Internet of Things, IoT
Термін «Інтернет речей» (Internet of Things, IoT) був запропонований в 1999 році Кевіном Ештоном, одним з трьох засновників Центру автоматичної ідентифікації Массачусетського університету (Auto-ID Center). Існує кілька визначень цього терміна, і кожне з них недостатньо точне. Ми будемо використовувати визначення, запропоноване компанією Gartner (тієї самої, яка придумала термін ERP): «Інтернет речей — це мережа фізичних об'єктів, які мають вбудовані технології, що дозволяють здійснювати взаємодію з зовнішнім середовищем, передавати відомості про свій стан і приймати дані ззовні».
Складовою частиною Інтернету речей є Індустріальний (або Промисловий) Iнтернет речей (Industrial Internet of Things, IIoT).
І вже з'явився новий термін: «Інтернет всього» (Internet of Everything, IoE), який прийде на зміну Інтернету речей в недалекому майбутньому.
Історія
У 1990 році Джон Ромки, один з творців протоколу TCP/IP, підключив свій тостер до Інтернету і змусив його включатися і вимикатися дистанційно. Це пристрій і став першою в світі «інтернет-річчю». У період з 2008 по 2009 рік (точну дату вказати неможливо), за оцінкою аналітиків корпорації Cisco, кількість пристроїв, підключених до Всесвітньої павутини, перевищило чисельність населення Землі.
Будова Інтернету речей
Сучасний Інтернет складається з тисяч корпоративних, наукових, урядових та домашніх комп'ютерних мереж. Об'єднання мереж різної архітектури і топології здійснюється за допомогою протоколу IP. Кожному учаснику Мережі (або групі учасників) присвоюється IP-адреса, постійний або тимчасовий (динамічний).
Аналогічним чином Інтернет речей сьогодні складається з безлічі слабо пов'язаних між собою мереж, кожна з яких вирішує свої завдання. Наприклад, в офісній будівлі може бути розгорнуто відразу кілька мереж: для управління кондиціонерами, системою опалення, освітленням, безпекою і т.д. Ці мережі можуть працювати за різними стандартами, і об'єднання їх в одну мережу представляє собою нетривіальну задачу. Крім того, існуюча (четверта) версія протоколу IP (IPv4) дозволяє використовувати всього лише 4,22 мільярда адрес, через що виникла проблема їх вичерпання. І хоча не кожному апарату, який підключається до Мережі, необхідний унікальний IP-адреса (але все одно необхідний унікальний ідентифікатор), в зв'язку з бурхливим зростанням Інтернету речей проблема нестачі адрес може стати обмежуючим фактором. Кардинально вирішити її допоможе шоста версія протоколу, IPv6 яка забезпечить можливість використання кожним жителем Землі більше 300 млн. IP-адрес.
Очікується, що до 2020 року в світі буде від 30 до 50 млрд. об'єднаних в мережу речей, а можливості адресації протоколу IPv6 дозволять практично без обмежень ідентифікувати в Мережі будь-яку річ.
Технології
В основі Інтернету речей лежать такі технології.
