Прогнозується зростання у 2025 році загальносвітового обсягу даних до 163 зеттабайт. Це у 10 разів найбільше глобального масиву інформації, згенерованого у 2016 році. Більше 95% даних, за оцінками аналітиків, передаватимуться в режимі реального часу пристроями, об'єднаними в мережу - Інтернетом речей (Internet of Things, IoT).

Столітня історія

Нагромадження критичного масиву даних, мільярди підключених датчиків та машин, розвиток хмарних технологій та програмних платформ – все це формує підвищений інтерес до теми інтернету речей. Інформація стає основною «кров'ю» економіки та промисловості.

Сам собою інтернет речей не є революційним винаходом. Телемеханіка існує вже понад сто років: телеметричні системи ще на початку минулого століття використовувалися для моніторингу рівня води, температури, навантаження електромереж. Сучасний інтернетречей - результат еволюції цих технологій, а також систем дбайливого виробництва, наукової організаціїпраці, теорії вирішення винахідницьких завдань та добре знайомої нашим інженерам «АСУ ТП» (автоматизована система управління технологічним процесом).

Якщо всі ці рішення були відомі давно, то чому саме зараз говорять про новий проривний крок? Просто тепер усі ці рішення почали складатися у принципово нові бізнес-моделі.

Якісний стрибок

Оснастити датчиком одиницю обладнання – це ще не rocket science. Але створити на базі цього нову бізнес-модель – вже новий ступінь еволюції. Кількість перетворюється на якість. Під терміном «уберизація» також мається на увазі не поява нових проривних технологій, а зміна бізнес-моделей.

Одним із перших сегментів, де почали активно впроваджуватись компоненти інтернету речей, зі зрозумілих причин стала енергетика. Інтелектуальна аналітика особливо необхідна там, де промислові об'єкти працюють автономно, розподілені різними територіями і вразливі до різних зовнішніх загроз. Сьогодні розвиток вже практично всіх галузей машинобудування, в першу чергу інфраструктурного, залежить від ступеня впровадження інтернету речей.

Ринок IoT у Росії складається з допомогою розробки та розвитку специфічних програмних продуктів на вирішення певних завдань. Вже зараз це дозволяє, наприклад, підключати до єдиної системи прогностики та віддаленого моніторингугазотурбінне обладнання на електростанціях, розташованих у різних російських містах- Пермі, Іжевську, Кірові, Володимирі, вибудовуючи цифрові моделі роботи енергоустановок.

Перехід на сервісну модель

Наступний етап - комерціалізація таких рішень. І сьогодні у серйозних компаніях вже створюються окремі команди, завданням яких є розробка та впровадження не інноваційних продуктів, а саме інноваційних бізнес-моделей як головного конкурентної перевагипідприємств у довгостроковій перспективі.

Традиційна, громіздка промисловість, яка виробляє лише «залізо», не має майбутнього. Сучасна індустрія говорить іншими термінами - такими, як «applications» та «services» (додатки та послуги). А для успішної кар'єри на нових підприємствах потрібні насамперед не ремісничі навички hard skills, а надпрофесійні, гнучкі компетенції soft skills. Інтернет речей – це історія про нову промислову комунікацію.

У перспективі технології «точного землеробства» матимуть змогу забезпечити людство небаченими раніше обсягами врожаю. Подальший розвиток безконтактних форм оплати виведе новий рівень роздрібну торгівлю. Дистанційний моніторинг стану здоров'я людини та контролю за критично важливим обладнанням – рівень медицини.

Як і у випадку з , в області IoT ключове значення набуває не сам продукт і навіть не сервіс, а застосування продукту в рамках сервісної моделі для вирішення певного завдання.

Інтернет для верстатів

Промислові компанії шукають відповідні перспективні ніші спільно з IT-компаніями та виробниками софту. І це загальносвітовий тренд. Наприклад, гості міжнародної промислової виставки «Іннопром-2017» в Єкатеринбурзі могли помітити, що серед її учасників представників сфери ІТ стало чи не більше, ніж безпосередньо виробників класичного промислового заліза.

На міжнародній виставці металообробного обладнання JIMTOF, що щорічно проходить у Японії, верстати різних виробниківдемонструються в єдиному просторі, а чи не на окремих стендах. Це з тим, що вони об'єднані єдиним програмним забезпеченням і технологічним циклом, все елементи виробництва взаємопов'язані між собою.

Оснащення датчиками потужностей старого радянського заводу ще означає, що його прийшла «індустрія 4.0». За комп'ютеризацією обладнання та робочих місць має йти створення єдиного інформаційного середовища, коли виробничі процеси інтегруються з іншими IT-рішеннями, причому не лише виробничими, а й фінансовими.

Крім того, розвиток інтернету речей – це ще й виклик для державного управління. Наприклад, за програмою субсидування НДДКР до Мінпромторгу Росії надходить дедалі більше заявок щодо розробки нових систем, які не можна чітко віднести ні до заліза, ні до софту. Коли результатом розробок стає продукт, що знаходиться на стику двох принципово різних напрямків, це також виклик для державної системи, яка поки що не має належного досвіду управління такого роду конструкціями.

Питання безпеки

Технології інтернету речей несуть за собою і ризики, пов'язані з загрозами безпеці: витік інформації, несанкціонований доступ до управління об'єктами, умисне виведення з ладу обладнання, атаки на критичну інфраструктуру.

Але компанії, які раніше фокусувалися на захисті паролів, особистої інформації та банківських рахунків клієнтів, наразі пропонують свої рішення для захисту промислової інфраструктури – підприємств, електростанцій, нафтопроводів. Так, на «поляні» IoT поступово формуються нові суміжні конкурентні ринки.

Саме промисловість сьогодні є головним інтересантом технологій інтернету речей. Компанія IDC у своєму звіті «Russia Internet of Things Market 2017–2021» очікувала найбільшого обсягу вкладень в інтернет речей у 2017 році саме від промислових підприємств – $183 млрд. Далі йдуть сфери транспорту ($85 млрд) та комунальних послуг ($66 млрд). Крос-індустріальні інвестиції в інтернет речей експерти оцінили приблизно у $86 млрд.

Очікується, що в найближчі чотири роки інвестиції в обладнання, програмне забезпечення та послуги для технологій IoT зростатимуть у Росії щорічними темпами понад 20%. Супутнє переосмислення бізнес-моделей дозволить говорити про реальний мультиплікативний ефект від цих вкладень.

Рішення КРОК з урахуванням технологій інтернету речей відкривають багаті можливості розуміння бізнесу, розвитку інноваційних сервісів, управління складними програмно-апаратними інфраструктурами.

До технологій, на яких базується інтернет речей (Internet of things, IoT), відносяться датчики, сенсори, RFID-мітки, що передають дані за допомогою радіосигналів, телематичні пристрої для міжмашинної взаємодії (Machine-to-Machine, M2M), хмарні технології для зберігання та обробки та багато іншого. За оцінками галузевих аналітиків, до 2020 року кількість підключених до Інтернету гаджетів може досягти 50 мільярдів. Вже сьогодні інтелектуальні датчики вбудовуються в інженерні системи та обладнання на промислових, енергетичних та нафтогазових підприємствах. У «розумних містах» IoT-системи забезпечують моніторинг громадського транспорту та регулювання дорожнього руху, допомагають контролювати стан житлово-комунальної інфраструктури та стежити за громадською безпекою.

Рішення КРОК в IoT

Застосування IoT у різних галузях

Автоматичні датчики сприяють оптимізації роботи великих турбін та складного обладнання, зменшують паливні витрати. Передиктивна діагностика скорочує кількість збоїв та поломок на підприємстві. Інтелектуальний комерційний облік електроенергії скорочує витрати на енергію.

Автоматизоване управління технологічними режимами роботи нафтогазового обладнання включає запуск і перехід між режимами по команді диспетчера «однієї кнопки», утримання технологічного обладнання в зоні його характеристик, відстеження виконання регламентів з обслуговування та ремонтів.

Використання механізмів передиктивної діагностики скорочує витрати на обслуговування та ремонти при одночасному зменшенні кількості поломок. Це продовжує термін експлуатації обладнання та зменшує собівартість кінцевої продукції.

КРОК пропонує замовникам системи для автоматизації керування грейдерами, бульдозерами, машинами для встановлення паль, прокладання підводних комунікацій та іншою будівельною технікою. Бортовий комп'ютер у реальному часі регулює положення робочого органу техніки, а високоточні лазерні, оптичні, GPS/ГЛОНАСС-приймачі гарантують точне дотримання плану.

Детальніше про рішення КРОК

КРОК пропонує замовникам рішення на основі інтернету речей із використанням продуктів від провідних розробників: Intel, General Electric. За потреби розумні системиможна безшовно інтегрувати з існуючою інфраструктурою і вбудувати в процеси, що вже працюють. Спеціалізовані рішення для інформаційної безпеки захищають від втручання кіберзлочинців, перехоплення, розкрадання інформації та інших специфічних загроз.

Промисловий інтернет речей

Промисловий напрямок IoT забезпечує взаємодію кіберфізичних систем у сучасному машинобудуванні та високотехнологічному складальному виробництві. Ці технології застосовуються в системах управління виробничими процесами, безперервного моніторингу та онлайн-діагностики стану промислового обладнання, особливо високонавантаженого – насосів, конвеєрів, компресорів, генераторів тощо.

Smart Metering

Багаторівневі системи обліку електроенергії () забезпечують якісно нову надійність та точність вимірювання енергоресурсів, підвищуючи контроль їх постачання, транспортування та споживання. Комплексне рішення включає лічильники нового покоління, системи верхнього рівня, які забезпечують збір, обробку та аналіз інформації з будь-якої кількості точок обліку, сучасні мережі, що дозволяють передавати великі масиви інформації як від постачальника до користувача, так і в зворотному напрямку.

Відеоаналітика

Розумні відеокамери беруть він обробку відеопотоків і виявлення значних подій. Торгові організації з їх допомогою аналізують поведінку покупців та співробітників у залі, відстежують ефект маркетингових акцій та оптимізують роботу кас. Інтеграція із системою контролю та управління доступом (СКУД) дозволяє впізнавати співробітників в особу, автоматично підраховувати час перебування на робочому місці, припиняти доступ сторонніх у закриті зони.

