Интернет вещей

Не путать с Интернетом вещей .

Интернет вещей ( IoT ) описывает устройства с датчиками , возможностями обработки, программным обеспечением и другими технологиями, которые соединяются и обмениваются данными с другими устройствами и системами через Интернет или другие сети связи. Интернет вещей охватывает электронику , связь и информатику . Термин «Интернет вещей» считается неправильным , поскольку устройствам не требуется подключение к общедоступному Интернету ; их нужно только подключить к сети и быть индивидуально адресуемыми.

Эта область развивалась благодаря конвергенции множества технологий , включая повсеместные вычисления , обычные датчики и все более мощные встроенные системы , а также машинное обучение . Старые области встроенных систем , беспроводных сенсорных сетей , систем управления, автоматизации (включая автоматизацию дома и зданий ) независимо и коллективно обеспечивают Интернет вещей. На потребительском рынке технология Интернета вещей больше всего ассоциируется с продуктами « умного дома », включая устройства и приборы ( осветительные приборы , термостаты , системы домашней безопасности , камеры и другая бытовая техника), которые поддерживают одну или несколько общих экосистем и могут управляться через устройства, связанные с этой экосистемой, такие как смартфоны и интеллектуальные колонки . Интернет вещей также используется в системах здравоохранения .

Существует ряд опасений по поводу рисков, связанных с развитием технологий и продуктов Интернета вещей, особенно в области конфиденциальности и безопасности , и, как следствие, промышленность и правительство предприняли шаги по решению этих проблем, включая разработку международных и местных стандартов. руководящие принципы и нормативно-правовая база. Из-за своей взаимосвязанной природы устройства Интернета вещей уязвимы для нарушений безопасности и проблем конфиденциальности. В то же время способ беспроводной связи этих устройств создает нормативную неопределенность, усложняя юрисдикционные границы передачи данных.

История

Основная концепция сети интеллектуальных устройств обсуждалась еще в 1982 году, когда модифицированный Coca-Cola торговый автомат в Университете Карнеги-Меллон стал первым устройством, подключенным к ARPANET . может сообщить о своем инвентаре и о том, были ли недавно загруженные напитки холодными или нет. Марка Вайзера Статья 1991 года о повсеместных вычислениях «Компьютер XXI века», а также такие академические площадки, как UbiComp и PerCom, создали современное видение Интернета вещей. В 1994 году Реза Раджи описал эту концепцию в IEEE Spectrum как «[перенос] небольших пакетов данных в большой набор узлов, чтобы интегрировать и автоматизировать все, от бытовой техники до целых заводов». несколько компаний предлагали такие решения, как at Microsoft Work или Novell NEST В период с 1993 по 1997 год . Эта область получила импульс, когда Билл Джой представил связь между устройствами как часть своей структуры «Шесть сетей», представленной на Всемирном экономическом форуме в Давосе в 1999 году.

Концепция «Интернета вещей» и сам термин впервые появились в речи Питера Т. Льюиса на 15-м ежегодном законодательном уикэнде Конгресса США в Вашингтоне, округ Колумбия , опубликованном в сентябре 1985 года. По словам Льюиса, «Интернет вещей, или IoT, — это интеграция людей, процессов и технологий с подключаемыми устройствами и датчиками, позволяющая осуществлять удаленный мониторинг, состояние, манипулирование и оценку тенденций таких устройств».

Термин «Интернет вещей» был придуман независимо Кевином Эштоном из Procter & Gamble , позднее — из технологического института Массачусетского Центра автоматической идентификации , в 1999 году. хотя он предпочитает фразу «Интернет для вещей». В тот момент он считал, что радиочастотная идентификация (RFID) необходима для Интернета вещей. который позволил бы компьютерам управлять всеми отдельными вещами. Основная тема Интернета вещей — встраивание мобильных трансиверов ближнего действия в различные гаджеты и предметы первой необходимости, чтобы обеспечить новые формы связи между людьми и вещами, а также между самими вещами.

В 2004 году Корнелиус «Пит» Петерсон, генеральный директор NetSilicon, предсказал, что «в следующую эпоху информационных технологий будут доминировать устройства [IoT], а сетевые устройства в конечном итоге приобретут популярность и значимость до такой степени, что они намного превзойдут количество подключенных к сети компьютеров и рабочих станций». Петерсон считал, что медицинские устройства и средства промышленного контроля станут доминирующими приложениями этой технологии.

Определив Интернет вещей как «просто момент времени, когда к Интернету было подключено больше вещей или объектов, чем людей», Cisco Systems подсчитала, что Интернет вещей «родился» между 2008 и 2009 годами, при этом соотношение вещей и людей росло. с 0,08 в 2003 г. до 1,84 в 2010 г.

Приложения

Обширный набор приложений для IoT-устройств. часто делится на потребительские, коммерческие, промышленные и инфраструктурные пространства.

Потребители

Растущая часть устройств Интернета вещей создается для потребительского использования, включая подключенные транспортные средства, домашнюю автоматизацию , носимые технологии , подключенное здравоохранение и устройства с возможностями удаленного мониторинга.

Домашняя автоматизация

Устройства Интернета вещей являются частью более широкой концепции домашней автоматизации , которая может включать освещение, отопление и кондиционирование воздуха, медиа-системы и системы безопасности, а также системы камер. Долгосрочные выгоды могут включать экономию энергии за счет автоматического отключения света и электроники или информирования жильцов дома об их использовании.

Умный дом или автоматизированный дом может быть основан на платформе или концентраторах, которые управляют интеллектуальными устройствами и бытовой техникой. Например, используя Apple от HomeKit , производители могут управлять своими домашними продуктами и аксессуарами с помощью приложения на устройствах iOS , таких как iPhone и Apple Watch . Это может быть специальное приложение или собственные приложения iOS, такие как Siri . Это можно продемонстрировать на примере Lenovo Smart Home Essentials, представляющей собой линейку устройств для умного дома, которые управляются через приложение Apple Home или Siri без необходимости использования моста Wi-Fi. Существуют также специальные концентраторы для умного дома, которые предлагаются как автономные платформы для подключения различных продуктов для умного дома. К ним относятся Amazon Echo , Google Home от Apple , HomePod от Samsung и SmartThings Hub . Помимо коммерческих систем, существует множество непатентованных экосистем с открытым исходным кодом, включая Home Assistant, OpenHAB и Domoticz.

Уход за пожилыми людьми

Одним из ключевых применений умного дома является помощь пожилым людям и инвалидам . Эти домашние системы используют вспомогательные технологии для удовлетворения особых потребностей владельца. Голосовое управление может помочь пользователям с ограничениями по зрению и подвижности, а системы оповещения могут быть подключены непосредственно к кохлеарным имплантатам , которые носят пользователи с нарушениями слуха. Они также могут быть оснащены дополнительными функциями безопасности, включая датчики, которые отслеживают неотложные медицинские ситуации, такие как падения или судороги . Технология умного дома, примененная таким образом, может предоставить пользователям больше свободы и более высокое качество жизни.

Организации

Термин «Корпоративный Интернет вещей» относится к устройствам, используемым в бизнесе и корпоративных условиях. По оценкам, к 2019 году на долю EIoT будет приходиться 9,1 миллиарда устройств.

Медицина и здравоохранение

Интернет медицинских вещей ( IoMT ) — это приложение Интернета вещей для медицинских и связанных со здоровьем целей, сбора и анализа данных для исследований и мониторинга. IoMT называют «умным здравоохранением». как технология создания цифровой системы здравоохранения, объединяющая доступные медицинские ресурсы и услуги здравоохранения.

Устройства Интернета вещей можно использовать для удаленного мониторинга состояния здоровья и систем оповещения о чрезвычайных ситуациях . Эти устройства для мониторинга здоровья могут варьироваться от мониторов артериального давления и сердечного ритма до современных устройств, способных контролировать специализированные имплантаты, такие как кардиостимуляторы, электронные браслеты Fitbit или усовершенствованные слуховые аппараты. Некоторые больницы начали внедрять «умные кровати», которые могут определять, когда они заняты и когда пациент пытается встать. Он также может настраиваться так, чтобы обеспечить соответствующее давление и поддержку пациента без ручного вмешательства медсестер. В отчете Goldman Sachs за 2015 год указано, что устройства Интернета вещей в сфере здравоохранения «могут сэкономить Соединенным Штатам более 300 миллиардов долларов ежегодных расходов на здравоохранение за счет увеличения доходов и снижения затрат». Более того, использование мобильных устройств для последующего медицинского наблюдения привело к созданию мобильного здравоохранения, в котором используется анализируемая статистика здравоохранения».

Специализированные датчики также могут быть оборудованы в жилых помещениях для мониторинга здоровья и общего самочувствия пожилых людей, а также обеспечения надлежащего лечения и помощи людям восстановить утраченную подвижность с помощью терапии. Эти датчики создают сеть интеллектуальных датчиков , которые способны собирать, обрабатывать, передавать и анализировать ценную информацию в различных средах, например, при подключении домашних устройств мониторинга к больничным системам. другие потребительские устройства, способствующие здоровому образу жизни, такие как подключенные весы или носимые кардиомониторы . Благодаря Интернету вещей также возможны Платформы Интернета вещей для комплексного мониторинга состояния здоровья также доступны для дородовых и хронических пациентов, помогая управлять жизненно важными показателями здоровья и повторяющимися потребностями в лекарствах.

Достижения в методах изготовления электроники из пластика и ткани позволили создать сверхдешевые датчики IoMT, которые можно легко использовать и выбрасывать. Эти датчики вместе с необходимой электроникой RFID могут быть изготовлены на бумаге или электронном текстиле для одноразовых сенсорных устройств с беспроводным питанием. Были созданы приложения для медицинской диагностики на месте оказания медицинской помощи , где важны портативность и низкая сложность системы.

По состоянию на 2018 год IoMT применялся не только в клинических лабораториях , но и в сфере здравоохранения и медицинского страхования. IoMT в отрасли здравоохранения теперь позволяет врачам, пациентам и другим лицам, например, опекунам пациентов, медсестрам, семьям и т. д., быть частью системы, где записи пациентов сохраняются в базе данных, что позволяет врачам и остальным сотрудникам медицинский персонал должен иметь доступ к информации о пациентах. IoMT в страховой отрасли обеспечивает доступ к более качественным и новым типам динамической информации. Сюда входят сенсорные решения, такие как биосенсоры, носимые устройства, подключенные медицинские устройства и мобильные приложения для отслеживания поведения клиентов. Это может привести к более точному андеррайтингу и новым моделям ценообразования.

