Что такое интернет вещей? Определение и описание

Что такое интернет вещей?

Интернет вещей – это система взаимосвязанных вычислительных устройств, которые могут собирать и передавать данные по беспроводной сети без участия человека.

Речь идет не только о ноутбуках и смартфонах. Почти все устройства с кнопкой включения/выключения потенциально могут подключиться к интернету и стать частью интернета вещей. Например, частью интернета вещей может стать человек с имплантом для мониторинга сердца, камера, ведущая наблюдение за жизнью диких животных в прибрежных водах, или автомобиль со встроенными датчиками, предупреждающими водителя о потенциальных рисках. По сути, это может быть любой объект, которому можно назначить сетевой адрес (IP-адрес) и который может передавать данные по сети.

Как работает интернет вещей?

Система интернета вещей включает в себя датчики и устройства, взаимодействие которых осуществляется через облачное соединение. Как только данные попадают в облако, осуществляется их обработка программными средствами и принимается решение о необходимости выполнения определенных действий, например настройки датчиков и устройств без необходимости ввода данных пользователем или отправки уведомлений.

Полная система интернета вещей состоит из четырех отдельных компонентов. Датчики устройств, средства подключения, инструменты обработки данных и пользовательский интерфейс. Давайте рассмотрим каждый из них.

Датчики устройств

Датчики устройств собирают данные в определенной среде. Устройство может иметь несколько датчиков, например, смартфон оснащен GPS, камерой, акселерометром и другими датчиками. Датчики собирают данные из окружающей среды для решения определенных задач.

Средства подключения

После сбора данных устройство должно отправить их в облако. Это делается это по-разному: по Wi-Fi или Bluetooth, посредством спутниковой связи, через энергоэффективные сети дальнего радиуса действия (LPWAN) или при подключении напрямую к интернету через Ethernet. Вариант подключения зависит от области применения конкретного устройства интернета вещей.

Инструменты обработки данных

Как только данные попадают в облако, осуществляется их программная обработка с целью последующего решения о выполнении определенных действий. Эти действия могут включать отправку предупреждений или автоматическую настройку датчиков устройства без участия пользователя. Однако иногда требуется ввод данных со стороны пользователя. В этом случае требуется пользовательский интерфейс.

Пользовательский интерфейс

Интерфейс позволяет осуществить ввод данных со стороны пользователя или выполнить проверку работоспособности системы. Все действия пользователя передаются через систему: от пользовательского интерфейса в облако, а затем к датчикам устройств для внесения запрошенных изменений.

Протоколы подключения и сетевого взаимодействия, используемые веб-устройствами, различаются в зависимости от области применения устройства интернета вещей. Для упрощения и ускорения процессов сбора данных при работе интернета вещей все чаще используется искусственный интеллект и машинное обучение.

Области применения интернета вещей

Существует множество областей применения интернета вещей. Ниже перечислены самые популярные.

Носимые устройства

Носимые устройства – это, пожалуй, самый заметный для простого обывателя тип устройств интернета вещей. К ним относятся фитнес-трекеры, умные часы, умные очки, гарнитуры виртуальной реальности и многое другое.

Умные дома

В систему «умный дом» входит бытовая техника. Система используется для автоматизации определенных задач и обычно управляется дистанционно. Устройства интернета вещей, входящие в состав умного дома, включают беспроводные кухонные приборы, музыкальные системы, определяющие настроение, интеллектуальные системы освещения, жалюзи с электрическим приводом, автоматические окна и двери, интеллектуальные счетчики коммунальных услуг и прочие устройства.

Умные города

В умных городах используются такие устройства интернета вещей, как датчики и счетчики для сбора и анализа данных. Затем эти данные могут использоваться для улучшения инфраструктуры, коммунального обслуживания и других сервисов.

Беспилотные автомобили

В беспилотных автомобилях обычно используется технологическая система на основе интернета вещей, передающая данные как о самом автомобиле, так и о дороге, по которой он движется. Самостоятельное движение автомобиля достигается благодаря тому, что данные о дорожном движении, навигации, внешней среде и многом другом собираются и анализируются компьютерными системами автомобиля.

Розничная торговля

Интернет вещей все чаще используется в розничной торговле. Он позволяет обеспечить персонализированные скидки, а также реализовать автоматизированные кассы и умные полки (предупреждающие продавца о том, что заканчиваются запасы), роботизацию рабочих мест и оптимизированное управление цепочками поставок. Сеть магазинов Amazon Go, базирующаяся на концепции автоматизированной торговли, объединяет черты онлайновых и традиционных магазинов и является примером интернета вещей. Магазины работают за безналичный расчет; деньги списываются с кошельков Amazon покупателей. Товары добавляются в корзины покупателей в режиме реального времени, когда они берут их с полок.

