Введение

С момента своего создания целью Интернета было соединить людей, находящихся в разных местах, с помощью простых устройств, таких как телефоны, настольные компьютеры и т.д., обеспечивая быстрое общение и взаимодействие, таким образом, превращая мир в глобальную деревню.

Интернет во многом помог в этом благодаря различным протоколам, обеспечивающим связь между датчиками и облаком в управлении и передаче информации.

Благодаря обширным научным исследованиям, Интернет перешел от простого соединения людей к соединению "вещей", таких как цифровые системы, машины, приборы, промышленные инструменты и т.д., и созданию процессов, которые могут контролировать и регулировать взаимодействие между соединенными вещами и Интернетом. Другими словами, IoT - это технология, которая обеспечивает связь между вещами, системами и людьми, делая их адаптируемыми и отзывчивыми системами и повышая их эффективность, что приводит к снижению затрат.

В этой статье мы узнаем об Интернете вещей, о том, как он работает, о его пользе для человечества, а также о последних разработках в этой бурно развивающейся отрасли.

Что такое Интернет вещей (IoT)?

Интернет вещей (IoT) относится к совокупности всех тех устройств (телефоны, телевизоры, камеры, сигнализация, погодные системы, дверные звонки, носимые устройства и т.д.), которые могут собирать данные из окружающей среды с помощью датчиков и исполнительных механизмов и отправлять эти собранные данные в Интернет, где может происходить их обработка.

Интернет вещей объединяет повседневные вещи или предметы с интернетом, позволяя обеспечить эффективную связь и взаимодействие между этими предметами. Все, что может подключаться к Интернету, собирать и обмениваться данными, является частью Интернета вещей.

Большинство устройств IoT имеют в начале своего названия слово smart, например, смартфоны, умные часы, умные холодильники, умные фермы, умные дома и т.д.

Технология, лежащая в основе интернета, стремится интегрировать повседневные объекты/вещи с интернетом. Технология, лежащая в основе IoT, заключается в использовании датчиков и исполнительных устройств, которые помогают умным предметам автоматически передавать данные в Интернет и из Интернета, позволяя осуществлять определенные взаимодействия внутри этих предметов в их непосредственном окружении.

Концепция интернета вещей была впервые использована Питером Т. Льюисом в фонде Congressional Black Caucus в 1985 году. По словам г-на Льюиса, "Интернет вещей, или IoT, - это интеграция людей, процессов и технологий с подключенными устройствами и датчиками для обеспечения возможности удаленного мониторинга, состояния, манипулирования и оценки тенденций развития таких устройств."

Более того, Корнелиус "Пит" Петерсон, генеральный директор компании NetSilicon, определяет Интернет вещей как "просто момент времени, когда к Интернету подключено больше вещей или предметов, чем людей".

Однако фраза "Интернет вещей" была разработана в 1999 году Кевином Эштоном, соучредителем Центра автоидентификации в Массачусетском технологическом институте (MIT), в презентации, которую он сделал для компании Procter & Gamble (P&G). Он считает, что радиочастотная идентификация (RFID) очень важна для Интернета вещей. Основной темой Интернета вещей является встраивание мобильных приемопередатчиков малого радиуса действия в различные гаджеты и предметы повседневной необходимости для обеспечения новых форм коммуникации между людьми и вещами, а также между самими вещами.

IoT стремится облегчить взаимодействие между объектами через подключение к Интернету, тем самым снимая акцент с людей и перенося его на предметы.

Более того, появление недорогих компьютерных чипов и телекоммуникаций с высокой пропускной способностью привело к взрывному росту подключения миллиардов устройств к Интернету, по оценкам, к 2050 году будет подключено 50 миллиардов устройств.

Промышленный Интернет вещей (IIoT)

Промышленный Интернет вещей (IIoT) - это применение технологии IoT в различных отраслях промышленности и компаниях для повышения эффективности, увеличения выпуска продукции, снижения трудозатрат и мониторинга оборудования, посредством интеграции датчиков, процессоров и исполнительных механизмов.

IIoT идет другим путем, но работает с существующими технологиями, такими как облако, аналитика, машинное обучение, робототехника и искусственный интеллект, чтобы достичь нового уровня автоматизации. Это помогает соединять и передавать информацию или сигналы между оборудованием.