Применение Интернета вещей в здравоохранении играет фундаментальную роль в лечении хронических заболеваний , а также в профилактике и контроле заболеваний. Удаленный мониторинг становится возможным благодаря подключению мощных беспроводных решений. Возможность подключения позволяет практикующим врачам собирать данные пациентов и применять сложные алгоритмы для анализа данных о состоянии здоровья.

Транспорт

Цифровой знак ограничения скорости

Интернет вещей может помочь в интеграции коммуникаций, управления и обработки информации в различных транспортных системах . Применение Интернета вещей распространяется на все аспекты транспортных систем (т.е. транспортные средства, инфраструктура и водитель или пользователь). Динамическое взаимодействие между этими компонентами транспортной системы обеспечивает связь между и внутри транспортных средств. интеллектуальный контроль дорожного движения , умная парковка, электронные системы взимания платы за проезд , управление логистикой и автопарком , контроль транспортных средств , безопасность и помощь на дороге.

Связь V2X

Основная статья: V2X

В автомобильных системах связи связь между транспортными средствами (V2X) состоит из трех основных компонентов: связь между транспортными средствами (V2V), связь между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I) и связь между транспортными средствами и пешеходами (V2P). V2X — это первый шаг к автономному вождению и подключенной дорожной инфраструктуре.

Домашняя автоматизация

Устройства Интернета вещей можно использовать для мониторинга и управления механическими, электрическими и электронными системами, используемыми в различных типах зданий (например, государственных и частных, промышленных, учреждений или жилых домов). в домашней автоматизации и системах автоматизации зданий . В этом контексте в литературе освещаются три основные области:

• Интеграция Интернета с системами управления энергопотреблением зданий для создания энергоэффективных «умных» зданий на базе Интернета вещей.
• Возможные средства мониторинга в реальном времени для снижения энергопотребления и мониторинг поведения жильцов.
• Интеграция интеллектуальных устройств в построенную среду и способы их использования в будущих приложениях.

Промышленный

Основная статья: Промышленный интернет вещей

Промышленные устройства IoT, также известные как IIoT, собирают и анализируют данные от подключенного оборудования, операционных технологий (OT), мест и людей. В сочетании с устройствами мониторинга операционных технологий (OT) IIoT помогает регулировать и контролировать промышленные системы. Кроме того, такая же реализация может быть реализована для автоматического обновления записей о размещении активов на промышленных складах, поскольку размер активов может варьироваться от небольшого винта до целой запасной части двигателя, а неправильное размещение таких активов может привести к потере рабочей силы. время и деньги.

Производство

Интернет вещей может соединять различные производственные устройства, оснащенные возможностями измерения, идентификации, обработки, связи, активации и сетевых возможностей. Сетевой контроль и управление производственным оборудованием , управление активами и ситуациями или управление производственными процессами позволяют использовать Интернет вещей для промышленных приложений и интеллектуального производства. Интеллектуальные системы Интернета вещей обеспечивают быстрое производство и оптимизацию новых продуктов, а также быстрое реагирование на потребности в продуктах.

Цифровые системы управления для автоматизации управления технологическими процессами, инструменты оператора и сервисные информационные системы для оптимизации безопасности и защиты предприятия входят в сферу применения IIoT . Интернет вещей также можно применять для управления активами посредством профилактического обслуживания , статистической оценки и измерений для максимизации надежности. Системы промышленного управления могут быть интегрированы с интеллектуальными сетями , что позволяет оптимизировать энергопотребление. Измерения, автоматизированное управление, оптимизация предприятия, управление охраной труда и безопасностью и другие функции выполняются подключенными к сети датчиками.

Помимо общего производства, Интернет вещей также используется в процессах индустриализации строительства.

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве существует множество приложений Интернета вещей. например, сбор данных о температуре, осадках, влажности, скорости ветра, зараженности вредителями и составе почвы. Эти данные можно использовать для автоматизации методов ведения сельского хозяйства, принятия обоснованных решений для улучшения качества и количества, минимизации рисков и отходов, а также сокращения усилий, необходимых для управления посевами. Например, фермеры теперь могут контролировать температуру и влажность почвы издалека и даже применять данные, полученные с помощью Интернета вещей, для программ точного внесения удобрений. Общая цель состоит в том, чтобы данные от датчиков в сочетании со знаниями и интуицией фермера о его или ее ферме могли помочь повысить производительность фермы, а также помочь снизить затраты.

В августе 2018 года Toyota Tsusho начала сотрудничество с Microsoft для создания для рыбоводства инструментов с использованием пакета приложений Microsoft Azure для технологий Интернета вещей, связанных с управлением водными ресурсами. частично разработанные исследователями из Университета Киндай Механизмы водяных насосов, , используют искусственный интеллект для подсчета количества рыбы на конвейерной ленте , анализа количества рыбы и определения эффективности потока воды на основе данных, которые предоставляет рыба. Проект FarmBeats от Microsoft Research, которая использует пустое пространство ТВ для подключения ферм, теперь также является частью Azure Marketplace.

Морской

Устройства Интернета вещей используются для мониторинга окружающей среды и систем лодок и яхт. Многие прогулочные суда остаются без присмотра в течение нескольких дней летом и месяцев зимой, поэтому такие устройства обеспечивают ценные ранние оповещения о затоплении лодки, пожаре и глубоком разряде аккумуляторов. Использование глобальных интернет-сетей передачи данных, таких как Sigfox , в сочетании с долговечными батареями и микроэлектроникой позволяет постоянно контролировать машинные отделения, трюм и батареи и сообщать об этом, например, подключенным приложениям Android и Apple.

Инфраструктура

Мониторинг и контроль работы устойчивой городской и сельской инфраструктуры, такой как мосты, железнодорожные пути, а также береговые и морские ветряные электростанции, является ключевым применением Интернета вещей. Инфраструктуру Интернета вещей можно использовать для мониторинга любых событий или изменений в структурных условиях, которые могут поставить под угрозу безопасность и увеличить риск. Интернет вещей может принести пользу строительной отрасли за счет экономии затрат, сокращения времени, повышения качества рабочего дня, безбумажного документооборота и повышения производительности. в реальном времени Это может помочь быстрее принимать решения и экономить деньги при анализе данных . Его также можно использовать для эффективного планирования работ по ремонту и техническому обслуживанию путем координации задач между различными поставщиками услуг и пользователями этих объектов. Устройства Интернета вещей также можно использовать для управления критически важной инфраструктурой, например мостами, для обеспечения доступа к судам. Использование устройств Интернета вещей для мониторинга и эксплуатации инфраструктуры, вероятно, улучшит управление инцидентами и координацию реагирования на чрезвычайные ситуации, а также качество обслуживания , время безотказной работы и снизит эксплуатационные расходы во всех областях, связанных с инфраструктурой. Даже такие области, как управление отходами, могут принести пользу благодаря автоматизации и оптимизации, которые может принести Интернет вещей.

Развертывание в масштабе мегаполиса

Существует несколько запланированных или текущих крупномасштабных развертываний Интернета вещей, которые позволят лучше управлять городами и системами. Например, Сонгдо , Южная Корея, первый в своем роде полностью оборудованный и проводной умный город . постепенно строится , при этом по состоянию на июнь 2018 года завершено строительство примерно 70 процентов делового района. . Планируется, что большая часть города будет подключена к сети и автоматизирована с минимальным вмешательством человека или вообще без него.

Другое приложение в настоящее время реализует проект в Сантандере , Испания. Для этого развертывания были приняты два подхода. В этом городе с населением 180 000 жителей уже было скачано 18 000 городских приложений для смартфонов. Приложение подключено к 10 000 датчиков, которые позволяют использовать такие сервисы, как поиск парковки и мониторинг окружающей среды. В этом развертывании используется информация о контексте города, чтобы принести пользу торговцам с помощью механизма искровых сделок, основанного на поведении города и направленного на максимизацию воздействия каждого уведомления.

Другие примеры крупномасштабного внедрения включают в себя китайско-сингапурский город знаний в Гуанчжоу; работа над улучшением качества воздуха и воды, снижением шумового загрязнения и повышением эффективности транспорта в Сан-Хосе, Калифорния; и разумное управление дорожным движением в западном Сингапуре. Используя технологию RPMA (множественный доступ со случайной фазой), компания Ingenu из Сан-Диего построила общенациональную сеть общего пользования. для передачи данных с низкой пропускной способностью , используя тот же нелицензионный спектр 2,4 ГГц, что и Wi-Fi. «Машинная сеть» Ingenu охватывает более трети населения США в 35 крупных городах, включая Сан-Диего и Даллас. Французская компания Sigfox в 2014 году начала строительство сверхузкополосной беспроводной сети передачи данных в районе залива Сан-Франциско , став первой компанией, добившейся такого развертывания в США. Впоследствии компания объявила, что к концу 2016 года установит в общей сложности 4000 базовых станций для покрытия в общей сложности 30 городов США, что сделает ее крупнейшим поставщиком покрытия сети IoT в стране на данный момент. Cisco также участвует в проектах «умных городов». Cisco внедрила технологии для интеллектуального Wi-Fi, интеллектуальной безопасности, интеллектуального освещения , интеллектуальной парковки, интеллектуального транспорта, интеллектуальных автобусных остановок, интеллектуальных киосков, удаленного эксперта для государственных услуг (REGS) и интеллектуального образования в пятикилометровой зоне города. Виджайвада, Индия.

Еще одним примером крупного развертывания является проект, реализованный компанией New York Waterways в Нью-Йорке для подключения всех судов города и возможности круглосуточного наблюдения за ними в режиме реального времени. Сеть была спроектирована и спроектирована Fluidmesh Networks , чикагской компанией, разрабатывающей беспроводные сети для критически важных приложений. Сеть NYWW в настоящее время обеспечивает покрытие на реках Гудзон, Ист-Ривер и Верхнем заливе Нью-Йорка. Благодаря беспроводной сети компания NY Waterway сможет контролировать свой флот и пассажиров так, как это было невозможно ранее. Новые приложения могут включать в себя безопасность, управление энергопотреблением и автопарком, цифровые вывески, общедоступный Wi-Fi, безбумажную продажу билетов и другие.

Энергоменеджмент

Значительное количество энергопотребляющих устройств (например, ламп, бытовой техники, двигателей, насосов и т. д.) уже интегрировано с подключением к Интернету, что может позволить им взаимодействовать с коммунальными предприятиями не только для балансировки выработки электроэнергии , но и помогает оптимизировать потребление энергии в целом. . Эти устройства обеспечивают удаленное управление пользователями или централизованное управление через облачный интерфейс, а также включают такие функции, как планирование (например, удаленное включение или выключение систем отопления, управление духовками, изменение условий освещения и т. д.). Интеллектуальная сеть — это IoT-приложение на стороне коммунальных предприятий; системы собирают и обрабатывают информацию об энергетике и электроэнергии для повышения эффективности производства и распределения электроэнергии. Используя устройства , подключенные к Интернету, электроэнергетические компании не только собирают данные от конечных пользователей, но и управляют устройствами автоматизации распределения, такими как трансформаторы.