WiFi-аналітика

Спеціалізована платформа використовує сигнали від WiFi-модулів смартфонів, щоб відстежувати поведінку відвідувачів торгових центрів і відповідати на запитання: скільки з покупців, що проходять повз покупців, заходять у ТЦ чи конкретний магазин? Скільки часу вони проводять на майданчику? Яка частка постійних відвідувачів? Куди вони ходять? В результаті замовник може коригувати свої маркетингові акції та формувати індивідуальні пропозиції для клієнтів з урахуванням їхніх особистих потреб.

Безпека IoT

Комплекс програмно-апаратних засобів не дозволяє зловмисникам перехопити контроль за розподіленими IoT-системами. На рівні кінцевих пристроїв (датчики, сенсори, сервоприводи, актуатори) забезпечується захист від несанкціонованих змін у програмному забезпеченні, захист від відправлення та прийому команд в обхід системи управління. Криптографічний захист каналів зв'язку блокує втручання в обмін даними між кінцевими пристроями та системою керування. Засоби захисту системи керування забезпечують виявлення несанкціонованих пристроїв, моніторинг, централізоване керування та оновлення кінцевих пристроїв.

Розумне місто

У міському середовищі технології Інтернету речей застосовуються для контролю ЖКГ-інфраструктури, попередження аварійних ситуацій та суспільно-небезпечних дій. Засоби відеоспостереження можуть автоматично повідомляти про підозрілі предмети та спроби проникнення у закриті зони. На дорогах рішення для автоматичного обмінуданими між автомобілями та об'єктами дорожньої інфраструктури дозволяють учасникам руху в реальному часі отримувати та передавати інформацію про небезпечні маневри, складні метеоумови, інциденти на дорозі та ін. Вся інформація надходить у ситуаційний центр оперативного реагування, який є командною точкою для координації оперативних служб.

Управління складами та архівами

Використання RFID-міток у поєднанні з мобільними зчитувачами спрощує приймання, інвентаризацію та облік товарів на складах. Співробітники позбавляються великої частини ручної роботиіз заповнення документації. Товари, що надходять, автоматично реєструються в системі, яка пізніше при необхідності швидко підкаже місце розташування потрібних позицій. За таким самим принципом організується зберігання документації у паперових архівах. Інтеграція із системою електронного документообігудозволяє максимально автоматизувати роботу з документами, що надходять - від отримання та реєстрації до здачі архівації.

25 січня 2018 о 10:00

П'ять основних тенденцій розвитку Інтернету речей у 2018 році

• Блог компанії Gemalto Russia ,
• Дослідження та прогнози в IT ,
• Читальна зала

• Recovery Mode

Минулий 2017 став ще одним важливим роком для Інтернету речей (IoT). Споживачі, як і раніше, купували все нові підключені пристрої, і в результаті одним з найбільш популярних новорічних подарунків у багатьох країнах стали віртуальні цифрові помічники з функцією розпізнавання мови. Крім того, минулого року відбувся перший офіційний запуск сервісів та продуктів Narrow Band IoT (NB-IoT), ну і нарешті, згідно зі статистикою, сьогодні у світі налічується більше IoT пристроїв, ніж смартфонів чи ПК.

Що ж несе із собою для Інтернету речей новий 2018 рік? Відкриваємо п'ять основних тенденцій, які, як ми вважаємо, визначать рік, що настав.

1. Ще більше підключених пристроїв та ще більше можливостей для підключення

У 2017 році ми спостерігали зростання кількості різноманітних пристроїв та способів їх підключення, і ця тенденція продовжиться у 2018 році. Зокрема, ми побачимо подальший розвиток мереж на базі Low Power Wide Area Networks (LPWAN), таких як NB-IoT, Sigfox та LoRaWAN. Ці технології дозволяють збільшити час автономної служби пристроїв, які повинні працювати без підзарядки до кількох років і забезпечують надійне з'єднання на великих відстанях.

Ми очікуємо, що повсюдне впровадження подібних пристроїв призведе до реальних соціальних змін – наприклад, дозволить покращити моніторинг довкіллядля вирішення проблеми глобальних кліматичних змін. Розвиток сервісів домашньої автоматизації зробить наше життя помітно зручнішим та простішим. Крім того, настає епоха розумного виробництва. З урахуванням цілої хвилі пілотних проектів та низки експериментальних запусків у 2017 році, ми очікуємо, що в цьому році ми побачимо низку важливих починань у цьому напрямку. Згідно з прогнозами IDC, в одному лише 2018 році на проекти розумного виробництва буде витрачено 189 млрд доларів.

Все більше компаній розпочинатимуть свої власні проектидля Інтернету речей, і їм потрібні рекомендації щодо підключення, зберігання даних, віддаленого моніторингу і т.д.

2. Розвиток периферійних обчислень з можливістю моніторингу як реального часу

Зі зростанням числа IoT проектів, особливо у промисловій сфері, де пристрої можуть бути встановлені на географічно розділених об'єктах, на значній відстані один від одного, ми побачимо активніше використання даних у режимі реального часу на периферії (тобто на самих підключених пристроях). Крім зниження витрат за передачу і зберігання даних, такий підхід дозволить миттєво здійснювати аналіз даних, забезпечуючи можливість прийняття більш оперативних і інформованих рішень.

Згідно з прогнозом IDC, до 2019 року 40% усіх даних, створюваних Інтернетом речей, зберігатиметься та аналізуватиметься на мережній периферії.

3. Розвиток технологій штучного інтелекту (AI) та машинного навчання

Ми побачимо подальший розвиток технологій машинного навчання, які допоможуть зробити пристрої для Інтернету речей ще ефективнішими, і перейти від підходу, заснованого на використанні правил, до більш серйозного планово-попереджувального підходу. Зокрема, пристрої зможуть ефективніше визначати потенційні атаки ще до того, як ці атаки почнуть завдавати шкоди.

Постачальники IoT-сервісів та пристроїв зможуть пропонувати нові сервіси розпізнавання (matching services), в основі яких лежатиме глибокий аналіз специфіки завдань користувача – IoT-пристрій зможе самостійно вивчати, яким чином кінцеві користувачі взаємодіють з сервісом або продуктом. У масштабних впровадженнях, коли мова йдепро сотні або тисячі IoT пристроїв, особливу роль відіграватимуть технології штучного інтелекту – без них об'єднання пристроїв у мережі та збір даних виявиться дуже важким завданням.

Сьогодні ми бачимо активні дискусії про те, що штучний інтелект витіснятиме людей на робочих місцях, але ми вважаємо, для цих побоювань насправді не так багато підстав. Технології виконуватимуть ті завдання, на які «заточено» штучний інтелект, дозволяючи людям зосередитися на принципово нових, більш творчих завданнях.

4. Розширення нормативно-правової бази, поява нових стандартів безпеки

Зростатиме потреба у більш розвинених та надійних технологіях безпеки для Інтернету речей. Ми станемо свідками все нових атак, в результаті яких ми частіше обговорюватимемо проблеми безпеки для Інтернету речей, а також потенційну шкоду від подібних атак. Згідно з результатами нашого торішнього опитування більшість організацій і споживачів вважають за необхідне створення нової нормативно-правової бази щодо безпеки Інтернету речей, при цьому вони хотіли б, щоб у формуванні цих стандартів брав участь уряд.

У міру того, як компанії працюватимуть над підвищенням рівня безпеки своїх сервісів та продуктів, все більш поширеною стане практика створення партнерських відносин із зовнішніми експертами в галузі Інтернету речей. Це передбачає роботу з «білими хакерами», експертами з безпеки Інтернету речей, а також започаткування премій за виявлені вразливості, що дозволить протестувати існуючу інфраструктуру, виявити можливі вразливості та домогтися необхідних покращень.

5. Розвиток комплексних, універсальних платформ для Інтернету

Особливим попитом у виробників користуватимуться платформи для Інтернету речей, які забезпечували б відразу весь комплекс необхідних технологій. І найкращими тут стануть такі платформи, які здатні задовольнити всі потреби виробника чи постачальника послуг – у тому числі з точки зору організації з'єднання, підтримки всіх протоколів з'єднань, забезпечення безпеки, масштабованості, віддаленого моніторингу, можливостей захищеного зберігання даних і які б при цьому забезпечували підтримку API найбільших постачальників хмарних сервісів (AWS, IBM, Microsoft тощо).

Ці конкурентоспроможні платформи для Інтернету речей дозволять постачальникам IoT сервісів розробляти свої продукти ще швидше та простіше, і забезпечать належний рівень безпеки.

Зрозуміло, до кінця року ми побачимо й інші важливі події та несподівані сюрпризи, але хоч би якими вони були, на нас, без сумніву, чекає ще один захоплюючий рік.

Передбачається, що «Інтернет речей» (Internet of things, IoT) запропонує перспективні вирішення проблем щодо перетворення функціонування та ролі багатьох промислових систем. Наприклад, IoT вже використовується для створення інтелектуальних транспортних систем, завдяки яким з'являється можливість відстежувати розташування кожного транспортного засобу, вести моніторинг його пересування, а також передбачати його майбутню дислокацію та ймовірний дорожній трафік.

Термін «Інтернет речей» був запропонований для позначення однозначної ідентифікації об'єктів, пов'язаних за допомогою технології радіочастотної ідентифікації RFID . Пізніше він став торкатися набагато більше технологій, таких як датчики, приводи, GPS- та мобільні пристрої. Сьогодні загальноприйняте визначення «Інтернету речей» таке: динамічна глобальна мережева інфраструктура з самостійним налаштуванням можливостей на основі стандартних та сумісних протоколів зв'язку, де фізичні та віртуальні «речі» мають ідентифікатори, фізичні атрибути та віртуальні персоналії, використовують інтелектуальні інтерфейси .

Зокрема, інтеграція датчиків/приводів, RFID-міток та комунікаційних технологій є основою для «Інтернету речей» і пояснює, як різні фізичні предмети та пристрої навколо нас можуть бути пов'язані з Інтернетом, а також дозволяє цим об'єктам та пристроям взаємодіяти один з одним. досягнення спільних цілей.

Інтерес до використання технології IoT у різних галузях промисловості зростає. Проекти щодо впровадження промислового «Інтернету речей» вже були реалізовані в таких галузях, як сільське господарство, харчова промисловість, екологічний моніторинг, відеоспостереження та ін. Тим часом кількість публікацій про «Інтернет речей» також стрімко зростає. Автори провели великий аналіз літератури, вивчивши відповідні статті з п'яти основних академічних баз даних (IEEE Xplore, Web of Knowledge, ACM digital library, INSPEC і ScienceDirect), щоб допомогти дослідникам зрозуміти поточне положення «Інтернету речей» у промисловості та перспективи досліджень, що стосуються його використання.

