Интернет вещей: что это такое и какая лично мне от этого польза

© Фото: pixabay.com

Все кричат, что IoT перевернёт мир. Разбираемся, что происходит, и нужно ли миру, чтобы его переворачивали.

Гигантский скачок

20 лет назад, в 1999 году, исследователь Кевин Эштон впервые сформулировал концепцию интернета вещей. Он и не предполагал, что в будущем этим словом станут обозначать огромный сегмент рынка умных технологий. На презентации Кевин лишь пытался объяснить руководству Procter & Gamble то, как внедрение радиочастотных меток сможет ускорить логистику внутри огромной корпорации.

Исследователь предложил закреплять на каждом товаре специальные радиометки, при помощи которых можно отслеживать их движение по всей торговой цепочке: от склада до магазина. Вся информация о перемещении передавалась бы в общую сеть, которая следила за пополнением запасов. И вот что из этого вышло. В 2009 году количество устройств, которые были подключены к глобальной сети превысило всё население Земли.

В английском языке термин «интернет вещей» звучит как internet of things, что даёт сокращение IoT, которое теперь можно услышать на каждом шагу. Эта концепция предполагает создание небольших физических объектов: сенсоров, датчиков, электрических замков и так далее, которые могут взаимодействовать друг с другом и внешней средой без участия человека. Общение IoT-устройств происходит автоматически, а полученные данные отправляются на общий сервер.

Гигант Microsoft в августе 2019 года представил большое исследование, посвященное динамике внедрения интернета вещей в компаниях. Согласно его результатам, уже 85% организаций имеют хотя бы один бизнес-проект в этой сфере. Основные цели внедрения IoT – это оптимизация рабочих процессов, повышение продуктивности сотрудников и общая безопасность компании.

Самые активные пользователи интернета вещей – Apple, Samsung, Amazon, Microsoft и Google, а также социальные платформы Facebook и Baidu. Среди российских компаний – «Яндекс», «Сбербанк» и «Ростелеком».

По прогнозам международной исследовательской и консалтинговой компании IDC, мировые расходы на интернет вещей в 2019 году составят 745 млрд долларов, что на 15,4% выше показателя прошлого года. Российский рынок тоже находится на подъёме и ежегодно показывает увеличение до 20%.

Нулевое количество отказов и сбоев сети

Самый простой пример работы интернета вещей – это «Яндекс.Навигатор», с которым сталкивался практически каждый человек. Гаджет с установленной программой передаёт на общий сервер направление движения автомобиля, его координаты и скорость. Там информация со всех работающих устройств суммируется и анализируется. В итоге водитель получает оптимальный маршрут с учётом пробок и аварий, никак не участвуя в процессе обработки данных. Получается, что каждый автомобиль с включенным навигатором выступает в роли датчика состояния дорожного движения и помогает минимизировать пробки.

Другой реальный пример уже из сферы ЖКХ. В апреле 2019 года Tele2 совместно с «Ростелекомом» и Nokia протестировали IoT-технологию, которая собирала показания со счётчиков электроэнергии прямо на сервер компании-поставщика. Испытания проходили в Москве на базе 4G-сети Tele2. Результаты доказали, что автоматизация передачи данных весьма эффективна: пользователи смогли забыть о том, что нужно постоянно снимать показания со счётчиков, энергосбытовые компании сократили затраты на их сбор.

Эксперимент уже получил положительное заключение «Мосэнергосбыта». Комиссия экспертов подтвердила, что IoT даёт стопроцентный сбор замеров в разных режимах, а также нулевое количество отказов и сбоев сети. Это заключение даёт возможность активного промышленного использования данной технологии интернета вещей.

Как вещи общаются между собой

Если углубиться в работу интернета вещей, то окажется, что сами по себе все эти датчики и сенсоры не выходят самостоятельно в интернет. Они даже не общаются, а лишь передают небольшой объём данных на так называемые гейты. А вот они уже могут самостоятельно делать поверхностный анализ информации и принимать простые решения. Если же для микрокомпьютера задача окажется слишком сложной, тогда уже он отправит её дальше на сервер.

Гейты и простые датчики имеют очень интересную коммуникацию между собой. Большинство из них общаются по беспроводной связи, которая была специально разработана для такого типа передачи данных. Она эффективна в условиях низких скоростей, а также обладает отказоустойчивостью, адаптивностью и возможностью самоорганизации. Сегодня среди большого количества различных сетей, работающих по общему IoT-стандарту IEEE 802.15.4, выделяется тип NB-IoT.