Эта новая технология подняла производительность труда в промышленности на небывалую высоту, одновременно снижая опасность на производстве и обеспечивая эффективность при снижении затрат.

Применение Интернета вещей

Интернет вещей совершает революцию в том, как мы живем, как мы взаимодействуем с объектами в нашем окружении и выполняем наши ежедневные задачи дома, на производстве или в компаниях, а также в наших сообществах. Важность этого можно почувствовать в следующих секторах:

Производство: Применение технологии IoT и некоторых смежных технологий, таких как искусственный интеллект, робототехника и облачные вычисления, значительно повысило производительность, эффективность и безопасность работников. Автоматизация заменила многие виды ручной работы.

Технология IoT оказала значительное благотворное влияние на обрабатывающую промышленность, и она стала свидетелем более широкого использования инноваций, возникающих благодаря технологии IoT.

IoT не только увеличит интерактивность, но и повысит эффективность, производительность и безопасность.

Здравоохранение: Применение технологий и, в частности, IoT, позволило доставлять медицинские услуги пациентам, не выходя из дома. IoT обеспечивает эффективное дистанционное взаимодействие между врачом и пациентом, особенно если пациент страдает от смертельно опасного заболевания, например, COVID -19. Врач не обязательно должен находиться в непосредственной близости, чтобы назначить лечение, он может сделать это с помощью IoT-устройств и технологий.

Кроме того, эта технология значительно улучшила анализ медицинских данных пациентов, поскольку они автоматизированы, что позволяет врачам принимать обоснованные решения и ставить правильный диагноз.

Сельское хозяйство: оптимальное использование этой технологии на сельскохозяйственных угодьях обеспечит производительность и высокие урожаи сельскохозяйственной продукции.

Технология IoT значительно поможет обеспечить производство и доступность продовольствия за счет использования умного сельскохозяйственного оборудования, такого как умные тракторы, умные сеялки и комбайны, и подключения этих устройств к Интернету. Это поможет получить более точный анализ данных о почве и сельскохозяйственном оборудовании, а также облегчит цепочку поставок скоропортящихся культур.

Управление домом: умные дома имеют несколько функций, которые обеспечивают комфорт, такие функции включают автоматическое освещение, которое включается, обнаружив Ваше присутствие в комнате, или может быть активировано голосом. Технология также открывает и закрывает двери, позволяя уполномоченным лицам иметь доступ в Ваш дом.

Кроме того, IoT отслеживает управление температурой и автоматически настраивается на наиболее оптимальную температуру в зависимости от окружающих и погодных условий. IoT действительно привносит роскошь в нашу жизнь и делает ее более комфортной.

Образование: использование дополненной реальности, чтобы дать студентам возможность лучше узнать реальных животных и даже тех, которые исчезли из жизни, например. динозавров, используют технологию IoT.

Как работает Интернет вещей?

IoT работает посредством сбора и обмена данными между различными интеллектуальными устройствами и Интернетом и объединяет такие новые технологии, как недорогие вычисления, облачные вычисления, аналитика данных и мобильные технологии.

Основной принцип работы включает:

• Уровень датчиков/устройств:
  Умные устройства - это вычислительные устройства, которые собирают данные из окружающей среды на основе определенных триггеров и передают их в облако (Интернет) через программные приложения Интернета вещей (IoT Apps).

Кроме того, устройства smart/IoT включают в себя датчики, способные чувствовать, вычислять и соединяться с другими устройствами. Уникальные идентификаторы (UID) - это датчики, которые делают идею IoT возможной, потому что без наличия датчиков вся идея IoT была бы фарсом.

• Уровень связи:
  Этот уровень отправляет данные в облако с помощью Интернета через радиометки, Bluetooth, WiFi, NFC и т.д.

• Слой обработки данных (облако):
  Этот слой обрабатывает все данные, полученные от слоя датчиков, и анализирует их с помощью различных алгоритмов, основанных на типе собранных данных, чтобы получить значимую информацию и закономерности, и решение принимается на основе имеющейся информации. После проведения анализа результаты передаются на IoT-устройство через графический интерфейс пользователя (GUI).