Передумови та поточні дослідження IoT

Інтернет речей можна розглядати як глобальну мережеву інфраструктуру, що складається з безлічі підключених пристроїв, які використовують сенсорні, комунікаційні, мережеві та інформаційні технології. Основною технологією для Інтернету речей є технологія RFID, що дозволяє мікрочіпам за допомогою бездротового зв'язку передавати зчитувачам ідентифікаційну інформацію. За допомогою RFID-зчитувачів люди можуть ідентифікувати, відстежувати та контролювати будь-які об'єкти, автоматично підключені за допомогою RFID-міток. Технологія RFID широко використовується в логістиці, фармацевтичному виробництві, роздрібній торгівлі та управлінні ланцюжками поставок, починаючи ще з 1980-х років. . Інша основна технологія для IoT - бездротові сенсорні мережі (WSN), які в основному використовують взаємодіючі інтелектуальні датчики (сенсори) спільної праціта моніторингу. Область їх застосування включає моніторинг навколишнього середовища, медичний моніторинг, виробничий контроль, моніторинг трафіку і т. д. , .

Досягнення в обох технологіях (RFID та WSN) зробили значний внесок у розвиток «Інтернету речей». Крім того, тепер безліч інших технологій та пристроїв, таких як штрих-коди, смартфони, соціальні мережі та хмарні обчислення, також використовується для формування широкої мережі підтримки IoT (рис. 1).

Мал. 1. Технології, пов'язані з IoT

Сьогодні IoT також набирає популярності в логістиці, різних галузях промисловості, роздрібній торгівлі та фармацевтиці. У зв'язку з розвитком бездротового зв'язку, смартфонів та датчиків мережевих технологій все більше і більше мережевих «речей», або «розумних» об'єктів, беруть участь у IoT. В результаті всі ці IoT-технології значно впливають на нові інформаційні та комунікаційні технології (ІКТ) та технології корпоративних систем (рис. 2).

Мал. 2. Пов'язані з IoT технології та їх вплив на нові інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) та на корпоративні системи

Щоб забезпечити висока якістьпослуг для кінцевих користувачів, у рамках «Інтернету речей» мають бути розроблені технічні стандарти, специфікації, що визначають обмін інформацією та її обробку, а також зв'язки між речами. Успіх у використанні IoT залежить від стандартизації, яка забезпечить інтероперабельність, сумісність, надійність та ефективну роботу у світовому масштабі. Багато країн та організацій зацікавлені у розробці стандартів для IoT, оскільки це може принести величезну економічну вигоду у майбутньому. Сьогодні Міжнародна телекомунікаційна спілка, Міжнародна електротехнічна комісія, Міжнародна організація зі стандартизації, Інститут інженерів електротехніки та електроніки, Європейський Комітет з електротехнічної стандартизації, Китайський інститут з електронних стандартів та Американський національний інститут стандартів займаються розробкою різних стандартів для «Інтернету речей». При цьому необхідно узгоджувати стандартизації різних організацій із міжнародними стандартами, а також національними та регіональними організаціями зі стандартизації. Завдяки створенню загальноприйнятих стандартів розробники та споживачі зможуть використовувати додатки та сервіси IoT у великих масштабах за збереження розвитку та витрат (на технічне обслуговування) у довгостроковій перспективі. Стандартизація технологій IoT також прискорить їхнє поширення.

Сьогодні багато країн вкладають великі кошти в ініціативи в галузі IoT. Наприклад, уряд Великобританії розпочав реалізацію проекту з розвитку IoT вартістю в 5 млн фунтів. У ЄС Європейський дослідний кластер IoT (IERC) FP7 (http://www.rfid-in-action.eu/cerp/) запропонував низку проектів для «Інтернету речей», а також створив Міжнародний IoT-форум для розробки спільної стратегії та технічного бачення використання IoT у Європі. У свою чергу Китай має намір відігравати провідну роль у встановленні міжнародних стандартів для технологій «Інтернету речей». У США компанія IBM та Фонд Інформаційних Технологій та Інновацій (ITIF) повідомляли ще в 2009 р., що IoT може стати ефективним способом для покращення традиційної фізичної та інформаційної технологічної інфраструктури, а також вплине на продуктивність та інновації. Японія запустила стратегії u-Японія та i-Японія у 2008 та 2009 роках. відповідно, для того, щоб використати «Інтернет речей» у повсякденному житті.

Сервіс-орієнтована архітектура (SOA) для Інтернету речей (IoT)

Як ключова технологія інтеграції гетерогенних систем або пристроїв, SOA може бути застосована для підтримки Інтернету речей. SOA успішно використовується в таких науково-дослідних галузях, як хмарні обчислення, бездротові сенсорні мережі (WSN) та транспортні мережі. Чимало ідей було запропоновано для створення багаторівневих архітектур SOA для «Інтернету речей» відповідно до обраної технології, потреб бізнесу та технічних вимог. Наприклад, рекомендована Міжнародною телекомунікаційною спілкою архітектура IoT складається з п'яти різних рівнів (або шарів): виявлення, доступ, мережне підключення, проміжне програмне забезпечення, шар додатків. Цзя із співавторами та Домінго пропонують розділити системну архітектуру IoT на три основні шари: рівень сприйняття, мережевий рівень та сервісний (або прикладний) рівень. Атцорі із співавторами розробив для «Інтернету речей» тришарову модель архітектури, що складається з прикладного рівня, мережного рівня та шару зондування. Лю із співавторами запропонував інфраструктуру додатків IoT, яка містить фізичний рівень, транспортний рівень, рівень проміжного програмного забезпечення, а також шар додатків. Функціональні можливості чотиришарової SOA для IoT наведені в таблиці 1. Таблиця 2 ілюструє проектування архітектури програм промислового «Інтернету речей». На рис. 3 показано SOA, де чотири рівні взаємодіють один з одним.

Таблиця 1. Чотирирівнева архітектура для «Інтернету речей»

Рівень	Опис
Рівень зондування	Рівень інтегрований з існуючими апаратними засобами (RFID, датчиками, виконавчими механізмами тощо), щоб розпізнавати/контролювати фізичний світ та збирати відповідні дані.
Мережевий рівень	Рівень забезпечує базову мережну підтримку та передачу даних бездротовою або дротовою мережею.
Сервісний рівень	На цьому рівні створюються послуги та здійснюється управління ними.
Інтерфейсний рівень	Рівень забезпечує взаємодію між користувачами та сторонніми додатками.

Таблиця 2. Проектування програм промислового «Інтернету речей» (адаптовано з )

Мета розробки	Опис
Енергія	Як довго IoT-пристрої можуть працювати з обмеженим електроживленням?
Час очікування	Скільки часу потрібно для передачі та обробки повідомлення?
Продуктивність	Яким є максимум даних, які можна передати через мережу?
Масштабованість	Скільки пристроїв підтримується?
Топологія	Хто і з ким має взаємодіяти?
Надійність та безпека	Наскільки надійно та безпечно додаток?

Архітектура «Інтернету речей» охоплює мережі та комунікації, «розумні» об'єкти, веб-сервіси та додатки, бізнес-моделі та відповідні процеси, спільну обробку даних, безпеку тощо. З точки зору технології розробки архітектури «Інтернету речей» потрібно продумати її розширюваність, масштабованість, модульність та можливість взаємодії гетерогенних пристроїв. Оскільки «речі» можуть пересуватися або потребувати взаємодії з довкіллям у режимі реального часу, необхідна адаптивна архітектура. Також децентралізована та гетерогенна природа «Інтернету речей» вимагає, щоб його архітектура надавала різні ефективні можливості подій. Таким чином, SOA є хорошим методомдля досягнення взаємодії різнорідних пристроїв безліччю різних шляхів.

Мал. 3. Сервіс-орієнтована архітектура для IoT

Рівень зондування

«Інтернет речей» можна розглядати як всесвітню фізичну мережу, в якій все може бути пов'язане та дистанційно кероване. Оскільки все більше і більше пристроїв оснащується RFID або інтелектуальними датчиками, підключення «речей» стає все більш простим . На рівні зондування бездротові смарт-системи з мітками або датчиками тепер можуть автоматично розпізнаватись та обмінюватись інформацією з різними пристроями. У деяких галузях промисловості вже розгорнуто схеми інтелектуальних служб, а універсальні унікальні ідентифікатори (UUID) призначаються кожному необхідному сервісу чи пристрою. Пристрій з UUID можна легко виявити та ідентифікувати, тому ідентифікатори UUID мають вирішальне значення для успішного розгортання сервісів у такій величезній мережі, як Інтернет речей.

Мережевий рівень

Роль мережевого рівня полягає в тому, щоб поєднати всі «речі» докупи і дозволити пристроям ділитися інформацією з іншими пов'язаними «мовами». Крім того, мережний рівень здатний агрегувати інформацію з існуючих ІТ-інфраструктур (наприклад, бізнес-систем, транспортних систем, електромереж, систем охорони здоров'я, інформаційних та комунікаційних систем тощо). У сервіс-орієнтованому «Інтернеті речей» послуги, що надаються «мовами», зазвичай розгортаються в гетерогенній мережі, і всі пов'язані «речі» заносяться в сервіси Інтернету. Цей процес може включати управління якістю обслуговування сервісу (QoS) і службу контролю відповідно до вимог користувачів або додатків. З іншого боку, важливим для мережі, що динамічно змінюється, є автоматичне виявлення і зіставлення карти «речей» в мережі. Пристрої автоматично повинні призначати ролі для розгортання, управління та планування поведінки таким чином, щоб можна було перемикатися на будь-яку іншу роль у будь-який час у міру необхідності. Ці можливості дозволяють пристроям виконувати завдання спільно. Під час проектування мережевого рівня «Інтернету речей» розробники мають вирішити питання щодо вибору технології мережевого управліннядля неоднорідних мереж (наприклад, фіксованої, бездротової, мобільної тощо), ефективності використання енергії в мережах, вимог QoS (якості сервісів), служб виявлення та вилучення даних та обробки сигналу, а також безпеки та конфіденційності.

