Laba diena, mieli Chabros gyventojai! Šiandien norėtume sutelkti dėmesį į įvairių daiktų internetui kuriamų tinklo technologijų apibūdinimą.
Daiktų internetas (IoT, Internet of Things) tampa kitu revoliuciniu plėtros šuoliu, kurį galima palyginti su garo variklio išradimu ar elektros industrializavimu. Šiandien skaitmeninė transformacija keičia įvairius ekonomikos sektorius ir keičia mums pažįstamą aplinką. Tuo pačiu metu, kaip dažnai nutinka tokiais atvejais, galutinis šių transformacijų poveikis kelionės pradžioje sunkiai nuspėjamas.
Akivaizdu, kad prasidėjęs procesas negali būti vienodas, o šiandien kai kurios pramonės šakos yra labiau pasirengusios pokyčiams nei kitos. Pirmieji apima plataus vartojimo elektroniką, transportą, logistiką, finansų sektoriuje, į antrąjį – pavyzdžiui, Žemdirbystė. Nors ir čia yra sėkmingų pilotinių projektų, žadančių įdomių rezultatų.
„TracoVino“ projektas – vienas pirmųjų bandymų panaudoti daiktų internetą garsiajame Mozelio slėnyje – seniausiame šiuolaikinės Vokietijos vynuogių auginimo regione. Sprendimas pagrįstas debesų platforma, kuri automatizuoja visus procesus vynuogyne – nuo žaliavų auginimo iki išpilstymo. Duomenys, reikalingi sprendimams priimti, patenka į sistemą iš kelių tipų jutiklių. Be temperatūros jutimo, dirvožemio drėgmės ir stebėjimo aplinką, jie gali nustatyti saulės spinduliuotės kiekį, dirvožemio rūgštingumą ir maistinių medžiagų kiekį joje. Ką tai duoda? „TracoVino“ ne tik leidžia vyndariams bendra idėja apie savo vynuogyno sveikatą, bet ir analizuoti konkrečias vynuogyno sritis, kad nustatytų problemas, gautumėte išankstinę informaciją apie galimą užterštumą ir netgi gautumėte vyno kokybės ir kiekio prognozes, kad vyndariai galėtų sudaryti išankstines sutartis.
Ką dar galite prisijungti prie tinklų? Labiausiai išplėtoti daiktų interneto naudojimo scenarijai apima „išmaniuosius miestus“. Remiantis „Beecham Research“, „Pike Research“, „iSupply Telematics“ ir JAV transporto departamento tyrimais, šiandien, įgyvendinant šiuos projektus visame pasaulyje, yra daugiau nei milijardas įrenginių, atsakingų už įvairias vandens tiekimo, miesto transporto valdymo, viešojo sektoriaus funkcijas. sveikatos ir saugos sistemos. Tai išmaniosios automobilių stovėjimo aikštelės, optimizuojančios automobilių stovėjimo vietų naudojimą, išmani vandentiekio sistema, stebinti miesto gyventojų suvartojamo vandens kokybę, išmaniosios autobusų stotelės, leidžiančios gauti tikslią informaciją apie reikiamo transporto laukimo laiką ir daug daugiau. daugiau.
Pramonėje jau veikia šimtai milijonų įrenginių, paruoštų prijungti. Tarp jų – išmaniosios sistemos Priežiūra ir remontas, logistikos apskaita ir sauga, taip pat išmanieji siurbliai, kompresoriai ir vožtuvai. Didelis skaičiusĮrenginiai dalyvauja energetikos ir būsto bei komunalinių paslaugų sektoriuose: daugybė skaitiklių, skirstomųjų tinklų automatizavimo elementų, vartotojų įrangos, elektros įkrovimo infrastruktūros ir atsinaujinančių bei paskirstytų energijos šaltinių infrastruktūros. Sveikatos priežiūros srityje prie daiktų interneto yra ir bus prijungti diagnostikos įrankiai, mobilios laboratorijos, įvairūs implantai, telemedicinos prietaisai.
Tikimasi, kad ateinančiais metais mašinų jungčių skaičius padidės 25% per metus, o iki 2021 metų planetoje bus 28 milijardai prijungtų įrenginių. Tik 13 milijardų iš jų sudarys žinomos vartotojų programėlės: išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai ir asmeniniai kompiuteriai, o 15 milijardų bus naudotojų ir pramoniniai prietaisai: įvairių tipų jutikliai, pardavimo terminalai, automobiliai, švieslentės, indikatoriai ir kt.
Nepaisant iš pažiūros nuostabių artimiausios ateities skaičių, jie nėra galutiniai. IoT bus diegiamas visur, ir kuo toliau, tuo daugiau paprastų ir sudėtingų įrenginių reikės prijungti. Tobulėjant technologijoms, o ypač įtakojant 5G tinklų paleidimui po 2020 m., prijungtų įrenginių skaičius sparčiai augs ir labai greitai pasieks 50 mlrd.
Masinis ryšių pobūdis ir įvairių scenarijų programos diktuoja didžiausio diapazono IoT tinklo technologijų reikalavimus. Duomenų perdavimo spartą, delsą ir perdavimo patikimumą (garantiją) lemia konkrečios programos charakteristikos. Nepaisant to, yra keletas bendrų tikslinių rodiklių, dėl kurių turime atskirai apsvarstyti daiktų interneto tinklo technologijas ir jų skirtumus nuo tradicinių tinklų mobiliojo ryšio.
Visų pirma, tinklo technologijų diegimo kaina galutiniame įrenginyje turėtų būti kelis kartus mažesnė nei esamų GSM/WCDMA/LTE modulių, šiandien naudojamų išmaniųjų telefonų ir modemų gamyboje, net ir pačios prieinamiausios klasės. Viena iš priežasčių, stabdančių masinį prijungtų įrenginių pritaikymą, yra didelė mikroschemų rinkinio, kuris įgyvendina visą tinklo technologijų krūvą, įskaitant balso perdavimą ir daugybę kitų funkcijų, kurios nėra būtinos daugeliu daiktų interneto scenarijų, kaina.
Susijęs, bet atskiras reikalavimas yra mažas energijos suvartojimas ir ilgas baterijos veikimo laikas. Daugelis daiktų interneto scenarijų ir programų apima prijungtų įrenginių savaiminį maitinimą naudojant įmontuotas baterijas. Tinklo modulių supaprastinimas ir energiją taupanti konstrukcija leidžia pasiekti iki 10 metų baterijos veikimo laiką, kai akumuliatoriaus talpa yra 5 Wh. Visų pirma tokius rodiklius galima pasiekti sumažinus perduodamų duomenų kiekį ir naudojant ilgus „tylos“ periodus, per kuriuos įrenginys negauna ir neperduoda informacijos ir praktiškai nevartoja elektros energijos. Tačiau konkrečių mechanizmų įgyvendinimas įvairiose technologijose skiriasi.
Tinklo aprėptis yra dar viena savybė, kurią reikia peržiūrėti. Šiandienos aprėptis Mobilaus ryšio tinklas užtikrina gana stabilų duomenų perdavimą apgyvendintose vietovėse, įskaitant patalpose. Tačiau prijungti įrenginiai gali būti ir ten, kur dažniausiai nėra žmonių: atokiose vietovėse, ilguose geležinkelio ruožuose, didžiulių vandens telkinių paviršiuje, rūsiuose, izoliuotose betoninėse ir metalinėse dėžėse, liftų šachtose, konteineriuose ir kt. Šios problemos sprendimo tikslas, pasak daugumos IoT rinkos dalyvių, yra 20 dB pagerinti linijų biudžetą, palyginti su tradiciniais GSM tinklais, kurie šiandien yra mobiliųjų technologijų aprėpties lyderiai.
Skirtingi IoT naudojimo atvejai skirtingose pramonės šakose reikalauja visiškai skirtingų komunikacijos reikalavimų. Ir mes kalbame ne tik apie galimybę greitai išplėsti tinklą pagal įrenginių, kuriems reikalingas ryšys, skaičių. Jei aprašytame „protingo vynuogyno“ pavyzdyje buvo įtraukta daug gana paprastų jutiklių, tada pramonės įmonės Bus sujungti labai sudėtingi robotai, atliekantys veiksmus, o ne tik fiksuojantys tam tikrus aplinkos parametrus. Taip pat galime prisiminti sveikatos priežiūros sritį, ypač apie telemedicinos įrangą. Šių kompleksų, skirtų nuotolinei diagnostikai, sudėtingų medicininių procedūrų stebėjimui ir nuotoliniam mokymui, naudojant realaus laiko vaizdo ryšius, naudojimas neabejotinai kels visiškai skirtingus reikalavimus signalo vėlavimo, duomenų perdavimo, patikimumo ir saugumo požiūriu.
