Приехать домой к горячему обеду и чашке кофе, автоматически получать доставку продуктов, когда они закончились в холодильнике, ездить по городу без пробок — утопия, которая теоретически возможна. Реализовать ее в будущем как минимум частично поможет интернет вещей. Разбираемся, как работает эта технология, приводим примеры, цифры и прогнозы развития.
Что такое интернет вещей
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) — концепция, в которой физические предметы повседневной жизни соединены в сеть при помощи интернета и обмениваются данными между собой без необходимости прямого взаимодействия с человеком. Эти объекты — умные устройства — могут собирать и передавать информацию, а также автоматически выполнять определенные задачи. Самый простой пример носимого интернета вещей, который мы используем уже сейчас, — это сеть из фитнес-браслета и смартфона. Умные часы собирают информацию о нашем пульсе, фазах сна, считают шаги и другие показатели здоровья, показывают в приложении статистику за разное время. Поделиться ею можно как с семьей, так и с лечащим врачом.
С каждым годом рынок интернета вещей предлагает все больше умных устройств: от бытовой техники и гаджетов до промышленных систем и городской инфраструктуры. Основная идея IoT заключается в создании масштабной сети, в которой миллионы устройств могут взаимодействовать между собой, собирать данные, анализировать их и предоставлять информацию для принятия решений или автоматического управления. В данной статье мы рассмотрим основные преимущества интернета вещей и вызовы, с которыми сталкиваются разработчики и пользователи.
Интернет вещей: ранние примеры
Одним из первых устройств в мире интернета вещей стал вендинговый автомат с колой. В 1982 году в университете Карнеги-Меллон студенты подключили автомат к локальной сети, чтобы знать, сколько в нем осталось бутылок с напитком, не выходя из аудитории. Работа системы основывалась на отслеживании работы лампочек в автомате, которые мигали во время покупки колы. На основе этих данных студенты могли рассчитать, когда было пополнение автомата, сколько бутылок куплено и насколько они охлажденные.
В 90-х годах программисты также начали экспериментировать с подключением бытовых приборов к интернету. Сначала один из основателей американской компании FTP Software Джон Ромки продемонстрировал, как можно удаленно управлять тостером. Затем ученые Кембриджского университета начали использовать первый прототип веб-камеры, чтобы отслеживать количество кофе в кофейнике в их лаборатории. Каждые три минуты камера передавала картинку кофейника на локальные компьютеры.
Как развивается IoT сегодня
В XXI веке, вместе со стремительным развитием технологий, начала расти и концепция интернета вещей. В нашей жизни появилось больше умных девайсов (те же фитнес-трекеры или световые будильники), процессы стали автоматизированными.
Согласно отчету IoT Analytics, в 2023 году число подключенных устройств интернета вещей достигло 16,7 миллиарда штук. Согласно отчету Statista, количество устройств интернета вещей к 2030 году превысит 29 миллиардов.
Наиболее распространенные примеры использования IoT:
- Умный дом: автоматизированное управление различными устройствами в доме — освещение, отопление, кондиционирование, безопасность. Технология позволяет повысить комфорт и безопасность жильцов, а также снизить энергопотребление. Сегодня некоторые девелоперы внедряют систему умного дома на этапе строительства. Собрать небольшую простую сеть можно даже своими руками — на эту тему есть много обучающих роликов.
- Умные города: оптимизация управления городской инфраструктурой. Например, с помощью сенсоров и устройств связи можно мониторить состояние дорог, качество воздуха, уличного освещения, сбора отходов, управление транспортным потоком, повысить безопасность на улицах.
- Здравоохранение: интернет вещей используется в медицинских устройствах и системах мониторинга здоровья. Например, носимые устройства (фитнес-трекеры, умные часы) могут отслеживать пульс, активность, сон, а также предоставлять возможность передачи данных врачу для анализа и диагностики.
- Производство и логистика: благодаря интернету вещей возможно создание умных фабрик и складов. Сенсоры и устройства IoT позволяют мониторить и контролировать процессы производства, оборудование, условия хранения товаров, автоматизировать логистические операции для экономии времени и топлива.
- Сельское хозяйство: IoT применяется для повышения эффективности и устойчивости сельского хозяйства. С помощью датчиков можно отслеживать погодные условия, влажность почвы, состояние растений и животных. На основе данных фермеры могут оптимизировать использование ресурсов, увеличить урожайность и снизить экологическую нагрузку.
