Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 05 2013
Михаил САМСОНОВ  Александр РОСЛЯКОВ  Сергей ВАНЯШИН  07 мая 2013

От интернета людей – к интернету вещей

Число подключенных к интернету технических устройств уже несколько лет назад превысило число людей. А к 2015 г., по прогнозам, на каждого жителя Земли будет приходиться больше двух таких устройств. «Интернет вещей» – новый этап эволюционного развития Сети, способный заметно изменить нашу жизнь.

 Михаил САМСОНОВ, вице-президент, ГК «Старт»  Александр РОСЛЯКОВ, заместитель директора филиала  по перспективным разработкам, ГК «Старт»  Сергей ВАНЯШИН, ведущий инженер-проектировщик, ГК «Старт»

Интернет вещей: договоримся о терминах

Официальное определение приведено в Рекомендации МСЭ-Т Y.2060, Overview of the Internet of Things, согласно которой интернет вещей (Internet of Things, IoT) – это глобальная инфраструктура информационного общества, обеспечивающая передовые услуги за счет организации связи между вещами (физическими или виртуальными) на основе существующих и развивающихся совместимых информационных и коммуникационных технологий.

Под «вещами» здесь понимается физический объект (физическая вещь) или объект виртуального (информационного) мира (виртуальная вещь, например мультимедийный контент или прикладная программа), которые могут быть идентифицированы и объединены через коммуникационные сети. Таким образом, интернет вещей в долгосрочной перспективе может рассматриваться как направление технологического и социального развития человеческого общества.  

Идея «интернета вещей» сама по себе очень проста. Представьте себе, что все предметы (домашние приборы и утварь, одежда, продукты, автомобили, промышленное оборудование и т.п.) снабжены миниатюрными идентификационными устройствами. Очевидно, что вся наша повседневная жизнь тогда преобразится. Уйдут в прошлое кражи, дефициты товаров, их перепроизводство, поскольку будет точно известно, что, в каком месте и в каком количестве производится и потребляется. Если все объекты повседневной жизни будут снабжены миниатюрными радиометками, то их можно будет дистанционно идентифицировать, а при наличии определенного «интеллекта» – и управлять ими. 

И вот если задачи адресации всех радиометок-объектов и передачи информации между ними возложить на протокол IP версии 6 (IPv6), то и получится новый интернет – интернет вещей.

 

 

Как возник интернет вещей

 В начале нового тысячелетия в связи с бурным развитием пакетных сетей и прежде всего интернета мировое телекоммуникационное сообщество предложило новую парадигму реализации коммуникаций на базе пакетных способов передачи информации – сети следующего поколения NGN (Next Generation Networks). Технологии NGN прошли определенный эволюционный путь от гибких коммутаторов (Softswitch) до подсистем мультимедийной связи IMS (IP Multimedia Subsystem) и мобильных сетей долговременной эволюции LTE (Long Term Evolution). При этом всегда предполагалось, что основными пользователями таких сетей будут люди, следовательно, максимальное число абонентов в них будет ограничено численностью населения планеты Земля.

Однако в последнее время получили развитие методы радиочастотной идентификации RFID (Radio Frequency IDentification), беспроводные сенсорные сети WSN (Wireless Sensor Network), коммуникации ближнего поля NFC (Near Field Communication) и межмашинные коммуникации М2М (Machine-to-Machine), совместно с интернетом обеспечивающие простую связь различных технических устройств («вещей»), число которых может быть огромным. По данным экспертов, в промежутке между 2008 и 2009 гг. количество подключенных к интернету предметов превысило количество людей. А уже к 2015 г., как прогнозируют эксперты, на каждого человека будет приходиться более двух таких устройств. Таким образом, в настоящее время происходит эволюционный переход от «интернета людей» к «интернету вещей».

Концепция сетей NGN предполагала возможность коммуникаций людей (непосредственно или через компьютеры) в любое время и в любой точке пространства. Концепция интернета вещей включает еще одно направление – коммуникация любых устройств, или вещей (рис. 1). 

