Интернет вещей (IoT) охватывают огромное количество сфер деятельности человека, но пока наибольшая их распространённость наблюдается в потребительском секторе. Здесь наблюдается значительное количество данных продуктов, число которых постоянно растет и согласно оценке Gartner количество IoT в 2016 году составило порядка 6,4 млрд.
Хотя устройства интернет вещей значительно между собой различаются, но большинство из них имеет целый ряд общих признаков. Они включают в себя наличие проводной или беспроводной связи, перемещение данных в облако, приложения для настройки и мониторинга устройств IoT. Приложения, как правило, работают на платформах Android или iOS, а также могут работать с Windows и MacOS. На данном этапе многие пользователи интернет вещей могут взаимодействовать только с приложением и облаком. Тем не менее, многие производители начали интеграцию с другими устройствами, часто используя фреймворки связанные с Google Nest и Apple HomeKit.
Связь IoT
Взаимодействие с другими устройствами может быть осложнено наличием множества коммуникационных механизмов, а также переполнением беспроводного пространства. Для проводных подключений доминирует сеть Ethernet, хотя существуют и другие сети. Bluetooth и Wi-Fi являются наиболее распространенными беспроводными сетями, однако у них существуют проблемы с совместимостью. Bluetooth 4.0 поддерживает Bluetooth Low Energy (BLE), также известный как Bluetooth Smart, и классический Bluetooth.
Других низкоскоростные беспроводные персональные сети (low-rate wireless personal area networks (LR-WPAN)) включают 802.15.4, zigbee и Z-Wave. Есть корпоративные (проприетарные) беспроводные протоколы, но они не являются единственной альтернативой для разработчиков и потребителей. Беспроводные стандарты, такие как Lora и ULE, которые использует беспроводной телефонный протокол DECT, находятся также в игре.
Технология ближнего поля (Near-field communication (NFC)) часто используется для синхронизации или аутентификации. Она имеет короткий диапазон и часто используется для финансовых операций (хотя она и не ограничивается этим приложением).
Большинство устройств используют один интерфейс, но некоторые из них могут обеспечить поддержку двух. Как правило, шлюзы будут единственными устройствами, которые имеют больше, чем пару интерфейсов. Многие устройства потребителей IoT предназначены для мобильного использования, поэтому сведение к минимуму потребляемой мощности часто означает ограничение возможностей беспроводной поддержки.
Носимые и медицинские IoT
Носимые IoT устройства, такие как смарт часы, пульсометры, мониторы сердечного ритма (heart-rate monitors (HRMs)) и другие, широко доступны для потребителей. В настоящее время на рынке сотни смарт часов и еще больше различных фитнесс устройств. Например, Samsung Gear 3 имеет двухъядерный 1-ГГц процессор Exynos с 768 Мб оперативной памяти и 4 Гб флэш-памяти, которая работает на операционной системе Tizen, созданной на базе ядра Linux.
Часы поддерживает Bluetooth 4.2, 802.11b / G / N и магнитно-безопасную передачу (Magnetic Secure Transmission (MST)), а также NFC. Датчики включают в себя 3D-акселерометр, 3D гироскоп, барометр, HRM и рассеянный свет. Также присутствует GPS. Существует версия LTE, которая может совершать звонки, используя встроенный динамик и микрофон.
Создание смартфонов далеко не легкая задача, а учитывая конкуренцию, многие разработчики не хотят заниматься поиском решений в этой области. Однако существуют и другие мобильные приложения IoT. Тут появляются такие платформы как Hexiwear. Устройство основано на плате компании NXP Kinetis K64x Cortex-M4. Hexiwear поддерживает Bluetooth LE и 802.15.4. Он имеет 3D акселерометр, 3D гироскоп, датчик давления, датчик освещенности, датчик влажности и HRM. Платформа имеет интерфейс с емкостным сенсорным дисплеем и OLED.
В отличии от Samsung Gear 3, Hexiwear предназначен для разработки. Он также может быть вставлен в браслет и имеет порт расширения. Гнездо USB Micro для зарядки и обмена данными.
Но помимо часов также активно разрабатываются и другие носимые технологии. Например, смарт одежда и смарт обувь все больше становятся доступными и набирают популярность. В качестве примера можно привести интеллектуальную стельку от Stridalyzer ReTiSense. Она отслеживает давление ноги с помощью пары датчиков, позволяя системе рассчитывать напряжение и движение, а не только количество шагов, как это делает фитнес трекер. Он использует Bluetooth LE для связи со смартфоном или Stridalyzer Pod. Pod записывать полезную информацию в том случае, если вы не хотите бегать со своим смартфоном.