Телемедицина

Телемедицина подразумевает использование компьютерных и телекоммуникационных технологий для оказания медицинских услуг. Интернет вещей является важным аспектом телемедицины (для обозначения интернета медицинских вещей иногда используется аббревиатура IoMT). Примеры его применения включают удаленную медицинскую диагностику, цифровую передачу медицинских изображений, видеоконсультации со специалистами и прочее.

Умное сельское хозяйство

Умное сельское хозяйство предполагает использование цифровых технологий для оптимизации сельскохозяйственных работ. Фермеры могут использовать подключенные датчики, камеры и другие устройства для получения общих данных о ферме и корректировки действий для повышения урожайности.

Этот список не является исчерпывающим: интернет вещей меняет образ действий и способы работы во многих сферах жизни. Примеры устройств интернета вещей включают умные мобильные телефоны, умные холодильники, умные часы, фитнес-трекеры, умные пожарные сигнализации, умные дверные замки, умные велосипеды, медицинские датчики, умные системы безопасности, а также виртуальные помощники, такие как Alexa и Google Home. И этот список можно продолжать дальше.

История интернета вещей

Введение термина «интернет вещей» часто приписывают Кевину Эштону. В 1999 году Эштон занимался оптимизацией цепочек поставок в Procter & Gamble и использовал термин «интернет вещей» в качестве названия презентации нового проекта, связанного с применением датчиков. Впоследствии этот термин прижился. Однако сам интернет вещей появился задолго до введения этого термина.

1970-е годы. Идея использования сетевых устройств тогда называлась «полная компьютеризация».

Начало 1980-х годов. В Университете Карнеги-Меллона было изобретено первое в мире устройство интернета вещей. Чтобы не посещать установленный в кампусе автомат для продажи Coca-Cola, если в нем закончились напитки, группа студентов настроила его так, что он сообщал о своем содержимом через сеть. Они установили в автомат микропереключатели, позволяющие определить, сколько банок кока-колы осталось и холодные ли они.

1990 г. Джон Ромки впервые подключил тостер к интернету.

1991 г. Группа студентов Кембриджского университета использовала первый прототип веб-камеры для контроля количества кофе в кофеварке в их компьютерной лаборатории. Веб-камеру запрограммировали так, чтобы она делала по три фотографии кофеварки в минуту и отправляла изображения на локальные компьютеры, а пользователи могли проверить, есть ли в ней кофе.

2000 г. LG Electronics представила первый в мире холодильник, подключенный к интернету. Это позволило покупать еду в интернете и совершать видеозвонки.

2008 г. В Швейцарии прошла первая международная конференция, посвященная интернету вещей.

2010 г. Термин «интернет вещей» используется все шире. Стало известно, что сервис Google Street View не только делал панорамные снимки, но и хранил данные о Wi-Fi-сетях людей. Это привело к спорам о том, планирует ли Google индексировать наряду с интернетом и физический мир. В том же году правительство Китая объявило, что интернет вещей станет стратегически приоритетным направлением на ближайшую пятилетку.

2011 г. Интернет вещей вошел в список «новых явлений», составленный компанией Gartner. Эта компания специализируется на исследованиях рынка и ввела в употребление понятие «цикл хайпа» для новых технологий.

2012 г. Состоялась крупнейшая на тот момент интернет-конференция в Европе, Le Web, посвященная интернету вещей. В то же время такие журналы, как Forbes и Wired, все чаще стали использовать термин «интернет вещей».

2014 г. Google объявил, что приобретает компанию Nest за 3,2 миллиарда долларов. Эта сделка привлекла к интернету вещей внимание рынка товаров массового спроса. В том же году прошла выставка Consumer Electronics Show (CES, Международная выставка потребительской электроники) в Лас-Вегасе, темой которой стал интернет вещей.

Середина/конец 2010-х годов. В течение этого периода устройства со встроенным Wi-Fi и возможностью подключения к сетям 3G и 4G становились меньше, мощнее и дешевле в производстве. Благодаря этому возросло распространение интернета вещей.

По оценкам, к 2021 году к интернету вещей было подключено более 46 миллиардов устройств. Ожидается, что к 2030 году их количество превысит 100 миллиардов.

Интернет вещей – плюсы и минусы

Интернет вещей имеет как преимущества, так и недостатки. Среди них:

Плюсы интернета вещей

Эффективность. Взаимодействие между устройствами повышает эффективность процессов и экономит время людей, позволяя им работать над другими задачами.