Экологический мониторинг

Приложения мониторинга окружающей среды Интернета вещей обычно используют датчики для защиты окружающей среды. путем мониторинга качества воздуха или воды , атмосферные или почвенные условия , и может даже включать в себя такие области, как мониторинг перемещений диких животных и их среды обитания . Разработка устройств с ограниченными ресурсами, подключенных к Интернету, также означает, что другие приложения, такие как о землетрясениях или системы раннего предупреждения цунами , также могут использоваться службами экстренной помощи для оказания более эффективной помощи. Устройства Интернета вещей в этом приложении обычно охватывают большую географическую территорию и также могут быть мобильными. Утверждалось, что стандартизация, которую Интернет вещей привнесет в беспроводное зондирование, произведет революцию в этой области.

Живая лаборатория

Еще одним примером интеграции Интернета вещей является Living Lab, которая интегрирует и объединяет исследовательские и инновационные процессы, создавая партнерство между государством, частным сектором и людьми. С 2006 по январь 2024 года существовало более 440 живых лабораторий (хотя не все из них в настоящее время активны). которые используют Интернет вещей для сотрудничества и обмена знаниями между заинтересованными сторонами для совместного создания инновационных и технологических продуктов. Чтобы компании могли внедрять и развивать услуги Интернета вещей для умных городов, им необходимы стимулы. Правительства играют ключевую роль в проектах «умного города», поскольку изменения в политике помогут городам внедрить Интернет вещей, который обеспечивает эффективность, результативность и точность используемых ресурсов. Например, правительство предоставляет налоговые льготы и дешевую арендную плату, совершенствует общественный транспорт и предлагает среду, в которой начинающие компании, творческие индустрии и транснациональные корпорации могут совместно создавать, использовать общую инфраструктуру и рынки труда, а также использовать преимущества местных внедренных технологий. технологии, производственный процесс и трансакционные издержки.

Военный

Основная статья: Интернет военных вещей

Интернет военных вещей (IoMT) — это применение технологий Интернета вещей в военной сфере для целей разведки, наблюдения и других боевых задач. На него сильно влияют будущие перспективы ведения войны в городской среде, и он предполагает использование датчиков, боеприпасов , транспортных средств, роботов, биометрических устройств, носимых человеком, и других интеллектуальных технологий, которые актуальны на поле боя.

Одним из примеров устройств IOT, используемых в армии, является система Xaver 1000. Xaver 1000 был разработан израильской компанией Camero Tech и является новейшей моделью компании в линейке «систем сквозной визуализации». В линейке Xaver используется радар миллиметрового диапазона (MMW) или радар в диапазоне 30–300 гигагерц. Он оснащен системой отслеживания жизненных целей на основе искусственного интеллекта, а также собственной 3D-технологией «чувство сквозь стену».

Интернет вещей Battlefield

Интернет вещей поля боя ( IoBT ) — это проект, инициированный и реализованный Исследовательской лабораторией армии США (ARL) , который фокусируется на фундаментальной науке, связанной с Интернетом вещей, который расширяет возможности солдат армии. В 2017 году ARL запустила Альянс совместных исследований Интернета вещей на поле боя (IoBT-CRA) , установив рабочее сотрудничество между исследователями из промышленности, университетов и армии для продвижения теоретических основ технологий Интернета вещей и их применения в армейских операциях.

Океан вещей

программа под Проект «Океан вещей» — это руководством DARPA , предназначенная для создания Интернета вещей на больших территориях океана с целью сбора, мониторинга и анализа данных об окружающей среде и деятельности судов. Проект предполагает развертывание около 50 000 поплавков, на которых размещен комплект пассивных датчиков, который автономно обнаруживает и отслеживает военные и коммерческие суда в рамках облачной сети.

Цифровизация продукта

Существует несколько применений интеллектуальной или активной упаковки , в которых QR-код или NFC-метка прикрепляется к товару или его упаковке. Сам тег является пассивным, однако он содержит уникальный идентификатор (обычно URL-адрес ), который позволяет пользователю получить доступ к цифровому контенту о продукте через смартфон. Строго говоря, такие пассивные элементы не являются частью Интернета вещей, но их можно рассматривать как средства обеспечения цифрового взаимодействия. Термин «Интернет упаковки» был придуман для описания приложений, в которых используются уникальные идентификаторы для автоматизации цепочек поставок и которые сканируются потребителями в больших масштабах для доступа к цифровому контенту. Аутентификация уникальных идентификаторов и, следовательно, самого продукта возможна с помощью чувствительного к копированию цифрового водяного знака или шаблона обнаружения копирования для сканирования при сканировании QR-кода. в то время как метки NFC могут шифровать связь.

и

Основная значительная тенденция Интернета вещей за последние годы Это взрывной рост количества устройств, подключаемых и управляемых через Интернет. Широкий спектр применений технологии Интернета вещей означает, что особенности каждого устройства могут сильно различаться, но есть базовые характеристики, общие для большинства.

Интернет вещей создает возможности для более прямой интеграции физического мира в компьютерные системы, что приводит к повышению эффективности, экономическим выгодам и снижению человеческих усилий.

Количество устройств Интернета вещей увеличилось на 31% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года до 8,4 миллиарда в 2017 году. и, по оценкам, к 2020 году будет 30 миллиардов устройств.

Интеллект

Окружающий интеллект и автономное управление не являются частью первоначальной концепции Интернета вещей. Окружающий интеллект и автономный контроль также не обязательно требуют интернет-структур. ) наблюдается сдвиг в сторону Однако в исследованиях (таких компаний, как Intel интеграции концепций Интернета вещей и автономного управления, причем первоначальные результаты в этом направлении рассматривают объекты как движущую силу автономного Интернета вещей. Подходом в этом контексте является глубокое обучение с подкреплением , при котором большинство систем Интернета вещей предоставляют динамическую и интерактивную среду. Обучение агента (т. е. устройства IoT) разумному поведению в такой среде невозможно решить с помощью традиционных алгоритмов машинного обучения, таких как обучение с учителем . Используя подход обучения с подкреплением, обучающийся агент может определять состояние окружающей среды (например, измерять температуру дома), выполнять действия (например, включать или выключать систему отопления, вентиляции и кондиционирования) и учиться за счет максимизации накопленных вознаграждений, которые он получает в долгосрочной перспективе.

Интеллект Интернета вещей может предлагаться на трех уровнях: устройства Интернета вещей, узлы Edge/Fog и облачные вычисления . Потребность в интеллектуальном управлении и принятии решений на каждом уровне зависит от чувствительности ко времени приложения IoT. Например, камера автономного транспортного средства должна обнаруживать препятствия в режиме реального времени , чтобы избежать аварии. Такое быстрое принятие решений было бы невозможно за счет передачи данных из транспортного средства в облачные экземпляры и возврата прогнозов обратно в транспортное средство. Вместо этого все операции следует выполнять локально в автомобиле. Интеграция передовых алгоритмов машинного обучения, включая глубокое обучение, в устройства Интернета вещей — это активная область исследований, направленная на то, чтобы сделать интеллектуальные объекты ближе к реальности. Более того, можно получить максимальную отдачу от развертывания Интернета вещей за счет анализа данных Интернета вещей, извлечения скрытой информации и прогнозирования управляющих решений. В области Интернета вещей используется широкий спектр методов машинного обучения: от традиционных методов, таких как регрессия , машина опорных векторов и случайный лес , до продвинутых, таких как сверточные нейронные сети. , LSTM и вариационный автоэнкодер .

В будущем Интернет вещей может стать недетерминированной и открытой сетью, в которой автоматически организуемые или интеллектуальные объекты ( веб-сервисы , компоненты SOA ) и виртуальные объекты (аватары) будут совместимы и смогут действовать независимо (преследуя свои собственные цели). цели или общие) в зависимости от контекста, обстоятельств или среды. Автономное поведение посредством сбора и анализа контекстной информации, а также способность объекта обнаруживать изменения в окружающей среде (неисправности, влияющие на датчики) и внедрять подходящие меры по смягчению последствий представляют собой основное направление исследований. очевидно, необходимо обеспечить доверие к технологии IoT. Современные продукты и решения Интернета вещей, представленные на рынке, используют множество различных технологий для поддержки такой контекстно-зависимой автоматизации, но требуются более сложные формы интеллекта, позволяющие сенсорные блоки и интеллектуальные киберфизические системы в реальных средах. развертывать

Архитектура

Архитектура системы Интернета вещей в упрощенном виде состоит из трех уровней: уровень 1: устройства, уровень 2: пограничный шлюз и уровень 3: облако. Устройства включают в себя сетевые элементы, такие как датчики и исполнительные механизмы, присутствующие в оборудовании Интернета вещей, особенно те, которые используют такие протоколы, как Modbus , Bluetooth , Zigbee или собственные протоколы, для подключения к Edge Gateway. Уровень Edge Gateway состоит из систем агрегации данных датчиков, называемых Edge Gateways, которые обеспечивают такие функции, как предварительная обработка данных, обеспечение безопасности подключения к облаку, использование таких систем, как WebSockets, концентратор событий и, даже в некоторых случаях, периферийная аналитика. или туманные вычисления . Уровень Edge Gateway также необходим для предоставления общего представления об устройствах верхним уровням для облегчения управления. Последний уровень включает облачное приложение, созданное для Интернета вещей с использованием архитектуры микросервисов, которые обычно многоязычны и по своей природе безопасны с использованием HTTPS/ OAuth . Он включает в себя различные системы баз данных , в которых хранятся данные датчиков, такие как базы данных временных рядов или хранилища активов с использованием серверных систем хранения данных (например, Cassandra, PostgreSQL). Облачный уровень в большинстве облачных систем Интернета вещей включает в себя систему очередей событий и обмена сообщениями, которая обрабатывает связь, происходящую на всех уровнях. Некоторые эксперты классифицировали три уровня системы Интернета вещей как периферию, платформу и предприятие, и они связаны между собой сетью близости, сетью доступа и сетью обслуживания соответственно.

Сеть вещей, основанная на Интернете вещей , представляет собой архитектуру прикладного уровня Интернета вещей, направленную на объединение данных с устройств IoT в веб-приложения для создания инновационных вариантов использования. Для программирования и управления потоками информации в Интернете вещей прогнозируется архитектурное направление под названием BPM Everywhere , которое представляет собой сочетание традиционного управления процессами с интеллектуальным анализом процессов и специальными возможностями для автоматизации управления большим количеством скоординированных устройств.

