Қазіргі уақытта барлық байқалған байланыс түрлері адам-адамға немесе адам-құрылғы схемасына негізделеді. Заттар Интернеті (IoT) бізге машинадан машинаға (M2M) байланысы бар үлкен Интернет болашағын ұсынады. Бұл барлық коммуникацияларды жалпы инфрақұрылымға біріктіруге мүмкіндік береді, бұл тек айналамыздағы барлық нәрселерді басқаруға ғана емес, сонымен қатар осы заттардың жай-күйі туралы ақпарат беруге мүмкіндік береді. Мақалада өнеркәсіптегі Заттар Интернетінің өсуі мен дамуы, қажеттіліктерді анықтауда бар проблемаларды бағалау, Заттар Интернетінің одан әрі дамуы және олардың проблемалары қарастырылады.
Түйінді сөздер: Заттар Интернеті, М2М, Заттар Интернетінің өсуі мен дамуы, Заттар интернеті туралы түсінік, Заттар Интернетінің қауіпсіздігі.
В настоящий момент все наблюдаемые формы коммуникаций сводятся либо к схеме человек-человек, либо человек-устройство. Но Интернет Вещей (IoT) предлагает нам колоссальное Интернет будущее, в котором появятся коммуникации типа машина-машина (M2M). Это дает возможность для объединения всех коммуникаций в общую инфраструктуру, позволяя не только управлять всем, что находится вокруг нас, но и предоставляя информацию о состоянии этих вещей. В статье рассмотрены рост и развитие Интернета вещей в промышленности, оценка проблем, существующих при определении потребностей, дальнейшее развитие интернета вещей и их проблемы.
Ключевые слова: Интернет вещей, M2M, рост и развитие Интернета вещей, концепция Интернета вещей, безопасность в Интернете вещей.
Кіріспе
Заттар Интернеті (IoT) — бұл интернет компьютерлер мен адамдарды біріктіруден (ақылды) нысандарды/заттарды біріктіруге дейін дамитын жаңа тұжырымдама. Заттар Интернеті технологиялардың үздіксіз ілгерілеуімен Интернет арқылы барлығы бір-бірімен қосылатын ғаламдық есептеу желісіне қарай өсіп жатқан әлеуетті инновациялар дамып жатыр.
IoT үнемі дамып келеді және қазіргі уақытта зерттеудің өзекті тақырыбы болып табылады. Интернеттің әдеттегі формасы оның өзгертілген және интеграцияланған нұсқасына өтеді. Интернет — қызметтерді пайдаланатын құрылғылардың саны күн сайын артып келеді және олардың барлығын сымдар немесе сымсыз технологиялар арқылы қосу бізге ақпараттың қуатты көзін береді.
Ақылды машиналар арасындағы өзара әрекеттесуді кеңейту тұжырымдамасы — бұл ең заманауи технологиялар. Бірақ интернетті құрайтын технологиялар жаңалық емес. IoT дегеніміз — кез-келген виртуалды платформада немесе қолданыстағы интернет-инфрақұрылымда әр түрлі ақпарат көздерінен ақпараттарды қосу тәсілі.
Заттар Интернеті тұжырымдамасы 1982 жылы модификацияланған сода машинасы интернетке қосылып, сусындардың болуын және олардың температурасы туралы есеп бере алған кезде пайда болды. Кейінірек, 1991 жылы Марк Вайзер Заттар Интернетін алғашқы заманауи бағалады. Қалай болғанда да, 1999 жылы Билл Джой өзінің Интернет-таксономиясында құрылғылар арасындағы байланыс туралы кеңестер берді. Сол жылы Кевин Эштон қосылған құрылғыларға арналған «Заттар Интернеті» терминін енгізді.
IoT-тің негізгі идеясы — нақты әлемдегі бірегей анықталатын құрылғылар арасында пайдалы ақпараттың автономды алмасуын қамтамасыз ету. Бұл құрылғылар радиожиілікті сәйкестендіру (RFID) және сымсыз сенсорлық желілер (WSN) сияқты ең жаңа технологиялармен жабдықталған, Содан кейін автоматтандырылған іс-әрекеттер орындалатын тәуелсіз шешімдер қабылдау мүмкіндігіне ие болады [1].
Машинааралық өзара әрекеттесу және Заттар Интернеті . Заттар Интернетінің алғашқы нұсқаларының бірі машинадан машинаға (M2M) байланыс деп санауға болады. M2M — машиналардың бір-бірімен байланысуына мүмкіндік беретін технологиялардың жалпы атауы. Мысалы, банкоматтар немесе төлем терминалдары GSM желілері арқылы автоматты түрде ақша жетіспейтіндігін немесе керісінше, қолма-қол ақшаның көптігі және инкассаторлардың келуі туралы ақпаратты жіберу мүмкіндігіне ие.