Daiktų interneto technologijos turi būti pakankamai lanksčios, kad teiktų skirtingas tinklo charakteristikas, atsižvelgiant į naudojimo atvejį, pirmenybę teikiant dešimtims ir šimtams. įvairių tipų tinklo srautą ir optimalų tinklo išteklių perskirstymą, kad būtų galima sutaupyti ekonominis efektyvumas. Milijonai prijungtų įrenginių, dešimtys naudojimo atvejų, lankstus valdymas ir valdymas – visa tai turi būti įgyvendinta viename tinkle.
Šioms problemoms spręsti pastaraisiais metais buvo skirta daugybė patobulinimų belaidžio duomenų perdavimo srityje, susijusių tiek su noru pritaikyti esamas tinklo architektūras ir protokolus, tiek su naujų kūrimu. sisteminiai sprendimai nuo nulio. Viena vertus, matome vadinamuosius „kapiliarinius sprendimus“, kurie gana sėkmingai išsprendžia IoT komunikacijos problemas vienoje patalpoje ar ribotoje teritorijoje. Tokie sprendimai apima šiandien populiarius „Wi-Fi“, „Bluetooth“, „Z-Wave“, „Zigbee“ ir daugybę jų analogų.
Kita vertus, modernus mobiliosios technologijos, kurios yra akivaizdžiai neprilygstamos gerai valdomos infrastruktūros aprėpties ir mastelio teikimo požiūriu. „Ericsson Mobility Report“ duomenimis, GSM aprėptis sudaro 90 % planetos apgyvendintos teritorijos, WCDMA ir LTE tinklai – atitinkamai 65 % ir 40 %, o aktyvus tinklų kūrimas tęsiasi. Žingsniai, kurių buvo imtasi kuriant mobiliojo ryšio standartus, ypač 3GPP Release 13 specifikaciją, yra skirti būtent daiktų interneto tikslams pasiekti išlaikant pasaulinės ekosistemos naudojimo naudą. Šių technologijų raida taps būsimų mobiliojo ryšio standartų modifikacijų, įskaitant penktosios kartos tinklo standartus (5G), pagrindu.
Alternatyvios mažos galios technologijos nelicencijuojamam spektrui paprastai yra skirtos siauresniam pritaikymui. Būtinybė kurti naują infrastruktūrą ir technologijų uždarumas gerokai stabdo tokių sistemų plitimą.
Panagrinėkime, kurie mobiliojo ryšio standartų plėtiniai yra įtraukti į naujausią 3GPP Release 13 rekomendacijų leidimą.
EC-GSM
GERAN darbo grupė, kurianti GSM technologijas, pasiūlė pažangių funkcijų paketą, pavadintą EC-GSM (to paties pavadinimo variantai: EC-GPRS, EC-GSM-IoT). Ši technologija apima palyginti nedidelius pakeitimus, palyginti su pagrindine GSM / GPRS / EDGE, todėl didžioji dauguma įdiegtų šio standarto bazinių stočių gali būti naudojamos nekeičiant ar neatnaujinant aparatinės įrangos.Čia yra pagrindinės savybės:
Tiesą sakant, naudojamas standartinis GSM/GPRS nešiklis, su pakeitimais, siekiant padidinti linijos biudžetą, padidinti įrenginių skaičių ir sumažinti technologijos diegimo galutiniame įrenginyje išlaidas.
Pagrindiniai pakeitimai:
1) Išplėstinis DRX (eDRX, išplėstinis nenutrūkstamas priėmimas), skirtas GSM ir energijos taupymo režimui (PSM)) – privalomo signalizavimo pranešimų dažnio mažinimas, informacijos gavimo ir gavimo intervalų optimizavimas, ilgų „tylos“ laikotarpių palaikymas, iki 52 min., per kurį įrenginys lieka prijungtas prie tinklo neperduodamas ir negaudamas informacijos.
2) Išplėstinė aprėptis– tinklo ryšio sluoksnio pritaikymas, kuriame, be kita ko, naudojami keli perduodamos informacijos pasikartojimai, siekiant pagerinti aprėptį 20 dB, palyginti su tradicinėmis sistemomis.
3) Kiti patobulinimai: tinklo signalizacijos supaprastinimas (atsisakymas palaikyti tą signalizacijos dalį, kuri užtikrina bendrą veikimą su WCDMA/LTE tinklais); autentifikavimo ir ryšio saugumo mechanizmų išplėtimas ir kt.
Pagrindinis EC-GSM pranašumas yra tinklo infrastruktūros prieinamumas (daugeliu atvejų reikalingas tik atnaujinimas). programinė įranga tinklo mazguose), taip pat GSM tinklų paplitimas ir jų aprėptis.
eMTC
eMTC parinktis (taip pat vadinama LTE-M, LTE Cat.M1) yra IoT pritaikymas LTE tinklams. Dėmesys išlieka tam, kad būtų pasiekti masiniai daiktų interneto tikslai (kaina, aprėptis, baterijos veikimo laikas), kartu užtikrinant maksimalų suderinamumą su esama operatorių tinklo infrastruktūra.Svarbus skirtumas tarp eMTC technologijos yra didelis pralaidumas, iki 1 Mbit/s kiekviena kryptimi (nuo abonento ir iki abonento). Atėjo laikas prisiminti įvairius daiktų interneto naudojimo atvejus, kuriuos aptarėme straipsnio pradžioje. Tam tikrais atvejais tokios duomenų perdavimo spartos bus aiškiai paklausios.
EMTC sukurtas siekiant sumažinti galutinio daiktų interneto įrenginio kainą, panaikinant LTE funkcionalumą, kuris yra paklausus ir plačiai naudojamas mobiliuosiuose tinkluose. plačiajuosčio ryšio prieiga(MSB), bet tampa nereikalingas, kai masiškai prijungiami daiktų interneto įrenginiai. Tai tęsia 3GPP pradėtą darbą ankstesniame specifikacijos leidime (12 leidimas), kuris apibrėžė IoT LTE Cat.0. eMTC taip pat prideda išplėstinius DRX ir PSM mechanizmus, skirtus LTE, kurie išsprendžia energijos suvartojimo mažinimo problemą taip pat, kaip buvo parodyta aukščiau EC-GSM atveju.
Kaip ir EC-GSM, eMTC turi labai išvystytą tinklo infrastruktūrą ir gali būti įdiegtas esamuose LTE tinkluose atnaujinus programinę įrangą. Be to, MSB ir IoT tinklai gali egzistuoti kartu ir dinamiškai perskirstyti panaudotus išteklius (dažnių spektrą, skaičiavimo galia bazinė stotis ir kt.), priklausomai nuo prijungtų įrenginių tipo ir skaičiaus bei jų generuojamo srauto.
NB-IoT
Siaurajuostis IoT (siaurajuostis IoT) yra palyginti nauja tinklo IoT technologijų plėtros kryptis ir, nepaisant to, kad jo naudojimas apima glaudų sąveiką ir integraciją su LTE, vis dar kalbame apie naujo tipo radijo prieigos sukūrimą, kurios turi daugiau skirtumų nei panašumų su turimomis technologijomis.
Tikimasi, kad reikšmingas ryšio sluoksnio protokolų pertvarkymas sumažins NB-IoT įrenginio kainą, palyginti su LTE Cat.M1, 90%. Daugelis tinklo įrangos ir abonentų modulių gamintojų jau paskelbė apie NB-IoT technologijos palaikymą savo produktuose: Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm, taip pat pirmaujantys telekomunikacijų operatoriai, įskaitant, pavyzdžiui, Vodafone, Deutsche Telekom ir China Unicom. .
Taigi, priėmus galutinę EC-GSM, eMTC ir NB-IoT specifikacijų versiją, kuri numatyta šių metų birželį, rinkos dalyviai turės tris efektyvius daiktų interneto tinklų plėtros įrankius. Kiekvienas iš jų turi savo ypatybes ir pranašumus, priklausomai nuo konkretaus naudojimo atvejo ir mobiliojo ryšio tinklo, kuriame jie bus naudojami, ypatybių. Tačiau bet kuriuo atveju pasaulinės ekosistemos pranašumai, išplėtoto tinklo ir IT infrastruktūros prieinamumas ir parengtis bei apsaugoto (licencijuoto) dažnių spektro naudojimas padės sumažinti diegimo ir eksploatavimo išlaidas. Tai reiškia, kad artimiausiu metu sulauksime sparčiai augančių projektų, kuriuose jie naudojami.
