Мир стал цифровым. Сотовые телефоны теперь обычное дело, в школах планшеты заменили тетради, а компании разрабатывают технологии нового поколения, например, автомобили без водителя.
Кажется, все связано между собой, особенно в бизнесе. Будь то автоматические системы безопасности или ноутбуки — количество устройств, подключенных к сети и работающих вместе, только растет. По последним данным, к 2022 году к Интернету будет подключено около 20,4 миллиарда устройств. Для такого рода «взамодействия» есть специальный термин — Интернет вещей (Internet of Things — IoT).
Хотя термин уже в обиходе больше 10 лет, не все до сих пор полностью понимают, что на самом деле он означает и почему он так важен для бизнеса и потребителей.
Что такое IoT?
Если говорить простыми словами, интернет вещей (IoT) — это сеть, в которой люди могут общаться с вещами, а вещи друг с другом. Раньше к интернету могли подключаться только компьютеры и смартфоны, теперь даже ваш холодильник может подключиться к WiFi и обменяться данными с электронными весами.
Устройства работают без участия человека, но с помощью приложений люди могут настраивать их и управлять ими. Объясним на примере робота-пылесоса: человек может установить время уборки — пылесос уберется сам, а потом вернется на станцию зарядки.
Также, IoT устройства помогают собирать данные и получать статистику. Фитнес-браслет определяет скорость движения пользователя, частоту пульса, количество пройденных шагов. Более навороченные модели могут посчитать, сколько калорий вы потратили и сколько часов спали. Посмотреть статистику можно в приложении — так гораздо проще мониторить свой прогресс, например, если вы хотите похудеть.
Краткая история появления Интернета Вещей
Первой Интернет-вещью считается тостер, который Джон Ромки – один из разработчиков протокола TCR/IP – в 1990 году подключил к компьютеру, включавшему и выключавшему кухонный прибор с помощью команд Get и Set. Тостером можно было управлять дистанционно или с помощью программирования на автономную работу.
В 1999 году Кевин Эштон – соучредитель центра Auto-ID Labs, созданном при Технологическом институте в Массачусетсе, – впервые применил термин «Интернет Вещей». Но только после 2010 года эта область IT начала интенсивно развиваться благодаря совершенствованию беспроводных технологий и конструктивных исполнений датчиков, снижению себестоимости микросхем.
Появились микроэлектромеханические схемы (МЭМС), состоящие из механических и электрических компонентов. Датчики, создаваемые с применением МЭМС, настолько малы, что их можно фиксировать даже на одежде. Есть мнение, что мировой бизнес признал интернет вещей перспективным направлением после того, как Google приобрел компанию Nest, разрабатывающую системы для умного дома.
В 2022 году количество интернет-вещей приблизилось к 50 млрд. В этот перечень входят: холодильники, кондиционеры, смарт-часы, светильники, микроволновые печи, платежно-информационные терминалы, сложное производственное оборудование и многие другие устройства.
Как это работает
Обычно IoT-система состоит из устройств с датчиками и облачной платформы, к которой они подключены через WiFi, Bluetooth, LAN. Устройства собирают данные и отправляют их в облако, а приложение их обрабатывает. Приложения интернета вещей позволяют визуализировать данные, следить за показателями и управлять подключенными устройствами.