- Засоби ідентифікації
Кожен об'єкт фізичного світу, який бере участь в Інтернеті речей, нехай навіть не підключений до Мережі, все одно повинен мати унікальний ідентифікатор. Для автоматичної ідентифікації предметів можуть використовуватися різні вже існуючі системи: радіочастотна, при використанні якої до кожного об'єкту прикріплюється радіочастотна мітка, оптична (штрих-коди, Data Matrix, QR-коди), інфрачервоні мітки тощо. Але для забезпечення унікальності ідентифікаторів різних типів доведеться провести роботу по їх стандартизації. - Засоби вимірювання
Завдання засобів вимірювання — забезпечити перетворення інформації про зовнішнє середовище в дані, придатні для передачі їх засобам обробки. Це можуть бути як окремі датчики температури, освітленості тощо, так і складні вимірювальні комплекси. Для досягнення автономності засобів вимірювання бажано забезпечити електроживлення датчиків за рахунок засобів альтернативної енергетики (сонячні батареї тощо), щоб не витрачати час і кошти на підзарядку акумуляторів або заміну батарей. - Засоби передачі даних
Для передачі даних може бути використана будь-яка з існуючих технологій. У разі використання бездротових мереж особливу увагу приділяють підвищенню надійності передачі даних. При використанні дротових мереж активно використовують технологію передачі даних по лініях електропередач, оскільки багато «речей» (такі як торгові автомати, банкомати тощо) підключені до електромереж. - Засоби обробки даних
Тридцять і більше мільярдів пристроїв, які, за прогнозами, будуть підключені в 2020 році до Інтернету, згенерують 44 мільярди терабайт даних. Це приблизно в сім разів перевищує кількість оцифрованої інформації в усьому світі станом на 2010-ті роки. Тому в компанії Microsoft вважають, що головна частина Інтернету речей — це не датчики і засоби передачі даних, а хмарні системи, що забезпечують високу пропускну здатність і здатні швидко реагувати на певні ситуації (наприклад, вміти за показаннями датчиків з'ясувати, що в будинку вже п'ять хвилин нікого немає, а вхідні двері залишилася відкритими). Допоможуть впоратися з величезними потоками інформації також туманні обчислення, які будуть не конкурувати з хмарними, а ефективно їх доповнювати. - Виконуючі пристрої
Це пристрої, здатні перетворювати цифрові електричні сигнали, що надходять від інформаційних мереж, в дії. Наприклад, для того, щоб через смартфон можна було включити систему опалення в будинку, вона повинна мати відповідний пристрій. Виконавчі пристрої часто конструктивно поєднуються з датчиками.
Райдужні перспективи
Передбачається, що до 2020 року інтернет речей буде застосовуватися в самих різних галузях. Перш за все це промисловість (див. статтю Промисловий інтернет речей), транспорт (220 млн. підключених автомобілів), розумний будинок, комунальні служби (мільярд датчиків, істотне зниження втрат енергії), охорону здоров'я (646 млн. пристроїв, які збирають дані про здоров'я людей), аграрний сектор (75 млн. датчиків для моніторингу стану грунту). Крім того, Інтернет речей буде застосовуватися в торгівлі, логістиці, громадському харчуванні, готельному бізнесі, банківській системі, будівництві та в збройних силах (126 тис. дронів і роботів).
Компанії і стандарти
Оскільки Інтернет речей — молодий і потенційно дуже ємний ринок, багато великих компаній поспішають зайняти на ньому «своє» місце:
Як це зазвичай буває на молодих перспективних ринках, може початися «війна стандартів». Щоб уникнути її, вже зараз додаються чималі зусилля.
Зокрема, два загальнодоступних високотехнологічних концерни з розряду найбільших — AllSeen Alliance і Alljoyn від Qualcomm — об'єднали зусилля з Open Interconnect Consortium (OIC) в рамках нової організації Open Connectivity Foundation (OCF).
Із завданням сумісності на корпоративному рівні повинен впоратися стандарт OneM2M, якого дотримуються вже 230 компаній, в тому числі такі відомі, як Amazon, Cisco, Huawei, Intel, NEC, Qualcomm, Samsung і багато інших.
Інформаційна безпека
Експерти вважають, що «в даний час безпечної екосистеми Інтернету речей не існує». Через те, що в багатьох пристроях, підключених до Інтернету, не шифрується бездротової трафік, не передбачені паролі достатньої складності, а також з-за багатьох інших факторів хакери можуть, наприклад, включати і відключати чужі посудомийні і пральні машини, замикати господарів в їх власному будинку або навіть спостерігати за їх сімейним життям за допомогою, наприклад, відеокамери, встановленої на роботі-пилососі. Для підвищення безпеки пропонується введення обов'язкової сертифікації, розрахованої на підключення до Інтернету, установка на них спеціальних уніфікованих чіпів і інші заходи.
Висновок
У віддаленій перспективі «розумними» стануть не тільки будинки, а й міста, і навіть (деякі) держави. Але на даному етапі розвитку технологій і суспільства Інтернет речей активно впроваджується не в глобальних масштабах, а всередині компаній, що займаються виробництвом товарів, енергії, транспортними перевезеннями тощо — там, де за рахунок нових технологій очікується підвищення продуктивності та конкурентоспроможності. Складність масштабування цього досвіду обумовлена тим, що необхідно інтегрувати в єдине ціле багато систем від різних постачальників, а налагодити їх злагоджену роботу — завдання складніше, ніж домогтися гармонійного звучання Великого симфонічного оркестру.