Pabaikime savo istoriją ir dėkokime Chabros gyventojams už dėmesį! Kitame įraše daugiausia dėmesio skirsime technologiniams NB-IoT technologijos aspektams.
Šiuo metu daugelis žmonių kalba apie daiktų internetą, bet ne visi supranta, kas tai yra.
Pasak Vikipedijos, tai yra fizinių objektų („daiktų“) kompiuterinio tinklo sąvoka, aprūpinta integruotomis technologijomis sąveikauti tarpusavyje arba su išorinė aplinka, kuri tokių tinklų organizavimą laiko reiškiniu, galinčiu pertvarkyti ekonominius ir socialinius procesus, pašalinant iš kai kurių veiksmų ir operacijų žmogaus dalyvavimo poreikį.
Paprastais žodžiais tariant, daiktų internetas yra tam tikras tinklas, į kurį daiktai prijungiami. O daiktais aš turiu omenyje bet ką: mašiną, lygintuvą, baldus, šlepetes. Visa tai galės „bendrauti“ tarpusavyje be žmogaus įsikišimo naudojant perduodamus duomenis.
Tokios sistemos atsiradimo buvo tikimasi, nes tinginystė yra progreso variklis. Nereikia ryte eiti prie kavos virimo aparato, kad išsivirti kavos. Ji jau žino, kada paprastai pabundate, ir iki to laiko ji gamins skonio kava. Saunus? Galbūt, bet kiek tai realu ir kada tai pasirodys?
Kaip tai veikia
picjumbo.comEsame kelionės pradžioje, o apie daiktų internetą kalbėti dar anksti. Paimkime, pavyzdžiui, kavos virimo aparatą, apie kurį rašiau aukščiau. Dabar žmogus turi savarankiškai įvesti savo pabudimo laiką, kad ji ryte galėtų jam išvirti kavos. Bet kas atsitiks, jei žmogaus šiuo metu nėra namuose arba jis nori arbatos? Taip, viskas yra taip pat, nes jis nepakeitė programos ir bedvasis geležies gabalas vėl virė kavą. Šis scenarijus įdomus, tačiau jis labiau susijęs su procesų automatizavimu, o ne su daiktų internetu.
Prie vairo visada yra žmogus, jis yra centras. Išmaniųjų programėlių kasmet atsiranda vis daugiau, tačiau jos neveikia be žmogaus komandos. Šį nelaimingą kavos virimo aparatą teks nuolat stebėti ir keisti programą, o tai nepatogu.
Kaip tai turėtų veikti
picjumbo.com Daiktų internetas reiškia, kad žmogus apibrėžia tikslą, o ne nustato programos šiam tikslui pasiekti. Dar geriau, jei sistema pati analizuoja duomenis ir numato žmogaus norus.
Jūs važiuojate namo iš darbo, pavargęs ir alkanas. Šiuo metu mašina jau pranešė namui, kad atveš po pusvalandžio: sako, ruoškis. Įsijungia apšvietimas, termostatas prisitaiko prie patogios temperatūros, o orkaitėje ruošiama vakarienė. Įėjome į namus – įsijungė televizorius su mėgstamos komandos žaidimo įrašu, vakarienė paruošta, sveiki atvykę namo.
Štai pagrindinės daiktų interneto savybės:
- Tai nuolatinis žmogaus kasdienių veiksmų lydėjimas.
- Viskas vyksta skaidriai, nepastebimai ir orientuotai į rezultatą.
- Žmogus nurodo, kas turi nutikti, o ne kaip tai padaryti.
Grožinė literatūra, sakysite? Ne, tai artimiausia ateitis, bet norint pasiekti tokių rezultatų, reikia nuveikti daug daugiau.
Kaip tai pasiekti
picjumbo.com 1. Vieno langelio centras
Logiška, kad visų šių dalykų centre turėtų būti ne žmogus, o kažkoks įrenginys, kuris perduos programą tikslui pasiekti. Jis stebės kitus įrenginius ir užduotis bei rinks duomenis. Toks įrenginys turėtų būti kiekvienuose namuose, biure ir kitose vietose. Juos sujungs vienas tinklas, per kurį keisis duomenimis ir padės žmogui bet kur.
Tokio centro užuomazgas matome jau dabar. „Amazon Echo“, „Google Home“ ir atrodo, kad jie taip pat dirba prie kažko panašaus. Tokios sistemos jau gali tarnauti kaip išmaniojo namo centras, nors jų galimybės dar ribotos.
2. Bendrieji standartai
Tai tikriausiai taps pagrindine kliūtimi kelyje į pasaulinį daiktų internetą. Kad sistema veiktų plačiu mastu, reikalinga viena kalba. „Apple“, „Google“ ir „Microsoft“ šiuo metu kuria savo ekosistemą. Bet jie visi juda atskirai, skirtingomis kryptimis, vadinasi, geriausiu atveju ir gauname vietinės sistemos, kurias sunku derinti net miesto lygmeniu.
Galbūt viena iš sistemų taps standartu arba kiekvienas tinklas išliks vietinis ir netaps kažkuo globaliu.
3. Saugumas
Natūralu, kad kuriant tokią sistemą būtina pasirūpinti duomenų apsauga. Jei į tinklą įsilaužė įsilaužėlis, jis apie jus žinos viskas. Išmanieji dalykai akimirksniu perduos jus užpuolikams, todėl turėtumėte rimtai dirbti su duomenų šifravimu. Žinoma, jie jau šiuo klausimu dirba, tačiau periodiškai iškylantys skandalai rodo, kad iki idealaus saugumo dar toli.
Kas mūsų laukia artimiausiu metu
Mitchas Nielsenas/unsplash.com Artimiausiu metu išvysime išmaniuosius namus, kurie priėjus šeimininkams atvers duris, palaikys patogų mikroklimatą, savarankiškai papildys šaldytuvą ir užsisakys reikalingus vaistus, jei žmogus serga. Be to, prieš tai namas gaus išmaniosios apyrankės rodiklius ir išsiųs juos gydytojui. Keliais važiuos savavaldžiai automobiliai, o pačiuose keliuose nebebus spūsčių. Daiktų internetas leis sukurti pažangesnę eismo valdymo sistemą, galinčią užkirsti kelią kamščiams ir spūstims keliuose.
Jau dabar daugelis programėlių veikia kartu su įvairiomis sistemomis, tačiau per artimiausius 5–10 metų patirsime tikrą daiktų interneto plėtros bumą. Tačiau ateityje galimas toks scenarijus kaip animaciniame filme „WALL-E“, kai žmonija pavirto bejėgiais storuliais, kuriuos aptarnauja robotai. Taip ir taip perspektyva. Ką tu manai?
Laba diena, draugai!
Iš tiesų internete vis dažniau pasirodo įvairių interneto įrenginių aprašymai. Kažkas pasidarė savo interneto lizdą, vaikinai siūlo valdyti šaldytuvus, kavos virimo aparatus ir pan., bet apskritai - „protingas“ parkingas.
Tačiau, kaip paaiškėjo, nedaugelis žmonių iš tikrųjų supranta, kas yra daiktų internetas.
Šis straipsnis turėtų būti naudingas daugeliui, bent jau „bendrai plėtrai“.
Tad jei kam įdomu, sveiki atvykę pas katiną.
Užuot supažindinęs
Kartą girdėjau frazę „daiktų interneto koncepcija“. Iš vienos formuluotės iškart tapo aišku, kad mes kalbame apie apie dalykus, kurie turi prieigą prie tinklo. Tuo metu ši sritis ne itin domėjausi. Po kurio laiko išgirdau frazę: „Daiktų internetas...“. Jau tada maniau, kad tas žmogus padarė klaidą, nes... frazė buvo kažkaip juokinga. Tačiau vėliau vis dažniau pradėjau girdėti tą pačią frazę, o mano smegenys atsisakė ją suvokti, kol galiausiai nusprendžiau apie tai paskaityti plačiau. Tik perskaičius originalus pavadinimas- Daiktų internetas iš karto supratau, kad kai išgirdau žodį „daiktų internetas“, bandžiau jį susieti su „daiktų interneto“ sąvoka, o ne su „daiktų tinklu“. Tiesą sakant, būtent dėl tokios juokingos situacijos ir susidomėjau šiuo klausimu.Beje, įdomu, ar man vienai ši frazė iš pirmo žvilgsnio pasirodė juokinga, ar visi jautė lygiai tą patį (žinoma, jei anksčiau negirdėjote angliškos formuluotės)?