Интернет вещей работает по принципу ABCDE:
- A — Analytics (аналитика)
— данные, которые получают устройства, нужно анализировать и визуализировать. Делать это с помощью традиционных инструментов аналитики сложно — слишком большой объем данных. Для этого существуют платформы IoT-аналитики. - B — BigData (большие данные)
— это большой объем необработанных данных, который хранится в облаке. Если эти данные проанализировать, можно выявить закономерности, автоматизировать старые процессы или выстроить новые. После анализа на устройства отправляются команды. - C — Connection (соединение)
— чтобы устройства могли получать и передавать информацию, нужно настроить соединение между ними и облаком. - D — Devices (датчики)
— датчики нужно подбирать под конкретные задачи и с соответствующей частотой сообщений. - E — Experience (опыт)
— чтобы создать удобное IoT-решение, нужно понимать проблемы и потребности пользователей: изучайте конкурентов и опирайтесь на их опыт. READ MORE Как мы разобрались в китайском языке за месяц и сделали первый IoT проект
Все вместе — это IoT система, которой можно управлять с помощью приложения. Иногда человеку даже не нужно отправлять вещам команды — они сделают все сами. Возьмем для примера умный дом: что если вы забыли выключить утюг? Катастрофа. Но если ваш дом «умный», можно не беспокоиться о таких вещах — утюг выключится автоматически, как только вы закроете за собой дверь. А если паранойя совсем не отпускает, можно отключить розетки дистанционно.
Автоматизация действий возможна благодаря датчикам. Но чтобы запускать сценарии, датчиками нужно управлять и связывать их друг с другом, для этого у умного дома есть мозг — управляющий хаб. Датчики передают хабу данные, а он анализирует ситуацию и отправляет приборам команды. Сразу после этого хаб передает информацию владельцу, отправляет уведомления. Например, у вас дома загорелся электроприбор: пожарный датчик среагирует на дым или повышенную температуру, хаб включит систему пожаротушения, вызовет экстренную службу и отправит вам уведомление.
Интернет вещей открывает много возможностей — главное придумать, как применить идею на практике и разработать приложение. Как-то мы помогли клиенту реализовать идею приложения для умных холодильников Vendify. Работает так:
Пользователь скачивает приложение, привязывает свою карту -» сканирует QR-код на холодильнике -» видит содержимое холодильника и выбирает продукты -» дверь холодильника открывается -» пользователь забирает продукты -» холодильник передает приложению информацию о выбранных товарах -» с карты автоматически списывается сумма оплаты.
Никаких очередей на кассе и возни с оплатой — разве это не будущее?
Рынок решений для интернета вещей в России, в особенности для «умного дома» пока только формируется: из-за стоимости такие системы не доступны большинству россиян. Однако уже во многих домах есть голосовой помощник от Яндекса — Алиса. По сути станция с Алисой это хаб, к которому можно подключить умные устройства от Яндекса и других производителей и управлять ими с помощью голосовых команд. Можно голосом включить свет, чайник, телевизор, пылесос и все такое.
Конечно, Алисе еще далеко до полноценного умного дома, но кое-что она умеет.
Практические кейсы применения
Платформы IoT активно применяются производителями и поставщиками смарт-устройств. Они оснащают свою продукцию функциями онлайн-мониторинга, дистанционного управления, настраивания уведомлений, интеграции с мобильными устройствами и т.д.
IoT платы активно используются и в промышленном секторе. Компании, работающие в этом секторе, оптимизируют свою работу путем интеллектуального обслуживания оборудования, анализа собранных данных в режиме онлайн и т.д. IoT платформы также применяются в процессе создания системы «смарт-города», предназначенной для применения государственными и частными корпорациями, а также конечными пользователями.
Стоит добавить, что система «смарт-город» используется для обеспечения безопасности на городских улицах и в сооружениях различного назначения. Данная система также необходима для интеллектуального мониторинга сетей и экологической ситуации.
Где, как и зачем используется IoT?