Сетевая архитектура

Интернет вещей требует огромной масштабируемости в сетевом пространстве, чтобы справиться с резким увеличением количества устройств. IETF 6LoWPAN можно использовать для подключения устройств к IP-сетям. С миллиардами устройств Будучи добавленным в Интернет-пространство, IPv6 будет играть важную роль в обеспечении масштабируемости сетевого уровня. Протокол ограниченного приложения IETF , ZeroMQ и MQTT могут обеспечить облегченную транспортировку данных. На практике многие группы устройств Интернета вещей скрыты за узлами шлюзов и могут не иметь уникальных адресов. Кроме того, представление о том, что все взаимосвязано, не требуется для большинства приложений, поскольку в основном данные нуждаются во взаимосвязи на более высоком уровне.

Туманные вычисления — это жизнеспособная альтернатива предотвращению такого большого потока данных через Интернет. Вычислительная мощность периферийных устройств для анализа и обработки данных крайне ограничена. Ограниченная вычислительная мощность является ключевым атрибутом устройств Интернета вещей, поскольку их цель — предоставлять данные о физических объектах, оставаясь при этом автономными. При тяжелых требованиях к обработке требуется больше энергии аккумулятора, что вредит работе Интернета вещей. Масштабируемость проста, поскольку устройства Интернета вещей просто передают данные через Интернет на сервер с достаточной вычислительной мощностью.

Децентрализованный Интернет вещей

Децентрализованный Интернет вещей или децентрализованный Интернет вещей — это модифицированный Интернет вещей, который использует туманные вычисления для обработки и балансировки запросов подключенных устройств Интернета вещей, чтобы уменьшить нагрузку на облачные серверы и улучшить реагирование на чувствительные к задержке приложения Интернета вещей, такие как мониторинг жизненно важных показателей пациентов. , связь между транспортными средствами для автономного вождения и обнаружение критических неисправностей промышленных устройств. Производительность повышена, особенно для огромных систем Интернета вещей с миллионами узлов.

Обычный Интернет вещей подключается через ячеистую сеть и управляется основным головным узлом (централизованным контроллером). Головной узел решает, как данные создаются, хранятся и передаются. Напротив, децентрализованный Интернет вещей пытается разделить системы Интернета вещей на более мелкие подразделения. Головной узел предоставляет частичные полномочия по принятию решений подузлам более низкого уровня в соответствии с взаимно согласованной политикой.

Некоторые предпринимали попытки децентрализованного Интернета вещей решить проблему ограниченной пропускной способности и хеш-мощности аккумуляторных или беспроводных устройств Интернета вещей через блокчейн .

Сложность

В полуоткрытых или закрытых циклах (т. е. в цепочках создания стоимости, когда может быть достигнута глобальная окончательность) Интернет вещей часто рассматривается и изучается как сложная система. из-за огромного количества различных связей, взаимодействий между автономными субъектами и его способности интегрировать новых акторов. На общем этапе (полный разомкнутый цикл) среда, скорее всего, будет выглядеть хаотичной (поскольку системы всегда обладают окончательностью). С практической точки зрения не все элементы Интернета вещей работают в глобальном публичном пространстве. Подсистемы часто внедряются для снижения рисков конфиденциальности, контроля и надежности. Например, домашняя робототехника (домотика), работающая внутри умного дома, может обмениваться данными только внутри и быть доступной через локальную сеть . Управление и контроль высокодинамической специальной сети вещей/устройств IoT является сложной задачей с традиционной сетевой архитектурой. Программно-определяемая сеть (SDN) обеспечивает гибкое динамическое решение, которое может удовлетворить особые требования разнообразия инновационных приложений IoT.

Соображения по размеру

Точный масштаб Интернета вещей неизвестен, в начале статей об Интернете вещей часто приводятся цифры в миллиарды или триллионы. В 2015 году в домах людей было 83 миллиона умных устройств. Ожидается, что к 2020 году это число вырастет до 193 миллионов устройств.

Число устройств с возможностью онлайн-подключения выросло на 31% с 2016 по 2017 год и достигло 8,4 миллиарда.

Соображения о пространстве

В Интернете вещей точное географическое положение вещи, а также точные географические размеры вещи могут иметь решающее значение. Таким образом, факты о предмете, такие как его местоположение во времени и пространстве, менее важны для отслеживания, поскольку человек, обрабатывающий информацию, может решить, важна ли эта информация для предпринимаемого действия, и если да, добавить недостающее. информацию (или решить не предпринимать никаких действий). (Обратите внимание, что некоторые объекты в Интернете вещей являются датчиками, и расположение датчиков обычно имеет важное значение. ) GeoWeb и Digital Earth — это приложения, которые становятся возможными, когда все можно организовать и связать по местоположению. Однако оставшиеся проблемы включают ограничения переменных пространственных масштабов, необходимость обработки огромных объемов данных и индексацию для быстрого поиска и операций с соседями. В Интернете вещей, если вещи могут предпринимать действия по собственной инициативе, роль посредника, ориентированного на человека, устраняется. Таким образом, пространственно-временной контекст, который мы, люди, считаем само собой разумеющимся, должен получить центральную роль в этой информационной экосистеме . Точно так же, как стандарты играют ключевую роль в Интернете и Всемирной паутине, геопространственные стандарты будут играть ключевую роль в Интернете вещей.

Решение проблемы "корзины пультов"

Многие устройства IoT имеют потенциал занять часть этого рынка. Жан-Луи Гассе (первая команда выпускников Apple и соучредитель BeOS) затронул эту тему в статье в Monday Note . где он предсказывает, что наиболее вероятной проблемой будет то, что он называет проблемой «корзины пультов», когда у нас будут сотни приложений для взаимодействия с сотнями устройств, которые не используют общие протоколы для общения друг с другом. Для улучшения взаимодействия с пользователем некоторые технологические лидеры объединяют усилия для создания стандартов связи между устройствами и решения этой проблемы. Другие обращаются к концепции прогнозирующего взаимодействия устройств, «когда собранные данные используются для прогнозирования и запуска действий на конкретных устройствах», заставляя их работать вместе.

Социальный Интернет вещей

Социальный Интернет вещей (SIoT) — это новый вид Интернета вещей, в котором подчеркивается важность социального взаимодействия и взаимоотношений между устройствами Интернета вещей. SIoT — это образец того, как междоменные устройства IoT позволяют приложениям обмениваться данными и сотрудничать без вмешательства человека, чтобы обслуживать своих владельцев автономными сервисами. и это может быть реализовано только при наличии поддержки низкоуровневой архитектуры как со стороны программного обеспечения, так и аппаратного обеспечения Интернета вещей.

Социальная сеть для устройств IoT (не человек)

Интернет вещей определяет устройство с идентичностью гражданина сообщества и подключает его к Интернету для предоставления услуг своим пользователям. SIoT определяет социальную сеть для устройств IoT только для взаимодействия друг с другом для достижения различных целей, которые служат служению человеку.

Чем SIoT отличается от IoT?

SIoT отличается от оригинального IoT с точки зрения характеристик совместной работы. Интернет вещей является пассивным, он был настроен для использования в определенных целях с существующими устройствами Интернета вещей в заранее определенной системе. SIoT активен, он был запрограммирован и управлялся ИИ для использования в незапланированных целях путем смешивания и сопоставления потенциальных устройств IoT из разных систем, которые приносят пользу его пользователям.

Как работает SIoT?

Устройства Интернета вещей со встроенными возможностями общения будут транслировать свои способности или функции и в то же время обнаруживать, обмениваться информацией, отслеживать, перемещаться и группироваться с другими устройствами Интернета вещей в той же или близлежащей сети, реализующей SIoT. и создание полезных составов услуг, чтобы активно помогать своим пользователям в повседневной жизни, особенно во время чрезвычайных ситуаций.

Примеры социального Интернета вещей

1. Технология «умного дома» на основе Интернета вещей отслеживает данные о состоянии здоровья пациентов или пожилых людей, анализируя их физиологические параметры, и сообщает близлежащим медицинским учреждениям, когда необходима неотложная медицинская помощь. В случае возникновения чрезвычайной ситуации автоматически будет вызвана машина скорой помощи ближайшей доступной больницы с указанием места встречи, назначением палаты, данные о состоянии здоровья пациента будут переданы в отделение неотложной помощи и немедленно отображены на компьютере врача для дальнейших действий.
2. Датчики Интернета вещей на транспортных средствах, дорогах и светофорах отслеживают состояние транспортных средств и водителей и предупреждают, когда требуется внимание, а также автоматически координируют свои действия, чтобы обеспечить нормальную работу автономного вождения. К сожалению, если произойдет несчастный случай, камера IoT сообщит о помощи ближайшей больнице и полицейскому участку.

IoT

1. Интернет вещей многогранен и сложен. Одним из основных факторов, мешающих людям внедрять и использовать продукты и услуги на основе Интернета вещей (IoT), является их сложность. Установка и настройка представляют собой сложную задачу для людей, поэтому устройствам IoT необходимо совмещать и автоматически настраивать себя для предоставления различных услуг в разных ситуациях.
2. Безопасность системы всегда является проблемой для любой технологии, и она более важна для SIoT, поскольку необходимо учитывать не только собственную безопасность, но и механизм взаимного доверия между совместными устройствами IoT время от времени, из места в место.
3. Еще одной важной проблемой для SIoT является точность и надежность датчиков. В большинстве случаев сенсорам Интернета вещей придется реагировать за наносекунды, чтобы избежать несчастных случаев, травм и гибели людей.

Включающие технологии

Существует множество технологий, которые позволяют использовать Интернет вещей. Решающее значение для этой области имеет сеть, используемая для связи между устройствами установки IoT, и эту роль могут выполнять несколько беспроводных или проводных технологий:

Адресуемость

Оригинальная идея Центра автоидентификации основана на RFID-метках и однозначной идентификации посредством электронного кода продукта . Это превратилось в объекты, имеющие IP-адрес или URI . Альтернативный взгляд из мира семантической сети . Вместо этого основное внимание уделяется тому, чтобы сделать все объекты (а не только электронные, интеллектуальные или с поддержкой RFID) адресуемыми с помощью существующих протоколов именования, таких как URI . Сами объекты не взаимодействуют друг с другом, но теперь к ним могут обращаться другие агенты, например мощные централизованные серверы, действующие от имени своих владельцев-людей. Интеграция с Интернетом подразумевает, что устройства будут использовать IP-адрес в качестве отдельного идентификатора. Из-за ограниченного адресного пространства IPv4 (который допускает 4,3 миллиарда различных адресов) объектам Интернета вещей придется использовать следующего поколения интернет-протокол ( IPv6 ) для масштабирования до требуемого чрезвычайно большого адресного пространства. Устройства Интернета вещей дополнительно получат выгоду от автоматической настройки адреса без отслеживания состояния, присутствующей в IPv6, поскольку это снижает затраты на настройку хостов, и IETF 6LoWPAN сжатие заголовка . В значительной степени будущее Интернета вещей будет невозможно без поддержки IPv6; и, следовательно, глобальное внедрение IPv6 в ближайшие годы будет иметь решающее значение для успешного развития Интернета вещей в будущем.