Благодаря малому энергопотреблению, устройства с этим типом связи могут работать в течение десяти лет от одной батарейки. Одна базовая станция NB-IoT способна обслуживать до 10 тыс. устройств. Её можно адаптировать для широкого круга отраслей: «умных» зданий и производств, оптимизации инфраструктуры ЖКХ, защиты окружающей среды, повышения безопасности дорожного движения и многих других целей.

Например, московское тестирование в сфере ЖКХ, о котором мы ранее говорили, проходило именно в сети NB-IoT. Потребовалось всего пять базовых станций, чтобы обеспечить охват 1 кв. км жилой застройки.

Работа датчиков на производстве

Бытовое использование датчиков и сенсоров – это лишь вершина айсберга рынка интернета вещей. Более половины всех компаний разрабатывают и применяют IoT-решения для промышленного использования. Появился даже отдельный термин IIoT (industrial internet of things).

Это многоуровневые системы с датчиками и контроллерами, установленными на узлах и агрегатах промышленного объекта. Недавно на Кировском заводе в Петербурге прошёл удачный тест промышленного применения интернета вещей. Tele2, «Ростелеком» и Ericsson разработали IIoT-технологию единовременного подключения измерительных датчиков к центру мониторинга, а также автоматической передачи показаний. Такое применения интернета вещей позволило увеличить экономическую эффективность всего предприятия.

Показания со счётчиков потребления тепла и воды автоматически передавались по мобильной связи напрямую в систему мониторинга завода. Испытания стали ещё одним успешным шагом в проекте национальной программы «Цифровая экономика». На основе тестовой сети в скором времени появится универсальное IIoT-решение для различных промышленных предприятий.

Ещё один уникальный для российского рынка пример – это «цифровизация» рыбных ферм. В акватории Приморского края компания Tele2 запустила пилотный проект «умной» марикультуры. В воду погрузили датчики, которые измеряют 4 показателя – температуру кислотность, соленость и насыщенность кислородом. По мобильной сети Tele2 информация с датчиков в режиме реального времени поступает на IoT-платформу.

Эти данные сравниваются с эталонными, ведётся история. Если показатели откланяются от нормы, фермер автоматически получает SMS-оповещение, что позволяет ему оперативно предпринять необходимые меры. По итогу эта технология должна помочь повысить эффективность выращивания рыбы, ракообразных и моллюсков. Также в будущем её можно применять и в других сферах экологии, добавляя при необходимости любые другие показатели. Например, для мониторинга нефтяных углеводородов, сероводорода и других параметров. Автоматизация процессов при помощи такого цифрового решения позволит повысить контроль за экологической ситуацией и снизить потребность в ручных процессах.

Что дальше

Через несколько лет интернет вещей должен захватить буквально все сферы жизни человека. Небольшие сети уже сейчас внедряются в «умные» парковки и системы сигнализации. Всё больше развиваются проекты подключения автомобилей к интернету и автоматизации «умных» домов. Плотно занимаются IoT-технологиями в медицине, электроэнергетике и телекоммуникационной сфере.

Особенно интересна сфера здравоохранения. Самым популярным применением интернета вещей здесь стала телемедицина, которая позволяет вести удалённо мониторинг состояния здоровья пациента. Одним из последних событий на IoT-рынке стало появление новых форм лекарств, которые содержат микроскопические датчики. Они способны предоставить врачам полную информацию о состоянии внутренних органов человека.

Но всё же есть пара трудностей, которые пока что тормозят развитие интернета вещей. Самая главная из них – отсутствие общих стандартов и правил в работе различного оборудования. Проблема взаимной интеграции разных систем мешает стабильному и быстрому развитию IoT-рынка.

Также стоит вопрос о питании всех датчиков и сенсоров. До того момента, когда они сами научатся добывать себе энергию из окружающей среды, невозможно будет добиться их полной автономности. Много дискуссий ведётся и по поводу приватности передаваемых данных в работе интернета вещей. Скоро у мошенников появится возможность взламывать не только банковские счета и компьютеры, но и ваши кофеварки.

Несмотря на это, IoT уже сейчас позволяют предприятиям экономить на логистике и обслуживании оборудования, предсказывать аварии и оптимизировать издержки. Система «умного» дома на базе интернета вещей помогает обычным людям сокращать расходы электроэнергии и воды. А ещё теперь можно не беспокоиться о том, закрыли ли вы дверь и выключили ли утюг. Обратитесь к интернету вещей, и всё это будет контролироваться датчиками и отображаться в вашем смартфоне.