Базовые технологии

Интернет вещей – это технологическая революция, которая представляет собой будущее вычислений и коммуникаций, и ее развитие зависит от технических инноваций в нескольких важных областях.

Во-первых, для того, чтобы подсоединить вещи к интернету, необходима простая и эффективная по затратам система передачи информации и идентификации вещей. Такую возможность и необходимый функционал предоставляют различные пассивные и активные беспроводные технологии: RFID, NFC, Wi-Fi и др.

Во-вторых, польза от собранных данных о вещах проявится, только если есть возможность отслеживать изменения в физическом статусе вещей (в пространстве и во времени). Для этого используются различные сенсорные технологии.

В-третьих, чип в любой продукт будет встраиваться уже на этапе производства, и встроенный в вещи «интеллект» («умные» вещи) позволит принимать сложные и даже независимые решения.

И наконец, миниатюризация и нанотехнологии обеспечивают все более и более мелким вещам возможность экономичной коммуникации и взаимодействия между собой. Например, для приложений автоматизации дома, офиса и производства, которым достаточно беспроводного подключения к интернету с низкой скоростью передачи данных для устройств с ограниченными возможностями производительности и мощности, может использоваться технология 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks), которая обеспечивает взаимодействие по протоколу IPv6 поверх маломощных беспроводных персональных сетей стандарта IEEE 802.15.4.

Комбинация всех этих технологий и приведет к созданию интернета вещей, который соединит объекты окружающего нас физического и виртуального миров.

Стандартизация

В рамках МСЭ с 2006 г. действует Глобальная инициатива по стандартизации интернета вещей, которая содействует унифицированному подходу к разработке технических стандартов в этой области. В рамках серии Рекомендаций Y.2хxx, относящейся к сетям следующего поколения NGN, уже утверждены рекомендации, посвященные специально интернету вещей: ITU-T Y.2060, Overview of the Internet of Things («Обзор интернета вещей»); ITU-T Y.2063, Framework of Web of Things («Основа Web-сети вещей»); ITU-T Y.2069, Terms and definitions of the Internet of Things («Термины и определения интернета вещей»). В последние годы принят также ряд рекомендаций МСЭ-Т в смежных областях, которые применимы к интернету вещей (Y.2061, Y.2062, серия H.642.x, F.747.1 и др.).

В рамках Всемирного консорциума по стандартизации в области информационных технологий создан глобальный Партнерский проект oneM2M, который занимается разработкой систем межмашинных коммуникаций.

Группа из 25 ведущих поставщиков и пользователей новых технологий (Bosch, Cisco, Ericsson, Fujitsu, Oracle, SAP, Sun и др.) сформировала в 2008 г. альянс IPSO (IP for Smart Objects), который прорабатывает вопросы использования протокола IP для подключения «умных» объектов (сенсоров и активаторов, датчиков и исполнительных устройств) и передачи информации, собранной этими устройствами.

Европейский интеграционный проект IoT-A (Inter-net-of-Things Architecture) направлен на создание архитектуры эталонной модели интернета вещей и ее ключевых компонентов.

Умные приложения

На основе интернета вещей могут быть реализованы всевозможные умные приложения в различных сферах деятельности и жизни человека (рис. 2).

  • «Умная планета» – человек сможет буквально «держать руку на пульсе» планеты: своевременно реагировать на упущения в планировании хозяйств, загрязнения и другие экологические проблемы, а значит, эффективно распоряжаться невозобновляемыми ресурсами.
  • «Умный город» – городская инфраструктура и сопутствующие муниципальные услуги, такие как образование, здравоохранение, общественная безопасность, ЖКХ, станут более связанными и эффективными.
  • «Умный дом» – система будет распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и реагировать на них соответствующим образом, что обеспечит жильцам безопасность, комфорт и ресурсосбережение.
  • «Умная энергетика» – будет обеспечена надежная и качественная передача электрической энергии от источника к приемнику в нужное время и в необходимом количестве.
  • «Умный транспорт» – перемещение пассажиров из одной точки пространства в другую станет удобнее, быстрее и безопаснее.
  • «Умная медицина» – врачи и пациенты смогут получить удаленный доступ к дорогостоящему медицинскому оборудованию или к электронной истории болезни в любом месте, будет реализована система удаленного мониторинга состояния здоровья, автоматизирована выдача лекарственных препаратов больным и многое другое.

