Интернет вещей (ИВ) — технология и перспективное направление развитие рынка, основанное на соединении предметов повседневного пользования между собой. ИВ позволяет создать экосистему умных приложений и услуг, которые улучшат и упростят жизнь как отдельных граждан, так и общества в целом.
Ключевые слова: Интернет вещей, умные приложения, услуги
Internet of Things (IoT) is a technology and a market development based on the inter-connection of everyday objects among themselves and applications. IoT will enable an ecosystem of smart applications and services, which will improve and simplify citizens' lives.
Keywords: Internet of Things, smart applications, services
Введение
На сегодняшний день сложно представить, какие приложения Интернета вещей (англ. Internet of Things, IoT) появятся в будущем с учетом развития технологий и разнообразных потребностей потенциальных пользователей. В этой работе будет рассмотрен ряд приложений, которые имеют важное значение для индивидуальных пользователей, общества и предприятий. Для этих приложений сформирован круг научно-исследовательских задач. Приложения IoT направлены на удовлетворение социальных потребностей и развитие перспективных технологий, таких как наноэлектроника и кибер-физические системы.
Внимание фокусируется на приложениях, являющихся приоритетными на ближайшие годы. Несмотря на то, что сами приложения различаются по характеру решаемых задач, проблемы, связанные с дальнейшим их совершенствованием и стоящие перед исследователями часто являются похожими.
Области применения
Последние годы отмечены масштабным эволюционным развитием рынка мобильных приложений. Не вызывает сомнения, что их экономический потенциал и влияние на решение социальных проблем на ближайшие десятилетия будет возрастать. На сегодняшний день социальные тенденции (если говорить о глобальных трендах планетарного масштаба) выглядят следующим образом: здоровье и здоровый образ жизни, транспорт и мобильность, безопасность и защищенность, энергетика и окружающая среда, коммуникации и построение электронного общества. Эти тенденции создают широкие возможности на рынках потребительской электроники, автомобильной электроники, медицинского оборудования, коммуникаций и т. д. Применение в этих областях приложений в рамках концепции IoT идет на пользу развитию полупроводниковых технологий, коммуникаций, сетей и разработки программного обеспечения.
Потенциальные возможности применения приложений IoT многочисленны и разнообразны, они проникают практически во все сферы повседневной жизни людей, предприятий и общества в целом. Международный центр энергетических исследований (МЦЭИ, англ. The International Energy Research Centre, IERC) определил и описал основные приложения Интернета вещей, которые охватывают многочисленные сферы применения: интеллектуальная электроэнергетика, умное здоровье, интеллектуальные здания, интеллектуальные транспортные системы, интеллектуальная промышленность, умные города [1–4]. Концепция всепроникающего IoT требует интеграции различных областей в единое и унифицированное пространство при соблюдении требований безопасности, конфиденциальности и доверия.
Сферы применения также включают в себя промышленный Интернет (англ. Industry Internet) [5], в котором интеллектуальные устройства, интеллектуальные системы и интеллектуальное принятие решений представляют собой основные пути, по которым материальный мир может интегрироваться с коммуникациями, большими данными (англ. Big Data) и миром цифровых технологий в целом. Производство и промышленная автоматизация находятся под постоянным давлением со стороны все более укорачивающихся жизненных циклов продуктов и необходимости обеспечения выхода на рынок следующего поколения продуктов за короткий промежуток времени, причем эта тенденция прослеживается повсеместно. Поэтому в следующем поколении производственных систем гибкость и возможность реконфигурации будут являться основополагающими.
Это изменение имеет важное значение в процессе перехода от традиционного централизованного управления приложениями к концепции «Интернета вещей». В новой иерархии пассивные устройства заменяются «умными объектами», которые подключены к сети (например, Интернет) и способны выполнять вычислительные операции. Применительно к программному обеспечению оно должно учитывать и использовать изменения в аппаратной части оборудования. Сервис-ориентированная архитектура (СОА) (англ. Service Oriented Architectures, SOA) является хорошо известной концепцией, применяемой для получения гибкого и легко реконфигурируемого решения, основанного на использовании распределённых, слабо связанных, заменяемых компонентов. Однако, концепция СОА не может быть применена «напрямую» для сетей управления приложениями Интернета вещей из-за жестких граничных условий, таких как ограниченность ресурсов и требований для режима реального времени [6].
Приложения Интернета вещей очень разнообразны и служат различным категориям пользователей. С точки зрения IoT можно выделить три важных категории пользователей:
- Отдельные граждане.
- Сообщество граждан (жители города, региона, страны или общество в целом).
- Предприятия.
В качестве примеров пользовательских потребностей в приложениях IoT для первой категории, — отдельных граждан, — могут быть названы:
- Повышение уровня личной безопасности или безопасности членов семьи — например, удаленно управляемые системы сигнализации или обнаружение активности для пожилых людей.
