однако трудности развития технология IoT на этом отнюдь не закончились. На сегодняшний день наиболее актуальными считаются:

1. Обеспечение бесперебойного питания приборов, подключенных к сети, ведь без питания они просто выпадут из системы и цепочки взаимодействия будут нарушены. Постоянная замена батареек не способна решить эту проблему (к тому же это может усугубить проблемы другого характера, например, экологические). Выход из этой ситуации специалисты видят в том, чтобы «умные» вещи самостоятельно обеспечивали себя энергией – получали ее, например, от солнечного света, ветра, вибраций.
2. Наличие бесперебойной же связи с глобальной сетью. Ведь далеко не во все вещи можно вставить модуль беспроводного доступа к интернету. Для преодоления этой преграды ученые постоянно трудятся над созданием микрочипов с минимальным потреблением энергии, которые можно было бы помещать даже в самые маленькие устройства.
3. Отсутствие единого центра. Это одна из наиболее актуальных, важных и труднорешаемых проблем. Заключается она в том, что сегодня существует большое количество систем, никак не взаимосвязанных между собой (одна система управляет промышленностью, другая – транспортом), а для полноценного функционирования интернета вещей все они должны взаимодействовать. На сегодняшний день данная проблема еще не решена, но над ней трудятся большое количество организаций, стремясь привести все сети к единому стандарту. При этом планируется, что в центре всего этого сообщества будет находиться не человек, а какой-либо девайс, который будет осуществлять контроль деятельности всех участников интернета вещей.
4. Отсутствие единого стандарта. Для того чтобы система заработала в полном объеме, все входящие в нее объекты должны «разговаривать на одном языке». На данный момент, учитывая то, что над усовершенствованием интернета вещей трудятся разные компании и каждая из них работает самостоятельно, разработка этого стандарта невозможна.

Кроме того, прежде чем говорить о полноценном интернете вещей, разработчикам придется решить еще одну проблему, имя которой – безопасность. Ведь если сеть с данными взломает хакер, то он сможет не только узнать все о каком-то конкретном человеке, но и, вмешавшись в структуру, привести к сбою в экономике целых стран.

Будущее

Несмотря на проблемы и преграды, интернет вещей продолжает развиваться, и эксперты прогнозируют, что всего через несколько лет количество девайсов, подключенных к IoT, достигнет 50 млрд. Эти же специалисты говорят о том, что все проблемы, мешающие создать полноценную систему, в которой все функции исполняют машины, в конце концов будут решены.

В результате уже в обозримом будущем люди смогут жить в «умных» жилищах, которые будут не только самостоятельно открывать ворота гаража и двери дома, но и поддерживать максимально комфортный микроклимат в помещениях, следить за наличием продуктов в холодильнике и своевременно пополнять их, заказывать правильные лекарства для своего хозяина после предварительной «консультации» с врачом. Словом, человек получит максимально комфортные условия существования. Вот только хорошо это или не очень — покажет время.