Бүгінгі күні M2M шешімдері логистика, тұрмыстық электроника, қауіпсіздік, медицина, өнеркәсіп, сауда, энергетика, тұрғын үй-коммуналдық шаруашылық және басқа да көптеген салаларда қолданылады. M2M ішкі кластарының бірі — мобильді шешімдерді қолдана отырып, машинадан-машинамен байланыс; бұл үшін M2M (Mobile-to-Mobile) аббревиатурасын қолдануға болады. Бүгінгі таңда «Мобильді телефоннан мобильге» машиналар мен машиналар арасындағы өзара әрекеттесудің маңызды бөлігін құрайды.
Заттар Интернетін одан әрі дамыту. IoT технологияларының көпшілігі бүгінде сақталып, өсіп келеді. Сонымен қатар, көптеген сарапшылардың пікірінше, Заттар Интернетінің нарығы үлкен әлеуетке ие. Оның перспективалық дамуы 1-суретте көрсетілген келесі бағыттарды қамтуы керек.
Даму әлеуеті
Сурет 1. Заттар Интернеті нарығын дамытудың негізгі бағыттары
Заттар Интернеті индустриясының өсуі мен дамуы .
Өндіріс. Бұл зерттеуде IoT өңдеу өнеркәсібі айқын көрінеді. Осы саладағы ғылыми-зерттеу жұмыстары жыл бойы өте қарқынды және әрдайым жоғары, бұл бүкіл әлемде болып жатқан 4-ші өнеркәсіптік революцияға сәйкес келеді. 2011 жылы iiot (Industrial IoT) терминін 4-ші өнеркәсіптік революция арқылы қолдана отырып, өңдеу саласында Industrie 4.0 терминін бастаған Германия Үкіметінен бастап, IoT-тің өндірістік операцияларға интеграциялануына және көптеген нысандар арасындағы байланысқа баса назар аударды. Бұл толықтай ақылды, байланысқан және автономды қондырғыларды шығаратын өндірістік процестердің сандық байланысын сипаттайды [2].
Ауыл шаруашылығы. IoT әсер ететін екінші салалық сектор — бұл ауылшаруашылық секторы, онда IoT жақында аграрлық елдерде көрсетілген. Бұл IoT әлеуметтік-экономикалық өсуге, еңбек өнімділігін арттыруға, шығындарды азайтуға және фермерлер үшін уақытты оңтайландыруға айтарлықтай үлес қосатындығына байланысты, сонымен қатар бұл сектор жалпы елге үлкен әсер ететін негізгі қажеттілікті тудырады, мұнда оның дамуы Үкіметтің стратегиясына қатты әсер етеді.
Мемлекеттік қызмет . IoT технологиясының Интернет арқылы бірнеше қызметті қосуға мүмкіндігі бар, барлық жерде бар сенсорлық құрылғылар және бақылау мүмкіндіктері бар, көптеген зерттеушілер өздерінің IoT қосымшаларын интеллектуалды мемлекеттік қызметтер индустриясына орналастыруда. Бұл зерттеуде интеллектуалды көлік жүйесі, ақылды кампус, ақылды мектеп, жалпы білім беру, қала, жол қозғалысын басқару, көлік жүйесі және сумен қамтамасыз ету анықталды.
Электроника . IoT қатты әсер еткен электроника индустриясына электромобильдер, роботтар, электроника, микроконтроллерлер және тозуға болатын құрылғыларды жатқызамыз. Шын мәнінде, бұл нәтижелер ежелден келе жатыр бірақ IoT көмегімен, қазіргі кезде көптеген жаңа мүмкіндіктермен дамыған, мысалы, қоршаған орта сенсорларына ие болу мүмкіндігі, содан кейін Интернет арқылы бір-бірімен ақпарат алмасу және ақпарат алмасу мүмкіндігі бар өнім технологияларымен жұмыс жасайды.
Денсаулық. Бұл денсаулық сақтау саласы IoT әсер еткен ең ірі салалардың бірі болып табылады, бұл денсаулық сақтау қызметтері, денсаулық сақтау, аурухана, денсаулық сақтау жүйесі, медицина, медициналық мәліметтер сияқты белгілерді қамтитын денсаулық сақтау саласындағы жаңа IOT өнімі өнеркәсіп болып табылады. Денсаулық сақтау датчиктері және адамның денсаулығын сапалы талдаумен зерттейтін тарихи жазбалар, сондай-ақ адамның денсаулығын бақылау құралы сияқты IoT қызметтері бар.
Энергетика. Энергетика саласы, оның ішінде IoT әсерінен болатын химия, электр, аккумулятор, газ, датчик газы және күн энергиясы деп аталады.
