Интернет вещей (IoT) — это сеть, которая соединяет разные вещи и позволяет им общаться друг с другом через интернет. Представьте, что у вас есть умная колонка, умная лампочка и умный холодильник. Все эти вещи могут «разговаривать» друг с другом и с вами.
Например, умная лампочка включается сама, когда вы заходите в комнату, а холодильник может сообщить, что в нём закончились овощи. То есть интернет вещей — это не технология, а концепция, когда вещи передают информацию между собой и могут «общаться» с людьми.
Как работает интернет вещей
Интернет вещей позволяет разным устройствам работать вместе. Это как умный ассистент, который сам собирает данные, анализирует их и принимает решения о том, что нужно сделать, чтобы было удобно и комфортно. Для того чтобы интернет вещей работал, нужны следующие технологии.
- Датчики и устройства
Есть разные «помощники» — датчики и устройства. Например, датчик температуры в комнате, умная лампочка или умный холодильник. Датчики собирают информацию о том, что происходит вокруг. Например, насколько холодно или тепло в комнате. - Облачное соединение
Все эти датчики и устройства подключены к интернету и отправляют информацию в облако. Облако — это технология, которая дает возможность хранить данные в интернете, а не на собственном компьютере. - Обработка данных
Когда данные попадают в облако, специальные программы анализируют их. Например, программа может определить, что в комнате стало слишком холодно. - Принятие решений
После анализа данных программа в облаке решает, что нужно сделать. Например, если в комнате холодно, она может включить обогреватель. - Автоматическое выполнение действий
Эти программы могут автоматически настроить датчики и устройства, чтобы они сделали нужные действия без участия человека. Так, обогреватель сам включится, чтобы согреть комнату. - Уведомления
Иногда, если нужно, программа может отправить уведомление на телефон. Например, если обогреватель «заметил», что комната не прогревается, он может сообщить об этом.
Ключевые компоненты интернета вещей
Чтобы понять IoT, важно знать его основные элементы.
| Компонент | Описание |
| Датчики | Устройства, которые собирают данные в реальном времени из окружающей среды. Например, температуру, влажность, движение |
| Связь | Wi-Fi, Bluetooth и сотовые сети, которые передают данные. Это позволяет устройствам обмениваться друг с другом и центральным сервером |
| Обработка данных | Программное обеспечение, которое принимает решение на основе собранных данных, анализа тенденций, поиска аномалий |
| Пользовательский интерфейс | Приложения и панели управления, с помощью которых пользователи взаимодействуют с устройствами IoT. Например, вы можете использовать приложение на телефоне, чтобы включить дома свет или проверить температуру в комнате |
Где используют IoT
Название «интернет вещей» часто приписывают Кевину Эштону — в 1999 году он занимался оптимизацией поставок в Procter & Gamble и назвал так одну из своих презентаций. Однако в 1990 году Джон Ромки подключил тостер к интернету, а задолго до этого в университете Карнеги–Меллона студенты с помощью микрочипов научили автомат с колой удаленно «показывать» им, сколько банок в нём осталось.
Вот несколько сфер, где используют IoT.
- Умные дома
Умные лампочки, розетки делают дома автоматизированными, а еще экономят энергию. Например, умные термостаты могут запомнить, какую температуру предпочитает владелец квартиры, и автоматически настраивать ее, чтобы было комфортно и экономично. - Медицина
Самый яркий пример — фитнес-браслеты. Они следят за здоровьем, измеряют частоту сердцебиения и давление. Эти данные передаются врачам, чтобы они могли следить за состоянием в реальном времени — такой подход позволяет быстро обнаружить проблемы и вовремя помочь. - Транспорт
Подключенные автомобили предлагают крутые функции навигации, безопасности и диагностики. Эти машины могут общаться друг с другом, чтобы избежать аварий, улучшить движение на дорогах и сделать поездки безопаснее и приятнее. - Промышленность
Датчики на заводах и фабриках помогают предсказывать, когда оборудование нужно обслужить, и оптимизируют производство. К примеру, датчики на конвейерах могут заранее предупреждать техников о возможных поломках — это сокращает простои и снижает затраты.
Интернет вещей — плюсы и минусы
Интернет вещей предоставляет очевидные плюсы — удобство, автоматизацию и простоту в использовании. Но у него есть и минусы. Разберем подробнее.
| Плюсы | Минусы |
| Автоматизированные системы могут выполнять задачи быстрее и точнее, чем люди | Подключенные устройства могут быть уязвимы для взломов и утечек данных |
| Прогнозирующее обслуживание снижает операционные затраты. Дешевле вовремя менять масло, чем чинить весь двигатель | Разные устройства и платформы могут испытывать трудности в «общении» друг с другом. Поставить китайский двигатель на Volvo не получится |
| Умные устройства повышают комфорт и безопасность, а еще помогают проводить мониторинг здоровья | Первоначальная настройка и интеграция могут быть дорогостоящими |
Безопасность в IoT
Когда устройства подключены к интернету, они могут стать целью для хакеров. Вот основные меры, которые помогают защитить такие устройства.
Шифрование данных
Шифрование защищает данные, когда они передаются по интернету и хранятся на устройствах, чтобы никто не мог их прочитать или украсть.
Аутентификация
Это проверка личности пользователя или устройства, как проверка ID перед входом в клуб. Надежные методы аутентификации позволяют убедиться, что к системе могут получить доступ только авторизованные пользователи и устройства — это помогает предотвратить взлом.
Обновления
Если постоянно обновлять программное обеспечение на устройствах, это поможет защитить их от известных уязвимостей и улучшит общую безопасность системы.