Pažiūrėkime, kokie įdomūs dalykai mūsų istorijoje buvo susiję su daiktų internetu. Žinoma, yra daug faktų: ir pats interneto sukūrimas, ir pirmojo interneto puslapio sukūrimas ir pan., visų išvardinti turbūt neįmanoma, todėl parašysiu įdomiausią, nes man atrodo, ir tie, kurie yra arčiausiai daiktų interneto.
- 1926 m. Nikola Tesla interviu Collier žurnalui sakė, kad ateityje radijas bus paverstas „didelėmis smegenimis“, visi daiktai taps vienos visumos dalimi, o įrankiai, kurie leis tai padaryti, tilps. lengvai kišenėje.
- 1990 m. MIT absolventas, vienas iš TCP/IP protokolo pradininkų, Johnas Romkey sukūrė pirmąjį pasaulyje interneto dalyką. Jis įjungė skrudintuvą.
- Terminą „daiktų internetas“ 1999 m. pasiūlė Kevinas Ashtonas. Tais pačiais metais buvo įkurtas centras automatinis identifikavimas(„Auto-ID Center“), kuri užsiima radijo dažninio identifikavimo (RFID) ir jutiklių technologijomis, kurių dėka ši koncepcija tapo plačiai paplitusi.
- 2008-2009 metais įvyko perėjimas nuo „žmonių interneto“ prie „daiktų interneto“, t.y. prie tinklo prijungtų objektų skaičius viršijo žmonių skaičių.
Kas yra daiktų internetas?
Dabar suprasime formalesnius klausimus.Yra daug daiktų interneto apibrėžimų. Iš daiktų interneto mes suprasime vienas tinklas, jungiantis mus supančius objektus realus pasaulis ir virtualūs objektai.
IOT yra erdvės, kurioje viskas yra analogiška, koncepcija skaitmeniniai pasauliai galima derinti – tai iš naujo apibrėš mūsų santykius su objektais, taip pat pačių objektų savybes ir esmę.© Robas Van Kranenburgas.
Pagal vieną apibrėžimą, daiktų interneto požiūriu, „daiktas“ – bet koks realus arba virtualus objektas, kuris egzistuoja ir juda erdvėje bei laike ir gali būti vienareikšmiškai apibrėžtas[Įdomu, beje, kaip virtualus objektas juda erdvėje :)].
Tie. Daiktų internetas – tai ne tik daugybė skirtingų įrenginių ir jutiklių, tarpusavyje sujungtų laidinio ir belaidžio ryšio kanalais ir prijungtų prie interneto, bet tai glaudesnė realaus ir virtualaus pasaulių integracija, kurioje vyksta žmonių ir įrenginių bendravimas.
Manoma, kad ateityje „daiktai“ taps aktyviais verslo, informacijos ir socialiniai procesai, kur be žmogaus įsikišimo galės bendrauti ir bendrauti tarpusavyje, keistis informacija apie aplinką, reaguoti ir daryti įtaką aplinkiniame pasaulyje vykstantiems procesams.
Pasak Robo Van Kranenburgo, daiktų internetas yra „keturių sluoksnių pyragas“.
- 1 lygis yra susijęs su kiekvieno objekto identifikavimu.
- 2 lygis suteikia vartotojo poreikių tenkinimo paslaugą (gali būti vertinamas kaip nuosavų „daiktų“ tinklas, konkretus pavyzdys – „protingas namas“).
- 3 lygis siejamas su miesto gyvenimo urbanizacija. Tie. Tai yra „išmaniojo miesto“ koncepcija, kai visa šio miesto gyventojams aktuali informacija yra sutelkta konkrečiame gyvenamajame rajone, jūsų namuose ir gretimuose namuose.
- 4 lygis – jutiminė planeta.
Žinoma, bendravimui ir įrenginių sąveikai reikalinga bendra kalba. „Cisco“ atliko išsamią techninę analizę, rodančią, kad IP galima pritaikyti šio naujo tipo tinklo poreikiams. Tada daiktų internetas gautų naudos iš tų pačių privalumų – sąveikumo, mastelio ir, svarbiausia, vienos bendros kalbos, kuri sudėtingą privačių ir viešųjų tinklų masyvą pavertė viena pasauline ryšių sistema, vadinama internetu.
Iškart pastebėsiu, kad šiuo atveju IP yra tik ryšio priemonė, galima sakyti, tai yra įrenginių „balso laidai ir ausys“. Bet mes čia dar nekalbame tiesiogiai apie vieną bendravimo kalbą, bet apie tai pakalbėsiu kitame straipsnyje, kurį parašysiu vėliau.
Technologijos
Ši koncepcija dažniausiai siejama su dviejų technologijų kūrimu. Tai radijo dažnių atpažinimo (RFID) ir belaidžių jutiklių tinklai (WSN).Štai ką apie tai mums pasakoja wiki.
Belaidžiai jutiklių tinklai
Belaidis jutiklių tinklas yra paskirstytas, savaime besitvarkantis kelių jutiklių (daviklių) ir pavarų, sujungtų radijo kanalu, tinklas. Be to, tokio tinklo aprėpties zona gali svyruoti nuo kelių metrų iki kelių kilometrų dėl galimybės perduoti pranešimus iš vieno elemento į kitą.Taikoma ši technologija išspręsti daugelį praktines problemas susiję su stebėjimu, valdymu, logistika ir kt.
RFID
RFID (angl. Radio Frequency Identification, Radio Frequency Identification, Radio Frequency Identification) – tai automatinio objektų identifikavimo metodas, kurio metu naudojant radijo signalus nuskaitomi arba įrašomi duomenys, saugomi vadinamuosiuose atsakikliuose, arba RFID žymėse.Ši technologija puikiai tinka tam tikrų objektų judėjimui sekti ir iš jų gauti nedidelį kiekį informacijos. Taigi, pavyzdžiui, jei visi gaminiai būtų su RFID žymomis, o šaldytuve būtų įrengtas RFID skaitytuvas, tada jis galėtų lengvai sekti gaminių galiojimo laiką, o mes, pavyzdžiui, išeidami iš darbo, nuotoliniu būdu pažvelgti į šaldytuvą ir nustatykite, ko reikia įsigyti daugiau.
Problemos ir trūkumai
Dauguma pagrindinė problemaŠiandien šioje srityje trūksta standartų, o tai apsunkina rinkoje siūlomų sprendimų integravimą ir labai trukdo atsirasti naujiems.Taip pat pilnam tokio tinklo funkcionavimui būtinas visų „daiktų“ savarankiškumas, t.y. jutikliai turi išmokti priimti energiją iš aplinkos, o ne veikti iš baterijų, kaip yra dabar.
Didžiulio tinklo, valdančio visą mus supantį pasaulį, buvimas, visuotinis duomenų atvirumas ir kitos funkcijos Neigiamos pasekmės. Manau, kad kiekvienas gali sudaryti savo galimų grėsmių ir problemų, kurias kelia ši technologija, sąrašą.
Negaliu nepacituoti vienos citatos, kuri man labai patiko:
"„Jis nesugedęs, – nenoriai pasakė, – bet... matai, mano temperatūra tik šiek tiek žemesnė nei įprasta. Ne namuose, o kūnuose! Ne trisdešimt šeši ir šeši, o trisdešimt šeši ir viena dešimtoji. Na, tokių žmonių yra, du ar trys iš milijono, tai irgi kažkokia norma, nors ir pačiame krašte. Bet koks protingas šis kvailas protingas namas? - reikalauja, kad išgerčiau kokių tablečių!.. Dabar reikia arba išjungti šią sistemą, arba perprogramuoti, kitaip paskambins į darbą, tai jau padarė praeitą savaitę, kai sužinojo, kad užkietėjau viduriai, dabar kabinete net dulkių siurbliai verkšlena vos įeinant..."© Jurijus Nikitinas Rassvetnikis.
Ir kas iš šito?
Na, o kad nesibaigčiau neigiama nata, noriu pasakyti, kad trūkumai nėra reikšmingi palyginus su tuo, kokias galimybes gali suteikti daiktų internetas.Tobulėjant daiktų internetui, vis daugiau objektų bus prijungta prie pasaulinio tinklo, taip atsiras naujų galimybių saugumo, analizės ir valdymo srityse, atvers naujas ir platesnes perspektyvas bei padės gerinti žmonių gyvenimo kokybę. gyventojų.