Прикладной уровень

• ADRC определяет протокол прикладного уровня и поддерживающую среду для реализации приложений IoT.

Беспроводная связь ближнего действия

• Ячеистая сеть Bluetooth — спецификация, предоставляющая вариант ячеистой сети для Bluetooth Low Energy (BLE) с увеличенным количеством узлов и стандартизированным прикладным уровнем (моделями).
• Li-Fi ( точность освещения ) — технология беспроводной связи, аналогичная стандарту Wi-Fi, но использующая связь в видимом свете для увеличения пропускной способности.
• Связь ближнего поля (NFC) — протоколы связи, позволяющие двум электронным устройствам обмениваться данными в радиусе 4 см.
• Радиочастотная идентификация (RFID) — технология, использующая электромагнитные поля для считывания данных, хранящихся в тегах, встроенных в другие предметы.
• Wi-Fi — технология локальных сетей на основе стандарта IEEE 802.11 , при которой устройства могут обмениваться данными через общую точку доступа или напрямую между отдельными устройствами.
• Zigbee — протоколы связи для персональных сетей на основе стандарта IEEE 802.15.4, обеспечивающие низкое энергопотребление, низкую скорость передачи данных, низкую стоимость и высокую пропускную способность.
• Z-Wave - беспроводной протокол связи, используемый в основном для приложений домашней автоматизации и безопасности.

Беспроводная связь среднего радиуса действия

• LTE-Advanced — спецификация высокоскоростной связи для мобильных сетей. Обеспечивает усовершенствования стандарта LTE с расширенным покрытием, более высокой пропускной способностью и меньшей задержкой.
• Беспроводные сети 5G – 5G можно использовать для удовлетворения высоких требований к связи Интернета вещей и подключения большого количества устройств Интернета вещей, даже когда они находятся в движении. Существует три функции 5G, каждая из которых считается полезной для поддержки определенных элементов Интернета вещей: улучшенная мобильная широкополосная связь (eMBB), связь массового машинного типа (mMTC) и сверхнадежная связь с низкой задержкой (URLLC).
• LoRa : дальность действия до 3 миль (4,8 км) в городских районах и до 10 миль (16 км) или более в сельской местности (прямая видимость).
• DASH7 : Дальность действия до 2 км.

Беспроводная связь дальнего действия

• Глобальные сети с низким энергопотреблением (LPWAN) — беспроводные сети, предназначенные для обеспечения связи на большие расстояния с низкой скоростью передачи данных, что снижает мощность и стоимость передачи. Доступные технологии и протоколы LPWAN: LoRaWan , Sigfox , NB-IoT , Weightless, RPMA, MIoTy , IEEE 802.11ah.
• Терминал с очень малой апертурой (VSAT) - технология спутниковой связи с использованием небольших параболических антенн для узкополосной и широкополосной передачи данных.

Проводной

• Ethernet – сетевой стандарт общего назначения, использующий витую пару и оптоволоконные соединения в сочетании с концентраторами или коммутаторами .
• Связь по линии электропередачи (ПЛК) – технология связи, использующая электрическую проводку для передачи энергии и данных. Такие спецификации, как HomePlug или G.hn, используют ПЛК для объединения в сеть устройств IoT.

Сравнение технологий по слоям

См. также: Модель OSI и набор интернет-протоколов.

Разные технологии играют разные роли в стеке протоколов . Ниже приведен упрощенный вариант презентация роли нескольких популярных коммуникационных технологий в приложениях IoT:

	Физический	Ссылка / MAC	Сеть	Транспорт	Приложение
Bluetooth ЛЭ
Z-Wave
МСЭ-Т G.9959
Зигби
Иметь значение
TCP и UDP
Нить
ИЭЭЭ 802.15.4
IPv6
Ethernet
Wi-Fi

Организации по стандартизации и стандартизации

Это список технических стандартов Интернета вещей, большинство из которых являются открытыми стандартами , а также список организаций по стандартизации , которые стремятся их успешно устанавливать.

Короткое имя	Длинное имя	Стандарты в стадии разработки	Другие примечания
Лаборатории автоматической идентификации	Центр автоматической идентификации	Сетевая RFID (радиочастотная идентификация) и новые сенсорные технологии
Подключенный дом через IP	Проект «Подключенный дом через IP»	Connected Home over IP (или Project Connected Home over IP) — это бесплатный стандартный проект подключения домашней автоматизации с открытым исходным кодом, который обеспечивает совместимость между различными продуктами и программным обеспечением для умного дома и Интернета вещей (IoT).	Группа проектов Connected Home over IP была запущена и представлена ​​Amazon , Apple , Google , Comcast и Zigbee Alliance 18 декабря 2019 г. Проект поддерживается крупными компаниями и, основанный на проверенных принципах и протоколах интернет-дизайна, направлен на объединение ныне фрагментированных систем.
EPCglobal	Электронный код продукта Технология	Стандарты внедрения технологии EPC (электронный код продукта)
FDA	Управление по контролю за продуктами и лекарствами США	Система UDI (Unique Device Identification) для четких идентификаторов медицинских устройств.
ГС1	Глобальные стандарты один	Стандарты UID («уникальных» идентификаторов) и RFID быстроходных потребительских товаров (потребительских товаров), товаров медицинского назначения и прочего. Стандарт цифровой связи GS1, Впервые выпущенный в августе 2018 года, он позволяет использовать QR-коды, GS1 Datamatrix, RFID и NFC для обеспечения различных типов взаимодействия между предприятиями, а также взаимодействия между предприятиями и потребителями.	В состав головной организации входят организации-члены, такие как GS1 US.
IEEE	Институт инженеров электротехники и электроники	Базовые стандарты коммуникационных технологий, такие как IEEE 802.15.4 , IEEE P1451-99. (Гармонизация IoT) и IEEE P1931.1 (ROOF Computing).
IETF	Рабочая группа по интернет-инжинирингу	Стандарты, входящие в состав TCP/IP (набор интернет-протоколов)
Институт МТКоннект	—	MTConnect — это отраслевой стандарт обмена данными со станками и сопутствующим промышленным оборудованием. Это важно для подмножества IIoT в IoT.
О-DF	Открытый формат данных	O-DF — это стандарт, опубликованный рабочей группой Интернета вещей The Open Group в 2014 году, который определяет общую структуру информационной модели, которая предназначена для применения для описания любой «вещи», а также для публикации, обновления и запроса. информацию при использовании вместе с O-MI (открытый интерфейс обмена сообщениями).
О-МИ	Открытый интерфейс обмена сообщениями	O-MI — это стандарт, опубликованный рабочей группой Интернета вещей The Open Group в 2014 году, который определяет ограниченный набор ключевых операций, необходимых в системах IoT, в частности различные виды механизмов подписки, основанные на шаблоне Observer .
ОКФ	Фонд открытой связи	Стандарты для простых устройств, использующих CoAP (протокол ограниченного приложения)	OCF (Open Connectivity Foundation) заменяет OIC (Open Interconnect Consortium)
СОБСТВЕННЫЙ	Открытый мобильный альянс	OMA DM и OMA LWM2M для управления устройствами Интернета вещей, а также GotAPI, который обеспечивает безопасную среду для приложений Интернета вещей.
XSF	Фонд стандартов XMPP	Расширения протокола XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), открытого стандарта обмена мгновенными сообщениями.
W3C	Консорциум Всемирной паутины	Стандарты для обеспечения совместимости между различными протоколами и платформами Интернета вещей, такими как Thing Description , Discovery , Scripting API и Architecture , которые объясняют, как они работают вместе.	Домашняя страница деятельности W3C в области Интернета вещей по адресу https://www.w3.org/WoT/.

и

Некоторые ученые и активисты утверждают, что Интернет вещей можно использовать для создания новых моделей гражданской активности , если сети устройств будут открыты для пользовательского контроля и будут совместимыми платформами. Филип Н. Ховард , профессор и писатель, пишет, что политическая жизнь как в демократических, так и в авторитарных режимах будет определяться тем, как Интернет вещей будет использоваться для гражданской активности. Чтобы это произошло, утверждает он, любое подключенное устройство должно иметь возможность раскрывать список «конечных бенефициаров» данных своих датчиков и что отдельные граждане должны иметь возможность добавлять новые организации в список бенефициаров. Кроме того, он утверждает, что группам гражданского общества необходимо начать разработку своей стратегии Интернета вещей для использования данных и взаимодействия с общественностью.

Государственное постановление

Одним из ключевых драйверов Интернета вещей являются данные. Успех идеи объединения устройств для повышения их эффективности зависит от доступа к данным, их хранения и обработки. Для этого компании, работающие в сфере Интернета вещей, собирают данные из нескольких источников и хранят их в своей облачной сети для дальнейшей обработки. Это оставляет дверь широко открытой для угроз конфиденциальности и безопасности, а также уязвимости нескольких систем в одной точке. Другие вопросы касаются выбора потребителя и владения данными. и как он используется. Хотя правила и управление в отношении вопросов конфиденциальности, безопасности и владения данными все еще находятся в зачаточном состоянии, они продолжают развиваться. Регулирование Интернета вещей зависит от страны. Некоторыми примерами законодательства, имеющего отношение к конфиденциальности и сбору данных, являются: Закон США о конфиденциальности 1974 года, Руководящие принципы ОЭСР по защите конфиденциальности и трансграничных потоков персональных данных 1980 года и Директива ЕС 95/46/EC 1995 года.

Текущая нормативно-правовая база:

В отчете, опубликованном Федеральной торговой комиссией (FTC) в январе 2015 года, содержатся следующие три рекомендации:

• Безопасность данных . На момент проектирования IoT-компании должны обеспечить постоянную безопасность сбора, хранения и обработки данных. Компаниям следует принять подход «глубокоэшелонированной защиты» и шифровать данные на каждом этапе.
• Согласие на данные – у пользователей должен быть выбор, какими данными они делятся с IoT-компаниями, и пользователи должны быть проинформированы, если их данные будут раскрыты.
• Минимизация данных . Компании Интернета вещей должны собирать только те данные, которые им необходимы, и хранить собранную информацию только в течение ограниченного времени.

