Интернет вещей. Все, что вы хотели узнать, но боялись спросить. Блог Андрея Сивенюка

IT-индустрия

18 октября 2018, 07:03

Интернет вещей. Все, что вы хотели узнать, но боялись спросить. Блог Андрея Сивенюка

Интернет вещей. Все, что вы хотели узнать, но боялись спросить. Блог Андрея Сивенюка - фото

Фото - tripwire.com

Интернет вещей: что это такое и зачем это нужно

За последние пять-шесть лет термин IoT (Internet of Things - интернет вещей) прочно закрепился в нашем лексиконе. О нем говорят не только разработчики, но и все, кто интересуется технологиями; и я почти не сомневаюсь, что трудно найти людей, которые ни разу не слышали об интернете вещей.

Однако то, что эта концепция находится на слуху и часто упоминается, причем в разных контекстах, создает проблему с ее пониманием. Слышать-то слышали, но верно ли понимали ее суть? Рискну предположить, что не все готовы ответить утвердительно. Поэтому разъяснения не будут лишними. Надеюсь, этот блог поможет разобраться в сути концепции интернета вещей как на уровне традиционного рынка закупок, так и на уровне новейших технологий.

Предлагаю начать с истоков, прежде чем перейти в высокотехнологичные серверные комнаты и рассмотреть "мозг" концепции.

У истоков IoT была потребность контролировать технологии и использование энергии. Системы контроля ресурсов существуют более 20 лет, и их используют в промышленности, в аграрном секторе и в общественных учреждениях. Подобная система контролирует свою рабочую среду, например: теплицу, производственный участок, соединительный тоннель или пашню, а также осуществляет мониторинг в режиме реального или почти реального времени, чтобы затем передавать данные вычислительной системе и предупреждать пользователей об отклонениях от нормы.

Разумеется, подобные системы присутствуют в самых разных контекстах: в контроле производственных процессов (последовательный и выборочный), контроле доступа, освещения, транспортировки, системы безопасности (камеры, сигнализация и т.д.). В течение многих лет эти системы строились по простой схеме: машины, оснащенные программируемыми контроллерами, соединяемых с сетями различных сенсоров, - плюс компьютерная система. Сама отрасль сохраняла относительную стабильность, а рынок контролировал поставщиков, нередко связанных со строительными или с энергетическими компаниями.

Чтобы понять и попробовать спрогнозировать изменения этого рынка, необходимо взглянуть на всю ИТ-отрасль сквозь призму четырех технологических и коммерческих перспектив, каждая из которых является частью большой IoT-головоломки.

Во-первых, сенсоры. Эти компоненты мониторинговой системы находятся "на входе". Первыми сенсорами были аналоговые электроды, умеющие измерять такие параметры, как температура, свет, влажность или кислотность. Сенсоры превращали измеряемую величину в удобный для обработки электрический сигнал, который компьютерные системы обрабатывали, вычисляя выходные данные. Сейчас отрасль сенсоров постоянно меняется в двух направлениях:

  • расширение разнообразия типов сенсоров и возможностей их использования: рынок выходных сенсоров и компонентов удваивается каждый год уже довольно долго. Некоторые сенсоры являются универсальными, поэтому они способны адаптироваться к любой среде, зато другие - разработаны исходя из специальных потребностей конкретных рынков: строительного, автомобильного, авиационного и других.
  • снижение стоимости сенсоров: массовое производство этих несложных элементов удешевляется, и цена них может составлять всего пару долларов за штуку (притом, что 10 лет назад, например, температурный сенсор мог стоить несколько сотен долларов). Важно, что сейчас сенсору может даже не потребоваться интеграция в запрограммированный контроллер. Современная модель содержит компонент связи, благодаря которому ее легко подключить к проводной или беспроводной сети.

Рынок сенсоров отличается быстрым ростом. Количество компонентов мониторинга, подключенных к сетям связи, будет расти, а цены на них - снижаться. С большой долей вероятности можно прогнозировать, что в долгосрочной перспективе компоненты мониторинга станут неотъемлемой частью любой среды в любом контексте. Сенсоры будут повсюду: постоянно соединенные с человеческим телом для контроля за показателями здоровья (пульс, уровень кислорода и глюкозы) или встроенные в инфраструктуру дома так, чтобы автоматически подключить электрические устройства к сети. Сенсоры заполонят улицы, дороги, автомобили и рабочие места.

Во-вторых, шлюзы, то есть элементы связи. Количество шлюзов, через которые пользователи подключаются к частным и общедоступным сетям, - огромно и продолжает расти. Сети коммуникаций меняются, и это поддерживает рост.

Появляются новые типы шлюзов: в прошлом специальная проводная сеть была неотъемлемой и дорогой частью классической системы контроля. Сейчас существуют беспроводные и сотовые, а также электрические сети! Расходы на инфраструктуру и предоставление услуг связи стремительно снижаются.

В прошлом устаревшие протоколы не соответствовали общепринятым стандартам (например, RS23 или 485). Прорывом стала возможность соединять сенсоры таким образом, чтобы они контролировали "стандарт" коммуникации не только в техническом плане, а еще и как конфигурацию кодовых интерфейсов. Одно из важных отличий отрасли - множество производителей и альтернативных интерфейсов.

