Старший научный сотрудник лаборатории методов анализа и синтеза сетевых протоколов ИППИ РАН Евгений Хоров о главных понятиях «интернета вещей». ПостНаука продолжает рассказывать о современных технологиях в проекте «Банк знаний», подготовленном совместно с Корпоративным университетом Сбербанка.
«Интернет вещей»
«Интернет вещей» — концепция сети предметов («вещей»), оснащенных технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Термин в 1999 году придумал Кевин Эштон, основатель исследовательской группы Auto-ID при Массачусетском технологическом институте. Он предложил руководству компании Procter & Gamble концепцию использования радиочастотных меток для повышения эффективности системы управления логистическими цепями этой гигантской компании. Эштон предлагал заменить штрихкоды на товарах и людей, которые выполняют ручные операции по считыванию этих меток с помощью сканеров, на электронные метки.
Альтернативное определение: «интернет вещей» — это экосистема автономных устройств (сенсоров и актуаторов), которые могут взаимодействовать, передавая друг другу данные, без участия человека.
5G
5G — это разрабатываемое новое поколение мобильной связи, которая по ожиданиям выйдет на рынок к 2020 году. Предполагается, что технология будет обеспечивать высокую пропускную способность и обеспечит большую доступность широкополосной мобильной связи, а также использование режимов device-to-device. В 1981 году получили массовое развитие сети 1G. Это были аналоговые телефоны. В 1991 году запустили сети 2G, которые назывались GSM, еще через десять лет возникли сети 3G. В 2010 году на рынок вышла технология LТE — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными.
Датамайнинг (Data Mining)
Датамайнинг — собирательное название методов поиска в «сырых» данных нетривиальных и практически полезных интерпретаций, необходимых для принятия решений в разных сферах деятельности. Датамайнинг в области «интернета вещей» позволяет, например, оптимизировать электропотребление.
«Интернет всего»
Термин «интернет всего» ввел в оборот футуролог компании Cisco Дэйв Эванс. Ценность «интернета всего» заключается не в объеме информации, которая есть в Сети, а в объеме информации, которой обмениваются между собой с какой-то целью. В «интернете всего» ценностью являются не сами вещи, а связи между ними.
«Умный дом»
«Умным домом» называют систему связанных через интернет устройств, которые позволяют выполнять повседневные задачи без участия человека. Это может быть автоматическое включение и выключение света, коррекция работы отопительной системы или автоматическое уведомление о возгорании. Система подстраивается под потребности человека, он может сам определить, какие устройства и для каких задач устанавливать.
Автоматическая индикация и сбор данных
Существует ряд методов, которые позволяют автоматически идентифицировать объекты, собирать данные о них и обрабатывать их. Для этого используют следующие технологии: магнитные карты, штрихкод, распознавание голоса и другие. Технология активно используется для создания «интернета вещей».
Протокол передачи данных
Взаимодействие и совместимость различных устройств, произведенных разными компаниями, обеспечиваются протоколом передачи данных — соглашениями, определяющими единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок. Стандартизированный протокол передачи данных позволяет разрабатывать интерфейсы, не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю.
Маршрутизация
Маршрутизация — процесс определения маршрута следования данных в сетях связи. Маршруты могут задаваться административно или вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). Маршрутизация в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами. В простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.
Актуатор
Актуатор — устройство системы автоматического управления, которое регулирует процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Актуатор состоит из исполнительного устройства и регулирующего органа. Исполнительным устройством также называют устройство, передающее воздействие с управляющего устройства на объект управления.
Edge computing
Концепция «граничных вычислений» предусматривает обработку данных на краю сети вблизи источника данных. Это уменьшает пропускную способность сети, необходимую между датчиками и центром обработки данных. Такой подход требует использования ресурсов, которые не могут быть постоянно подключены к сети, таких как ноутбуки, смартфоны, планшеты и датчики. Edge Computing использует такие технологии, как беспроводные сенсорные сети, анализ цифровой подписи, распределенное хранение и извлечение данных, автономные сети самовосстановления, удаленные облачные сервисы, расширенная реальность.
Автоматизированная система управления
Автоматизированная система управления — комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса. Система применяется в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте. За человеком-оператором сохраняются некоторые функции целеполагающего характера и не поддающиеся автоматизации.
Энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия
LPWAN (англ. Low Power Wide Area Network, LPWAN) — технология беспроводной передачи данных, позволяющая передавать данные на большие расстояния с низкими энергозатратами. Экономия энергии и большой радиус действия в таких сетях достигается за счет низких скоростей передачи, использования узких частотных полос и с точки зрения конечных устройств простых схем доступа к каналу. Примерами LPWAN-технологий являются SIGFOX, LoRaWAN, СТРИЖ, Weightless.
Умные сети электроснабжения
Smart Grid — это разновидность сетей электроснабжения, в которой используются инфокоммуникационные сети и технологии для сбора данных о производстве и потреблении электроэнергии, что позволяет оптимизировать распределение электроэнергии, повышать надежность и эффективность сети.