Ačiū už dėmesį!
Kitame straipsnyje aš jums papasakosiu išsamiau apie architektūrą ir protokolus, taip pat apsvarstysiu keletą esamų diegimų.
PS Norėčiau išgirsti jūsų požiūrį į šią koncepciją ir galbūt kai kuriuos papildymus/pataisymus pateiktoje medžiagoje.
Kiek teisingas terminas daiktų internetas (IoT) ir kas lydėjo jo atsiradimą? Atsakymus į šiuos klausimus pateikia žurnalisto Leonido Černyako „TAdviser“ parengta medžiaga.
IoT nėra internetas, o tik PaaS?
Praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje, nuo to laiko, kai kompiuteriai nustojo būti vieni ir unikalūs gaminiai, prasidėjo masinė automatizacija dviem praktiškai nepriklausomomis kryptimis. Viena – verslo procesų automatizavimas, kurį vadiname informacinėmis technologijomis (IT, Informacinės technologijos). Kita – technologinių procesų automatizavimas, priešingai nei IT, pradėtas vadinti operacinėmis technologijomis (OT, Operational Technology).
Verta patikslinti, kad IT dirba ne su informacija, o su duomenimis, todėl tiksliau būtų vadinti jas „duomenų technologijomis“. IT sujungia kompiuterius, saugojimo sistemas ir tinklus su bet kokios formos elektroninių duomenų kūrimo, apdorojimo, saugojimo, apsaugos ir keitimosi procesais. OT taip pat yra aparatinės ir programinės įrangos kompleksas, tačiau skirtas valdyti ir valdyti fizinius procesus.
SSRS terminai ACS ( Automatizuotos sistemos Control) ir automatizuotos procesų valdymo sistemos (Automated Process Control Systems).
Daugiau nei keturiasdešimt metų IT ir OT vystėsi savarankiškai ir per tą laiką įgijo bruožų, kurie juos labai išskiria. Tačiau antrajame XXI amžiaus dešimtmetyje, veikiant keletui veiksnių, įskaitant jutiklių revoliuciją, tinklo technologijų plėtrą, debesų kompiuteriją, analizę ir kitas šiuolaikines tendencijas, prasidėjo konvergencijos (IT/OT konvergencijos) procesas. , derinant du požiūrius – orientaciją į duomenis ir orientaciją į įvykius fiziniame pasaulyje.
Ilgainiui galime tikėtis vienos visumos, susidedančios iš tradicinių darbo su duomenimis ir duomenų technologijų, atsiradimo pramonines sistemas valdymo sistemos (ICS) ir priežiūros kontrolės ir duomenų gavimo sistemos (SCADA). Galbūt galiausiai tai bus kibernetinės fizinės sistemos ar net socialinės kibernetinės fizinės sistemos.
Kibernetinės fizinės sistemos (Cyber-Physical-System) – tai sistemos, susidedančios iš įvairių gamtos objektų, dirbtinių posistemių ir valdymo valdiklių, leidžiančių tokį darinį pateikti kaip vientisą visumą. CPS užtikrina glaudų skaičiavimo ir fizinių išteklių ryšį ir koordinavimą. CPS taikymo sritis apima robotiką, transportą, energetiką, pramonės procesų valdymą ir didelę infrastruktūrą. Socialinės kiberfizinės sistemos Kibernetinės-fizinės-socialinės sistemos (CPSS) sujungia fizinį, kibernetinį ir socialinį pasaulius ir užtikrina jų sąveiką realiu laiku.
IT ir OT derinimo procesas yra labai sudėtingas ir aptariamas įvairiais lygmenimis, ypač dialoge tarp dviejų didžiausių standartų komitetų – Tarptautinės automatizavimo draugijos (ISA) ir Pramoninio interneto konsorciumo (IIC).
Įjungta rinkodaros lygisŽiniasklaidoje terminas Industrial Internet arba Industrial Internet of Things (IIoT) dažniausiai vartojamas kalbant apie sprendimus, skirtus IT/OT konvergencijai. Tai, kaip tai daroma, dažniausiai atspindi pernelyg entuziastingą požiūrį į daiktų interneto reiškinį ir supaprastintą požiūrį į daiktų interneto principų perkėlimą į pramonę. Straipsnyje „Wikipedia Internet of Things“ yra specialus skyrius „Kritika ir ginčai“, kuriame parodomos su daiktų internetu susijusios problemos.
IIoT problemų kils dar daugiau, nes pramoninių mašinų generuojamų duomenų apimtys yra didesnės nei buitinių, o saugumo klausimai yra kritiškesni. Norint išspręsti IT/OT konvergencijos problemas, toli gražu neužtenka pateikti adresų visiems įmanomiems įrenginiams naudojant IPv6 (6 interneto protokolo versija). Todėl, sprendžiant iš Hamburgo paskyros, nėra daiktų interneto, o už reklamuojamo ekrano, vadinamo IIoT, slypi PaaS paslaugų platforma su prieiga prie debesies išteklių per internetą.
Kas yra IoT?
Iš pradžių, ne per giliai susipažinus su daiktų internetu, bendra daiktų interneto ir jo perspektyvų idėja atrodė labai patraukli. Tačiau po kelerių metų, atidžiau išanalizavus šią temą, kilo tam tikrų abejonių, ypač dėl siaubingo rinkodaros ažiotažo, lydinčio daiktų internetą.
IoT kelia daug klausimų:
- Ar teisinga yra frazė „daiktų internetas“?
- Kaip daiktų internetas (IoT) prijungiamas prie interneto?
- Kaip iš daiktų gali susidaryti internetas?
Tokių ir panašių klausimų atsiradimas yra natūralus jau vien dėl to, kad gerai žinomi IoT apibrėžimai, kuriuos siūlo ne bet kas, o pirmaujantys pramonės analitikai, švelniai tariant, aiškumo neprideda.
- IDC – daiktų internetas – tai tinklų tinklas su unikaliai identifikuojamais galiniais taškais, kurie tarpusavyje bendrauja dviem kryptimis naudodami IP protokolus ir dažniausiai be žmogaus įsikišimo.
- „Gartner“ – daiktų internetas – tai fizinių objektų tinklas, kuriame įdiegtos technologijos, leidžiančios sąveikauti su išorine aplinka, perduoti informaciją apie savo būseną ir gauti duomenis iš išorės.
- „McKinsey“ – daiktų internetas yra jutikliai ir vykdymo įtaisai (pavaros), įterpti į fizinius objektus ir sujungti laidiniais arba belaidžiais tinklais, naudojant interneto protokolą (IP), jungiantį internetą.
Toks apibrėžimas sukelia kognityvinį disonansą, tai yra būseną, apie kurią enciklopedijos rašo apie „psichinį diskomfortą, kurį sukelia prieštaringų idėjų: idėjų, įsitikinimų, vertybių ar emocinių reakcijų susidūrimas individo galvoje“.
Pradėkime nuo to, kad internetas arba tiesiog tinklas yra pasaulinė tarpusavyje sujungtų kompiuterių tinklų sistema, naudojama duomenims saugoti ir perduoti. Jis sukurtas ant TCP/IP protokolų krūvos. Tinklo funkcija apsiriboja duomenų paketų perdavimu, nieko daugiau. Ne visi žino šį faktą, nes didžioji dauguma gyventojų yra žinomi dėl to, kad jis valdo World Wide Web WWW, WWW ir internetas yra identiški. Tačiau yra ir daugybė kitų duomenų perdavimo sistemų, įskaitant dalijimąsi failais, telefoniją ir daug daugiau. Visų pirma, norint organizuoti keitimąsi duomenimis tarp daiktų, visai pagrįsta naudotis internetu. Tinklo pusėje nėra jokių apribojimų. Kodėl mes kalbame apie dalykų tinklą kaip apie atskirą ir ypatingą? Niekas nesugalvotų WWW pavadinti „tekstų internetu“.
Greičiausiai tapome nesusipratimo auka, nes kalbant apie daiktų internetą jie dažniausiai turi omenyje ne tik komunikacijas, o kažką panašaus į WWW, kažką panašaus į daiktų tinklą šis faktas buvo suvoktas palyginti neseniai ir atitinkamas terminas Web Atsirado dalykų (WoT), kuris tiksliau priartėja prie idealios daiktų interneto idėjos.