Сервісний рівень

Сервісний рівень спирається на технологію сполучного ПЗ (англ. middleware - проміжне, міжплатформне ПЗ), яке забезпечує функціональні можливості для інтеграції сервісів та додатків у сфері IoT. Технологія middleware надає «Інтернету речей» економічну платформу, де апаратні та програмні платформи можуть використовуватися повторно. В даний час різні організації займаються розробкою специфікацій сервісу для проміжного програмного забезпечення (middleware). Правильно спроектований сервісний рівень зможе визначити загальні вимоги, а також надати інтерфейси прикладного програмування (API) та протоколи підтримки необхідних сервісів, додатків та потреб користувачів. Цей рівень також опрацьовує всі сервіс-орієнтовані проблеми, включаючи обмін інформацією та зберігання даних, управління даними, пошукові системи та комунікації . Також він включає наступні компоненти:

• Служба виявлення: пошук об'єктів, які можуть надати необхідні послугита інформацію найбільш ефективним способом.
• Склад сервісу: включення взаємодії та комунікації між пов'язаними «мовами» (пристроями). Використовуючи взаємовідносини між різними пристроями, встановлені на етапі виявлення, цей компонент знаходить необхідний сервіс і компонентний склад служби для планування або повторного створення відповідних сервісівдля задоволення запиту.
• Управління надійністю: визначає цільовий та репутаційний механізми, які дозволять оцінити та використовувати інформацію, надану іншими сервісами, для створення найбільш надійної системи.
• Сервіси API (інтерфейсів прикладного програмування): підтримка взаємодії між необхідними IoT сервісами , .

Інтерфейсний рівень

Більшість пристроїв для Інтернету речей розробляються різними виробниками/постачальниками, і вони не завжди дотримуються одних і тих же стандартів і протоколів. Через таку неоднорідність виникають проблеми взаємодії, пов'язані з обміном інформацією, встановленням зв'язку між пристроями та спільною обробкою подій різними мовами. Крім того, постійний розвиток пристроїв, що беруть участь в Інтернеті речей, ускладнює їх динамічне підключення, взаємодія, управління і відключення. Інтерфейсний профіль (IFP) можна розглядати як підмножина сервісних стандартів, що підтримують взаємодію з програмами, розгорнутими в мережі.

Хороший інтерфейсний профіль заснований на реалізації універсальної самонастройки (UPnP, Universal Plug and Play), яка визначає протокол для спрощення взаємодії з сервісами, що надаються різними пристроями. Сервіси на сервісному рівні запускаються безпосередньо на обмеженій мережній інфраструктурі для того, щоб ефективно знаходити нові сервіси додатків у міру того, як вони підключаються до мережі. Нещодавно для ефективної взаємодії між додатками та сервісами було запропоновано інтеграційну архітектуру SOCRADES (SIA, від європейського науково-дослідного проекту SOCRADES). Традиційно сервісний рівень забезпечується універсальним API для програм. Однак у результатах недавніх досліджень сервіс-орієнтованого Інтернету речей повідомляється, що процес надання послуг (SPP, service provisioning process) може також ефективно забезпечувати взаємодію між додатками та сервісами. SPP спочатку виконує «типовий запит», який запитує послугу за допомогою універсального формату WSDL (Web Services Description Language), а потім використовує механізм пошуку кандидата для виявлення потенційного сервісу. Грунтуючись на «контексті додатків» та на «інформації про якість обслуговування сервісу» (QoS), всі екземпляри сервісу класифікуються, а механізм «надання послуг на вимогу» (On-Demand service provisioning) може бути використаний для ідентифікації екземпляра сервісу, який відповідає вимогам додатка . І, нарешті, «процес оцінки» (Process Evaluation) застосовується визначення якості процесу .

Ключові технології

Технології ідентифікації та відстеження

Технології ідентифікації та відстеження, що застосовуються в IoT, включають системи RFID, штрих-коди та інтелектуальні датчики. Проста RFID-система складається з RFID-зчитувача та RFID-мітки. Завдяки здатності цієї системи до виявлення та відстеження пристроїв та фізичних об'єктів вона все частіше використовується у промислових галузях, таких як логістика, управління ланцюгами постачання, служба моніторингу здоров'я. Інша перевага системи RFID полягає у наданні точної інформації в режимі реального часу про підключені пристрої, що дозволяє скоротити витрати на робочу силу, спростити бізнес-процеси, підвищити точність інформації про обладнання та в результаті поліпшити загальну економічну ефективність.

На даний момент розвиток технологій RFID фокусується на наступних аспектах: активні RFID-системи з розширеним спектром передачі; 2) технологія управління RFID-додатками.

Також існує багато можливостей для розвитку RFID-додатків. Наприклад, RFID-технологія може бути інтегрована з WSN для кращого виявлення «речей» та стеження за ними в режимі реального часу. Бездротові інтелектуальні сенсорні технології, такі як електромагнітні датчики, біосенсори, вбудовані датчики, датчики тегів, незалежні теги та сенсорні пристрої, надалі сприяють впровадженню та розгортанню виробничих служб і додатків. За допомогою інтеграції даних, отриманих інтелектуальними датчиками за допомогою RFID, можуть бути створені потужніші програми IoT, які підходять для індустріального середовища.

Комунікаційні технології в IoT

Реалізація «Інтернету речей» може містити багато електронних апаратів, мобільних пристроїв та промислового обладнання. Різним «мовам», які можна підключити до мережевих та комунікаційних технологій, відповідають різні способи комунікації, з'єднання по мережі, обробки та зберігання даних, а також пропускання електроенергії. Наприклад, багато смартфонів вже зараз мають якісний зв'язок, багаті мережеві можливості та способи обробки та зберігання даних, а в моніторах серцевого ритму спостерігаються лише обмежені можливості комунікації та обчислень.

«Інтернет речей» включає ряд гетерогенних мереж, таких як WSN, бездротові ніздрюваті мережі, WLAN і т. п. Вони допомагають «речам» в IoT обмінюватися інформацією. Мережевий шлюз в змозі полегшити комунікацію або взаємодію різних пристроїв за допомогою Інтернету, а також може використовувати свою мережу знань для локального виконання алгоритмів оптимізації, що дозволяє застосовувати його при обробці безлічі складних аспектів комунікації в мережі.

У «речей» можуть бути різні вимоги до якості сервісу (QoS-вимоги, англ. quality of service – якість обслуговування, якість сервісу) щодо продуктивності, енергоефективності та безпеки. Наприклад, багатьом пристроям до роботи потрібні акумулятори, і тому зниження енергоспоживання є однією з головних проблем. Навпаки, для пристроїв з постійним харчуваннямПоліпшення енергозбереження найчастіше не є першочерговим завданням. IoT також значно виграє від використання існуючих протоколів Інтернету, таких як IPv6, оскільки це дозволить безпосередньо звертатися до будь-якої кількості необхідних «речей» через Інтернет. Основні комунікаційні протоколиі стандарти включають радіочастотну ідентифікацію RFID (наприклад, ISO 18000 6c EPC Class 1 Gen 2), NFC, IEEE 802.11 (WLAN), IEEE 802.15.4 (ZigBee), IEEE 802.15.1 (Bluetooth), мульти пористі мережі, малопотужні бездротові персональні просторові мережі IETF (6LoWPAN), міжмашинні з'єднання (M2M), а також традиційні IP-технології (IP, IPv6 тощо).

Мережі для IoT

Для бездротових мереж існує досить багато шарів протоколів, що перетинаються, наприклад бездротові датчики і приводні мережі (WSAN) або ad-hoc-мережі (AHNs) . Однак вони мають бути перероблені, перш ніж підійдуть для застосування в Інтернеті речей. Причина в тому, що «речі» в IoT часто мають дуже різноманітні можливості комунікацій та обчислень, а також різні вимоги до якості сервісу (QoS). Вузли в WSN, як правило, мають схожі вимоги до обладнання та мереж зв'язку. Крім того, в мережі IoT для підтримки обміну інформацією використовується Інтернет, але, на відміну від WSN та AHN, Інтернет не потрібно «включати», щоб забезпечити з'єднання.

Управління сервісами в IoT

Управління сервісами в «Інтернеті речей» пов'язане з їхньою реалізацією та якістю, які відповідають потребам користувачів та додатків. Сервіс-орієнтовану архітектуру (Serva-oriented Architecture, SOA) можна використовувати для інкапсуляції послуг, приховуючи деталі їх реалізації, наприклад використовувані протоколи . Це дає можливість розділити компоненти в системі і, отже, приховати гетерогенність кінцевих користувачів. Сервіс-орієнтована архітектура «Інтернету речей» дозволяє програмам використовувати різноманітні об'єкти, такі як сумісні сервіси.

Більше того, динамічний характер програм «Інтернету речей» вимагає від нього послідовного надання надійних послуг. Ефективна сервіс-орієнтована архітектура може мінімізувати негативні наслідки, викликані переміщенням пристрою або відмови батареї. Хорошим прикладом є OSGi-платформа (Open Services Gateway Initiative – специфікація динамічної модульної системи та сервісної платформи для Java-додатків), яка застосовує динамічну сервіс-орієнтовану архітектуру (dynamic SOA architecture) для розгортання інтелектуальних сервісів. З цією метою OSGi використовується в різних контекстах – наприклад, для мобільних додатків, плагінів, серверів додатків і т. д. В «Інтернеті речей» композиція сервісів на базі OSGi-платформи може бути реалізована за допомогою Apache Felix iPoJo.

Сервіс являє собою збір даних, а також режими, які необхідні для виконання певної функції, обслуговувати пристрій або його частини. Сервіс може надаватися різними способами: так, він може посилатися інші первинні чи вторинні сервіси і/або на набір характеристик сервісу. Сервіси можна розділити на два типи: первинні та вторинні. Перші виконують первинні функції у вузлі IoT, і їх можна як основні компоненти сервісу, які можуть бути включені в інший сервіс. Інші можуть надавати допоміжні функції для основного сервісу або інші додаткові послуги. Сервіс може мати одну або кілька ознак, які визначають структури даних, дозволи, дескриптори та інші атрибути сервісів . У сервіс-орієнтованому IoT сервіси можуть бути створені та розгорнуті поетапно: 1) розвиток структурної платформи сервісів; 2) підсумовування функціональних та комунікаційних можливостей пристроїв; 3) надання єдиного комплексу сервісів. Сервіс управління ідентифікаційною інформацією включає управлінський контекст і класифікацію об'єктів. Інтернет речей також дозволяє створити дзеркало для кожного реального об'єкта в IoT. Крім того, IoT має сервіс-орієнтовану та пов'язану архітектуру, в якій віртуальні та фізичні об'єкти можуть взаємодіяти між собою. Сервіс-орієнтований IoT дозволяє кожному з компонентів пропонувати свої функціональні характеристики як стандартних сервісів, що значно підвищує ефективність всіх пристроїв, і мереж, що у «Інтернеті вещей».