Думаете, IoT это только про упрощение быта? Не тут-то было. Интернет вещей можно применять в любой отрасли, где можно что-либо автоматизировать. Чаще всего технологии IoT используют в промышленности, сельском хозяйстве, ритейле, здравоохранении, энергетике и управлении жизнью города. Вот несколько примеров того, как применяется интернет вещей:
В сельском хозяйстве
IoT помогает улучшить качество и увеличить количество производимой продукции. Датчики, дроны и умная техника позволяют проверять состав почвы, предсказывать изменения в климате, следить за здоровьем скота. Умные трекеры, которые встроены в ошейники животных, отслеживают их местоположение и данные о состоянии здоровья: сердцебиение, температуру тела и общую активность животного. Умные теплицы регулируют температуру, освещение, уровень влажности и циркуляцию воздуха — достаточно установить нужные параметры в приложении. Чаще всего в сельском хозяйстве применяется точное земледелие: это когда с помощью технологий IoT определяют точное время полива, удобрения и сбора урожая. Благодаря этой концепции индонезийская компания Atilze повысила урожайность риса на 30-50%https://www.atilze.com/2019/07/12/smart-agriculture-farming/
В здравоохранении
Приложения интернета вещей помогают диагностировать заболевания. Фитнес-трекеры — не единственные умные устройства, с помощью которых можно следить за показателями здоровья. Есть гаджеты, которые облегчают реабилитацию пациентов после инсульта, помогают прогнозировать течение болезни, а также лечить сахарный диабет и его осложнения. Пример такого устройства: глюкометр iHealth Smart Glucometer, он контролирует уровень сахара в крови и присылает результаты в приложение iHealth Gluco-Smart.
Можно следить за тем, как меняется уровень сахара в крови, ставить напоминания о приеме лекарств, делиться результатами с врачом
В больницах с помощью датчиков на койках можно мониторить состояние тяжелых больных — они измеряют давление на матрас и помогают распределить его, чтобы у пациента не появились пролежни. Врачи получают данные дистанционно, что позволяет провести диагностику и назначить лечение в моменте. В некоторых клиниках используют бейджи с датчиками, с помощью которых можно отслеживать перемещение медработников и пациентов по больнице. Это позволяет оптимально располагать склады с лекарствами, составлять графики работы, распределять пациентов по палатам.
В городской среде
IoT-решения позволяют управлять движением транспорта на дорогах, повысить уровень безопасности с помощью видеокамер, экономить электроэнергию, газ, воду. В сфере транспорта используют светофоры и камеры с датчиками, детекторы дорожного движения, электронные табло — помогает сократить количество аварий и пробок, фиксировать нарушения ПДД. Во многих городах к интернету подключают и общественный транспорт: табло, которые показывают, когда приедет автобус это тоже IoT. Еще один пример вещей из умного города — умные мусорные баки, которые посылают сигнал мусоровозам, когда наполняются.
В ритейле
IoT позволяет компаниям получать информацию о своих клиентах и использовать ее, чтобы увеличить продажи. С помощью IoT аналитики можно узнать, как именно покупатели взаимодействуют с брендом (что им нравится, что они ищут, что покупают) и улучшить их опыт. Предложить товары, похожие на те, что они искали ранее, настроить таргет и рассылку с выгодными предложениями. А благодаря RFID-меткамhttps://www.retail.ru/articles/rfid-tekhnologii-v-riteyle-28371/2019-06-092019-06-09 гораздо проще проводить учет и контроль товаров — вы всегда будете знать, есть ли товар на полке или складе, а покупателю будет проще ориентироваться в магазине.
У нас в Purrweb уже был опыт работы с RFID-метками — смотрите кейс WRSTBND
В промышленности
Промышленный IoT — это система промышленных объектов с датчиками, подключенных к интернету. С помощью этого можно получать данные о состоянии производства, налаживать взаимодействие между сотрудниками, предотвращать поломки оборудования, простои и сбои поставок. Компания General Electric использует технологии IoT, чтобы прогнозировать неисправности реактивных двигателей и сократить издержки на топливо.
В электроэнергетике
Интернет вещей позволяет оптимально распределять ресурсы и контролировать состояние оборудования. С помощью IoT можно дистанционно мониторить подстанции и линии электропередач — для этого используются датчики провеса проводов и дроны, которые могут обнаружить обледенение или ветки деревьев, находящиеся близко к проводам. Все это помогает предотвратить перебои в энергоснабжении.
Рабочие бизнес-варианты внедрения гаджетов для отрасли
Авторитетное издание ITWeek в середине 2022 года указывало, что в 2022 году, общее количество так называемых «умных датчиков» на основе структурного компонента IoT, превысит объем действующих мобильных гаджетов на планеты.