Sąvokų pakaitalai atsirado ir sustiprėjo dėl to, kad trūksta tinkamo supratimo apie interneto ir WWW skirtumus. World Wide Web yra paskirstyta sistema, suteikianti prieigą prie tarpusavyje susijusių dokumentų, esančių įvairiuose kompiuteriuose, prijungtuose prie interneto. Galimybę pasiekti dokumentus suteikia HTML žymėjimo kalba (HyperText Markup Language). Standartiškai pažymėti HTML failai (tinklalapiai) yra pagrindinis pasaulinio žiniatinklio išteklių tipas.
Patys tekstiniai dokumentai nėra sudėtingi, todėl W3C konsorciumo sukurti standartai pasirodė aiškūs ir suprantami, o trijų dalykų – unikalios URL/URI dokumentų adresavimo sistemos, HTML kalbos ir HTTP protokolo – pakako, kad žmonija galėtų gebėjimas bendrauti.
Greičiausiai dėl terminologinės painiavos tiesiogiai kaltas Kevinas Ashtonas, pasiūlęs daiktų interneto terminą, nors 1999 metais jis galvojo ne apie daiktų tinklą, o apie daiktų tinklą. Štai ką jis parašė vėliau 2009 m.:
Visiškai akivaizdu, kad jis pripažįsta, kad kalbame ne apie duomenų tinklus, o apie kažkokį informacinį tinklą, susidedantį iš daiktų vaizdų.
Jei Ashton būtų vartojęs tikslesnį daiktų žiniatinklio (WoT) terminą, mums nereikėtų stengtis interpretuoti daiktų interneto. Kai žmonės kalba apie IoT termino autorystę, jie pamiršta, kad 90-ųjų viduryje buvo įmonė, pavadinta Integrated Systems Inc. (ISI), kuri pasiūlė labai prasmingą įterptojo interneto idėją. Tada iš naivumo atrodė, kad bendravimui tarp daiktų užtenka įdiegti sukurtą ISI į integruotą procesorių. Operacinė sistema PSOS. Gyvenimas parodė, kad problema daug sudėtingesnė.
Šiuo metu akademinė bendruomenė aktyviai dalyvauja kuriant WoT. Sukurtas W3C konsorciumas darbo grupė Web of Things Interest Group, vyksta standartų kūrimo darbai, tačiau tai itin ilgas procesas, nes įrenginiai (daiktai) savo sudėtingumu ir įvairove nepalyginami su tekstais. Atitinkamai, standartizuoti sąveiką tarp įrenginių yra daug sunkiau nei tai, kas buvo padaryta tekstams. Šis darbas užtruks ne vienerius metus.
Iki tol turėsime susitaikyti ir, deja, priimti esamą IoT aiškinimą, sutikdami, kad „terminas užimtas“, bet kartu suprasdami, kad daiktų interneto nėra ir negali būti, nors kada nors bus žiniatinklis. -Pagrįstas internetas gali ir bus sukurtas iš dalykų. Tai skamba kaip MK laikraščio pavadinimas, kilęs iš Moskovsky Komsomolets, bet visiškai priešingai. Komjaunimo seniai neegzistuoja ir, greičiausiai, niekada nebebus. O IoT yra daiktų interneto santrumpa: tam, kas iš esmės dar neegzistuoja, bet kada nors tikriausiai bus kažkas panašaus.
Kaip veikia daiktų internetas
IoT platformos
Daiktų internetas kaip „tinklų tinklas“
Straipsnyje išvardijami pagrindiniai verslo modeliai, pagal kuriuos artimiausiu metu bus diegiamas daiktų internetas. Pirmasis verslo modelis yra „ reguliavimo kontrolė“ Reguliuojančių organizacijų reikalavimų laikymasis yra būtina sąlyga verslui, tačiau jie neduoda įmonėms tiesioginės ekonominės naudos, nepaisant didelių išlaidų. Esant tokiai situacijai, daiktų internetas turi didžiulį potencialą sumažinti išlaidas šioje srityje.
Antrasis verslo modelis yra „prevencinė kontrolė“: daiktų internetas leidžia laiku nustatyti būtinas sąlygas avarinės situacijos ir sumažinti įrangos efektyvumą. Dėka IoT galite pradėti nuotolinį stebėjimą ir stebėti įrangos veikimą internetu realiu laiku.
Trečiasis verslo modelis yra „nuotolinė diagnostika“. Daiktų interneto jutikliai gali būti naudojami diagnozuoti įrenginius, kuriuose jie yra įdiegti, ir automatiškai reaguoti į jų būsenos pokyčius.
Ketvirtasis verslo modelis yra „operacijų kontrolė“. Naudodami IoT galite valdyti grandinę technologines operacijas, valdyti bet kokių įrenginių judėjimą ir automatiškai stebėti jų charakteristikas realiu laiku. Tai leidžia atsikratyti vagysčių ir nekontroliuojamų nuostolių, padidinti valdomų objektų, kuriuose sumontuoti „išmanieji“ jutikliai, efektyvumą ir pasiekti jų veikimo nuspėjamumą.
Penktasis verslo modelis yra „operacijų automatizavimas“. IoT atsiradimas leidžia automatizuoti dažnai pasikartojančias operacijas, didinant darbo efektyvumą, laisvalaikio kokybę ir klientų pasitenkinimą. Tokių IoT programėlių pranašumas išreiškiamas ne tik įprastų operacijų supaprastinimu. Jie skatina pardavimą, leisdami automatizuoti įpročius.
IoT technologijos
Techninė ir komercinė IoT platforma
Sėkmingas „Internet of Everything“ sprendimų įgyvendinimas nėra izoliuotas ar nepriklausomas procesas. „Cisco“ mano, kad tam reikalinga techninė ir verslo platforma, kurioje būtų galima lengvai sukurti kelis sprendimus, kad būtų galima protingai ir efektyviai teikti žadėtą verslo naudą. Tokios interneto platformos pagrindas yra patikima ryšių ir technologinė infrastruktūra, veiklos ir valdymo paslaugos, taip pat daugybė vertikalių ir horizontalių sprendimų.
„Cisco“ patirtis rodo, kad norint įdiegti „Internet of Everything“ sprendimus, visi techniniai ir verslo elementai turi duoti norimą rezultatą. Veiksmingas „Internet of Everything“ sistemų diegimas suteiks verslo ar net pramonės platformą, leidžiančią sukurti unikalius, pelningus IoE sprendimus.
Lygiai, pradedant nuo apačios:
- tinklo jungtys – visų sprendimų, duomenų ir taikomųjų programų sujungimas per šviesolaidinį atgalinį ryšį arba licencijuotą korinį tinklą.
- Prieiga prie tinklo – valdomas Wi-Fi tinklas arba kitas nelicencijuotas belaidis tinklas, skirtas sujungti visus jutiklius ir programas.
- Technologijų platforma – platforma, kuri suteikia greitą ir patikimą naujų įrenginių prijungimą prie architektūros „plug and play“ principu, taip pat prisijungimą prie debesų saugyklos ir duomenų apdorojimo paslaugų.
- Vertikalūs ir horizontalūs sprendimai – įrenginių ir programų rinkinys, teikiantis unikalius sprendimus įvairiems vertikaliems ir horizontaliems pramonės segmentams.
- Pajamų gavimo platforma – kai kuriose vertikalėse, tokiose kaip išmanieji miestai ir B2C, yra galimybių panaudoti platformą kuriant naujus pajamų srautus.
- Bendra valdymo platforma – bendra platforma, teikianti visų sprendimų valdymą, klientų aptarnavimą ir paslaugas.
- Profesionalios paslaugos – specialios paslaugos, tokios kaip sistemų integravimas, planavimas ir projektavimas.
- Projektų valdymas – projekto, veiklos ir partnerių ekosistemos valdymo paslaugos.
Sėkmingas sprendimų diegimas ir didžiulės galimos „Internet of Everything“ naudos išnaudojimas priklauso ne tik nuo šaunių dalykų ir programų. Norint, kad idėjos ir lūkesčiai virstų realybe, reikalinga visapusiška, techninė, veiklos ir organizacinė interneto platforma.
Įterptosios sistemos daiktų interneto ekosistemoje
Pasaulinė įterptųjų sistemų rinka auga dėl didėjančios nešiojamųjų skaičiavimo įrenginių ir įterptųjų M2M sprendimų paklausos. Kiti pagrindiniai augimo veiksniai pastaraisiais metais buvo gamybos pramonės automatizavimo tendencija, nuolatinė kompiuterijos raida ir plačiai paplitęs daiktų internetas.