Ключові програми IoT в промисловості

IoT-додатки поки що знаходяться на відносно ранній стадії розвитку. Проте «Інтернет речей» використовується дедалі частіше. Досить багато програм для IoT розробляється та/або вже використовується для моніторингу навколишнього середовища, у службах охорони здоров'я, управлінні товарними запасами та продукцією, а також у сферах, пов'язаних з продуктами харчування, транспортом, підтримкою робочих місць та будинків, забезпеченням безпеки та відеоспостереження. У роботах дається огляд застосування «Інтернету речей» у різних галузях. Ми ж у нашому обговоренні фокусуємося саме на промислових програмах IoT, для розробки яких необхідно вирішити кілька завдань. Залежно від передбачуваної сфери застосування дизайнерам потрібно знайти якийсь компроміс для досягнення балансу між витратами та вигодами. Нижче наведено деякі програми IoT в промисловості.

Використання IoT у гірничому виробництві

Безпека на шахтах є великою проблемою для багатьох країн у зв'язку з умовами праці на підземних рудниках. З метою запобігання та зменшення кількості нещасних випадків необхідно використовувати технології IoT, які зможуть приймати аварійні сигнали із шахти. За допомогою RFID, Wi-Fi та інших технологій та пристроїв бездротового зв'язку, що забезпечують ефективну взаємодію між наземним та підземним просторами, гірничодобувні компанії зможуть відстежувати місцезнаходження шахтарів та аналізувати критично важливі дані щодо безпеки, отримані від датчиків. Ще одним корисним додатком є ​​хімічні та біологічні сенсори, що застосовуються для діагностики та раннього визначення захворювань у шахтарів, що особливо важливо, оскільки вони працюють у небезпечних умовах. Ці сенсори можна використовувати для отримання біологічної інформації про стан людського тіла та органів, для виявлення небезпечного пилу, шкідливих газів та інших факторів навколишнього середовища, які можуть спричинити нещасні випадки. Проблема використання всіх цих технологій полягає в тому, що бездротовим пристроям потрібна енергія, яка може призвести до вибуху газу в шахті. Таким чином, необхідні додаткові дослідження характеристик безпеки IoT-пристроїв, що використовуються у гірничорудній промисловості.

Використання IoT у сфері охорони здоров'я

«Інтернет речей» дає нові можливості для покращення охорони здоров'я. За всієї підтримки ідентифікації, зондування та комунікаційних можливостей «Інтернету речей» всі об'єкти системи охорони здоров'я (люди, техніка, препарати тощо) можна постійно відстежувати та контролювати. Глобальний зв'язок«Інтернету речей» дозволяє всі медичні відомості (забезпечення, діагностика, терапія, одужання, ліки, управління, фінанси та навіть добова активність) зібрати, обробити та ефективно використати. Наприклад, можна вимірювати частоту серцевих скорочень пацієнта за допомогою датчиків, а потім відправляти до кабінету лікаря. При використанні персональних обчислювальних пристроїв (ноутбук, мобільний телефон, планшет і т.д.) та мобільного доступу до Інтернету (Wi-Fi, мережі 3G, LTE і т.д.) медичні служби, що базуються на IoT, стають мобільними та персональними. Широке поширення сервісів мобільного Інтернету прискорює розвиток заснованих на Інтернеті речей послуг охорони здоров'я «вдома». Але наразі цьому перешкоджають проблеми, пов'язані з безпекою та конфіденційністю.

Використання IoT у ланцюжках постачання харчових продуктів

Сьогодні ланцюжка постачання харчових продуктів (Food Supply Chains, FSC) широко поширені. Вони мають складні робочі процеси, мають значні географічні та тимчасові масштаби, а також можуть включати велику кількість учасників. Їхня складність викликала багато питань щодо управління якістю, оперативності та громадської безпеки харчових продуктів. Великий потенціал для вирішення проблем відстежуваності, прозорості та контролю відкрили технології IoT. Вони можуть захистити мережі FSC у так званих ланцюжках «від ферми до тарілки»: від високоточного сільського господарства до виробництва продуктів харчування, їхньої обробки, зберігання, розподілу та споживання. У майбутньому слід очікувати на появу більш безпечних, ефективних і стійких FSC. Типове рішення «Інтернету речей» для FSC (т. зв. харчового IoT) складається з трьох частин: a) польових пристроїв, таких як вузли бездротової сенсорної мережі (WSN), зчитувачі RFID-міток, термінали інтерфейсу користувача і т. д.; б) магістральної системи, що включає бази даних, сервери та термінали багатьох видів, підключених до розподілених комп'ютерним мережамі т.д.; в) інфраструктури зв'язку, такої як бездротова локальна мережа (WLAN), стільниковий, супутниковий зв'язок, лінії електропередач, Ethernet і т. д. Крім цього, IoT також надає ефективні функції зондування для відстеження та контролю процесів виробництва продуктів харчування.

Використання IoT в галузі транспорту та логістики

Роль «Інтернету речей» у транспортній та логістичній галузях промисловості стає все більш значущою. Оскільки все більше і більше фізичних об'єктів оснащуються штрихкодами, RFID-метами або датчиками, транспортні та логістичні компанії можуть відстежувати в реальному часі рух фізичних об'єктів від вихідного пункту до місця призначення по всьому ланцюжку поставок, спостерігаючи за виробництвом, доставкою, дистриб'юцією тощо. . Крім того, очікується, що IoT надасть перспективні рішення для перетворення транспортних систем та автомобільних сервісів. Оскільки засоби пересування мають все більш потужні мережеві та комунікативні можливості, а також засоби зондування та обробки даних, «Інтернет речей» можна використовувати як для їх поліпшення, так і для того, щоб ділитися ресурсами, що мало використовуються, з іншими автомобілями на парковці або на дорозі.

Наприклад, інтелектуальна інформаційна система (iDrive), нещодавно розроблена компанією BMW, використовує різні датчики та мітки для моніторингу обстановки, зокрема відстеження розташування транспортного засобу та забезпечення схеми проїзду. Група авторів розробила інтелектуальну систему моніторингу для контролю температури та вологості всередині вантажівок-рефрижераторів за допомогою RFID-міток, датчиків та бездротових комунікаційних технологій. У найближчому майбутньому ми побачимо розвиток автомобільного автопілота, який зможе виявляти пішоходів чи інші транспортні засоби, а також маневрувати таким чином, щоб уникнути зіткнення. Також для широкого застосування «Інтернету речей» у сфері транспорту та логістики важливими є безпека та захист конфіденційності, оскільки багато водіїв побоюються витоку інформації та вторгнення у приватне життя. Розумні зусилля за допомогою технологій, законів та регулювання будуть необхідні для запобігання несанкціонованому доступу або розкриття конфіденційних даних.

Використання IoT для пожежогасіння

«Інтернет речей» вже використовується в галузі пожежної безпеки для виявлення загорянь та раннього попередження можливих стихійних лих, пов'язані з пожежами. У Китаї RFID-мітки та/або штрих-коди зв'язуються із засобами пожежогасіння для організації загальнонаціональної протипожежної інформаційної бази даних та систем управління. Завдяки використанню RFID-міток, мобільних RFID-зчитувачів, а також інтелектуальних відеокамер, сенсорних та бездротових мереж, управління пожежогасіння та прирівняні до них організації можуть виконувати автоматичну діагностику, щоб здійснювати в режимі реального часу моніторинг навколишнього середовища для раннього попередження пожеж та проведення необхідних аварій -Рятувальних заходів. Дослідники в Китаї також використовують технології IoT, щоб вивести на новий рівень систему автоматичного протипожежного оповіщення з метою підвищення керування загораннями та іншими надзвичайними ситуаціями. Нещодавно Цзі та Ці продемонстрували інфраструктуру IoT-додатків, які використовуються для управління надзвичайними ситуаціями в Китаї. Інфраструктура цих IoT-додатків містить рівні зондування, передачі, підтримки, а також платформний та прикладний. IoT-інфраструктура розроблена таким чином, щоб інтегрувати локальні та специфічні галузеві системи. Наразі актуальною у цій галузі є проблема створення стандартів для протипожежного «Інтернету речей».

Дослідницькі проблеми та майбутні тенденції

Загальновизнано, що технології та програми «Інтернету речей» поки що перебувають у зародковому стані. Все ще залишається безліч наукових проблем впровадження IoT у промисловість, що стосуються технологій, стандартизації, безпеки та конфіденційності. У майбутньому необхідно прагнути їх вирішення, вивчаючи особливості різних галузей промисловості, щоб забезпечити оптимальне використання IoT-устройств в промислових умовах. Галузеву специфіку та вимоги до таких факторів, як вартість, безпека, конфіденційність та ризики, необхідно усвідомити ще до того, як Інтернет речей почне широко використовуватися в промисловості.

Технічні проблеми

Хоча вже було проведено чимало досліджень із технологій IoT, залишається ще достатньо технічних проблем.

1. Дизайн сервіс-орієнтованої архітектури (SOA) для IoT завдає певних труднощів, оскільки сервіс-орієнтовані «речі» можуть постраждати від своєї продуктивності та цінових витрат. Також, у міру того, як все більше і більше фізичних об'єктів підключається до мережі, часто виникають проблеми з масштабованістю на різних рівнях, включаючи передачу даних та роботу по мережі, обробку даних та управління, а також забезпечення сервісів.
2. «Інтернет речей» є дуже складною гетерогенною мережею, що включає сполуки між різними типамимереж за допомогою різноманітних комунікаційних технологій. В даний час відсутня загальноприйнята єдина платформа, яка приховує неоднорідність виділених мережевих/комунікативних технологій та забезпечує прозорість іменованих сервісів для різних програм. Передача великих за обсягом даних через мережу водночас може стати причиною частих затримок, конфліктів і комунікативних проблем. Ця задача може бути вирішена шляхом збирання даних за допомогою великої кількості пристроїв. Управління пов'язаними «мовами» з погляду полегшення взаємодії суб'єктів та адміністрування адресації, ідентифікації та оптимізації пристроїв на рівнях архітектури та протоколів є одним із важливих дослідницьких завдань.
3. Відсутність загальноприйнятої мови опису утруднює розвиток сервісу та ускладнює інтеграцію ресурсів фізичних об'єктів у послуги, що приносять додатковий дохід (VAS-сервіси). Розвинені послуги можуть бути несумісні з різним комунікаційним та впровадженим оточенням. Крім того, для поширення технології IoT повинні бути розроблені потужні методи виявлення сервісів та служби іменування об'єктів.
4. Оскільки "Інтернет речей" часто розвивається на основі традиційного ІКТ-оточення і на нього впливає все, що підключено до мережі, потрібно багато роботи, щоб провести інтеграцію IoT з існуючими, у тому числі застарілими, ІТ-системами в єдину інформаційну інфраструктуру. Крім цього, велика кількість підключених до Інтернету пов'язаних «речей» автоматично відтворюватиме в режимі реального часу величезний потік даних, які не будуть мати особливого сенсу, якщо люди не зможуть знайти ефективний спосіб їх аналізу та розуміння. Аналіз чи осмислення великих обсягів даних, що генеруються як додатками IoT, так і існуючими ІТ-системами, вимагатиме серйозних навичок, і це може виявитися складним для багатьох кінцевих користувачів. Крім того, для інтеграції IoT-пристроїв із зовнішніми ресурсами, такими як існуючі програмні системи та веб-сервіси, необхідні розробки різного проміжного ПЗ, оскільки програми сильно відрізняються за галузями. Вибудовування практичних додатків, у яких різнорідні та залежні від «Інтернету речей» дані комбінуються зі звичайними, може бути складним завданням для різних галузей промисловості.

