XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Из названия мы можем понять – основными объектами взаимодействия представляются вещи, имеющие доступ в Интернет. Большинству людей тяжело это осознать, ведь сам термин звучит как странная глупость. Но воспринимать её нужно, как «сеть объектов». Таким образом, многие оказываются заложниками неточного перевода с английского на русский язык, без должного уровня адаптации.

Но если рассуждать про Интернет-вещей общедоступно, то под этой идеей трактуется пространство, где происходит совместное размещение виртуального и реального миров. На основе этого наблюдается пересмотрение наших отношений с «вещами», к тому же проявляются их вторичные цели и качества. Под рассматриваемой концепцией воспринимается каждый цифровой или аналоговый существующий объект, способный свободно перемещаться независимо от временных и пространственных параметров.

Здесь, хочется задаться вопросом, как это связанно с несуществующими виртуальными данными, но практика расставит всё на места. Ведь под вышесказанным явлением понимают малое число измерителей и приборов, которые объединены каналами связи и обладают доступом в сеть. В данном случае понимается возможность симбиоза виртуального и реального миров, где каждый человек и каждое устройство предстают, как равные стороны коммуникации.

Создание прообраза

Впервые, нечто похожее было предложено изобретателем в области электротехники и радиотехники Николой Тесла. В 1926 году он изложил идею объединения всех вещей в одну целую структуру путём использования радио, которое прогрессирует до уровня «большого мозга». Аппараты управления же будут компактны и с легкостью разместятся в кармане. Первая интернет-вещь на свете была разработана в 1990 году, одним из отцов протокола TPC/IP Джоном Ромки. Им был тостер, подключенный Джоном к сети. Английская альтернатива для определения этой концепций была предложена Кевином Эштон. Это случилось в 1990 году. Тогда и был создан центр автоматической идентификации (ЦАИ), вследствие которого явление интернета-вещей обрело массовое распространение. В 2008 году численность устройств, подключенных к сети, превзошло количество людей, также имеющих доступ к ней. С каждым годом количество таких устройств только растёт.

Возможность использования в будущем

В будущем, предполагается, что данная концепция будет необходима для участников предпринимательского дела, а также различных процессов: социальных и информационных. В таком случае вещи предстанут как активные субъекты взаимодействия. Они будут обмениваться информацией между собой, предоставляя друг другу сведения о внешней среде, а также откликаться и воздействовать на процессы, которые находятся в подконтрольном им «пространстве», без участия людей. Таким образом, её воплощения может привести к тому, что:

Вещи непрерывно будут оказывать поддержку человеку.

Будет обеспечена прозрачность реализуемых процессов и прежде всего ориентация на получаемый результат.

Концентрация внимания будет направления на получение желаемого, а не на его исполнение.

Предполагается, что управлением будет занято портативное цифровое устройство, роль которого будет осуществлять тот же смартфон. Однако нельзя исключать, что в дальнейшем для этой цели будет применяться прибор, предварительно встроенный в голову человека.

Структура построения

Формирование интернета-вещей предполагает использование четко определённых границ взаимодействия, а также охват влияния. Отдельные эксперты в качестве схемы указывают следующую классификацию структуры:

Уровень первый. Осуществляется независимая идентификация каждого объекта.

Второй уровень является сервисом, обслуживающим человеческие потребности.

Третий уровень является сервисом, основанный на идее «умного» города. Предполагает сбор и обработку всего объема информации, касательно жителей поселений, а также отдельно взятых районов, кварталов и квартир.

Четвертый уровень. Сенсорная планета. Работает по принципу третьего уровня, но в масштабах целой планеты.

Как передаются данные интернета вещей?