Однако Федеральная торговая комиссия пока ограничилась лишь вынесением рекомендаций. Согласно анализу Федеральной торговой комиссии, существующая структура, состоящая из Закона о Федеральной торговой комиссии , Закона о справедливой кредитной отчетности и Закона о защите конфиденциальности детей в Интернете , а также развития образования потребителей и бизнес-руководств, участия в многосторонних усилиях и пропаганды среди других агентств на федеральном, региональном и местном уровне достаточно для защиты прав потребителей.

Резолюция, принятая Сенатом в марте 2015 года, уже рассматривается Конгрессом. Эта резолюция признала необходимость разработки национальной политики в области Интернета вещей, а также вопросов конфиденциальности, безопасности и спектра. Кроме того, чтобы придать импульс экосистеме Интернета вещей, в марте 2016 года двухпартийная группа из четырех сенаторов предложила законопроект «Закон о развитии инноваций и развитии Интернета вещей» (DIGIT), который поручил Федеральной комиссии по связи оценить необходимость больше спектра для подключения устройств IoT.

Одобрен 28 сентября 2018 г. законопроектом Сената Калифорнии № 327. вступает в силу 1 января 2020 года. Законопроект требует, чтобы « производитель подключенного устройства, в соответствии с определением этих терминов, оснастил устройство разумной функцией безопасности или функциями, соответствующими характеру и функциям устройства, подходящими для информацию, которую оно может собирать, содержать или передавать, и предназначенную для защиты устройства и любой информации, содержащейся в нем, от несанкционированного доступа, уничтожения, использования, модификации или раскрытия » ,

Несколько стандартов для индустрии IoT фактически устанавливаются в отношении автомобилей, поскольку большинство проблем, возникающих в связи с использованием подключенных автомобилей, применимо и к устройствам здравоохранения. Фактически, Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) готовит рекомендации по кибербезопасности и базу данных лучших практик, чтобы сделать автомобильные компьютерные системы более безопасными.

В недавнем отчете Всемирного банка рассматриваются проблемы и возможности внедрения IoT правительствами. К ним относятся -

• Еще первые дни для IoT в правительстве
• Неразвитая политическая и нормативная база
• Непонятные бизнес-модели, несмотря на сильное ценностное предложение.
• Явный институциональный разрыв и пробел в потенциале в правительстве И частном секторе
• Непоследовательная данными оценка и управление
• Инфраструктура – ​​главный барьер
• Правительство как инструмент реализации
• Большинство успешных пилотных проектов имеют общие характеристики (государственно-частное партнерство, местное руководство, лидерство)

В начале декабря 2021 года правительство Великобритании представило законопроект о безопасности продуктов и телекоммуникационной инфраструктуры (PST), призванный обязать дистрибьюторов, производителей и импортеров Интернета вещей соблюдать определенные стандарты кибербезопасности . Законопроект также направлен на улучшение безопасности потребительских устройств IoT.

Критика, проблемы и споры

Фрагментация платформы

Интернет вещей страдает от фрагментации платформ , отсутствия совместимости и общих технических стандартов. ситуация, когда разнообразие устройств Интернета вещей, с точки зрения как аппаратных изменений, так и различий в программном обеспечении, работающем на них, усложняет задачу разработки приложений, которые последовательно работают в различных противоречивых технологических экосистемах . Например, беспроводное соединение для устройств Интернета вещей может осуществляться с использованием Bluetooth , Wi-Fi , Wi-Fi HaLow , Zigbee , Z-Wave , LoRa , NB-IoT , Cat M1 , а также полностью настраиваемых проприетарных радиомодулей — каждое из которых имеет свои преимущества. и недостатки; и уникальная экосистема поддержки.

IoT Аморфная природа вычислений также представляет собой проблему с точки зрения безопасности, поскольку исправления ошибок, обнаруженных в основной операционной системе, часто не доходят до пользователей старых и недорогих устройств. Одна группа исследователей утверждает, что неспособность поставщиков поддерживать старые устройства с помощью исправлений и обновлений делает уязвимыми более 87% активных устройств Android.

Конфиденциальность, автономность и контроль

Филип Н. Ховард , профессор и писатель, пишет, что Интернет вещей предлагает огромный потенциал для расширения прав и возможностей граждан, обеспечения прозрачности правительства и расширения доступа к информации . Однако Ховард предупреждает, что угрозы конфиденциальности огромны, равно как и потенциал социального контроля и политических манипуляций.

Обеспокоенность по поводу конфиденциальности заставила многих задуматься о возможности того, что инфраструктуры больших данных, такие как Интернет вещей и интеллектуальный анализ данных, по своей сути несовместимы с конфиденциальностью. Ключевые проблемы растущей цифровизации в водном, транспортном и энергетическом секторах связаны с конфиденциальностью и кибербезопасностью , что требует адекватного реагирования как со стороны исследователей, так и со стороны политиков.

Писатель Адам Гринфилд утверждает, что технологии Интернета вещей — это не только вторжение в общественное пространство, но также используются для закрепления нормативного поведения, ссылаясь на пример рекламных щитов со скрытыми камерами, которые отслеживали демографические данные прохожих, остановившихся, чтобы прочитать рекламу.

Совет Интернета вещей сравнил растущую распространенность цифрового наблюдения благодаря Интернету вещей с концепцией паноптикума, описанной Джереми Бентамом в 18 веке. Утверждение подтверждается работами французских философов Мишеля Фуко и Жиля Делеза . В книге «Дисциплина и наказание: рождение тюрьмы» Фуко утверждает, что паноптикум был центральным элементом дисциплинарного общества, развитого в индустриальную эпоху . Бентама Фуко также утверждал, что системы дисциплины, установленные на фабриках и в школах, отражают видение паноптикизма . В своей статье 1992 года «Постскриптум об обществах контроля» Делез писал, что общество дисциплины превратилось в общество контроля, при этом компьютер заменил паноптикум как инструмент дисциплины и контроля, сохраняя при этом качества, аналогичные качествам паноптикизма.

Питер-Пол Вербек , профессор философии технологий в Университете Твенте , Нидерланды, пишет, что технологии уже влияют на наше принятие моральных решений, что, в свою очередь, влияет на человеческую свободу действий, конфиденциальность и автономию. Он предостерегает от рассмотрения технологий просто как человеческого инструмента и призывает вместо этого рассматривать их как активный агент.

Джастин Брукман из Центра демократии и технологий выразил обеспокоенность по поводу влияния Интернета вещей на конфиденциальность потребителей , заявив, что «в коммерческом пространстве есть люди, которые говорят: «О, большие данные – что ж, давайте соберем все, сохраним». это навсегда, мы заплатим за то, чтобы кто-то позже подумал о безопасности». Вопрос в том, хотим ли мы иметь какую-то политическую основу для ограничения этого».

Тим О'Рейли считает, что способы, которыми компании продают устройства Интернета вещей потребителям, неуместны, оспаривая представление о том, что Интернет вещей направлен на повышение эффективности за счет подключения всех видов устройств к сети, и постулируя, что «Интернет вещей на самом деле заключается в дополнении человека. совершенно другое, когда у вас есть датчики и данные, определяющие принятие решений».

Редакционные статьи WIRED также выразили обеспокоенность: одна из них заявила: «То, что вы собираетесь потерять, — это ваша конфиденциальность. На самом деле, все еще хуже. Вы не просто потеряете свою конфиденциальность, вам придется смотреть саму концепция конфиденциальности будет переписана у вас под носом».

Американский союз гражданских свобод (ACLU) выразил обеспокоенность по поводу способности Интернета вещей подрывать контроль людей над собственной жизнью. ACLU написал: «Просто невозможно предсказать, как будут использоваться эти огромные полномочия, непропорционально накапливающиеся в руках корпораций, стремящихся к финансовым преимуществам, и правительств, жаждущих еще большего контроля. Скорее всего, большие данные и Интернет вещей усложнят задачу». чтобы мы могли контролировать свою жизнь, поскольку мы становимся все более прозрачными для могущественных корпораций и государственных учреждений, которые становятся все более непрозрачными для нас».

В ответ на растущую обеспокоенность по поводу конфиденциальности и интеллектуальных технологий в 2007 году британское правительство заявило, что будет следовать формальным принципам конфиденциальности при проектировании при реализации своей программы интеллектуальных измерений. Программа приведет к замене традиционных счетчиков электроэнергии интеллектуальными счетчиками электроэнергии, которые смогут более точно отслеживать и управлять потреблением энергии. Однако Британское компьютерное общество сомневается, что эти принципы когда-либо были реализованы. В 2009 году парламент Нидерландов отклонил аналогичную программу интеллектуальных счетчиков, мотивируя свое решение соображениями конфиденциальности. Голландская программа позже была пересмотрена и принята в 2011 году.

Хранение данных

Задача производителей IoT-приложений состоит в очистке , обработке и интерпретации огромного количества данных, собираемых датчиками. Предлагается решение для анализа информации, называемое беспроводными сенсорными сетями. Эти сети обмениваются данными между сенсорными узлами, которые отправляются в распределенную систему для анализа сенсорных данных.

Еще одной проблемой является хранение таких больших объемов данных. В зависимости от приложения могут предъявляться высокие требования к сбору данных, что, в свою очередь, приводит к высоким требованиям к хранению. По оценкам, в 2013 году Интернет потреблял 5% всей производимой энергии. и «сложная задача по обеспечению питанием» IoT-устройств для сбора и даже хранения данных все еще остается.

Хранилища данных, хотя и являются распространенной проблемой устаревших систем, по-прежнему часто возникают при внедрении устройств Интернета вещей, особенно на производстве. Поскольку устройства IoT и IIoT дают множество преимуществ, средства хранения данных могут представлять серьезные проблемы без учета принципов автономности, прозрачности и совместимости. Проблемы возникают не из-за самого устройства, а из-за средств настройки баз данных и хранилищ данных. Эти проблемы обычно выявлялись на производствах и предприятиях, которые начали цифровую трансформацию и являются частью цифровой основы, указывая на то, что для получения оптимальных преимуществ от устройств Интернета вещей и принятия решений предприятиям придется сначала перестроить свои методы хранения данных. Эти проблемы были выявлены Келлером (2021) при исследовании ИТ и среды применения внедрения I4.0 в немецких производителях M&E.