- Улучшение образа жизни в целом — например, мониторинг параметров здоровья во время тренировок, консультации эксперта на основе полученных результатов или поддержка во время покупок.
- Снижение стоимости жизни — например, автоматизация зданий, которая уменьшит потребление энергии.
Для общества важны вопросы, имеющие значение для всего сообщества, часто они относятся к среднесрочным и долгосрочным проблемам. К некоторым потребностям, движущим обществом в качестве потенциального пользователя IoT, могут быть отнесены:
- Обеспечение общественной безопасности — в свете ряда недавних стихийных бедствий, таких как ядерная катастрофа в Японии, цунами в Индийском океане, землетрясения, террористические акты и т. д. Одной из важнейших задач является предсказание таких событий и максимально высокая эффективность спасательных операций и операций по восстановлению. К одним из хороших примеров применения технологии IoT является ядерная катастрофа в Японии, когда многочисленные счетчики Гейгера, принадлежавшие разным людям, были подключены к Интернету, что обеспечивало детальное представление об уровне радиации по всей Японии.
- Защита окружающей среды:
· Требование по сокращению выбросов углерода было включено в различные законодательные акты и соглашения, нацеленные на сокращение вредного воздействия на планету и создание основ устойчивого развития.
· Контроль различных загрязнителей окружающей среды.
· Утилизация не только общих отходов, но также и электрических устройств и опасных грузов является важной темой в каждом обществе.
· Эффективное использование различных энергетических и природных ресурсов.
- Создание новых рабочих мест и обеспечение стабильности — это важные вопросы, необходимые для поддержания высокого уровня качества жизни.
Предприятия, третья категория пользователей IoT, имеют различные потребности, которые могут потенциально подтолкнуть внедрение решений на IoT-основе. Например:
- Повышение производительности, напрямую влияющей на успешность и прибыльность предприятия.
- Технологии IoT позволяют повысить узнаваемость компании и/или ее продуктов на рынке (позиционирование), создать/занять новые рыночные сегменты.
- Экономическая эффективность — сокращение затрат на управление бизнесом является абсолютным приоритетом для большинства генеральных директоров. Более эффективное использование ресурсов, более полная информация для принятия решений, сокращение времени простоя являются возможными способами достижения этой цели.
Еще одна важная тема, которая должна получить раскрытие в ближайшем будущем, состоит в следующем: необходимо бизнес-обоснование каждого разрабатываемого приложения. Другими словами, понимание значения и ценности приложения для индивидуального пользователя, общества, компаний.
Выводы
Перспективы развития IoT как основы для умных приложений непосредственно связаны с решением следующих вопросов: кто будет заниматься оценкой значимости и ценности приложений; каковы модели доходов и стимулы для участия и использования приложений. Из-за разнообразия Интернета вещей в предметных областях будет практически невозможно определить универсальную бизнес-модель. Например, в случае приложений, используемых физическими лицами, может быть предложен «легкий» способ: простое взимание платы за услуги. С услугами для общества дело обстоит гораздо серьезнее, поскольку они удовлетворяют потребности большого сообщества. Хотя вполне допустимо, что сообщество в целом будет готово платить (через региональные или местные бюджеты), при этом требуется учет ограничений бюджетной системы, требующих поиск альтернативных способов развертывания и реализации таких услуг.
Литература:
1. O. Vermesan, P. Friess, P. Guillemin, S. Gusmeroli, et al., “Internet of Things Strategic Research Agenda”, Chapter 2 in Internet of Things — Global Technological and Societal Trends, River Publishers, 2011.
2. O. Vermesan, P. Friess, P. Guillemin, H. Sundmaeker, et al., “Internet of Things Strategic Research and Innovation Agenda”, Chapter 2 in Internet of Things — Converging Technologies for Smart Environments and Integrated Ecosystems, River Publishers, 2013.
3. Internet of Things — Pan European Research and Innovation Vision [Electronic resource] // IERC (European Research Cluster on the Internet of Things). URL: http://www.theinternetofthings.eu (дата обращения 15.02.2015).
4. O. Vermesan, P. Friess, G. Woysch, P. Guillemin, S. Gusmeroli, et al., “Europe’s IoT Stategic Research Agenda 2012”, Chapter 2 in The Internet of Things 2012 New Horizons, Halifax, UK, 2012.
5. P. C. Evans and M. Annunziata, Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines [Electronic resource] // General Electric Co. URL: http://www.gereports.com (дата обращения 21.02.2015).
6. rtSOA — A Data Driven, Real Time Service Oriented Architecture for Industrial Manufacturing [Electronic resource] // Technische Universität München (TUM) URL: http://www-db.in.tum.de/research/projects/rtSOA/ (дата обращения 18.02.2015).