Можно ожидать, что в ближайшее время произойдет постепенный переход к более простым вариантам, пока не появится унифицированный язык, который станет отраслевым стандартом.

В-третьих, облачные вычисления/сети (фоггинг, от англ. fog computing или fog networking). В контексте классических систем контроля это сравнительно новый термин, относящийся к процессам, происходящим между сенсором и компьютерной системой, принимающей и обрабатывающей данные.

Например, истребитель - это самолет, оборудованный десятками различных сенсоров, которые в каждый конкретный момент миссии в реальном времени отображают каждый параметр полета, а именно: высоту, состояние двигателя, температуру, давление, уровень топлива, статус вооружения и пр. Данные меняются так стремительно, что наземный контроль получает лишь небольшую их часть.

В такой ситуации полезен фоггинг - система, принимающая простые решения относительно фильтрации информации и ее передачи в компьютерную систему. Ведь доставить и обработать весь объем собранных данных так быстро, как это нужно, просто невозможно. Фоггинг пока не является стандартным элементом систем контроля, хотя вполне вероятно им станет, поскольку постоянно растет потребность в механизмах, принимающих простые решения по фильтрации или по регулированию частоты передачи информации.

В-четвертых, дата-центры. В прошлом места "сбора" всех данных системы контроля выглядели довольно примитивными: часто это был один компьютер, который в режиме реального времени получал все данные от сенсоров.

Но современные потоки необработанных данных даже после фильтрации настолько огромны, что это неумолимо ведет к росту вычислительной мощности, ускорениу связи, усложнению систем хранения (уточню, что процессы роста и масштабирования могли бы стать темой отдельной колонки). Не вызывает сомнений то, что новые объемы информации требуют использования новых методов обработки. Следовательно, необходимо такое аппаратное обеспечение, которое способно адаптироваться к темпам роста, и такие базы данных, которые могут получать много информации из нескольких источников одновременно.

Для предсказания глобальных тенденций стоит обратить внимание на приложения: именно там на самом низком уровне обрабатывается информация и происходит коммуникация с пользователем. В этой сфере можно ждать наибольших прорывов. Разнообразие источников информации повлияет на развитие центров ее фильтрации и анализа.

Корреляционные "двигатели", научившиеся делать выводы в разных контекстах, подорвут ландшафт отрасли. Приведу пример: традиционная домашняя IoT-система, умеющая подавать сигналы предупреждения и тревоги на основе данных о давлении на окна, о попытках открыть дверь или согнуть защитные панели. Такая система может принимать решения в режиме реального времени, например, активировать камеры в режиме записи, отправить предупреждение владельцам или даже вызвать полицию.

Другими примерами могут быть системы подсказок водителям о смене полосы на загруженных трассах или системы распознавания лиц. Такие системы сами решают, что именно нужно показать пользователю - рабочую почту или новую запись.

Еще пример - система, следящая за организмом человека, анализирующая данные о пульсе, уровне кислорода в крови, и на основании этих данных способна выбрать алгоритм действий: либо вызвать скорую помощь, либо не вызывать, потому что система уже знает, что те же симптомы (учащение пульса, снижение кислорода и пр.) были у владельца тогда, когда он смотрел футбольный матч, и его команда выигрывала, поэтому ничего страшного с организмом не происходит.

Всё это представляется мне очень интересным и крайне важным, однако это - только верхушка огромного айсберга систем, где задействован искусственный интеллект. Алгоритм обучения - это ключевой процесс, на который влияет количество "входной" информации.

Особого внимания заслуживает тема информационной безопасности. По мере того, как растет количество "разбросанных" сенсоров, растет и уровень киберпреступности, попыток вмешательства в частную жизнь и использование слабых мест систем защиты.

IoT как технология требует обращать самое пристальное внимание на безопасность, поскольку уязвимым местом может оказаться что угодно: от входных сенсоров и шлюзов - до центральной вычислительной системы. Критически важно, чтобы разработчики компонентов уделяли должное внимание информационной безопасности уже с момента, когда начинает определяться спецификация продукта.

Необходимо позаботиться об этом на всех уровнях: в сфере наблюдения и в сфере взаимодействия пользователя с приложением, а решения должны быть целостными и всесторонними. Одно "слабое звено" может стать причиной отказа целой системы.

Итак, в ближайшее время, мир IoT-инноваций наверняка сделает нашу жизнь еще более компьютеризированной и позволит упростить сложные механические процессы. Однако, чтобы подготовиться к жизни в этом новом дивном мире, нам самим предстоит подготовка. Для технологических компаний речь идет о тщательном планировании компьютерных систем от входа к выходу, пристальном внимании к информационной безопасности в выборе и внедрении соответствующих приложений.

Собственно, вопрос защиты и безопасности актуален сейчас для всех, кто пользуется гаджетами, даже самыми простыми, потому что человеческий фактор никто не отменял, и элементарная неосмотрительность и неумение защитить свои данные способны нивелировать усилия даже самой "разумной" машины.

Автор колонки - Андрей Сивенюк, маркетинг-менеджер DELL EMC в Северо-Восточной Европе.


Читайте новый номер журнала НВ

Подписывайтесь на журнал НВ и читайте свежий номер прямо сейчас. Все подписчики также получают доступ к архивным выпускам журнала. Стоимость подписки на три месяца всего 59 гривен.

Подписаться и читать журнал