Автоматизация. Автоматизированное выполнение единообразных задач может повысить качество обслуживания и снизить потребность в человеческом вмешательстве.

Снижение издержек. Повышение эффективности и автоматизация процессов может позволить сократить как отходы, так и трудозатраты, что удешевляет производство и доставку товаров.

Контроль качества. Интернет вещей улучшает обмен данными между устройствами и обеспечивает лучший контроль качества.

Прозрачность. Возможность доступа к информации из любого места, в любое время, с любого устройства упрощает принятие решений и увеличивает прозрачность.

Минусы интернета вещей

Совместимость. Отсутствие международных стандартов совместимости может привести к возникновению проблем при взаимодействии устройств разных производителей.

Снижение количества рабочих мест. Интернет вещей ускоряет автоматизацию, в результате чего может сократиться количество требуемых рабочих мест.

Сложность. В огромной сети интернета вещей всего один сбой в программном или аппаратном обеспечении может привести к катастрофическим последствиям.

Конфиденциальность и безопасность. Значительное количество ежедневно используемых подключенных к интернету устройств ведет к тому, что в сети хранится существенный объем информации. Это создает риски конфиденциальности и безопасности, которые описаны ниже более подробно.

Вопросы конфиденциальности и безопасности интернета вещей

Приведем список основных проблем конфиденциальности и безопасности, связанных с интернетом вещей.

Большой объем данных. Устройства интернета вещей в совокупности генерируют огромное количество данных. Это создает возможные точки входа для злоумышленников и повышает уязвимость конфиденциальной информации.

Уязвимость к взлому. Группа исследователей из Microsoft и Мичиганского университета смогла найти уязвимости в системе безопасности платформы умного дома Samsung.

Нежелательный общедоступный профиль. Использование устройств интернета вещей обычно предполагает принятие условий обслуживания. Многие даже не читают эти длинные документы и нажимают на кнопку «Принять». Компании собирают разнообразную информацию о пользователях с их устройств интернета вещей. Например, страховая компания может получать данные о стиле вождения от умного автомобиля и использовать их при расчете суммы страхования жизни. Аналогичная ситуация с фитнес-трекерами.

Прослушивание. Производители или злоумышленники могут использовать подключенные устройства для прослушивания домов пользователей.

Вы можете ознакомиться со статьей «Лаборатории Касперского» о передовых методах по обеспечению безопасности интернета вещей.

Будущее интернета вещей

Обеспечение безопасности

Учитывая масштаб и сложность интернета вещей, устройства интернета вещей, как правило, подвержены кибератакам и утечкам данных. Производители серьезно относятся к этой проблеме и работают над обеспечением безопасности пользователей. В будущем для устройств интернета вещей ожидается рост использования встроенных систем защиты и решений по обеспечению безопасности данных в процессе передачи, а также искусственного интеллекта, блокчейна и граничных вычислений.

Использование интернета вещей в здравоохранении

После пандемии Covid возрастает использование медицинских устройств и систем здравоохранения, включающих интернет вещей. В течение нескольких лет эксперты предсказывали революцию интернета вещей в здравоохранении, а пандемия только ускорила этот процесс. Все больше медицинских консультаций проводятся удаленно; наблюдается рост количества решений для удаленного мониторинга и интеллектуальных носимых устройств, трекеров здоровья и датчиков на основе интернета вещей.

Умные города

Интеллектуальные технологии будут все чаще применяться в городах по всему миру для повышения эксплуатационной эффективности, информирования населения и обеспечения более высокого качества государственных услуг и благосостояния граждан.

Распространение искусственного интеллекта и машинного обучения

Основные расходы в инфраструктуре интернета вещей в ближайшие годы будут связаны с искусственным интеллектом и машинным обучением. Интернет вещей на основе искусственного интеллекта позволит создать умные машины с интеллектуальным поведением, способные принимать решения практически без вмешательства человека.

Рост благодаря использованию сетей 5G

5G – беспроводная мобильная связь пятого поколения – обеспечивает более высокую скорость передачи данных. Более быстрые сети позволят осуществлять анализ и управление большими объемами данных, собранными устройствами интернета вещей. Это, вероятно, ускорит рост интернета вещей. Однако подключение большего количества устройств интернета вещей напрямую к сети 5G, а не к Wi-Fi роутеру, приводит к возникновению новых проблем с конфиденциальностью и безопасностью.

Рекомендуемые продукты

Статьи по теме:

Что такое интернет вещей? Определение и описание