Введение в Интернет Вещей



Вы просыпаетесь утром, а браслет для сна на вашем запястье уже успел записать, как вы спали, и загрузил данные в Twitter. Кофемашина получила данные из Twitter о том, что вы проснулись, и начала варить для вас утреннюю чашку крепкого напитка.

Руководствуясь данными все того же браслета, в вашей спальне включилось освещение, а в ванной комнате начало нагреваться полотенце. Когда вы шли из спальни в кухню, везде автоматически включались и отключались лампы. На кухне вас уже ожидала чашка кофе. Когда вы вышли из дома и отправились на работу, в квартире включился робот-пылесос и приступил к уборке помещения, передавая на ваш телефон информацию о ходе уборки.

Добро пожаловать в мир, основанный на концепции Интернета Вещей. В мир, образ которого в большей степени был предопределен крупнейшими технологическими компаниями. В мир, который обещает изменить наш образ жизни.

Что такое Интернет вещей?



Что же собой представляет Интернет Вещей. Как правило, под этим термином подразумевается сочетание недорогих, энергоэффективных процессоров и физических электронных датчиков, которые интегрируются в различные электрические приборы и «общаются» между собой посредством стандартов беспроводной связи.

Электронные датчики могут измерить абсолютно все, начиная от температуры и влажности, и вплоть до давления, расстояния, силы звука, уровня освещенности, силы тяжести, движения, ответной реакции. Далее, все записанные показания посредством установленного ПО могут быть обработаны и переданы по сети Интернет на другие устройства.

На последней международной выставке потребительской электроники в Лос-Анжелесе тема Интернета вещей была в центре всеобщего внимания. В выставке приняло участие большое количество больших и малых компаний, которые в течение ближайшего года предполагают вывести на рынок самые разнообразные устройства, подключаемых к сети Интернет. Например, компания Dyson анонсировала выпуск в этом году нового робота-пылесоса под названием 360 Eye с панорамным объективом и возможностью управления с телефона. Оснащенный Wi-Fi модулем и созданный на основе запатентованной технологии Cyclone, пылесос сможет посылать на телефон пользователя данные о ходе уборки.

А как вам нравится идея кофемашины, работу которой вы сможете контролировать с помощью приложения для мобильного телефона? Датская компания Scanomat разработала стильный аппарат TopBrewer, который позволяет выбирать тип кофе с помощью Android или iOS приложения. Если вы собираетесь посетить Копенгаген, обязательно зайдите в кафе TopBrewer Cafe, в котором никогда не бывает очередей, потому что кофе заказывается и оплачивается с помощью мобильного телефона.

Доступность технологий



Быстрое развитие Интернета Вещей было обусловлено продолжающимся удешевлением технологий. Последние пару лет мы непрерывно наблюдаем, как снижается стоимость самых различных устройств, начиная от 3D принтеров и заканчивая умными часами. Резко снизилась стоимость модуля Bluetooth, который обеспечивает беспроводное подключение устройств по соответствующему протоколу. Сегодня на eBay можно найти Bluetooth адаптер, который стоит менее 70 центов.

Фотодатчики, встраиваемые в браслеты для фитнеса и позволяющие определять пульс, стоят около 50 центов, а зеленые светодиоды продаются по одному центу за штуку. Однако ощутимее всего упала стоимость вычислительных мощностей, что и позволило встраивать компьютерные микросхемы практически в каждое устройство.

Устройства из разряда «сделай сам»



В отличие от прочих технологических революций, последняя настолько снизила стоимость компонентов, что это привело к ликвидации традиционных барьеров вывода на рынок новых продуктов и компаний. В настоящей момент, вам нужно лишь понимать, что собой представляет технология Интернета Вещей, то есть понимать принципы работы датчиков, процессоров, беспроводных сетей, облачных вычислительных сред, которые и составляют основу ИВ, и иметь хорошую идею.

Одна лишь идея не принесет вам миллионов. Однако благодаря сайтам, предлагающим прямое финансирование проектов (т.н. краудфандинг), таким как Kickstarter и indiegogo, инновации в сфере Интернета Вещей можно развивать, как силами технического сообщества, так и при участии богатых и влиятельных компаний (пример тому проект LIFX).

В конце 2013 года крупнейшая компания по производству компьютерных чипов Intel вышла на рынок товаров из категории «сделай сам», выпустив свою первую макетную плату под названием Galileo. Плата Galileo оснащена 32-битным одноядерным процессором с тактовой частотой 400МГц, который носит название Quark X1000 и разработан специально для развития проектов в сфере Интернета Вещей.

Чтобы продвинуть продукт на рынке, компания Intel планировала в 2014 году подарить 50 000 плат различным университетам по всему миру. С тех пор компания успела вывести на рынок плату Galileo 2 и супер тонкие платы Edison.

Wi-Fi решение за 3 доллара



Огромным шагом вперед в сфере Wi-Fi технологий стало создание крохотного чипа ESP8266, который выпустила китайская компания Espressif Systems. Особенность данного чипа заключается в том, что он содержит в себе такой набор элементов, который позволит построить полноценную Wi-Fi сеть. При этом сам модуль стоит всего 2-3 доллара.