Отслеживание сна часто способны поддерживать смарт часы и фитнес устройства, но для их эффективной работы они должны быть одеты ночью, что не всегда удобно. Альтернативой этому является смарт кровать или, в случае проекта Luna Indiegogo, матрас с «крышкой». Его покрытие включает в себя целый ряд датчиков для отслеживания информации о температуре слоев, влажности окружающей среды и других. Также присутствуют датчики освещенности и микрофоны.
«Крышка» (или наматрасник) предназначена для отслеживания дыхания и частоты сердечных сокращений людей, и связана с облаком через Wi-Fi. Она также функционирует в качестве совместного устройства IoT, которое работает с группой совместимых продуктов. Это позволило бы системе регулировки температуры дома изменять температуру в помещении для вашего комфортного сна. «Крышка» стирается в стиральной машине и может быть высушена в сушилке.
Автоматизация дома
IoT созрели и для систем умный дом, но данное решение пока еще имеет довольно большую стоимость. Большинство устройств имеют высокую цену. Системы управления и контроля, такие как Amazon’s Echo, с поддержкой голосового ввода, конкурируют с такими платформами как Google Home. Данные системы могут обеспечивать голосовое управление другими устройствами IoT, такими как смарт освещение, системы безопасности, смарт телевизорами и другими устройствами, которые являются частью умного дома. Беспроводная связь имеет гораздо больше преимуществ по сравнению с проводными устройствами предыдущих систем умный дом.
Эти системы управления можно использовать и как беспроводные колонки, они также всегда слушают пользователей. У них нет камер, пока нет. Конечно, интеллектуальные камеры уже доступны для приложений безопасности, но для бытовых потребителей они пока не распространены.
Смарт освещение может использовать акустические системы для передачи голосовой команды по беспроводной связи не только для включения и отключения света, но и для регулировки яркости. Также можно передавать сигналы с помощью смартфона на различные лампы.
Умными замками (например, Kevo Kwikset) можно управлять с помощью брелка, реального ключа, смартфона с поддержкой Bluetooth 4 или с помощью интернет. Другие системы используют альтернативное соединение, такие как NFC. Эти устройства могут предоставить выборочный контроль, такой как время доступа, статус слежения и использования.
Отслеживание состояния и использование всех видов вещей являются частью IoT. Например, устройства слежения замера грунтовых вод и влажности окружающей среды. А системы, такие как Fishbit, мониторят рН, соленость и температуру в аквариуме.
Собаки, кошки и прочие домашние животные теперь могут иметь носимые устройства, основанные на GPS. Также подобные устройства существуют для детей и пожилых людей. IoT на основе GPS могут быть полезны для людей, осуществляющих уход за страдающими психическим расстройством, предупреждая их, если пациент оставляет определенное место.
Автомобильные IoT
Автомобильная промышленность все сильнее внедряет интернет вещей в свою продукцию. Смарт автомобили могут связывать IoT устройства со своей системой телематики. Наиболее распространенным устройством интернет вещей для автомобилей является возможность подключения смартфона к аудиосистеме автомобиля с помощью Bluetooth. Более продвинутые системы способны обеспечивать двустороннюю связь.
Некоторые автомобили теперь имеют встроенные Wi-Fi роутеры. Например, большинство новых автомобилей GM (Chevy Bolt) поддерживают систему OnStar 4G LTE, способную предоставлять возможность Wi-Fi соединения для пассажиров. Данная возможность только начало развития данных технологий применительно автомобильного транспорта.
Эксперты прогнозирует очень большой рост рынка IoT в ближайшие годы. Появление новых видов датчиков, а также технологий обработки и хранения информации открывают новые сферы для интернет вещей. Смарт системы на основе IoT внедряются не только в бытовую жизнь, но и промышленное производство, энергетику, нефте-газовую отрасль.
Но на все преимущества IoT есть один существенный недостаток – безопасность хранения информации и неприкосновенность личной жизни. Так как постоянное использование сети интернет позволяет подключатся к системам IoT хакерам, которые могут получить доступ не только к информации, но и к управлению смарт системами. Для разработчиков внедрение надежных средств защиты является задачей не из легких, если брать во внимание огромнейшее количество разновидностей интернет вещей на современном рынке.