Стандартизація

Швидкий розвиток Інтернету речей ускладнює стандартизацію. Однак саме вона відіграє важливу роль у подальшому становленні та розповсюдженні «Інтернету речей». Стандартизація в IoT покликана знизити бар'єри для входу нових постачальників сервісів та користувачів, служить для покращення взаємодії різних програм та сервісів, а також для забезпечення кращої якості продуктів чи сервісів вищого рівня. Достатня координація зусиль у процесі стандартизації забезпечить пристроям та програмам з різних країн можливість обмінюватися інформацією. Різні стандарти, що використовуються в IoT (наприклад, стандарти безпеки, зв'язку та ідентифікації), можуть стати ключовими факторами для поширення та розробки технологій IoT. До специфічних питань у галузі стандартизації «Інтернету речей» належать проблеми сумісності, рівня радіодоступу, семантичної інтероперабельності, а також безпеки та конфіденційності. Крім того, рекомендується розробити і галузеві стандарти чи інструкції для спрощення інтеграції різних сервісів під час впровадження «Інтернету речей» у промисловість.

Інформаційна безпека та захист конфіденційності

Широке поширення нових технологій та сервісів «Інтернету речей» багато в чому ґрунтуватиметься на інформаційній безпеці та захисті конфіденційності даних, які стають проблематичними в IoT через особливості їх розгортання, мобільності та комплексності. Багато технологій, що існують сьогодні, доступні для побутового використання, але не підходять для промислових додатків, в яких пред'являються підвищені вимоги щодо безпеки. Існуючі технології шифрування, запозичені з WSN (бездротової сенсорної мережі) або інших мереж, повинні бути ретельно перевірені перед їх використанням для захисту інформації при реалізації Інтернету речей. Так як IoT дозволяє багато повсякденних речей відстежувати, моніторити і пов'язувати, значну кількість особистої та персональної інформації може збиратися автоматично. Захист приватності в середовищі «Інтернету речей» стане серйознішим, ніж у традиційному середовищі ІКТ, оскільки кількість векторів атак на «речі» IoT, мабуть, буде набагато більшою. Наприклад, монітор здоров'я збиратиме дані пацієнта, такі як частота серцевих скорочень і рівень цукру в крові, а потім надсилатиме інформацію безпосередньо до кабінету лікаря по мережі. При цьому вона може бути вкрадена чи зламана. Інший приклад - біодатчик, що використовується у харчовій промисловості. Він може застосовуватися для моніторингу температури та бактеріального складу продуктів харчування, що зберігаються у холодильнику. Коли щось псується, дані про це надсилаються до компанії через мережу. Однак така інформація має бути суворо конфіденційною, щоб захистити репутацію харчової компанії. Слід зазначити, що деякі питання, такі як визначення конфіденційності в IoT та її юридичне тлумачення, як і раніше, чітко не визначені. Незважаючи на те, що вже існують мережеві технології безпеки, для забезпечення основ конфіденційності та безпеки в IoT доведеться зробити ще багато роботи. Насамперед необхідно вивчити такі аспекти: 1) визначення безпеки та конфіденційності із соціальної, правової та культурної точок зору; 2) механізм довіри та репутації; 3) безпека зв'язку – зокрема, наскрізне шифрування (end-to-end); 4) конфіденційність листування та даних користувача; 5) захист сервісів та додатків.

Напрями досліджень

Підхід до розвитку інфраструктури «Інтернету речей» буде поетапним, що включає розширення існуючих методів ідентифікації, таких як RFID. При цьому для вирішення безлічі вищеописаних проблем необхідні міжнародне співробітництво та високий рівень системної перспективи. У зв'язку з цим ми визначили, крім зазначених, деякі напрями дослідження.

1. Інтеграція соціальних мереж із IoT-рішеннями. У Останнім часомвиник великий інтерес до використання соціальних мереж для покращення комунікацій між різними «IoT-мовами». Нещодавно групою вчених було запропоновано нову парадигму – соціальний «Інтернет речей» (SIoT). Також спостерігається тенденція переходу від «Інтернету речей» до нового напрямку, що називається «Веб речей» (Web of Things), який дозволить IoT-об'єктам стати акторами та рівноправними учасниками процесів у Всесвітньому павутинні.
2. Розробка "зелених" IoT-технологій. Так як «Інтернет речей» включає мільярди підключених через бездротову мережу комунікативних датчиків, споживана ними потужність викликає велику тривогу і обмежує використання «Інтернету речей». Поліпшення енергозбереження має стати найважливішою метою для розробників IoT-пристроїв, насамперед бездротових датчиків.
3. Розробка контекстно залежних рішень сполучного програмного забезпечення IoT. Коли мільярди датчиків підключено до Інтернету, для людини стає неможливим обробити всі дані, зібрані цими датчиками. Контекстно залежні техніки обчислень, такі як сполучна програмне забезпечення IoT, призначені для кращого розуміння даних з датчиків та допомоги у відборі інформації для обробки . В даний час більшість програмного забезпечення IoT не має можливостей для усвідомлення контексту. Європейський Союз назвав контекстну залежність важливою областю досліджень IoT та вказав терміни (2015–2020 рр.) для проведення комп'ютерних досліджень та розробки контекстно-залежного «Інтернету речей» .
4. Застосування методів штучного інтелекту до створення розумних «речей». Деякі дослідники пропонують створити «Інтернет розумних речей», внісши штучний інтелект у «речі» та комунікаційні мережі. На їхню думку, майбутні системи IoT повинні мати такі характеристики, як «самоконфігурування, самооптимізація, самозахист та самозцілення». У майбутньому «розумні» речі стануть ще розумнішими, контекстно залежними, володітимуть великою пам'яттю і широкими можливостямиобробки, а також здатністю міркувати.
5. Об'єднання «Інтернету речей» та хмарних обчислень. Хмари - гарний спосібпідключення «речей», вони можуть надати нам доступ до різних «мов» через Інтернет. Подальші дослідження будуть зосереджені на впровадженні нових моделей та платформ, які забезпечать «зондування як сервіс» у хмарах.

Висновок

Як складна кіберфізична система «Інтернет речей» об'єднує різні пристрої, оснащені зондуванням, ідентифікацією, обробкою даних, комунікацією і володіють мережевими можливостями. Зокрема, датчики та виконавчі пристрої стають все потужнішими, дешевшими і меншими, що призводить до їх повсюдного використання. Індустрія дуже зацікавлена ​​у розгортанні IoT-пристроїв для розробки промислових програм, таких як автоматичний моніторинг, контроль, управління, експлуатація та технічне обслуговування. Передбачається, що через стрімкий розвиток технологій та промислової інфраструктури «Інтернет речей» широко застосовуватиметься в промисловості. Наприклад, у харчовій промисловості інтеграція бездротових сенсорних мереж (WSN) та радіочастотної ідентифікації (RFID) служить для побудови автоматизованих систем контролю, моніторингу та відстеження якості продуктів харчування по всьому ланцюжку поставок.