Сегментация сети
Это разделение сети на отдельные части, как комнаты в доме. Изоляция устройств IoT от других компонентов сети помогает ограничить возможные последствия взлома, уменьшить риски и защитить важные данные и системы.
Чтобы стать экспертом в программировании на Python и кибербезопасности, нужно освоить инструменты программирования, научиться разрабатывать безопасные приложения и понимать, как защищать данные. Эти знания дают эксперты Skypro на курсе «Python-разработчик». Научитесь работать с языком программирования Python и основами кибербезопасности.
IoT в разных секторах
Технологию IoT применяют в разных секторах, у каждого из них есть свои специфические варианты использования и преимущества.
Здравоохранение
| Приложение | Описание |
| Удаленный мониторинг | За пациентами можно наблюдать в режиме реального времени. Это позволяет срочно принимать медицинские меры |
| Носимые устройства | Фитнес-трекеры и умные часы отслеживают показатели здоровья и физической активности |
| Умные больницы | Автоматизированные системы управляют всем — от потока пациентов до мониторинга запасов |
Сельское хозяйство
| Приложение | Описание |
| Земледелие | Датчики отслеживают состояние почвы, урожая и погодные условия, чтобы оптимизировать методы ведения сельского хозяйства |
| Мониторинг скота | Устройства IoT отслеживают состояние здоровья и поведение животных, чтобы лучше управлять производством |
| Умное орошение | Автоматизированные системы орошения регулируют расход воды в зависимости от уровня влажности почвы |
Ритейл
| Приложение | Описание |
| Умные полки | Полки, оснащенные датчиками, «отслеживают» уровень запасов и автоматически заказывают продукты |
| Инсайты о клиентах | Устройства IoT собирают данные о поведении клиентов, чтобы улучшить покупательский опыт |
| Управление цепочкой поставок | Решения IoT отслеживают товары в пути, обеспечивают своевременные поставки, снижают потери |
Какие перспективы есть у IoT
Будущее интернета вещей выглядит многообещающим — технологии постоянно развиваются и появляются новые возможности его применения. Ключевые тенденции имеют разные направления, вот некоторые из них.
- Подключение 5G
Внедрение сетей 5G улучшает скорость IoT. Это способ поддерживать большее количество устройств и приложений, работающих в режиме реального времени. - Передовые вычисления
Обработка данных ближе к источнику (Edge Computing) — когда вместо того, чтобы отправлять команды далеко, решения принимаются на устройстве, которое находится намного ближе. Такой метод снижает задержку и улучшает процесс принятия решений в реальном времени. Это важно, например, для автономных транспортных средств. - Усиленные меры безопасности
Работа над безопасностью IoT дает более надежные и защищенные соединения. В них входит лучшее шифрование, аутентификация и системы, которые помогают обнаружить вторжения.
Техническая информация о IoT
Понимание технических основ IoT нужно, чтобы использовать его потенциал. Рассмотрим ключевые технологии и протоколы, которые используют в таких системах.
Протоколы связи
| Протокол | Описание |
| MQTT | Легкий протокол обмена сообщениями для небольших датчиков и мобильных устройств |
| CoAP | Разработан для использования в устройствах с ограниченными возможностями, обеспечивает эффективную коммуникацию |
| Zigbee | Низкоэнергетический протокол беспроводной связи, который подходит для домашней автоматизации |
| Bluetooth LE | Энергоэффективная версия Bluetooth для связи на малых расстояниях |
Уровни архитектуры IoT
Архитектура интернета вещей состоит из нескольких уровней, каждый из которых выполняет важную функцию.
- Уровень восприятия
Нижний уровень, который отвечает за сбор данных из физической среды с помощью датчиков и устройств. - Сетевой уровень
Отвечает за передачу данных от датчиков к системам обработки и обеспечивает надежное и безопасное соединение. - Уровень обработки
Анализирует и обрабатывает собранные данные, часто использует облачные вычисления для обработки больших объемов информации. - Уровень приложений
Предоставляет интерфейс, через который пользователи могут взаимодействовать с системами IoT, управлять устройствами и получать необходимую информацию.
Платформы разработки интернета вещей
Есть разные платформы, которые помогают разработчикам создавать и управлять приложениями IoT.
- Arduino — популярная платформа с открытым исходным кодом для простого создания электронных проектов.
- Raspberry Pi — недорогая универсальная платформа, используемая для создания прототипов и образовательных целей.
- Microsoft Azure IoT — облачная платформа с комплексными услугами для разработки и развертывания IoT.
- Amazon Web Services IoT — набор инструментов для масштабного подключения устройств интернета вещей и управления ими.
Главное об интернете вещей (IoT)
- Интернет вещей (IoT) — это такая концепция, когда физические устройства, оснащенные сенсорами и программным обеспечением, подключаются к интернету и взаимодействуют друг с другом. Это способ автоматизировать и оптимизировать разные процессы в разных сферах жизни.
- Интернет вещей делает нашу жизнь легче, а компаниям помогает экономить деньги на производстве. Автоматизация помогает делать задачи быстрее и точнее — это увеличивает производительность и уменьшает необходимость в ручном труде.
- Прогнозирующее обслуживание и оптимизация процессов снижают расходы на ремонт и уменьшают время простоя, экономят деньги. Умные устройства делают жизнь комфортнее и безопаснее, а еще улучшают общее качество жизни.
В будущем устройства IoT станут еще умнее благодаря искусственному интеллекту, который научит их принимать самостоятельные решения на основе данных и поведения пользователей. Связь 5G улучшит скорость и надежность, будет поддерживать больше устройств и приложений в реальном времени. - Обработка данных ближе к их источнику (Edge Computing) уменьшит задержки и усовершенствует процесс принятия решений — это важно для автономных машин и промышленности.
Добавить комментарий