15 сентября 2020

Галина Малтугуева

Научный консультант по IoT

Что такое интернет вещей и IoT-устройства

Про IoT слышали уже все: от школьников до генеральных директоров крупных предприятий и представителей государственной власти. Только вот представляется он всем по-разному: у некоторых перед глазами оживают сцены из фантастических романов, кому-то это кажется очередной утопией, а кто-то уже строит свои IoT-системы. Попробуем разобраться, что такое IoT вместе с Галиной Малтугуевой — научным консультантом по IoT и автором более 70 научных работ, опубликованных в рецензируемых изданиях.

Содержание



Что такое интернет вещей IoT

Суть интернета вещей (internet of thing) во взаимодействии вещей друг с другом и с внешним миром через интернет. Вот примеры интересных зарубежных проекты в сфере интернета вещей:

  • Безопасный дом обеспечивает круглосуточное наблюдение за жильем в режиме онлайн и кроме того, хозяин может общаться с посетителями с компьютера или телефона.
  • Трекер активности непрерывно мониторит параметры здоровья: артериальное давление, температура, уровень кислорода, усталость, аппетит, двигательную активность. Благодаря этому пожилые люди и инвалиды могут чувствовать себя более независимо и реже обращаться в больницу.
  • Умные очки с технологий дополненной реальности позволят получать дополнительную информацию об объектах, на которые смотрит человек. Например, специалист может получить спецификации и чертежи технических устройств.
  • Проглатываемые датчики позволяют наблюдать за течением болезни внутри организма и передавать данные из желудочно-кишечного тракта;
  • Система умного сельского хозяйства отслеживает состояние воздуха, почвы, погоды, активности скота.
  • Умные контактные линзы отслеживают состояние глаза и помогают выявлять заболевания на ранних стадиях.
  • Системы определение движения обнаруживают движения или вибрации в мостах, плотинах, зданиях и в районах, где бывают оползни и землетрясения.


Из чего состоит IoT-система

IoT-датчики
Базовые элементы IoT-систем — это IoT-датчики, которые собирают и передают данные. Например, на агроферме установлены системы для отслеживания влажности, силы ветра, температуры воздуха.

IoT-устройства
После обработки данных с датчиков на специализированные механизмы (IoT-устройства) передаются команды — если датчики на поле определили, что начинается непогода, тогда на IoT-устройства поступают команды закрыть теплицы или отменить полив растений.

IoT-системы
Все IoT-устройства и IoT-датчики объединяются в IoT-систему, которая служит для решения задач. В примере с агрофермой — организовать наилучший уход за урожаем, не привлекая человека. Благодаря IoT-системе, можно быстро реагировать на изменения в окружающей среде, снизить риски человеческих ошибок и сэкономить ресурсы.

Инфраструктура для IoT
Чтобы IoT-система работала, недостаточно создать или купить датчики и IoT-устройства. Нужно организовать инфраструктуру и решить целый ряд вопросов:

  • обеспечить электропитание,
  • настроить протоколы связи устройств,
  • создать аппаратное и программное обеспечение,
  • организовать центр сбор, обработки и хранения данных,
  • настроить передачу команд, чтобы вещи «реагировали» на изменения в окружающей среде.


IoT-системы в России

Правительство России на законодательном уровне зафиксировало высокий приоритет исследований и практических внедрений в сфере интернета вещей.

В 2019 году стартовал проект «Умный город» в рамках национальных проектов «Цифровая экономика» и «Жилье и городская среда». Проект направлен на цифровизацию городской среды. И теперь в крупных городах появились интересные проекты:

  • Датчики состояния дорожного полотна оценивают качество покрытия в режиме реального времени;
  • Пешеходные переходы информируют водителей о выходе пешехода или животного на проезжую часть;
  • Умные мусорные баки отслеживают уровень заполнения. Это помогает эффективно управлять потоком мусороуборочного транспорта;
  • Остановочные пункты информируют о времени прибытия общественного транспорта.


Проблемы IOT в промышленности

Больше всего IoT-датчиков и IoT-устройств создано для промышленности. Поэтому промышленный Интернет вещей (Industrial IoT) выделили в отдельное направление. На его долю за рубежом приходится порядка 45% всех расходов в сфере IoT. Активно используются IoT-технологии и в сферах сельского хозяйства, медицине.

В промышленности IoT помогает наладить эффективность производства. Например, в энергетике установка датчиков на оборудование помогает повысить его надёжность и сократить затраты за счет управления тепловой экономичностью.

Однако IoT сталкивается с проблемами, которые тормозят его развитие:

  • Отсутствие стандартов — их ожидают от крупных игроков мировой IT-отрасли. А пока производители разрабатывают свои протоколы взаимодействия или используют wi-fi и bluetooth.
  • Нет гарантий безопасности — данные вашей IoT-системы не защищены и могут быть украдены третьими лицами.
  • Техническая неготовность производств — необходимо изменить технологические процессов под IoT-технологии.
  • Ограниченный спектр IoT-устройств — создавать специализированные приборы дорого.
  • Необходимость перевода IT-инфраструктуры (частично или полностью) в облака.
  • Недоверие к облачным технологиям и интернету вещей.
  • Малое количество реальных кейсов — представители бизнеса отдают предпочтение уже запущенным или близким к запуску проектам.
  • Высокие затраты на развертывание IoT-систем — стоимость напрямую зависит от размера системы и срока. Для запуска небольших проектов потребуется не менее 10 миллионов рублей, а на крупном заводе порядка 1 млрд долларов.


Виртуализация — первый шаг к IoT

Несмотря на сложности, IoT-устройства конструируются и формируются IoT-системы. В России создаются платы, модули и устройства, которые подключают к имеющемуся оборудованию. Ряд компаний занимается созданием ПО для обработки данных с IoT-устройств.

Зачастую человеку страшно начинать что-то новое – многое неизвестно и непонятно. Но благодаря действиям инициативных людей в мир приходят многие устройства и технологии, становясь частью жизни. Тоже самое происходит и с Интернетом вещей. Легче начинать с маленьких шагов. И один из таких шагов — внедрение системы виртуализации.

Использование системы виртуализации позволяет быстро адаптировать IT-среду к изменяющимся условиям, которые характерны для IoT-систем.

Попробуйте платформу VMmanager для виртуализации вычислительных мощностей. C VMmanager легко развернуть инфраструктуру для IoT-системы, гибко управлять ресурсами, абстрагировавшись от физического оборудования. VMmanager зарегистрирован в Реестре российского ПО и подходит для программы импортозамещения.


Галина Малтугуева

Научный консультант по IoT