Вконтакте

Література

1. Van Kranenburg R. The Internet of Things: Загальна технологія віртуальної та Всесвітньої мережі RFID. The Netherlands, Amsterdam: Institute of Network Cultures, 2007.
2. Van Kranenburg R., Anzelmo E., Bassie A., Caprio D., Dodson S., Ratto M. The internet of things // Proc. 1st Berlin Symp. Internet Soc. Німеччина, Берлін, 2011.
3. Li Y., Hou M., Liu H., Liu Y. Нагороди до теоретичного framework of strategic decision, supporting capability and information sharing under the context of Internet of Things // Inf. Technol. Manage. 2012. Vol. 13, No. 4.
4. Tan L., Wang N. Future internet: Internet of things // Proc. 3rd Int. Conf. Adv. Comput. Theory Eng. (ICACTE). China, Chengdu, 2010.
5. Jia X., Feng O., Fan T., Lei Q. RFID technology and its applications in internet things (IoT) // Proc. 2nd IEEE Int. Conf. Consum. Electron., Commun. Netw. (CECNet). China, Yichang, 2012 року.
6. Sun C. Application of RFID technology for logistics on internet things // AASRI Procedia. 2012. Vol. 1.
7. Ngai E. W. T., Moon K. K., Riggins F. J., Yi C.Y. J. Prod. Екон. 2008. Vol. 112, No. 2.
8. Li S., Xu L., Wang X. Compressed sensing signal and data acquisition in wireless sensor networks and internet of things // IEEE Trans. Ind. Informat. 2013. Vol. 9, No. 4.
9. He W., Xu L. Integration of distributed enterprise applications: A survey // IEEE Trans. Ind. Informat. 2014. Vol. 10, No. 1.
10. Uckelmann D., Harrison M., Michahelles F. За архітектурним пристосуванням до майбутнього Інтернету думок // Uckelmann D., Harrison M., Michahelles F. Architecting the Internet of Things. USA, NY: Springer, 2011.
11. Li S., Xu L., Wang X., Wang J. Integration of hybrid wireless networks in cloud services oriented enterprise information systems // Enterp. Inf. Syst. 2012. Vol. 6, No. 2.
12. Wang L., Xu L., Bi Z., Xu Y. Data filtering for RFID and WSN integration // IEEE Trans. Ind. Informat. 2014. Vol. 10, No. 1.
13. Ren L., Zhang L., Tao F., Zhang X., Luo Y., Zhang Y. Amethodology towards virtualization-based high performance simulation platform supporting multidisciplinary design of complex products // Enterp. Inf. Syst. 2012. Vol. 6, No. 3.
14. Tao F., Laili Y., Xu L., Zhang L. FC-PACO-RM. Ind. Informat. 2013. Vol. 9, No. 4.
15. Li Q., ​​Wang Z., Li W., Li J., Wang C., Du R. Applications integration in hybrid cloud computing environment: Modelling and platform // Enterp. Inf. Syst. 2013. Vol. 7, No. 3.
16. Bandyopadhyay D., Sen J. Internet of things: Applications and Challenges in technology and standardization // Wireless Pers. Commun. 2011. Vol. 58, No. 1.
17. ITU NGN-GSI Rapporteur Group. Requirements for Support of USN Applications and Services in NGN Environment. Switzerland, Geneva: International Telecommunication Union (ITU), 2010.
18. Atzori, A. Iera, і G. Morabito, “The internet of things: A survey,” Comput. Netw., vol. 54, no. 15, pp. 2787-2805, 2010.
19. Miorandi D., Sicari S., De Pellegrini F., Chlamtac I. Internet of things: Vision, applications and research challenges // Ad Hoc Netw. 2012. Vol. 10, No. 7.
20. Vermesan O., Friess P., Guillemin P. Internet of things strategic research roadmap . The Cluster of European Research Projects.
21. Sundmaeker H., Guillemin P., Friess P. Vision і Challenges for Realizing the Internet of Things. Belgium, Brussels: European Commission, 2010.
22. Zhang H., Zhu L. Internet of things: Key technology, architecture and challenging problems // Proc. 2011 IEEE Int. Conf. Comput. SCI. Autom. Eng. (CSAE). Китай, Шанхай.
23. Wang S., Li L., Wang K., Jones J. E-business system integration: A systems perspective // ​​Inf. Technol. Manag. 2012. Vol. 13, No. 4.
24. Tao F., Guo H., Zhang L., Cheng Y. Modelling з'єднуваних відносин, базується на комп'ютерній службі мережі і театральній практикі його величезних характеристик // Enterp. Inf. Syst. 2012. Vol. 6, No. 4.
25. Xu L., Viriyasitavat W., Ruchikachorn P., Martin A. За допомогою відповідного логіку для потреб verification service workflow // IEEE Trans. Ind. Informat. 2012. Vol. 8, No. 3.
26. Paulraj D., Swamynathan S., Madhaiyan M. Process model-based atomic service discovery and composition of composite semantic web service using web ontology language for services // Enterp. Inf. Syst. 2012. Vol. 6, No. 4.
27. Panetto H., Cecil J. Information systems for enterprise integration, interoperability and networking: Theory and applications // Enterp. Inf. Syst. 2013. Vol. 7, No. 1.
28. Viriyasitavat W., Xu L., Martin A. SWSpec, служба workflow requirements specification language: The formal requirements specification in service workflow environments // IEEE Trans. Ind. Informat. 2012. Vol. 8, No. 3.
29. Hachani S., Gzara L., Verjus H. Служба-oriented approach для flexible process support within enterprises: An application on PLM systems // Enterp. Inf. Syst. 2013. Vol. 7, No. 1.
30. Xu L. Enterprise Systems: State-of-the-art and future trends // IEEE Trans. Ind. Informat. 2011. Vol. 7, No. 4.
31. Дім. Comput. Appl. 2012. Vol. 35, No. 2.
32. Liu C. H., Yang B., Liu T. Ефективний зв'язок, адреса і профільні послуги в Інтернеті з-за медичних центрів // Ad Hoc Netw. To be published.
33. Wu Y., Sheng Q. Z., Zeadally S. RFID: Opportunities and challenges // Next-Generation Wireless Technologies. USA, NY: Springer, 2013 року.
34. Ilie-Zudor E., Kemeny Z., van Blommestein F., Monostori L., van der Meulen A. Відповідь щодо applications and requirements of unique identification systems and RFID techniques // Comput. Ind. 2011. Vol. 62, No. 3.
35. Han C., Jornet J. M., Fadel E., Akyildiz I. F. Крес-лаєр комунікаційний модуль для Інтернету думок // Comput. Netw. 2013. Vol. 57, No. 3.
36. Guinard D., Trifa V., Karnouskos S., Spiess P., Savio D. Взаємодія з тим, що базується на Інтернеті цих слів: Discovery, query, selection, і ondemand provisioning of web services // IEEE Trans. Serv. Comput. 2010. Vol. 3, No. 3.
37. Gama K., Touseau L., Donsez D. З'єднуючи heterogeneous service technology for building on internet of things middleware // Comput. Commun. 2012. Vol. 35, No. 4.
38. Romero D., Hermosillo G., Taherkordi A., Nzekwa R., Rouvoy R., Eliassen F. RESTful integration heterogeneous devices in pervasive environments // Distributed Applications and Interoperable Systems. Німеччина, Берлін: Springer-Verlag, 2010.
39. Zhou H. Internet of Things in Cloud: A Middleware Perspective. США, FL, Boca Raton: CRC Press, 2012.
40. Atzori L., Iera A., Morabito G., Nitti M. Суспільство Інтернет теми (SIoT)-коли соціальні мережі походять з Інтернету цих думок: Концепція, архітектура і мережа characterization // Comput. Netw. 2012. Vol. 56, No. 16.
41. Lim M. K., Bahr W., Leung S. RFID у магазині: Література analysis (1995–2010) з його applications, benefits, Challenges and future trends // Int. J. Prod. Екон. 2013. Vol. 145, No. 1.
42. Zhu Q., Wang R., Chen Q., Liu Y., Qin W. IoT gateway: Bridging бездротові мережні мережі в інтернет things // Proc. IEEE/IFIP 8th Int. Conf. Embedded Ubiquitous Comput. (EUC). Китай, Hong Kong, 2010 року.
43. Liu Y., Zhou G. Key technologies and applications of internet of things // Proc. 2012, 5th Int. Conf. Intell. Comput. Technol. Autom. (ICICTA). China, Zhangjiajie.
44. Cervantes H., Hall R. S. Automating service dependency management in service-oriented component model // Proc. 6th Workshop Compon.- Based Softw. Eng. USA, Oregon, Portland, 2003.
45. Vazquez J. I., Almeida A., Doamo I., Laiseca X., Ordu?a P. Flexeo: На архітектурі для вдосконалення бездротових мережних мереж в Інтернеті теми // Proc. 2008, 3rd Symp. Ubiquitous Comput. Ambient Intell. Spain, Salamanca, 2009.
46. Fl?gel C., Gehrmann V. Scientific workshop 4: Intelligent objects for internet things: Internet things-application of sensor networks in logistics // Commun. Comput. Inf. SCI. 2009. Vol. 32.
47. Pang Z., Chen Q., Tian J., Zheng L., Dubrova E. Ecosystem analysis в дизайні відкритої платформи, заснованої в домашніх медичних сферах terminals towards internet-of-things // Proc. 2013, 15th Int. Conf. Adv. Commun. Technol. (ICACT). Korea, Pyeongchang.
48. Alemdar H., Ersoy C. Wireless sensor networks for healthcare: A survey // Comput. Netw. 2010. Vol. 54, No. 15.
49. Plaza I., Martin L., Martin S., Medrano C. Mobile applications in aging society: Status and trends // J. Syst. Softw. 2011. Vol. 84, No. 11.
50. Pang Z., Chen Q., Han W., Zheng L. Value-centric design of internet-of-things solution for food supply chain: Value creation, sensor portfolio and information fusion // Inf. Syst. Front. To be published.
51. Wei Q., ​​Zhu S., Du C. Study on key technology of internet of things perceiving mine // Procedia Eng. 2011. Vol. 26.
52. Karakostas B. A DNS архітектура для Інтернету цих думок: Як вивчати логістику в транспорті // Procedia Comput. SCI. 2013. Vol. 19.
53. Zhou H., Liu B., Wang D. Design і розвідка про urban intelligent transportation system базується на інтернет-думці // Commun. Comput. Inf. SCI. 2012. Vol. 312.
54. Qin E., Long Y., Zhang C., Huang L. Cloud computing і Інтернет теми: Technology innovation in automobile service // LNCS 8017. USA, NY, 2013.
55. Zhang Y., Chen B., Lu X. Intelligent monitoring system on refrigerator trucks based on the internet of things // Wireless Commun. Appl. 2012. Vol. 72.
56. Keller C. G., Dang T., Fritz H., Joos A., Rabe C., Gavrila D. M. Active pedestrian safety by automatical braking and evasive steering // IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 2011. Vol. 12, No. 4.
57. Zhang Y. C., Yu J. A study on fire IOT development strategy // Procedia Eng. 2013. Vol. 52.
58. Ji Z., Qi A. Застосування Інтернету думок (IOT) в управлінні системою управління в China // Proc. 2010 IEEE Int. Conf. Technol. Homeland Security (HST).
59. Wang S., Zhang Z., Ye Z., Wang X., Lin X., Chen A. Application of environmental internet of things on water quality management of urban scenic river // Int. J. Sustain. Розробка. World Ecol. 2013. Vol. 20, No. 3.
60. Perera C., Zaslavsky A., Christen P., Georgakopoulos D. Context aware computing для Інтернету цих думок: A survey // IEEE Commun. Surveys Tuts. To be published.
61. Wang F., Ge B., Zhang L., Chen Y., Xin Y., Li X. А система framework of security management in enterprise systems // Syst. Res. Behav. SCI. 2013. Vol. 30, No. 3.
62. Li J., Yang J., Zhao Y., Liu B. A top-down approach для approximate data anonymization // Enterp. Inf. Syst. 2013. Vol. 7, No. 3.
63. Xing Y., Li L., Bi Z., Wilamowska-Korsak M., Zhang L. Operations research (OR) в сервісних індустріях: A comprehensive review // Syst. Res. Behav. SCI. 2013. Vol. 30, No. 3.
64. Wan J., Jones J. Management IT service management implementation complexity from the perspective of Warfield version of systems science // Enterp. Inf. Syst. 2013. Vol. 7, No. 4.
65. Roman R., Najera P., Lopez J. Захист Інтернету цих думок // Комп'ютер. 2011. Vol. 44, No. 9.
66. Li L. Technology designed to combat fakes in the global supply chain // Bus. Horizons. 2013. Vol. 56, No. 2.
67. Ting S. L., Ip W. H. Комбатуючи counterfeits with web portal technology. Inf. Syst. To be published.
68. Clarke J., Castro R., Sharma A., Lopez J., Suri N. Trust & Security RTD в Інтернеті цих думок: Opportunities for international cooperation // Proc. 1st Int. Conf. Security of Internet of Things. India, Kollam, 2012 року.
69. Xu L. Introduction: Systems science in industrial sectors // Syst. Res. Behav. SCI. 2013. Vol. 30, No. 3.
70. Li F., Jin C., Jing Y., Wilamowska-Korsak M., Bi Z. А широкі програмні моделі базуються на великих ефективних класах і synthesis ефект // Syst. Res. Behav. SCI. 2013. Vol. 30, No. 3.
71. Lin Y., Duan X., Zhao C., Xu L. Systems Science Methodological Approaches. USA, FL: CRC Press, 2013.
72. Atzori L., Carboni D., Iera A. Smart things в соціальній прорив: Paradigms, технології, і потенційних. Ad Hoc Netw. To be published.
73. Xu L. Information architecture for supply chain quality management // Int. J. Prod. Res. 2011. Vol. 49, No. 1.
74. Sun J. Z. Нагороди до цих думок: Open research issues and BASAMI use case // Lect. Notes Electr. Eng. 2012. Vol. 144.
75. Guinard D., Trifa V., Mattern F., Wilde E. З Інтернету думок до web думок: Resource-oriented architecture and best practices // Architecting the Internet of Things. USA, NY: Springer, 2011.
76. Xia F. Wireless sensor technologies and applications // Sensors. 2009. Vol. 9, No. 11.
77. Yaacoub E., Kadri A., Abu-Dayya A. Cooperative Wireless Sensor Network for green internet of things // Proc. 8th ACMSymp. QoS Security Wireless Mobile Netw. Cyprus, Paphos, 2012.
78. Ars?nio A., Serra H., Francisco R., Nabais F., Andrade J., Serrano E. Інтернет з Intelligent Things: Bringing artificial intelligence in thethings and communication networks // Stud. Comput. Intell. 2014. Vol. 495.
79. Kephart J. O., Chess D. M. Висновки з autonomic computing // IEEE Computer. 2003. Vol. 36, No. 1.
80. Kortuem G., Kawsar F., Fitton D., Sundramoorthy V. Smart objects є будова блоків для Інтернету думок // IEEE Internet Comput. 2010. Vol. 14, No. 1.
81. Ding Y., Jin Y., Ren L., Hao K. У сучасних системах організації для Інтернету думок // IEEE Comput. Intell. Mag. 2013. Vol. 8, No. 3.
82. Rao B.P., Saluia P., Sharma N., Mittal A., Sharma S.V. 2012 6th Int. Conf. Sens. Technol. (ICST). India, Kolkata, West Bangal.
83. Fang S., Xu L., Pei H., Liu Y. Увімкнули шлях до snowmelt flood forecasting в water resource management // IEEE Trans. Informat. 2014. Vol. 10, No.1.
84. Gubbi J., Buyya R., Marusic S., Palaniswami M. Internet of things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions // Future Gen. Comput. Syst. 2013. Vol. 29, No. 7.