Тау-кен өндірісі. Ақпараттық технологияның болуы айтарлықтай әсер ететін тау-кен өнеркәсібінің секторы болып табылады, ол дамыған ақпараттық технологиялар (IT) саласы болып табылатын мәліметтер жинау белгілері түрінде тау-кен ісі болып табылады.
IoT әсеріне ие деп саналатын бірнеше басқа өндірістік белгілер бар, атап айтқанда логистика, IoT индустриясы, жабдықтау тізбегін басқару, шешімдерді қолдау, бұл зерттеуде барлық салалар санатына кіретін операциялық басқару құрылғыларын айтамыз.
Өңдеу өнеркәсібі — бұл IoT тұжырымдамасын осы салада көп зерттеулер жүргізген кезде ең жетілдірілген сектор, өйткені бұл 4-ші өнеркәсіптік революция тұжырымдамасынан бұрын пайда болған және ақылды өндіріске көп көңіл бөліп, көптеген зерттеулерді қажет етеді. Басқа салаларға ауыспас бұрын осы секторға назар аударыңыз. Сонымен қатар ауылшаруашылық зерттеушілер бұл салаға қызығушылық танытады, өйткені әлеуметтік-экономикалық ғылымның жоғары мүмкіндіктерінің, IoT технологияларын жылдам қолдану, сонымен қатар жер және өсімдік объектілерінің қолданы қаупі өте төмен болып келеді. Қолданып жүрген Заттар Интернетінің халыққа қызмет көрсету саласында, сонымен қатар өндірістік секторда күшті әсер етуі болып табылады.
Уақыт өте келе зерттеулер айтарлықтай өзгеріп, аурухана мен денсаулық сақтау саласы туралы ақпаратты анықтай бастады, тіпті 2016 жылдан бастап денсаулық сақтау тақырыбы көп қолданыла бастады. Қолданылуының арқасында оның тәуекелі жоғары, себебі ол адамдармен байланысты, бірақ IoT технологияларының даму деңгейі пайда болған сәттен бастап, технологиялар пайда болғанға дейін, қолданылатын тәуекелдің өте жоғары деңгейіне қарамастан, әбден жетілген деп түсіндіруге болады. Зерттеудің болашағы энергетика және химия салаларын әрі қарай ғылыми зерттеулердің маңызды перспективасы ретінде қарастырады, бұл тек қажеттілік емес, өйткені жаңартылатын энергия, сонымен қатар батареялардың болуы IoT энергиясының жұмыс жасауына қол жетімділігінің маңызды белгісі болып табылады, сондықтан оны жеңілдетуге болады.
Заттар Интернетін дамыту мәселелері . Біздің ойымызша Заттар Интернетін кеңінен енгізу үшін қажетті жағдайлар — технологиялық, әлеуметтік, құқықтық, қаржылық және іскерлік қалыптасуы керек. Осы жағдайда ғана IoT әлемдік қауымдастықта кеңінен танылады. IoT дамуын тежейтін кейбір мәселелерді қарастырайық [3].
Стандарттар және өзара әрекеттесу. Стандарттар жаңа технологиялар нарығын құру үшін өте маңызды. Егер әр түрлі өндірушілердің құрылғылары әр түрлі стандарттарды қолданса, өзара әрекеттесу қиынға соғады, бұл үшін бір нормативтен екінші нормативке ауысу үшін қосымша шлюздер қажет. Сонымен қатар, вертикалды нарықтың әр түрлі бөліктерін басқаратын компания (мысалы, мәліметтер алу, басқа мәліметтер ағындарымен интеграциялану және оларды инновациялық шешімдер жасау немесе қызмет көрсету үшін пайдалану) шағын ойыншылар мен кәсіпкерлерді қысып тастай алады. Бірыңғай стандарттардың болмауы тұтынушылар үшін кедергілер тудыруы мүмкін, мысалы, егер бір өндірушінің құрылғысы басқа өндірушінің ұқсас құрылғысымен ауыстырылса, егер жинақталған ақпаратты беру мүмкін емес болып шықса және пайдаланушылар уақыт өте келе жинақталған деректерден ешқандай пайда таппаса.
Қауіпсіздік және жеке өмір . Заттар Интернеті көптеген құрылғыларды қосатындықтан, орталықтандырылмаған кіру нүктелерінде зиянды бағдарламаларды енгізу қаупі артады. Бұл жағдайда физикалық тұрғыдан бұзылған жерлерде орналасқан арзан құрылғылар интерференцияға жиі ұшырайды .