Spartų įterptųjų sistemų rinkos augimą daugiausia lėmė sparti daiktų interneto plėtra. Tikimasi, kad iki 2020 metų prie pasaulinio daiktų interneto bus prijungta daugiau nei 30 milijardų įrenginių.
Šiuolaikinė daiktų interneto koncepcija reiškia, kad visi šiuolaikiniai įrenginiai, nepriklausomai nuo platformos, turėtų veikti kartu su kitais įrenginiais ir paslaugomis, sudarydami vieną tarpusavyje sujungtą ekosistemą, o ne egzistuoti atskirai.
Ši prielaida yra viena iš pagrindinių įterptųjų sistemų rinkos transformacijos priežasčių. Šiandien jis žengia į vientisą pasaulinį kompiuterių tinklą integruotų išmaniųjų sistemų (daviklių, mašinų, mechanizmų, prietaisų ir kt.) kūrimo, siekiant gauti ir apdoroti duomenis gamybos efektyvumui (pramonės sektoriuje) ar vartotojo patogumui gerinti. ir patogumas (vartotojo lygmeniu).
Norint įdiegti tokias išmaniąsias sistemas, reikia koordinuoto kelių rinkos dalyvių darbo, įskaitant tiek komponentų tiekėjus (tų pačių procesorių, mikroprocesorių, valdiklių, jutiklių ir kt.), tiek galutinių produktų gamintojus ( buitinė elektronika, pramoninė įranga, automobiliai, lėktuvai... sąrašas tikrai neribotas) ir programinės įrangos gamintojai, galintys pritaikyti visas šias įterptąsias sistemas individualiems klientams, prijungti jas prie debesų ir užtikrinti jų sąveiką su kitomis sistemomis kliento infrastruktūroje.
Įterptinių sprendimų gamintojų ir programinės įrangos kūrėjų bendradarbiavimas
Taip smarkiai išaugus įterptųjų sistemų rinkai ir prie tinklo bei tarpusavyje prijungtų galinių įrenginių skaičiui, jau dabar labai reikia programinės įrangos kūrėjų, kurie suprastų ekosistemos, kurioje komponentų gamintojai, plokščių gamintojai, gaminamų sistemų tiekėjai ir integratorių įmonės vystosi, ir turinčios rimtą įterptinių sprendimų kūrimo patirtį.
Paprasčiau tariant, kažkas turi „padaryti“, kad jutikliai kalbėtų įrenginio ar įrangos gamintojo ir galutinio vartotojo kalba, tai yra užtikrinti reikiamos informacijos rinkimą, jos analizę, atvaizdavimą ir sąveiką su kitomis gamintojo sistemomis. Atskiros šios „kalbos“ detalės gali skirtis priklausomai nuo konkretaus gamintojo (OEM) užduočių, o individualiems klientams pritaikyti jutiklių (valdiklių, mikroprocesorių ir kt.) gamintojai ne visada turi pakankamai išteklių ir galimybių. Būtent šiame etape reikalingas patyrusios įterptinių sprendimų kūrimo įmonės palaikymas.
Technologijų plėtros problemos
Yra veiksnių, galinčių sulėtinti daiktų interneto plėtrą. Iš jų svarbiausios laikomos trys: perėjimas prie IPv6 protokolo, jutiklių maitinimo tiekimas ir bendrų standartų priėmimas.
Adresų trūkumas ir perėjimas prie IPv6
2010 m. vasario mėn. pasaulyje nebeliko nemokamų IPv4 adresų. Nors paprasti vartotojai tame nerado nieko blogo, šis faktas gali gerokai sulėtinti daiktų interneto plėtrą, nes milijardams naujų jutiklių reikės naujų unikalių IP adresų. Be to, IPv6 supaprastina tinklo valdymą automatiniai nustatymai konfigūracijos ir nauji, dar daugiau efektyvios funkcijos informacijos saugumas.
Sensorinis maitinimo šaltinis
Iki 2014 m. lapkričio mėnesio pradžios kelios organizacijos kūrė universalias išmaniosios elektronikos specifikacijas ir atitinkamą sertifikavimo programą, įskaitant „Open Connectivity Foundation“ (OCF) aljansą, kuris apima
Daiktų interneto tendencija dabar įgauna vis didesnį populiarumą. Daiktų interneto sąvoka dažniausiai neatsiejamai susijusi su kažkuo protingu: išmaniais namais, išmaniuoju transportu, išmaniosiomis įmonėmis... Tačiau atidžiau pažvelgus į šią žvalgybą dažnai tenka nusivilti: elektros lemputės valdymas nuotoliniu būdu. namas geriausiu atveju yra automatika, bet ne protingas namas. Panašu, kad internetas irgi ne toks išmanus... Bet kas yra išmanusis daiktų internetas?
Apskritai interneto istoriją galima suskirstyti į 4–5 etapus, dabar esame daiktų interneto (IoT) eroje. Trumpai tai galima apibūdinti taip: daugėja įrenginių, kurie bendrauja ne tik su vartotojais, bet ir tarpusavyje. Tie. Kiekvienas kavos virimo aparatas turi prieigą prie tinklo, tačiau kodėl jam reikia šios prieigos, dar reikia nuspręsti.
Daiktų interneto atsiradimas – gana lauktas žingsnis, nes tinginystė – progreso variklis. Kam eiti prie televizoriaus keisti kanalų, jei gali sugalvoti pultelį, kam spausti kavos virimo aparato mygtuką, jei tai galima padaryti išmaniajame telefone arba nustatyti taisyklę, kad kava lietųsi pati... Ar tai patogu ? Kas atsitiks, jei žmogaus nėra namuose arba jam nustatytu laiku nereikia šviesos?
Namas pasirodė ne „protingas“, nes toks požiūris mažai ką keičia situaciją: žmogus vis tiek turi viską kontroliuoti, jis yra visko valdymo centras. Pasirodo, tai „tiesiog“ automatika. Tuo pačiu puikiai vertinu pažangos galią, kuri ją paskatino. Aš tiesiog noriu kažko daugiau, man reikia „išmaniojo“ interneto.
Ką turiu omenyje sakydamas išmanusis daiktų internetas? Tai daiktų internetas, kuris pakeis rezultatų siekimo paradigmą: norisi išsikelti tikslus, o ne būdus jiems pasiekti.
- Išmanusis daiktų internetas – tai nuolatinis žmogaus palaikymas jį supančiais objektais.
- Išmanusis daiktų internetas – tai procesų skaidrumas ir dėmesys rezultatams.
- Išmanusis daiktų internetas – tai ne kaip tai padaryti, o tai, kas turėtų nutikti.
Kaip tai pasiekti techniškai?
Pirma, kelių agentų technologijos – jos jau yra visur, o daiktų internetas be jų neįmanomas. Kiekvienam dalyviui iš realaus pasaulio (t. y. kiekvienam žmogui ir kiekvienam įrenginiui) priskiriamas programinės įrangos agentas – tam tikro intelekto laipsnio objektas, atstovaujantis jo interesams virtualiame pasaulyje. Virtualus pasaulis tam tikra prasme gali būti vadinamas patobulinta mūsų gyvenimo kopija: yra tie patys dalyviai, kurie dažniausiai laikosi iš anksto nustatytų ir žinomų taisyklių, pateikdami patikimus atsakymus į užduodamus klausimus, sąžiningi ir atviri - altruistai, apskritai. Tuo pat metu santykis tarp realaus ir virtualaus pasaulių yra dvikryptis: sprendimai iš Virtualus pasaulis pateikiami realybei vykdyti, o visi įvykiai realiame pasaulyje (labai dažnai nenumatyti) atsispindi virtualiame pasaulyje.Kaip agentai gyvena ir dirba
Agentų gyvavimo ciklas yra gana paprastas. Pirmiausia jie suvokia informaciją iš išorinio pasaulio. Tada jį reikia apdoroti, t.y. planuoti kai kuriuos veiksmus. Na, o veiksmus jau reikia atlikti – išduodant atitinkamas komandas realiam pasauliui.
Pasirodo, mūsų „protinguose“ namuose žmogaus agentas nuolat bendrauja su kavos virimo aparato, lempučių ir kitų šaldytuvų agentais – duoda jiems komandas ir keičiasi informacija. Kažką panašaus matome neprisijungę: tarkime, žmogus nori pradėti teikti skalbimo paslaugą. Sukrauna daiktus į skalbimo mašiną, nori įberti miltelių ir supranta, kad skalbimui neužtenka. Tada nueina į parduotuvę, nusiperka miltelių ir vėl bando pradėti skalbimą. Gerai, jei jis turi audinių minkštiklio ir jam nebereikia eiti į parduotuvę.