Кроме того, облако позволяет загружать большие строки или наборы команд или сенсорных данных, передавать их с одного объекта на другой, а облачные вычисления обеспечивают надежную защиту данных благодаря сквозному шифрованию.

• Прикладной уровень или графический интерфейс пользователя (GUI):
  Этот уровень является видимым для нас и передает данные, проанализированные уровнем обработки. Этот слой включает в себя результаты обработки бэкенда, которые отображаются на IoT-устройстве.

Более того, этот слой действует как интерфейс между сторонними приложениями и структурами.

Рассмотрение дизайна IoT

Существует несколько факторов, которые необходимо учитывать перед выбором решения IoT, а именно:

• Интероперабельность
• Функциональность
• Безопасное хранение
• Возможность подключения и создания
• Криптографический контроль
• Управление питанием
• Характеристика устройства и т.д.

При проектировании следует исходить из среднего расчетного значения всех этих компонентов и индексированного баланса в соответствии с требованиями пользователя, чтобы гарантировать производительность, эффективность, снижение трудозатрат и безопасность.

Преимущества Интернета вещей

От внедрения технологии IoT можно получить мириады преимуществ.

• Использование IoT в домах неоценимо, поскольку оно лучше координирует дом и превращает его в живое чудо, начиная с того, что будит Вас утром, открывает штору на окне, нагревает воду, контролирует температуру в комнате, готовит Ваш утренний кофе и т.д.

• IoT помогает людям жить и работать умнее, а также получить полный контроль над своей жизнью посредством ежедневного планирования и выполнения определенных действий в своем доме.

• Внедрение технологии IoT в здравоохранении спасло жизни людей и предоставило пациентам возможность взаимодействовать со своими врачами и другими ухаживающими лицами, не выходя из дома. Пациентам не обязательно появляться в больнице для прохождения осмотров и обследований.

• Кроме того, такие гаджеты, как браслеты, могут использоваться пациентами для проверки температуры тела и других медицинских нужд, они могут предупредить Вас о чрезвычайной ситуации, сообщить в больницу и вызвать скорую помощь.

• Производственная отрасль является крупнейшим бенефициаром технологии IoT, поскольку ее внедрение привело к увеличению доходов и сокращению потерь времени. Это возможно, поскольку использование технологии IoT позволяет контролировать производство, обслуживание оборудования, цепочку поставок и логистические операции.

• Интернет вещей поддерживает процессы автоматизации, снижает трудозатраты и потери, а также улучшает предоставление услуг, делая производство и доставку продукции менее затратными.

• Она также обеспечивает прозрачность операций с клиентами.

Вызовы технологии IoT

Одной из основных проблем, стоящих перед этой новой технологией, является безопасность "данных" и сопутствующая утечка жизненно важной информации из-за нарушения безопасности в результате взломов и других атак кибербезопасности.

Любое нарушение может привести к раскрытию чувствительной и конфиденциальной информации о повседневной деятельности человека или операционной системе организации, поэтому необходимо регулярно проверять эти интеллектуальные устройства и лежащие в их основе технологии.

Кроме того, высокая стоимость приобретения этих сенсорных устройств - датчиков, процессоров и исполнительных механизмов - является одной из самых больших проблем, с которыми сегодня сталкивается отрасль.

Эти компоненты все еще находятся в стадии разработки и являются очень дорогими, что препятствует развитию этой отрасли. Сокращение расходов значительно повысит эффективность, производительность и доступность.

Заключение

Интернет вещей (IoT) является одной из наиболее важных технологий повседневной жизни и будет продолжать регистрировать все большее распространение по мере того, как все больше предприятий и организаций осознают потенциал, заложенный в подключенных устройствах.

За последние пару лет эта технология получила огромное развитие, количество IoT-устройств в мире превышает 7 миллиардов и продолжает расти. В ближайшие несколько лет мы увидим большой всплеск до такой степени, что каждое домохозяйство будет владеть IoT-устройством, от водонагревателей до систем сигнализации, до сельскохозяйственных угодий и даже детских игрушек.

С помощью технологии IoT объекты со встроенными датчиками могут общаться практически без вмешательства человека, то есть без взаимодействия человека с человеком или человека с компьютером. Физические объекты теперь могут подключаться и собирать информацию при абсолютно незначительном или минимальном участии человека.