Қашықтағы датчиктермен және IoT үшін негізгі пайдалану жағдайын бақылау кезінде қол жетімділікті басқаруға және деректерге иелік етуге сезімталдық жоғарылайды. Target және Home Depot-қа қатысты ақпараттық қауiпсiздiк шекараларының жақында бұзылуы бөгде провайдерлерден ұрланған куәлiктердiң арқасында мүмкiн болғанын, соның салдарынан шабуылдаушылар төлем жүйелерiне қол жеткiзгенiн атап өткен жөн.
Интеграциялық қиындықтар . IoT жүйелерін бірнеше платформаларымен, бірнеше протоколдармен және көптеген API интерфейстерін біріктіру және тестілеу қазіргі уақытта күрделі мәселе болып табылады. API-дің қарқынды дамуы, әзірлеушілерден күтпеген шығындарды талап етуі мүмкін, бұл жоба топтарының жаңа мүмкіндіктерді қосу қабілетіне кері әсерін тигізеді [4].
Хаттамалық соғыстар және бәсекелес стандарттар. IoT қатысатын көптеген ойыншылар өздерінің жүйелік артықшылықтарын қорғау үшін бір-бірімен сөзсіз қақтығысады. Қазіргі уақытта ашық жүйелердің адвокаттары жаңа стандарттарды орнатуға тырысуда. Біз құрылғылардың, қуаттың, мүмкіндіктердің және қажеттіліктердің класы талап ететін әртүрлі талаптардың негізінде дамитын бірнеше стандарттарды жасауды шынайы деп санаймыз. Бұл платформа жеткізушілерге және үшінші тарап әзірлеушілеріне болашақ стандарттарға әсер етуге мүмкіндік береді [4].
Нақты пайдалану жағдайлары. Рентабельділік шығын деңгейін көрсететін нақты жағдайлардың немесе мысалдардың болмауы IoT дамуын баяулатады. IoT жаппай қабылдау тұтынушыларға бағытталған ақпараттандыруды және «мен үшін не керек» хабарламаларын қажет етеді. IoT провайдерлері өз қызметтерінің негізгі артықшылықтары туралы айтуға дайын болуы керек және мұны мүмкіндігінше егжей-тегжейлі, сенімді және нақты түрде орындауы керек [4].
Жаңа IoT технологияларының көбеюімен Заттар Интернеті тұжырымдамасын кең ауқымда дамытты. Желілік парадигма біздің өміріміздің барлық бөліктеріне әсер етеді автоматтандырылған үйлерден бастап ақылды денсаулық сақтау мен қоршаған орта мониторингіне, айналамыздағы барлық объектілерге интеллект енгізуде.
Үшіншіден, бұл мақалада Заттар Интернетінің өндірістегі өсуі мен дамуы, қажеттіліктерді анықтауда кездесетін мәселелерді бағалау, Заттар Интернетінің болуы арқылы көмектесетін технология, IoT технологиясын енгізудегі мәселелер, Заттар Интернеті енгізілген кезге дейін қарастырылған.
Қорытынды. Бүгінде Заттар Интернеті біртекті емес желілер мен бірнеше датчиктер бір стандарттар аясында өзара әрекеттесу үшін жиналуы керек кезеңге жақындады. Бұл мақсат кәсіпкерлерден, мемлекеттік органдардан, стандартты анықтайтын органдардан және білім беру мекемелерінен ортақ мақсатқа бірігіп жұмыс жасауды талап етеді. Заттар Интернеті қарапайым қолданушыларға танымал болу үшін операторлар мен нарықтың басқа қатысушылары адамдардың өмір сүру сапасын едәуір жақсартатын қосымшалар әзірлеуі керек. Сонымен, Заттар Интернеті — бұл Интернет эволюциясының жаңа кезеңі. Адамзат қоғамының ілгерілеуі көбінесе бастапқы деректерді пайдалы ақпарат пен білімге айналдыруға байланысты болғандықтан, Заттар Интернеті өмірге көптеген жаңа және жағымды нәрселер әкелуі мүмкін.
Әдебиет:
- Довгаль В. А., Довгаль Д. В. Управление ресурсами в Интернете Вещей // Дистанционные образовательные технологии: материалы II Всерос. науч.- практ. конф., г. Ялта, 2017 г. Симферополь: АРИАЛ, 2017. С. 168–173.
- Kevin Ashton. That “Internet of Things” Thing // RFID Journal. 2009. 22 June. URL: http://www.rfidjournal.com/articles/pdf?4986 (дата обращения: 11/03/2018).
- Тюрин В. А. Интернет вещей: новые возможности — Сеть. Факторы Электронный ресурс // Megamozg.ru. — 2016. — Режим доступа: https://megamozg.ru/post/25334/
- Fortino et al., 2017a Г. Fortino, и др. Моделирование и моделирование систем Интернета вещей: гибридный агентно-ориентированный подходComput. Sci. Англ., 19 (5) (2017), с. 68–76