Вендоры уже сейчас активно осуществляют инвестирование в отрасль, и к 2022 году суммарный объем инвестиций может превысить $70 млрд.
Для сравнения, в 2015 годы этот сектор финансировался на сумму всего $15 млрд.
Предполагается, что для активного развития бизнес-модели технологии будет выбрано 5 основных направлений.
- Нормативный контроль. Прямой экономической выгоды данная модель не имеет, но позволит значительно сократить издержки.
- Превентивный контроль. Чтобы исключить затяжные неполадки будет задействован дистанционный мониторинг, устраняющий аварии в режиме реального времени.
- Дистанционное управление. Встроенные датчики применяются для диагностирования, и автоматически срабатывают, в случае появления неполадок.
- Контроль операций. Все умные датчики пресекают проникновение посторонних лиц и чутко реагируют на появление третьих сил в сети обслуживания устройств.
- Модель автоматизации. Некоторые задачи требуют повторения одних и тех же операций, чтобы снизить рутинность.
Опыт некоторых компаний, например, Cisco показал: чтобы была реализована любая задача бизнес-модели, потребуется наладить связь вертикального и горизонтального управления, а также решить вопросы надежной связи и технологической инфраструктуры.
Ключевые вендоры продвижения технологии не скрывают, что существуют проблемы реализации успешных проектов, и они связаны, прежде всего, с отставанием технического прогресса, который, впрочем, пытается решить задачу путём внедрения инноваций.
Трансформация рынка развития «интернет-вещей» неразрывной нитью соединена с общей концепцией развития экосистемы, где драйверами рынка стали портативные гаджеты ПК и встраиваемые модели управления М2М.
Вторым драйвером развития рынка является всемирная глобализация компьютерных технологий.
Системными образующими элементами для существования структуры компонента, являются связь, инновационные разработки, варианты обработки данных, а также фактические группы управления базой данных.
В криптовалютной сфере применение частей интернет-вещей имеет неразрывную связь с экосистемами проектов ICO.
В настоящее время определились координаторы проекта, которые разрабатывают в перспективе стандарты и нормы регулирования сферы.
К координаторам продвижения идеи относятся:
- Общемировая служба электрической связи.
- Глобальная Ассоциация, объединяющая инженеров в области стандартизации развития электротехники и электроники.
- Консорциумы управления каналами всемирной паутины – Open_Interconnect.
- W3C и пр.
Как видно, заинтересованность к развитию новой технологии проявляют не только компании-разработчики, но и крупнейшие мировые организации в сфере электроники и электротехники.
IoT стартап. Разработка мобильных приложений — что нужно учитывать?
Так или иначе, умным устройствам нужно приложение, которое будет обрабатывать и отображать полученные с датчиков данные. Без приложения интернета вещей устройства бесполезны — пользователь может хоть обложиться датчиками, но сценарий действий сам не запустится, а данные сами себя не проанализируют.
Приложения для интернета вещей можно разделить на две большие группы:
- Приложения для сбора и анализа данных
- Приложения для управления устройствами
Они бывают как мобильными, так и веб — зависит от специфики ниши. Для таких отраслей как сельское хозяйство или промышленность обычно создают веб-приложения. Умным домом, наоборот, удобнее управлять с мобильного приложения — телефон всегда под рукой. При выборе платформы в первую очередь нужно думать о конечных пользователях.
READ MORE Что такое интернет вещей? Все, что нужно знать о разработке IoT приложения для стартапа
Что важно для IoT приложения?
Разработка приложения интернета вещей не отличается от разработки любого другого приложения — используются те же языки и фреймворки. Но есть моменты, которым нужно уделить особое внимание:
Безопасность данных
Чем больше устройств подключено к вашей IoT системе, тем она уязвимее — достаточно найти одно слабое место, чтобы получить доступ ко всем данным. Чтобы посторонние люди не смотрели записи с ваших камер наблюдения, нужна безопасная система: используйте защищенные сети, шифрование данных, сложные пароли, двухфакторную аутентификацию.