Для осуществления коммуникации и взаимодействия устройств нужно применять один язык. Компания Cisco провела детальное техническое исследование в ходе которого было выяснено, что к нуждам сетей нового образца может быть приспособлена технология IP. В рассматриваемой ситуации под ним представляется лишь средство связи между различными приборами, в то время как говорить о общем машинном языке будет преждевременно. Пусть и обладая таким началом, можно высказываться о том, что трудоемкий массив отдельных единиц техники и устройств всё же будет стандартизирован, и это осуществится по аналогичному принципу, как и у интернета.

Нами было разобрано, что же представляет собой интернет-вещей, что это такое и какие возможности он предоставит нам в будущем. Но каким образом эта концепция будет воплощена в жизнь? На сегодняшний день она основывается на двух технологиях:

- Радиочастотная идентификация. Это способ идентификации объектов, при котором с помощью применения радиосигналов происходит запись и чтение имеющихся данных. Хранением данных заняты транспондеры. Описанная технология вполне применима для наблюдения перемещения части объектов, при этом она отлично производит получение малого количества информации. В данной ситуации можно представить следующий пример: в холодильнике имеется ридер. На приобретённых продуктовых товарах расположены особые метки радиочастотной идентификации. Едва лишь срок годности товара истечет, холодильник своевременно уведомит нас об этом. Или же, если в нём будут заканчиваться продукты, можно предустановить уведомление человека по этой причине.

- Беспроводные сенсорные сети. В этой технологии подразумевается использование большого количества датчиков и исполнительных механизмов, объединённых посредством радиосигнала. Зона покрытия в данной ситуации может варироваться в диапазоне от пары метров до нескольких километров. Рассмотренная технология будет реализована с помощью ретрансляции сигналов между звеньями системы. Данный взгляд на способ осуществления сети уже нашел практическое применение в ряде задач практического типа, которые относятся к мониторингу, управлению, логистике и тому подобное.

Проблемы реализации

Самой главной проблемой на сегодняшний день является отсутствие общих стандартов. А значит, при внедрении предложенных решений возникают значительные проблемы, поэтому необходимо предоставлять автономность всех устройств. Другими словами, нужно овладеть знаниями по созданию таких датчиков, что могли бы накоплять и получать энергию из внешней среды, а не от батареек. При этом необходимо учитывать возможные риски, обусловленные наличием глобальной сети, посредством которой можно управлять всем миром. Интересует и тот вопрос, что будет представлять собой интернет-вещей без интернета. Всего-то лишь будет достаточно исчезнуть всему электричеству – и огромное число наработок окажутся невостребованными. Поэтому главной задачей ставится обеспечение питанием не только небольших сенсоров, но и также обрабатывающих систем.

Технологии

Средства идентификации

Включение объектов реального мира в «интернет-вещей», не всегда оснащенных средствами доступа в интернет и последующей передачи данных, предписывает использование метода идентификации этих объектов («вещей»). Хотя причиной для возникновения этой концепции была технология RFID, но в качестве подобных технологий могут выступать все средства, задействованные для идентификации на автоматическом уровне: оптически аутентифицированные идентификаторы, средства вычисления расположения объекта в порядке точного времени. При глобальном разрастании «интернета вещей», принципиально важно снабдить исключительность идентификаторов предметов, что в последующем предполагает стандартизацию.

Для объектов, непосредственно подключённых к интернет-сетям, традиционный идентификатор — MAC-адрес сетевого адаптера, позволяющий идентифицировать устройство на канальном уровне, при этом диапазон доступных адресов практически неисчерпаем (248 адресов в пространстве MAC-48), а использование идентификатора канального уровня не слишком удобно для приложений. Более широкие возможности по идентификации для таких устройств даёт протокол IPv6, обеспечивающий уникальными адресами сетевого уровня не менее 300 млн устройств на одного жителя Земли.