Modeliuokime šią situaciją agentų požiūriu, nepamiršdami, kad kiekvienas agentas žino visą informaciją apie savo fizinę esmę.
Tada agentas Skalbimo milteliai paprašys juos įsigyti, kol atsargos baigsis. Kaip jis paklaus? Greičiausiai jis atsidurs pirkimo agento eilėje ir bus nupirktas būtent tada, kai žmogus turės fizinę galimybę jį atvežti – ar net bus užsakytas pristatymas, be žmogaus įsikišimo. Ar patogu? Taip. Ar tai sunku? Taip irgi. Ar tai įmanoma? Ir vėl taip.
Visa tai atrodo per toli ateitis. Tačiau prisiminkime tokį nuostabų dalyką kaip ontologijos. Tai gana universalus ir mašininiu būdu skaitomas žinių vaizdavimo būdas, kuriame galima apibūdinti daugybę žinių. Ontologijoje galime apibūdinti mums svarbias sąvokas, aprašyti logines taisykles – o mūsų intelektualūs agentai gali panaudoti šias žinias siekdami tikslų ir su jais sąveikauti.
Ar įmanoma sukurti vieną universalią ontologiją, kurioje būtų visos išmaniajam daiktų internetui reikalingos žinios? Gal taip. Tačiau baisu net įsivaizduoti, kokia turėtų būti šios ontologijos apimtis. Daug paprasčiau atrodo galimybė palaikyti domenų ontologijas ir, jei reikia, suderinti jas.
Pasirodo, vartotojas gali susikurti namo ontologiją, darbo erdvės ontologiją – ir juose aprašyti duomenys turi būti nuoseklūs. Taikant šį metodą paaiškėja, kad galime turėti ir „protingą“ biurą, ir „protingą“ namą.
Ontologija darbo logikai
Dažniausias ontologijų naudojimo būdas yra tik tvirtai struktūrizuotų žinių saugojimo būdas. Be to, šios žinios, kaip taisyklė, kalba tik apie tam tikrą fizinio pasaulio esmę. Kodėl nenueiti toliau ir neišsaugojus sąveikos taisyklių bei išmaniojo daiktų interneto veikimo logikos ontologijose? Praktiškai tai gali atrodyti taip: kurdamas agentą jis žiūri į subjektą, kuriam jis priklauso. Norėdami teisingai suprasti šio subjekto savybes, agentas turi kreiptis į ontologiją - iš ten jis gaus informaciją apie tai, ką šis subjektas gali padaryti ir kokie jo poreikiai. Ar jis žino, kaip pasiekti šiuos poreikius, kaip panaudoti savo sugebėjimus? Ši informacija taip pat yra ontologijoje! Panagrinėkime pavyzdį – oro kondicionieriaus pirkimą. Kai oro kondicionierius yra prijungtas prie bendro tinklo, jis turi programinės įrangos agentą. Šis agentas gali žinoti apie savo tikslą. Tada jam tereikia deklaruoti: „Aš esu oro kondicionavimo agentas! Aš galiu atvėsti! Noriu švaistyti energiją! Aš galiu sulaužyti! Noriu profilaktikos kartą per metus!
Šiuos pranešimus turėtų gauti visos suinteresuotos šalys – pavyzdžiui, namo agentas, atsakingas už elektros energijos suvartojimą. Toliau šie du agentai turės susitarti dėl energijos suvartojimo namuose – daiktų internetas turėtų būti ekonomiškas. Tuo pačiu metu oro kondicionavimo agentas gali paveikti kitus energiją vartojančius procesus – tais atvejais, kai atliekama priežiūra aukštos temperatūros namas turi didelį prioritetą.
Informacijos gali prireikti pačiam oro kondicionavimo agentui. Pavyzdžiui, būtų malonu atsižvelgti į esamą temperatūrą už lango ir dienos ar dviejų prognozes: tada jums nereikės vėsinti namo karštyje prieš stiprų šaltį. Kaip gauti reikiamus duomenis? Turime iš ontologijos išsiaiškinti, kas jas gali suteikti.
Ar išmanusis daiktų internetas yra tik protingi namai?
Visi aukščiau pateikti pavyzdžiai yra apie daiktų internetą kasdieniame gyvenime, apie išmaniuosius namus. Tačiau tai nėra vienintelė tokių galingų technologijų taikymo sritis. Įmonės jau dabar rodo didelį susidomėjimą daiktų internetu. Taigi „Airbus“ savo ataskaitoje apie ateities įmones daiktų internetą laiko viena iš svarbių technologijų.Pabandykime išsiaiškinti, kaip daiktų internetą galima pritaikyti šiuolaikinės įmonės. Tokiose įmonėse, kaip taisyklė, yra daug įvairių mašinų, daug įvairių užsakymų gaminant produktus ir daug įvairių technologinių procesų. Apskritai ten yra daug įvairių dalykų. Ir, žinoma, šių įmonių išmaniosiose daiktų interneto sistemose bus daug įvairių agentų. Visi šie agentai privalo patekti į vieną informacinę erdvę – tada daiktų interneto naudojimas parodys daugiau didelis efektyvumas. Pažiūrėkime į pavyzdį: gamybos užsakymo agentas nori, kad jis būtų įvykdytas. Norėdami tai padaryti, jis turi rasti laisvų darbuotojų – ir paieška turi prasidėti nuo jo paties dirbtuvės! O jei ceche nėra laisvų darbuotojų, visi labai užsiėmę, tai logiška būtų pabandyti šiuos žmones surasti kur nors kitur. Norėdami rasti nemokamą darbo turint tam tikras kompetencijas, reikia suprasti, kur to ieškoti. Norėdami tai padaryti, pakanka „tiesiog“ atsiversti ontologiją, kuri jums pasakys, kurioje dirbtuvėje gyvena reikiamus pajėgumus turintys darbuotojai. O po atsakymo pradėkite bendrauti su šiomis dirbtuvėmis ir pabandykite surasti darbuotojų užsakymą įvykdyti.
Kitas pavyzdys – mašinų agentas, kuris pats tampa iniciatyvus ir ieško darbo. Šis agentas turi suprasti, kokius užsakymus jis gali vykdyti – tam jam reikia informacijos apie užsakymus ir jų įgyvendinimo technologinius procesus. Jei ji jau turi tokią informaciją, tada mašinos agentas iš ontologijos gali nustatyti, kas priima sprendimą planuoti šiuos užsakymus – ir bandyti juos prisivilioti. Paprastai sprendimą gali priimti arba pats įsakymas, arba šio užsakymo vadovas – asmuo.
Verta paminėti, kad aprašytame išmanusis internetas dalykų, žmogus yra visavertis visų procesų dalyvis – jis nuolat mato naujausią informaciją ir gali tikrai sąžiningai apskaičiuoti pagamintos produkcijos kainą. Tuo pačiu galutinis žodis priimant sprendimus gali likti jam – tačiau jam bus suteikta kokybiška šio sprendimo parama, o sprendimas bus visiškai skaidrus ir lankstus.
Į tinklą orientuotas principas
Žinoma, visos mūsų gyvenimo sritys (kuriame, esu tikras, bus daiktų internetas) glaudžiai susikirs. Būtina, kad tokių zonų sankirta būtų gyvybinga ir naudinga vartotojui. Galų gale, jei šiuose mūsų internetuose kiekviena sritis naudoja savo sąveikos standartus, tai nieko gero neprives.Praėjusio amžiaus 80-aisiais Sovietų Sąjungos maršalas N.V. Ogarkovas suformulavo į tinklą orientuotą požiūrį į kovines operacijas (ir JAV šios idėjos buvo sukurtos karinio jūrų laivyno viceadmirolo Arthuro Sebrowskio ir profesoriaus Johno Gartskos dėka). Pagal šį metodą visi ištekliai, galintys atlikti užduotį, turi būti to paties informacinio tinklo dalis ir turėti galimybę keistis informacija, kad atliktų šią užduotį. Ar tau nieko neprimena? Daiktų internetas yra itin logiškas į tinklą orientuoto požiūrio pritaikymas, nes jame naudojamas modernus Informacinės technologijos integruoti paskirstytus elementus į globalią sistemą, galinčią prisitaikyti prie besikeičiančių išorinio pasaulio sąlygų.