Технология IoT давно вышла за рамки бытового использования. В прошлом году испанский спутниковый оператор Sateliot и испанская многонациональная телекоммуникационная компания Telefónica рассказали об успехе своего комплексного испытания роуминговой сотовой сети 5G в космосе. В процессе тестирования использовалось сотовое устройство IoT с обычной SIM-картой, установленной на платформе Kite от Telefónica Tech. Это означает, что Telefónica может стать первым оператором, который предоставит возможность подключения NB-IoT клиентам по всей планете. NB-IoT — специальная узкополосная технология связи с низким энергопотреблением. Таким образом появится возможность подключения сети 5G даже в труднодоступных районах.
Как работает интернет вещей
Процесс работы IoT включает несколько компонентов: сенсоры, датчики, контроллеры, каналы связи, базы данных и сервера обработки данных, умные устройства и пользовательские приложения. Разберем их подробнее:
- Сенсоры и датчики: они предназначены для сбора информации об окружающей среде или состоянии устройства. Сенсоры могут измерять температуру, влажность, освещенность, движение и другие параметры в реальном времени. Они передают сигнал, что в квартире, например, произошла протечка воды или появились посторонние люди.
- Устройства: умные предметы, такие как бытовая техника, автомобили, колонки, медицинские приборы, фитнес-трекеры, — которые собирают данные или выполняют определенные действия.
- Каналы связи: объекты IoT используют различные способы связи, включая Wi-Fi, Bluetooth, NFC, сотовую связь и другие протоколы передачи данных для обмена информацией.
- Облачные платформы: они обеспечивают хранение, обработку и анализ большого объема данных, которые получают от устройств IoT. Обработка и анализ данных позволяют выявить тренды, увеличить эффективность работы и принимать прогнозные решения.
- Программное обеспечение и приложения: позволяют управлять устройствами IoT и получать данные с них.
Проблемы технологии
Одна из главных проблем интернета вещей — недостаточная безопасность устройств. Слабые пароли и уязвимости могут использовать злоумышленники. Атаки киберпреступников могут вывести из строя сельхозтехнику, затруднить движение общественного транспорта, нарушить работу городских структур и привести к другим проблемам разного масштаба. Что касается отдельного человека, то его личные данные могут попасть в открытый доступ.
По словам Оскара Гадыльшина, руководителя департамента цифровой безопасности компании ICL, интернет вещей по умолчанию небезопасен. Когда речь идет о применении IoT на производстве, в первую очередь руководители компаний думают о внедрении продукта, чтобы получить пользу от технологии. О кибербезопасности думают уже в конце.
В отчете Statista указано, что в 2018 году количество кибератак, связанных с IoT-устройствами, составило 32 миллиона. К 2022 году их число выросло до 112 миллионов, то есть увеличилось на 87%.
Взаимодействие команды разработки IoT и команды ИБ на всех этапах повысит киберустойчивость устройств. Так появится возможность создания безопасной архитектуры. Также необходимо следить за обновлениями ПО и прошивок устройств, использовать безопасные каналы связи, создавать надежные пароли, проводить аудит устройств и обеспечивать их физическую безопасность.
Другие проблемы, связанные с использованием IoT:
- Совместимость и стандарты. Существуют различные стандарты и протоколы связи в IoT, что затрудняет взаимодействие между различными устройствами и системами. Отсутствие единого стандарта усложняет расширение и масштабирование IoT-сетей.
- Надежность: IoT-устройства подвержены сбоям и снижению производительности. Обрывы связи, сбои в работе или сложности в настройке могут создать проблемы для пользователей и организаций, зависящих от IoT-технологий.
- Устаревание: IoT-технологии развиваются очень быстро. Устройства, которые были приобретены недавно, могут быстро потерять актуальность и перестать быть совместимыми с новыми версиями программного обеспечения или оборудования.
Перспективы IoT
Интернет вещей уже начал менять наш мир, но его будущее развитие и перспективы еще более захватывающие. Количество подключенных устройств увеличивается, беспроводные коммуникации развиваются. Мы стоим на пороге новой эры смарт-городов, смарт-домов и смарт-промышленности.
Позитивное будущее интернета вещей выглядит так: в конце рабочего дня получаете сообщение от своего холодильника, что молоко просрочено и нужно купить новое. Заходите в магазин, где камеры определяют длину очереди и подают сигнал об открытии новых касс. После садитесь в беспилотный электромобиль, который поедет сам по городу без пробок и светофоров по кратчайшему маршруту. При взаимодействии устройств движение на дорогах будет автоматически настроено максимально оптимально. За пять минут до прибытия домой смарт-часы передадут вашу геопозицию умному дому, где начнет вариться кофе, а система кондиционирования настроит комфортную температуру. Примерно так разные эксперты видят будущее с развитием технологии интернета вещей.
IoT будет непрерывно развиваться и внедряться в различные области нашей жизни. Умные системы помогут эффективнее использовать ресурсы, повысить безопасность и качество жизни. При этом важной частью развития IoT станет работа с проблемами и слабостями технологии.
