Что такое интернет вещей и как он устроен

Система IoT работает за счёт сбора и обмена данными в режиме реального времени. Архитектура интернета вещей состоит из трёх уровней.

1. Смарт-устройства. Ими могут быть любые устройства, которые содержат коммуникационный блок. Например, bluetooth, модем 4G или специальный протокол низкого потребления, который годами работает на одной батарейке. Важно, чтобы устройство могло выходить в сеть.

2. Приложение IoT. Это набор сервисов и ПО, которые объединяют данные, полученные от различных устройств IoT, и управляют этими устройствами. В основном для обработки данных используют две модели: вендоры и локальные сети.

Вендор — это производитель устройств, который продвигает товары под собственным брендом. Модель обращения к вендору популярна в медицине, где особенно важна врачебная тайна. Вендор поставляет умные устройства пользователям — пациентам и клиникам, но не предоставляет доступ к данным устройства, используя только собственные протоколы обмена. То есть включает умные устройства в собственную изолированную сеть, и данные остаются под защитой.

Локальные сети — это объединение устройств между собой. Сети образуют узлы или хабы, которые позволяют подключить их к интернету. Обычно такой подход характерен для слаботочных устройств, например для датчиков сигнализации, работающих на одной батарейке весь год. Устройство связывается только с локальным хабом, и только после того, как передача данных прошла, хаб либо обрабатывает данные интернета вещей самостоятельно, либо отправляет их вендору. Недавно в России, в Яндекс Алисе выпустили новую экосистему, где умный хаб встроен сразу в виртуального помощника. Тогда как раньше умные лампочки подключались к интернету через вендора и только потом переходили в управление к Алисе.

3. Графический интерфейс. Некоторыми устройствами IoT можно управлять через пользовательский интерфейс. Так, у простого датчика в кардиостимуляторе вряд ли будет какой-то экран, а вот в устройствах для умного дома без него не обойтись. Хаб упрощает быт: достаточно взглянуть на экран, чтобы проверить — закрыты ли окна, узнать — пасмурно или солнечно за окном, включена ли лампочка и т.д. Датчики температуры, размещённые в разных частях комнаты, могут быть отображены на хабе в виде температурной диаграммы.

Разберём несколько популярных областей применения интернета вещей.

Умные дома. Наглядно увидеть суть интернета вещей можно на примере умного дома. В прошлом сделать удобный умный дом было непросто. Например, чтобы подключить датчики открытия окон, нужно было устанавливать магнитные датчики и тянуть два провода к каждому окну. Сейчас каждый такой датчик — это микрочип с батарейкой и каналом связи bluetooth. Т.е. если присвоить окну на кухне датчик А1 и прописать ему нужный сценарий — он будет закрывать шторы, реагируя на слишком яркое солнце. И никаких лишних проводов и громоздких конструкций.

Носимые устройства. Это аксессуар, который располагается на теле человека и обменивается данными с глобальной сетью и другими устройствами по технологии Internet of things. Он выстраивает свою работу вокруг перемещений владельца в пространстве или изменений в окружающей обстановке. Это могут быть умные часы, фитнес-браслеты, одежда и обувь для людей и животных.

В 2018 году Xiaomi выпустили умные кроссовки со встроенными в подошву датчиками. Чтобы использовать самые интересные функции смарт-обуви, компания предлагает связать чип и приложение с помощью QR-кода. Умные кроссовки проанализируют правильность бега, подсчитают потраченные калории и расстояние, которое спортсмену удастся преодолеть.

Медицина. Зонды и кардиостимуляторы уже такие умные, что могут годами жить в теле человека и передавать информацию. Не нужно делать операцию, чтобы получить данные о работе сердца или других органов. Умные весы могут быть связаны с экосистемой здоровья человека и отслеживать изменения его веса, оповещая об этом в приложении. Уже существуют анализаторы химического состава пота для спортсменов и датчики, фиксирующие показатель сахара в крови.

Транспорт. Примером технологии интернета вещей здесь могут быть умные датчики, которые встраивают в колёса поездов, чтобы с помощью ультразвука анализировать их целостность. Оператор использует специальный приёмник, который считывает их состояние и оценивает потенциальные угрозы. Это небольшое действие помогает избежать аварий на железных дорогах.

Работоспособность автомобилей также контролируется за счёт интернета вещей. Так, датчики вставляют внутрь колеса, чтобы они передавали информацию о давлении в шинах на интерфейс водителя. А беспилотный автомобиль может синхронизироваться с умным светофором и ехать по «зелёной волне», чуть притормаживая и разгоняясь в определённых местах. Датчик связывается со светофором, анализирует время волны и рассчитывает оптимальную скорость исходя из полученных данных.

Курсы по программированию и анализу данных помогут освоить современные технологии и инструменты, начать карьеру в IT или повысить квалификацию в текущей профессии. На всех этапах обучения студента будут сопровождать опытные наставники и ревьюеры.

Возможности интернета вещей практически безграничны — с его помощью можно строить города и экосистемы, управлять транспортом, лечить людей без операций и уколов.

Умные города. Люди научились управлять экосистемой в масштабах квартиры — будущее за управлением целыми микрорайонами. Например, когда умные дома будут обмениваться между собой информацией о погоде и сообщать жильцам дома, какой взять зонт — от солнца или от дождя, или планировать путешествие с учётом погодных условий. У Huawei уже есть проект умных зданий, который предлагает индивидуальный климат-контроль за счёт датчиков-манипуляторов в каждой комнате дома.

Самостоятельный транспорт. Вероятно, люди перестанут быть водителями, так как интернет вещей между машинами представляется более перспективным. Машины будут взаимодействовать между собой и сообщать друг другу о том, какой манёвр собираются совершить. Это исключит человеческий фактор и сделает вождение на дорогах более безопасным и практичным.

Бесконечная таблетка. Умные устройства поселятся внутри людей: микрочипы будут плавать в венах, исчезнет надобность в привычных лекарствах. Будет достаточно всего один раз проглотить таблетку — и она будет «жить» внутри организма и выдавать нужную дозу лекарства, когда это потребуется.