Привіт, Хабре! IoT Hub Explorer - це кросплатформовий інструмент на базі node.js з управління пристроями в IoT Hub, що використовується, який може працювати в середовищі Windows, Mac або Linux. Сьогодні поговоримо про нього у рамках діагностики та вдосконалення IoT Hub Azure. Заглядайте під кат за подробицями!

Слід врахувати, що Azure IoT CLI, якому було присвячено попередню публікацію, також підтримує управління пристроями і його функціональні можливості частково співпадатимуть з можливостями IoT Hub Explorer. Якщо таке станеться, Azure CLI вважатиметься головним інструментом для роботи з усіма операціями IoT Hub.

Давайте скористаємося браузером IoT Hub для створення та моніторингу пристрою. Перш ніж це зробити, його необхідно встановити. Так як це пакет node його можна встановити за допомогою npm.

Npm install -g iothub-explorer
Оскільки IoT Hub Explorer є окремою програмою, нам необхідно спочатку виконати вхід, використовуючи для цього рядок підключення нашого IoT Hub. Відкрийте термінал bash та введіть наступне:

Iothub-explorer login "HostName=yourhub.azure-devices.net;SharedAccessKeyName=iothubowner;SharedAccessKey=yourkey"
Якщо під рукою немає рядка підключення, ви можете ввести команду az iot hub show-connection-string -g youresourcegroup , описану в попередньому розділі, і отримати рядок підключення вашого IoT Hub. Команда авторизації має відкрити тимчасову сесію із закріпленою політикою права доступу до центру IoT. За умовчанням термін життя цієї сесії становить 1 год.

Session started, expires on Wed Mar 15 2017 19:59:05 GMT-0500 (CDT) Session file: /Users/niksac/Library/Application Support/iothub-explorer/config
Врахуйте, що наведена вище команда використовує рядок підключення для політики iothubowner, який надає повне управліннявашим центром IoT.

Створення нового пристрою

Щоб створити новий пристрій за допомогою IoT Hub Explorer, введіть наступну команду:

Iothub-explorer create -a
Символ -a служить для автоматичного генерування Id та облікових даних пристрою під час його створення. Ви також можете вказати самостійно ID пристрою або додати JSON-файл пристрою, щоб індивідуально налаштувати процес його створення. Є інші способи вказати облікові дані, наприклад, симетричний ключ і сертифікати X.509. Ми опублікуємо окрему статтю про безпеку IoT Hub, в якій розглянемо ці методи. На даний момент використовуємо стандартні облікові дані, створені IoT Hub.

Якщо все пройшло успішно, ви маєте побачити відповідь наступного змісту:

DeviceId: youdeviceId generationId: 63624558311459675 connectionState: Відсутня статуя: enabled statusReason: null connectionStateUpdatedTime: 0001-01-01T00:00:00 statusUpdatedTime: 00 1-01-01T00:00:00 cloudToDeviceMessageCount: 0 authentication: symmetricKey: primaryKey: symmetrickey1= secondaryKey: symmetrickey2= x509Thumprint: primaryThumbprint: null secondaryThumbprint: null connectionString: HostName=youriothub.azure-devices.net;DeviceId=you=you
Тут є кілька важливих речей, і одна з них, очевидно, це connectionString . Вона надає унікальний рядок підключення пристрою та дозволяє зв'язуватися з ним. Привілеї для рядка підключення пристрою засновані на політиці, визначеній для пристрою в центрі IoT, права обмежуються лише функцією DeviceConnect. Доступ, заснований на політиці, захищає наші кінцеві точки та обмежує сферу використання конкретним пристроєм. Докладніше про безпеку пристрою IoT Hub можна дізнатися тут. Також зверніть увагу, що пристрій активовано, а статус – вимкнено. Це означає, що пристрій був успішно зареєстрований у центрі IoT, але він не має активних підключень.

Надсилання та отримання повідомлень

Давайте ініціюємо підключення, надіславши запит на прийом пристрою. У браузері IoT Hub є кілька способів надсилання та отримання повідомлень. Один з ефективних варіантів - команда simulate-device. Команда simulate-device дозволяє інструменту виконувати роль імітатора команди пристрою та імітатора прийому пристроєм. Це може бути використане для надсилання певних користувачем телеметричних повідомлень або команд від імені пристрою. Зручність даних функціональних можливостей проявляється при тестуванні інтегрованості розробок на вашому пристрої, оскільки це дозволить скоротити обсяг коду. Ви можете одночасно створювати повідомлення та відстежувати потік відправлення/отримання. Команда також надає такі можливості, як send-interval, send-count та receive-count, що дозволяють конфігурувати симуляцію. Варто врахувати, що це не інструмент для тестування навантаження або проникнення, за його допомогою можна провести початкові тести, що передують більш поглибленим випробуванням. Давайте відправимо набір повідомлень на створений нами пристрій (з частини 1) і потім приймемо повідомлення з командою.

Відправка повідомлення

Наступна команда відправляє 5 повідомлень кожні 2 хвилини на пристрій із певним Id.

Niksac$ iothub-explorer simulate-device --send "Hello from IoT Hub Explorer" --device-connection-string "HostName=youriothubname.azure-devices.net;DeviceId=D1234;SharedAccessKey==" --send-count 5 --send-interval 2000
Кінцеве повідомлення буде виглядати так:

Message #0 sent successfully Message #1 sent successfully Message #2 sent successfully Message #3 sent successfully Message #4 sent successfully Device simulation finished.

Моніторинг повідомлень

Іншою корисною функцією IoT Hub Explorer є можливість проводити моніторинг події вашого пристрою або IoT Hub загалом. Це дуже зручно, якщо ви хочете провести діагностику екземпляра вашого IoT Hub. Наприклад, ви хочете перевірити коректність доставки повідомлень до IoT Hub. Ви можете використовувати команду monitor-events для реєстрації всіх подій, пов'язаних з пристроєм, у терміналі; Ви також можете застосувати команду monitor-ops для відстеження кінцевої точки операцій у центрі IoT.

Для моніторингу подій введіть наступне:

Iothub-explorer monitor-events --login "HostName=youriothub.azure-devices.net;SharedAccessKeyName=iothubowner;SharedAccessKey=="
В результаті створюється прослуховувач, який фіксує активність у всьому центрі IoT. Як зазначалося раніше, можна вказати рядок підключення пристрою для моніторингу конкретного пристрою.

Тепер при надсиланні повідомлення або команди на будь-який пристрій IoT Hub кінцевий результат буде відображатися в терміналі. Наприклад, якщо ви відкрили прослуховувач monitor-event у вікні терміналу, а потім повторно виконали команду simulate-device --send , наступний результат повинен відобразитися в терміналі:

Monitoring events from all devices... ==== From: D1234 ==== Hello from IoT Hub Explorer ==================== ==== D1234 ==== Hello from IoT Hub Explorer ==================== ==== From: D1234 ==== Hello from IoT Hub Explorer ==== ================ ==== From: D1234 ==== Hello from IoT Hub Explorer ================== == ==== From: D1234 ==== Hello from IoT Hub Explorer ====================
У IoT Hub Explorer є безліч інших команд, таких як: імпорт / експорт пристроїв, повторне створення прав доступу до SAS, команди з управління пристроєм. Вам необхідно з метою ознайомлення спробувати застосувати різні опції та команди IoT Hub Explorer; це допоможе вам уникнути прописування коду для стандартних операцій.