Безопасность

Безопасность является самой большой проблемой при внедрении технологии Интернета вещей. с опасениями, что быстрое развитие происходит без надлежащего учета глубоких проблем безопасности, связанных с этим. и нормативные изменения, которые могут быть необходимы. Быстрое развитие Интернета вещей (IoT) позволило миллиардам устройств подключиться к сети. Из-за слишком большого количества подключенных устройств и ограничений технологий обеспечения безопасности связи в IoT постепенно возникают различные проблемы безопасности.

Большинство технических проблем безопасности аналогичны проблемам обычных серверов, рабочих станций и смартфонов. Эти проблемы включают использование слабой аутентификации, забывание изменить учетные данные по умолчанию, незашифрованные сообщения, передаваемые между устройствами, SQL-инъекции , атаки «человек посередине» и плохую обработку обновлений безопасности. Однако многие устройства Интернета вещей имеют серьезные эксплуатационные ограничения на доступную им вычислительную мощность. Эти ограничения часто лишают их возможности напрямую использовать базовые меры безопасности, такие как внедрение брандмауэров или использование надежных криптосистем для шифрования связи с другими устройствами. - а низкая цена и ориентированность многих устройств на потребителя делают надежную систему исправлений безопасности редкостью.

Вместо обычных уязвимостей безопасности растет число атак с внедрением сбоев, нацеленных на устройства IoT. Атака с внедрением сбоев — это физическая атака на устройство с целью целенаправленного внесения ошибок в систему с целью изменения предполагаемого поведения. Неисправности могут произойти непреднамеренно из-за шума окружающей среды и электромагнитных полей. Существуют идеи, основанные на целостности потока управления (CFI), позволяющие предотвратить атаки с внедрением ошибок и восстановить систему до работоспособного состояния до возникновения ошибки.

Устройства Интернета вещей также имеют доступ к новым областям данных и часто могут управлять физическими устройствами. так что даже к 2014 году можно было сказать, что многие подключенные к Интернету устройства уже могли «шпионить за людьми в их собственных домах», включая телевизоры, кухонную технику, камеры и термостаты. Управляемые компьютером устройства в автомобилях, такие как тормоза, двигатель, замки, замки капота и багажника, звуковой сигнал, обогрев и приборная панель, оказались уязвимы для злоумышленников, имеющих доступ к бортовой сети. В некоторых случаях компьютерные системы транспортных средств подключены к Интернету, что позволяет использовать их удаленно. К 2008 году исследователи безопасности продемонстрировали возможность удаленного управления кардиостимуляторами без каких-либо полномочий. Позже хакеры продемонстрировали дистанционное управление инсулиновыми помпами и имплантируемые кардиовертеры-дефибрилляторы.

Плохо защищенные устройства IoT с доступом в Интернет также могут быть использованы для атаки на других. В 2016 году в результате распределенной атаки типа «отказ в обслуживании», организованной устройствами Интернета вещей, на которых установлено Mirai, вредоносное ПО были уничтожены DNS-провайдер и основные веб-сайты . заразил За первые 20 часов ботнет Mirai около 65 000 IoT-устройств. В конечном итоге количество инфекций увеличилось примерно до 200 000–300 000 случаев. На Бразилию, Колумбию и Вьетнам пришлось 41,5% случаев заражения. Ботнет Mirai выделил конкретные устройства IoT, состоящие из видеорегистраторов, IP-камер, маршрутизаторов и принтеров. Основными поставщиками, у которых было больше всего зараженных устройств, были названы Dahua, Huawei, ZTE, Cisco, ZyXEL и MikroTik . В мае 2017 года Джунаде Али , компьютерный учёный из Cloudflare, отметил, что в IoT-устройствах существуют собственные DDoS-уязвимости из-за плохой реализации паттерна «публикация-подписка» . Подобные атаки заставили экспертов по безопасности рассматривать Интернет вещей как реальную угрозу интернет-сервисам.

США Национальный совет разведки в своем несекретном отчете утверждает, что было бы трудно отказать в «доступе к сетям датчиков и объектам дистанционного управления врагам Соединенных Штатов, преступникам и хулиганам... Открытый рынок агрегированных данных датчиков». может служить интересам торговли и безопасности не меньше, чем помогает преступникам и шпионам идентифицировать уязвимые цели. Таким образом, массовое параллельное объединение датчиков может подорвать социальную сплоченность, если окажется, что оно принципиально несовместимо с гарантиями Четвертой поправки против необоснованного обыска». В целом разведывательное сообщество рассматривает Интернет вещей как богатый источник данных.

31 января 2019 года газета Washington Post написала статью о проблемах безопасности и этики, которые могут возникнуть при использовании дверных звонков и камер Интернета вещей: «В прошлом месяце Ring была поймана на том, что она позволяла своей команде в Украине просматривать и комментировать определенные пользовательские видео; компания заявляет об этом просматривает только общедоступные видео и видео от владельцев Ring, которые дали согласие. Буквально на прошлой неделе камера Nest калифорнийской семьи позволила хакеру взять на себя управление и транслировать фальшивые звуковые предупреждения о ракетной атаке, не говоря уже о том, чтобы подсматривать за ними, когда они использовали. слабый пароль».

На обеспокоенность по поводу безопасности был получен ряд ответов. Фонд безопасности Интернета вещей (IoTSF) был запущен 23 сентября 2015 года с целью обеспечить безопасность Интернета вещей путем распространения знаний и передового опыта. В его учредительный совет входят поставщики технологий и телекоммуникационные компании. Кроме того, крупные ИТ-компании постоянно разрабатывают инновационные решения для обеспечения безопасности IoT-устройств. В 2017 году Mozilla запустила Project Things , который позволяет маршрутизировать устройства IoT через безопасный шлюз Web of Things. По оценкам KBV Research, общий рынок безопасности Интернета вещей будет расти на 27,9% в течение 2016–2022 годов в результате растущих проблем с инфраструктурой и диверсифицированного использования Интернета вещей.

Некоторые утверждают, что государственное регулирование необходимо для защиты устройств IoT и Интернета в целом, поскольку рыночные стимулы для защиты устройств IoT недостаточны. Было обнаружено, что из-за особенностей большинства плат разработки Интернета вещей они генерируют предсказуемые и слабые ключи, которые облегчают использование атаки «человек посередине» . Однако многие исследователи предлагали различные подходы к усилению защиты для решения проблемы слабой реализации SSH и слабых ключей.

Безопасность IoT в сфере производства представляет собой различные проблемы и разные перспективы. В ЕС и Германии защита данных постоянно упоминается в производственной и цифровой политике, особенно в I4.0. Однако отношение к безопасности данных отличается от точки зрения предприятия, поскольку упор делается на меньшую защиту данных в форме GDPR, поскольку данные, собираемые с устройств IoT в производственном секторе, не содержат личных данных. Тем не менее, исследования показали, что эксперты-производители обеспокоены «безопасностью данных для защиты машинных технологий от международных конкурентов с все большим стремлением к взаимосвязи».

Безопасность

Системы IoT обычно управляются интеллектуальными приложениями, управляемыми событиями, которые принимают в качестве входных данных сенсорные данные, пользовательские данные или другие внешние триггеры (из Интернета) и управляют одним или несколькими исполнительными механизмами для обеспечения различных форм автоматизации. Примеры датчиков включают детекторы дыма, датчики движения и контактные датчики. Примеры исполнительных механизмов включают интеллектуальные замки, интеллектуальные розетки и дверные средства управления. Популярные платформы управления, на которых сторонние разработчики могут создавать интеллектуальные приложения, взаимодействующие по беспроводной сети с этими датчиками и исполнительными механизмами, включают SmartThings от Samsung, HomeKit от Apple, и Alexa от Amazon, среди других.

Проблема, специфичная для систем Интернета вещей, заключается в том, что приложения с ошибками, непредвиденное плохое взаимодействие приложений или сбои устройства/связи могут привести к небезопасным и опасным физическим состояниям, например, «открыть входную дверь, когда никого нет дома» или «выключить обогреватель». когда температура ниже 0 градусов по Цельсию и люди спят по ночам». Обнаружение недостатков, которые приводят к таким состояниям, требует целостного представления об установленных приложениях, компонентах устройств, их конфигурациях и, что более важно, о том, как они взаимодействуют. Недавно исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде предложили IotSan, новую практическую систему, которая использует проверку моделей в качестве строительного блока для выявления недостатков «уровня взаимодействия» путем выявления событий, которые могут привести систему в небезопасное состояние. Они оценили IotSan на платформе Samsung SmartThings. Из 76 настроенных вручную систем IotSan обнаруживает 147 уязвимостей (т.е. нарушений безопасных физических состояний/свойств).

Дизайн

Учитывая широкое признание меняющегося характера проектирования и управления Интернетом вещей, устойчивое и безопасное развертывание решений Интернета вещей должно предусматривать «анархическую масштабируемость». Применение концепции анархической масштабируемости может быть распространено на физические системы (т.е. управляемые объекты реального мира), поскольку эти системы спроектированы так, чтобы учитывать неопределенное будущее управления. Таким образом, эта жесткая анархическая масштабируемость обеспечивает путь к полной реализации потенциала решений Интернета вещей путем выборочного ограничения физических систем, чтобы обеспечить возможность использования всех режимов управления без риска физического сбоя.

Ученый-компьютерщик из Университета Брауна Майкл Литтман утверждает, что для успешного внедрения Интернета вещей необходимо учитывать удобство использования интерфейса, а также саму технологию. Эти интерфейсы должны быть не только более удобными для пользователя, но и лучше интегрированными: «Если пользователям нужно изучить различные интерфейсы для своих пылесосов, замков, разбрызгивателей, лампочек и кофеварок, трудно сказать, что их жизнь сложилась стало легче».

устойчивость

Обеспокоенность в отношении технологий Интернета вещей связана с воздействием на окружающую среду производства, использования и возможной утилизации всех этих богатых полупроводниками устройств. Современная электроника изобилует самыми разнообразными тяжелыми и редкоземельными металлами, а также высокотоксичными синтетическими химикатами. Это делает их чрезвычайно трудными для правильной переработки. Электронные компоненты часто сжигают или выбрасывают на обычные свалки. Кроме того, продолжают расти человеческие и экологические издержки добычи редкоземельных металлов, которые являются неотъемлемой частью современных электронных компонентов. Это приводит к возникновению социальных вопросов, касающихся воздействия устройств Интернета вещей на окружающую среду в течение их срока службы.

