Інтернет речей

Прочитайте теоретичний матеріал та перекресліть схему (Рис.2) до зошита:

Чи маєте ви пристрій, що відправляє дані на ваш смартфон? Як, знаходячись в дорозі, за допомогою лише девайсу і мобільного інтернету зберігати свою оселю в безпеці і контролювати витрати електроенергії? За цим стоїть інтернет речей - технологія, що набирає популярності у світі. Квартири, будинки та цілі міста все активніше використовують цю концепцію у своєму повсякденному житті.

Що таке "інтернет речей"?

Інтернет речей (Internet of Things, скорочено IoT) — це сукупність під’єднаних до інтернету фізичних пристроїв — «речей», оснащених засобами приймання й передавання даних .

Інтернет речей ґрунтується на таких базових принципах (рис.1):
• наявність глобальної комп’ютерної мережі;
• до мережі під’єднано різноманітні об’єкти (кінцеві пристрої), які мають конкретну адресу в мережі;
• об’єкти мають можливість отримувати дані та відправляти їх по мережі;
• робота об’єктів в автоматизованому режимі відбувається без втручання людини за спеціальними програмами.

Рис.1

Загальну схему функціонування мережі Інтернет речей наведено на рис.2.

Рис.2

Для реалізації IoT необхідні кінцеві пристрої (речі), мережа передавання даних і система управління мережею і пристроями.

Для відстеження стану оточуючого середовища об’єкти оснащуються датчиками (сенсорами), які забезпечують збирання та опрацювання даних у реальному часі.

Датчик вимірює фізичні параметри контрольованого об’єкта/явища і перетворює їх у цифровий сигнал, який може бути переданий і прийнятий відповідним комп’ютерним пристроєм. Для опрацювання та накопичення даних з датчиків використовують вбудовані комп’ютери (мікрочипи), до яких датчики приєднано через контролери.

Контролери — це спеціальні пристрої, які призначені для керування зовнішніми пристроями комп’ютера або датчиками.

Кінцеві пристрої завдяки датчикам і сенсорам приймають і/або передають інформацію, а завдяки виконавчим механізмам можуть виконувати потрібні дії:

• сприймати різноманітні сигнали з навколишнього світу (наприклад, температуру, освітленість, вологість, рух тощо);

• вступати у взаємодію з іншими пристроями (наприклад, вмикати кондиціонер після підвищення температури, відкривати гаражні двері, коли до них наближається автомобіль, фотографувати автомобілі, поливати рослини після зниження вологості ґрунту тощо);

• обмінюватися даними для віддаленого стеження за станом об’єктів, аналізу зібраних даних і прийняття на їх основі рішень.

Для обміну даними IoT існує кілька стандартів. Одні з них працюють на основі мобільних мереж, інші використовують власні незалежні мережі або звичайні електромережі . Мережа передавання даних може бути бездротовою та/або дротовою. Важливим на цьому етапі є забезпечення надійності та конфіденційності передавання даних.

Для аналізу даних і прийняття рішення комп’ютерні пристрої використовують відповідне програмне забезпечення, яке за певними алгоритмами опрацьовує отримані дані. Ці програми можуть установлюватися на мобільні пристрої або використовувати хмарні технології.

Приклад:

Складовими Інтернету речей є так звані розумні речі, або Smart-речі (англ. Smart — розумний), наприклад, розумний годинник з підтримкою функції відстежування серцевого ритму, фітнес-трекери, смарт-окуляри, гнучкі екрани тощо.

Технології, які забезпечують вищезазначену взаємодію об’єктів з оточуючим середовищем і які наділяють цю систему здатністю адаптації до нових умов, саморозвитку та самонавчання, ефективного досягнення цілей, називаються Smart-технологіями.

Термін «Інтернет речей» запропонував у 1999 році засновник дослідницького центру Auto-ID Center в Массачусетському технологічному інституті Кевін Ештон (народ. 1968 р.). За різними даними, у світі до інтернету під’єднано понад 16 млрд пристроїв. До 2022 року їх буде вже 29 млрд, 18 із яких належатимуть до інтернету речей.

Пристрої, які ми носимо

Українські споживачі знайомі приладами з концепції інтернету речей в першу чергу завдяки пристроям, які носять. Фітнес-браслети, смарт-годинники, "розумні окуляри", тощо. Для багатьох ці гаджети стали незамінними у ранкових пробіжках або заняттях на тренажерах. Найбільш відомі - Jawbone і Fitbit, які слідкують за фазами вашого сну та активністю протягом дня, відстежують ритм серцебиття, ваш раціон. Всі дані синхронізуються із власним додатком на смартфоні, плюс відмінно працюють зі сторонніми програмами.

Серія смарт-годинників Pebble та нещодавно представленні Apple Watch також мають своїх фанатів в Україні. Багато в чому вони повторюють функціонал фітнес-браслетів, однак мають більші можливості за рахунок операційної системи і, звісно, більшому дисплею. Ціна таких пристроїв, відповідно, теж більша. Так чи інакше, пристрої, які ми носимо, вже достатньо давно не викликають подиву, а розвиток технологій, які в них використовуються, однозначно призведуть до збільшення їх кількості на мешканцях нашої країни.

"Розумний" побут

Система "розумного дому" сьогодні, мабуть, найбільше асоціюється з інтернетом речей. Концепція, що складається зі звичних, але тих пристроїв, що вже порозумнішали: термостати, системи відеоспостереження, холодильники, телевізори, тощо. Даний сегмент технологій Internet of Things (IoT) заснований на концепції ситуативних децентралізованих бездротових мереж. У будинках і офісах вже можна зустріти безліч таких систем, з’являються все новій й нові сервіси - віддалене спостереження через смартфон за власним помешканням або автоматичні клімат-системи будівель.

Розумне місто

Розумне місто (англ. Smart City) — це ефективна інтеграція фізичних, цифрових і людських систем в штучному середовищі заради сталого, благополучного і всебічного майбутнього для громадян.

Розумне місто — це єдина система, в якій органічно взаємопов'язані міські комунікації, інформаційні технології передачі даних та пристрої IОT (інтернет речей). Основною рушійною силою у побудові розумного міста є збір та обробка великої кількості даних, які оновлюються щосекунди та надходять із різноманітних датчиків, сенсорів, камер, систем, приладів та, врешті решт, від самих містян.

Станом на 2019 рік, концепція «Розумного міста» частково реалізована в кількох містах України, зокрема, в Києві, Тернополі та Харкові. У 2019 році Київ посів 92-ге місце у рейтингу найбільш технологічних міст світу. Результати виявило спільне дослідження Обсерваторії Smart City Центру світової конкурентоспроможності IMD і Сінгапурського університету технологій та дизайну.

Термін "інтернет речей" ("internet of things") вперше був сформульований ще у далекому за технологічними мірками 1999 році. Саме поняття являє собою цілу концепцію комунікаційної мережі об'єктів ("речей"), які мають технології для взаємодії між собою та з оточуючим середовищем. Крім того, вони покликані виконувати певні дії без втручання людини. Тобто всі пристрої у вашому домі, в авто, на вас самих обробляють інформацію, обмінюються нею та здатні виконувати різні дії в залежності від цієї інформації. Середовище роботи таких пристроїв не обмежується лише розумним будинком, воно може охоплювати все місто.

Виконайте інтерактивні вправи. Скріни прикріпіть до цього завдання.