Средства измерения

Особую роль в интернете вещей играют средства измерения, обеспечивающие преобразование сведений о внешней среде в машиночитаемые данные, и тем самым наполняющие вычислительную среду значимой информацией. Используется широкий класс средств измерения, от элементарных датчиков (например, температуры, давления, освещённости), приборов учёта потребления (таких, как интеллектуальные счётчики) до сложных интегрированных измерительных систем. В рамках концепции «интернета вещей» принципиально объединение средств измерения в сети (такие, как беспроводные датчиковые сети, измерительные комплексы), за счёт чего возможно построение систем межмашинного взаимодействия.

Как особая практическая проблема внедрения «интернета вещей» отмечается необходимость обеспечения максимальной автономности средств измерения, прежде всего, проблема энергоснабжения датчиков. Нахождение эффективных решений, обеспечивающих автономное питание сенсоров (использование фотоэлементов, преобразование энергии вибрации, воздушных потоков, использование беспроводной передачи электричества), позволяет масштабировать сенсорные сети без повышения затрат на обслуживание (в виде смены батареек или подзарядки аккумуляторов датчиков).

Средства передачи данных

Спектр возможных технологий передачи данных охватывает все возможные средства беспроводных и проводных сетей.

Для беспроводной передачи данных особо важную роль в построении «интернета вещей» играют такие качества, как эффективность в условиях низких скоростей, отказоустойчивость, адаптивность, возможность самоорганизации. Основной интерес в этом качестве представляет стандарт IEEE 802.15.4, определяющий физический слой и управление доступом для организации энергоэффективных персональных сетей, и являющийся основой для таких протоколов, как ZigBee, WirelessHart, MiWi, 6LoWPAN, LPWAN.

Среди проводных технологий важную роль в проникновении «интернета вещей» играют решения PLC — технологии построения сетей передачи данных по линиям электропередачи, так как во многих приложениях присутствует доступ к электросетям (например, торговые автоматы, банкоматы, интеллектуальные счётчики, контроллеры освещения изначально подключены к сети электроснабжения). 6LoWPAN, реализующий слой IPv6 как над IEEE 802.15.4, так и над PLC, будучи открытым протоколом, стандартизуемым IETF, отмечается как особо важный для развития «интернета вещей»

Ситуация в России

В России интернет вещей по-прежнему не организован на достаточном уровне. Начальные действия по его организации были сделаны лишь осенью 2015 года. А с предлогом разработать тематический консорциум компания «Ростелеком» выступила не так давно. Следует подчеркнуть, что в данном направлении нет компаний, занимающих лидирующие позиции, чьё положение было бы бесспорным. Поэтому, у многих небольших фирм, осуществляющих разработки в данной тематике, есть все шансы занять лакомую нишу. Правда, для успешной деятельности фирмы необходимо будет взяться за его популяризацию в рынке, объясняя каждому, чем является интернет-вещей. Разные фото- и видеовыставки, открытые для большой массы населения, могут только помочь в этом деле. Также этому может способствовать активная пропаганда в СМИ. Нужно пробуждать интерес в населения к средствам HI-TECH и изобретательству. Причем в данной случае потребуются значительные финансовые вложения. В таком случае можно ожидать, что вложенные денежные средства, должны принести выгоду в будущем.

Заключение

Нельзя забывать, что ежедневно в мире появляются новые перспективные разработки. Главная задача государства – оказывать всеми силами поддержку тем, кто не боится внедрять в жизнь новые технологии. Необходимо помогать тем, кто движим целью сделать жизнь человечества лучше. Но при этом нельзя упускать из вида возможные угрозы. Ведь при развитии интернета-вещей необходимо на должном уровне обеспечивать информационную безопасность. Поэтому следует встраивать новые технологии с учетом разнообразных факторов, что свести к минимуму негативные последствия и в то же время, максимизировать положительные.

Литератрура

1.Основные технологии реализации Интернета вещейhttps://itechinfo.ru/node/88

2.Стратегия развития Ростелекома до 2020: переход от оператора связи к интегрированному провайдеру цифровых услуг https://www.company.rt.ru/about/strategy/index_2015-2020.php

Код для цитирования: Скопировать