Сегодня и завтра: планы внедрения

Возможности интернета вещей в области генерирования, сбора, передачи, анализа и распределения огромного объема данных в мировом масштабе позволят человечеству в конечном счете получить новые знания, которые необходимы ему не только лишь для выживания, но и для настоящего процветания на протяжении многих веков. Подтверждение этому – включение интернета вещей в перечень прорывных технологий в США и в число семи  формирующихся национальных стратегических отраслей промышленности в Китае.

Единые стандарты только зарождаются, но масштабные проекты в данном направлении – своего рода «интранеты вещей» – энергично развиваются уже сейчас. Так, американское агентство NASA при поддержке компании Cisco создает систему глобального сбора данных о Земле «Кожа планеты» (Planetary skin). Про умные дома наверняка многие слышали, в Японии уже не редкость умные заводы, а в США в рамках национальной инициативы оцифровки мегаполисов Connected Urban Development «умнеют» и города.

В разных странах существуют конкретные программы и планы практического внедрения интернета вещей. Так, Евросоюз развивает интернет вещей по специальной программе, включающей 14 направлений. Согласно китайской государственной программе до 2015 г. планируется реализовать 149 проектов, от исследований и проектирования оригинальных RFID-чипов, смарт-карт и беспроводных устройств до масштабных систем интеллектуальной логистики и транспорта. Не менее активно ведутся разработки в Великобритании, Австралии, Японии, Южной Корее и других странах.

Что мешает развитию?

Широкому внедрению интернета вещей препятствуют сложные технические и организационные проблемы, в частности, связанные со стандартизацией. Единых стандартов для интернета вещей пока нет. Сильнее всего глобальному внедрению препятствует расплывчатость формулировок концепции интернета вещей и большое число регуляторов и их нормативных актов.

К факторам, замедляющим развитие интернета вещей, следует отнести сложности перехода существующего интернета к новой, 6-й версии сетевого протокола IP, прежде всего необходимость больших финансовых затрат со стороны телекоммуникационных операторов и провайдеров услуг на модернизацию своего сетевого оборудования.

Существует серьезная проблема, связанная с вторжением интернета вещей в частную жизнь. Возможность отслеживать местонахождение людей и их собственности ставит вопрос о том, в чьем распоряжении окажутся эти сведения. Кто будет нести ответственность за хранение информации, собранной «умными вещами»? Кому и на каких условиях будет предоставляться эта информация? Можно ли ее собирать без согласия человека? Все эти вопросы пока остаются открытыми.

Кроме того, с появлением интернета вещей возникнет необходимость изменения общепринятых и проверенных бизнес-процессов и стратегий, что может привести к значительным финансовым затратам и рискам.

С чего начать?

Интернет вещей — это новый этап эволюционного развития интернета, характеризующийся тем, что разнородным сетям и множеству датчиков предстоит объединиться для взаимодействия под управлением единых стандартов. Эта задача требует от научно-исследовательских институтов, органов стандартизации, коммерческих организаций, государственных учреждений и учебных заведений общих усилий, направленных на достижение единой цели. Чтобы интернет вещей обрел популярность у пользователей, операторы связи, контент-провайдеры и другие участники рынка должны прежде всего разработать приложения, повышающие качество жизни простых граждан. Наиболее перспективными направлениями для внедрения интернета вещей являются энергоэффективность (Smart Grid и Smart Home), сферы логистики и торговли, персональная безопасность, получение услуг в сфере образования, здравоохранения, ЖКХ и взаимодействие с местными властями.

Интернет вещей не должен стать технологией ради технологии. Задача инфокоммуникационной отрасли – продемонстрировать его ценность для каждого человека. И тогда с интернетом вещей в нашу жизнь – в который уже раз – войдет много нового и интересного. 

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!