Совместимость устройств
У всех производителей умных устройств свои стандарты безопасности, API и протоколы связи. Можно сделать приложение, которое поддерживает устройства только от одного производителя, но тогда ваша аудитория будет меньше. Если вы хотите больше пользователей, приложение нужно сделать доступным для владельцев устройств разных производителей — но они могут быть несовместимы друг с другом. Тут ответ один: тестирование, тестирование и еще раз тестирование. И протестировать не забудьте.
EnerGO — приложение для аренды пауэрбанков. Это был наш первый опыт работы с IoT. С протоколом работы с китайскими станциями для пауэрбанков мы разбирались месяц.
Стабильное подключение
Устройства можно подключить к интернету с помощью Wi-Fi, Bluetooth, LAN и других типов сетей. Выбрать лучший канал связи не всегда просто — нужно, чтобы связь была стабильной и быстрой. Что учитывать при выборе:
- Дальность — сеть должна покрывать квартиру или целый город?
- Скорость передачи данных — как часто обновляются данные?
- Частота — какая должна быть устойчивость против помех?
- Энергопитание — устройства будут работать от сети или от аккумулятора?
Помните, что чем мощнее сеть, тем она дороже, поэтому не стоит сразу выбирать самую навороченную. Если у вас небольшое приложение для фитнеса, можно выбрать сеть попроще.
Высокая производительность
Обмен данными в IoT приложении должен быть быстрым. Представьте, что вы управляете умным автомобилем, а он не отвечает на ваши команды вовремя — цена задержки слишком высока.
Продуманный UI/UX дизайн
Интернет вещей должен упрощать жизнь человека, а не усложнять ее. Поэтому у приложения интернета вещей должен быть интуитивно понятный интерфейс. Продумайте, как именно пользователи будут “общаться” с вашим приложением: определите точки касания, найдите мотиваторы и барьеры, с которыми они могут столкнуться. Помочь с этим могут профессиональные UI/UX дизайнеры.
При написании кода для приложения IoT нужно балансировать на грани читабельности и оптимизации. Приложение должен кто-то поддерживать, поэтому код нужно не переусложнить, сделать его понятным для других программистов. Кроме этого важно учитывать нагрузку — чем больше устройств, тем больше запросов, подключений и больше памяти потребляется.
Александр Пуртов, тимлид в Purrweb
На что смотреть при выборе подрядчиков?
- Знание технологий BigData — разработчикам важно понимать, как работают процессы получения, обработки и хранения данных.
- Умение работать с облачными сервисами — для приложения интернета вещей нужно выбрать безопасную платформу, уметь ее настроить и развернуть.
- Опыт в кибербезопасности — убедитесь, что ваш подрядчик знает, как защитить IoT систему, иначе она будет уязвима.
- Поддержка приложения интернет вещей — любому приложению нужна поддержка после релиза, особенно когда речь идет о безопасности данных.
Изучайте портфолио, смотрите кейсы и отзывы: так вы сможете найти надежного подрядчика
READ MORE Больше данных богу данных: как мы превратили 60 млн записей в удобный сервис для отдела продаж
С какими проблемами связано развитие Интернета Вещей
Существует несколько сложностей, связанных с внедрением IoT-технологий, основная из них – безопасность. Постоянные атаки киберпреступников на базы данных медицинских, учебных, торговых учреждений, взломы интеллектуальных систем управления автотранспортом, вмешательства извне в технологические процессы требуют создания эффективных систем защиты. Другие проблемы:
- недостаточно отлаженные техпроцессы, в которые планируется интегрировать Интернет Вещей;
- отсутствие общих стандартов и несовместимость программного обеспечения разных устройств, объединяемых в единую систему;
- трудности с подбором персонала, способного работать с IoT-продуктами.