Намеренное устаревание устройств

Фонд Electronic Frontier Foundation выразил обеспокоенность тем, что компании могут использовать технологии, необходимые для поддержки подключенных устройств, для намеренного отключения или « блокирования » устройств своих клиентов посредством удаленного обновления программного обеспечения или путем отключения службы, необходимой для работы устройства. В одном примере устройства домашней автоматизации , продаваемые с обещанием «пожизненной подписки», оказались бесполезными после того, как Nest Labs приобрела Revolv и приняла решение отключить центральные серверы, на которых работали устройства Revolv. Поскольку Nest является компанией, принадлежащей Alphabet ( материнской компании Google ), EFF утверждает, что это создает «ужасный прецедент для компании, стремящейся продавать беспилотные автомобили, медицинское оборудование и другие высококачественные гаджеты, которые могут быть необходимы для средства к существованию или физическая безопасность человека».

Владельцы должны иметь возможность перенаправить свои устройства на другой сервер или совместно работать над улучшением программного обеспечения. США Но такое действие нарушает раздел 1201 DMCA , в котором есть исключение только для «местного использования». Это вынуждает мастеров, которые хотят продолжать использовать свое собственное оборудование, оказаться в «серой» юридической зоне. EFF считает, что покупатели должны отказаться от электроники и программного обеспечения, в которых пожелания производителя ставятся выше собственных.

Примеры послепродажных манипуляций включают Google Nest Revolv, отключение настроек конфиденциальности на Android , отключение Sony Linux на PlayStation 3 , принудительное соблюдение лицензионного соглашения на Wii U.

Запутанная терминология

Кевин Лонерган из журнала о бизнес-технологиях Information Age назвал термины, связанные с Интернетом вещей, «терминологическим зоопарком». Отсутствие четкой терминологии не является «полезным с практической точки зрения» и является «источником путаницы для конечного пользователя». Компания, работающая в сфере Интернета вещей, может заниматься всем, что связано с сенсорными технологиями, сетями, встроенными системами или аналитикой. По словам Лонергана, термин Интернет вещей был придуман до того, как появились смартфоны, планшеты и устройства в том виде, в каком мы их знаем сегодня, и существует длинный список терминов с разной степенью совпадения и технологической конвергенции : Интернет вещей, Интернет всего (IoE). ), Интернет товаров (цепочка поставок), промышленный Интернет, повсеместные вычисления , повсеместное зондирование, повсеместные вычисления , киберфизические системы (CPS), беспроводные сенсорные сети (WSN), интеллектуальные объекты , цифровые двойники , киберобъекты или аватары, взаимодействующие объекты, машина-машина (M2M), окружающий интеллект (AmI), операционные технологии (OT) и информационные технологии (IT). Что касается IIoT, промышленной подобласти Интернета вещей, рабочая группа по словарю Консорциума промышленного Интернета создала «общий и многократно используемый словарь терминов». для обеспечения «последовательной терминологии» в публикациях Консорциума промышленного Интернета. IoT One создал базу данных терминов IoT, включая оповещение о новых терминах. получать уведомления при публикации нового термина. По состоянию на март 2020 г. , эта база данных объединяет 807 терминов, связанных с Интернетом вещей, сохраняя при этом материал «прозрачным и всеобъемлющим».

Барьеры

Генеральный директор GE Digital Уильям Ру рассказывает о попытках GE закрепиться на рынке IoT-услуг на первой конференции IEEE Computer Society TechIgnite

Отсутствие совместимости и

Несмотря на общую веру в потенциал Интернета вещей, лидеры отрасли и потребители сталкиваются с препятствиями на пути более широкого внедрения технологии Интернета вещей. Майк Фарли утверждал в Forbes , что, хотя решения IoT привлекательны для первых пользователей , им либо не хватает совместимости, либо четкого сценария использования для конечных пользователей. Исследование Ericsson, посвященное внедрению Интернета вещей среди датских компаний, показывает, что многим из них сложно «точно определить, в чем для них заключается ценность Интернета вещей».

Проблемы конфиденциальности и безопасности

Что касается Интернета вещей, особенно в отношении потребительского Интернета вещей, информация о повседневной жизни пользователя собирается таким образом, чтобы «вещи» вокруг пользователя могли сотрудничать для предоставления более качественных услуг, отвечающих личным предпочтениям. Когда собранная информация, которая подробно описывает пользователя, проходит через несколько прыжков в сети, из-за разнообразной интеграции служб, устройств и сети информация, хранящаяся на устройстве, уязвима для нарушения конфиденциальности из-за компрометации узлов, существующих в сети IoT.

Например, 21 октября 2016 года множественные распределенные атаки типа «отказ в обслуживании» (DDoS) атаковали системы, управляемые поставщиком системы доменных имен Dyn, что привело к недоступности нескольких веб-сайтов, таких как GitHub , Twitter и других. Эта атака осуществляется через ботнет , состоящий из большого количества IoT-устройств, включая IP-камеры, шлюзы и даже радионяни.

По сути, система IoT требует четырех целей безопасности: (1) конфиденциальность данных : посторонние лица не могут иметь доступ к передаваемым и хранимым данным; (2) целостность данных : должно быть обнаружено преднамеренное и непреднамеренное повреждение передаваемых и хранимых данных; (3) неотказуемость : отправитель не может отрицать отправку данного сообщения; (4) доступность данных: передаваемые и хранимые данные должны быть доступны авторизованным сторонам даже при атаках типа «отказ в обслуживании» (DOS).

Правила конфиденциальности информации также требуют от организаций соблюдения «разумной безопасности». Калифорнийский закон SB-327 «Конфиденциальность информации: подключенные устройства » «требует от производителя подключенного устройства, как определены эти термины, оснастить устройство разумной функцией безопасности или функциями, которые соответствуют характеру и функциям устройства, подходящим для информацию, которую оно может собирать, содержать или передавать, и предназначенную для защиты устройства и любой информации, содержащейся в нем, от несанкционированного доступа, уничтожения, использования, модификации или раскрытия, как указано». Поскольку среда каждой организации уникальна, может оказаться непросто продемонстрировать, что такое «разумная безопасность» и какие потенциальные риски могут быть связаны с бизнесом. HB2395 штата Орегон также «требует, чтобы [ лицо, которое производит, продает или предлагает продать подключенное устройство ] производитель оснастило подключенное устройство разумными функциями безопасности, которые защищают подключенное устройство и информацию, которую подключенное устройство собирает, содержит, хранит или передает от ] доступа, уничтожение, модификация, использование или раскрытие без разрешения потребителя».

По данным поставщика антивирусов Kaspersky , в 2020 году произошло 639 миллионов утечек данных IoT-устройств и 1,5 миллиарда утечек за первые шесть месяцев 2021 года.

управления

Город Интернета вещей в Ханчжоу, Китай

Исследование, проведенное Ericsson относительно внедрения Интернета вещей среди датских компаний, выявило «конфликт между Интернетом вещей и традиционными структурами управления компаний , поскольку Интернет вещей по-прежнему представляет собой как неопределенность, так и отсутствие исторического прецедента». Среди опрошенных респондентов 60 процентов заявили, что они «не верят, что у них есть организационные возможности, а трое из четырех не верят, что у них есть необходимые процессы для реализации возможностей Интернета вещей». Это привело к необходимости понять организационную культуру , чтобы облегчить процессы организационного проектирования и протестировать новые методы управления инновациями . Отсутствие цифрового лидерства в эпоху цифровой трансформации также сдерживает инновации и внедрение Интернета вещей до такой степени, что многие компании, столкнувшись с неопределенностью, «ожидают развития динамики рынка». или дальнейшие действия в отношении Интернета вещей «ожидали действий конкурентов, привлечения клиентов или нормативных требований». Некоторые из этих компаний рискуют подвергнуться «кодаку» – «Kodak была лидером рынка до тех пор, пока цифровая революция не затмила пленочную фотографию цифровыми фотографиями» – не «видя разрушительные силы, влияющие на их отрасль». и «чтобы по-настоящему принять новые бизнес-модели, открываются разрушительные изменения». Скотт Энтони написал в Harvard Business Review, что Kodak «создала цифровую камеру, инвестировала в технологию и даже поняла, что фотографии будут публиковаться в Интернете». но в конечном итоге не смог осознать, что «обмен фотографиями в Интернете был новым бизнесом, а не просто способом расширения полиграфического бизнеса».

Бизнес-планирование и управление проектами

Согласно исследованию 2018 года, 70–75% развертываний Интернета вещей застряли на стадии пилотного проекта или прототипа и не смогли достичь масштаба, отчасти из-за отсутствия бизнес-планирования.

Несмотря на то, что ученые, инженеры и менеджеры по всему миру постоянно работают над созданием и использованием преимуществ продуктов Интернета вещей, существуют некоторые недостатки в управлении, управлении и реализации таких проектов. Несмотря на огромный прогресс в области информационных и других базовых технологий, Интернет вещей по-прежнему остается сложной областью, и проблема управления проектами Интернета вещей все еще требует решения. Проекты Интернета вещей должны реализовываться иначе, чем простые и традиционные проекты в сфере ИТ, производства или строительства. Поскольку проекты IoT имеют более длительные сроки реализации, нехватку квалифицированных ресурсов и ряд проблем безопасности/юридических вопросов, существует необходимость в новых и специально разработанных проектных процессах. Следующие методы управления должны повысить вероятность успеха проектов Интернета вещей:

• Отдельный этап исследований и разработок
• Проверка концепции/прототипа перед началом реального проекта
• Менеджеры проектов с междисциплинарными техническими знаниями
• Универсально определяемый деловой и технический жаргон

См. также

• Окружающий Интернет вещей
• Искусственный интеллект вещей
• Автомобильная безопасность
• Облачное производство
• Служба распространения данных
• Цифровая объектная память
• Электрические мечты (фильм)
• Четырехмерное изделие
• Четвертая промышленная революция
• Внутренняя система позиционирования
• Интернет музыкальных вещей
• Устройство безопасности Интернета вещей
• Иметь значение
• OpenWSN
• Количественное Я
• Адаптивный компьютерный дизайн

Bibliography

• Acharjya, D.P.; Geetha, M.K., eds. (2017). Internet of Things: Novel Advances and Envisioned Applications. Springer. p. 311. ISBN 9783319534725.
• Li, S.; Xu, L.D., eds. (2017). Securing the Internet of Things. Syngress. p. 154. ISBN 9780128045053.
• Rowland, C.; Goodman, E.; Charlier, M.; et al., eds. (2015). Designing Connected Products: UX for the Consumer Internet of Things. O'Reilly Media. p. 726. ISBN 9781449372569.
• Thomas, Jayant; Traukina, Alena (2018). Industrial Internet Application Development: Simplify IIoT development using the elasticity of Public Cloud and Native Cloud Services. Packt Publishing. p. 25. ISBN 978-1788298599.
• Stephenson, W. David (2018). The Future Is Smart: how your company can capitalize on the Internet of Things--and win in a connected economy. HarperCollins Leadership. p. 250. ISBN 9780814439777.