По сравнению со стоимостью Wi-Fi модулей предыдущего поколения — это сущие копейки. При этом ESP8266 продолжает поддерживать стандарты 802.11b/g/n на частоте 2.4ГГц, т.е. стандарты, используемые вашими телефонами и планшетами. Если вы прочтете, на что способен этот небольшой чип, вы поймете, что он действительно позволил перевернуть представление людей о том, как и где можно развернуть сеть Wi-Fi. Встроенный улучшенный стандарт шифрования, отсутствие потребности во внешних компонентах или заводской настройке – очевидно, что все это объясняет популярность решения среди разработчиков.

Не так давно чип прошел сертификацию в Государственном комитете по телевидению, радиовещанию и связи США. Теперь, когда самый большой барьер преодолён, ничто не может помешать использовать этот чип в промышленных масштабах. Уже сейчас вы можете купить Wi-Fi модуль ESP8266 на eBay примерно за 3$ и использовать его совместно с микропроцессорными платами на базе Arduino для реализации своих проектов.

Bluetooth модуль HC-06



Несмотря на то, что модуль ESP8266, без сомнения, дал толчок к развитию целого направления новых дешевых устройств, напрямую подключаемых к Интернету, самым распространенным беспроводным соединением по-прежнему остается соединение на базе Bluetooth. В частности Bluetooth модуль используется при создании различного рода нательных устройств, например, браслетов для фитнеса, которыми изобилует рынок.

Bluetooth модули типа HC-06 продаются сейчас примерно по 4$ и работают они подобно беспроводному последовательному порту. Вы можете подсоединить модуль к любому домашнему устройству. Подобно стандартным устройствам, поддерживающим технологию Bluetooth, модуль HC-06 может связываться с любым телефоном или планшетом на базе Android или iOS для передачи данных.

32 битный процессор за 5$



Еще одна новинка на рынке – это крохотная макетная плата, оснащенная 72МГц энергоэффективным 32-битным микропроцессором STM32F103 ARM Cortex M3, которая должна стать прямым конкурентом продукции Intel. За процессором каждого iPhone и iPad, а также 98% устройств на Android стоит компания ARM, что обусловлено невероятной популярностью процессоров Cortex серии A.

Процессор Cortex M3 часто используется в смартфонах для выполнения второстепенных задач. Но он может быть использован и для ряда других нужд. В то время как Intel Galileo продается примерно за 74$, малюсенькая плата STM32F103 доступна в интернет-магазинах всего лишь за 4$.

Открытые стандарты



Быстрое развитие Интернета Вещей начинает сталкиваться с теми же проблемами, которые нанесли удар по революции в сфере развития персональных компьютеров в 1980х годах. В настоящее время, проблема заключается не в том, как вывести продукт на рынок, а в том как разработать соответствующие стандарты, без которых различные устройства окажутся всего лишь грудой хлама, неспособного «общаться» между собой.

В тщательной экспертизе нуждается все, от совместимости аппаратных средств и вплоть до того, как хранятся данные в облачных хранилищах. И прежде чем прогресс зайдет слишком далеко, рынку необходимо выработать соответствующие стандарты.

Количество стандартов

Компания Qualcomm – один из лидеров на рынке производства процессоров для телефонов и планшетов. Она производит чипы Snapdragon на базе архитектуры ARM, которые используются в таких устройствах, как Samsung Galaxy S5. Компания также является основным игроком на рынке Интернета Вещей, некогда начав разрабатывать протокол AllJoyn, который послужил основой для создания Альянса AllSeen.

Альянс был образован в 2013 году и уже тогда получил поддержку крупнейших производителя бытовой техники, таких как компания Electrolux, а также подключил к продвижению платформы компании Microsoft, LG, Panasonic, Sony и промышленного гиганта Bosch. Однако вскоре конкурирующие альянсы образовали и другие компании, желающие продвинуть свои решения.

Так, например, прямым конкурентом Альянса AllSeen стал консорциум Open Interconnect Consortium (OIC). Консорциум преследует те же цели, что и AllSeen, а именно пытается создать стандарты синхронизации для устройств, формирующих Интернет Вещей, но без использования протокола AllJoyn компании Qualcomm.

Консорциум OIC был создан в 2014 такими гигантами, как Intel, Samsung и Broadcom — конкурента Qualcomm. Однако вскоре между участниками случился разлад и в октябре 2014 года компания Broadcom покинула OIC. Сообщалось, что такое решение было вызвано разногласиями по вопросам защиты интеллектуальной собственности.

Крупнейшая компания по производству процессоров Intel также создала отдельный альянс «Intel Internet of Things Solutions Alliance», который, очевидно, собирается использовать более комплексный подход, продвигая бренды своих членов, таких как Dell, Hewlett-Packard, Fujitsu, Microsoft и Oracle.

На данном этапе ни альянс AllSeen, ни консорциум OIC не идут ни на какие уступки и, похоже, собираются позволить рынку выбрать, кто из участников станет победителем. Возможно, нас ожидает повторение битвы стандартов 'VHS vs Betamax', которая разразилась на рынке в середине 80х. Как говорится, все новое — это хорошо забытое старое…

Интернет Вещей в цифрах



Возможно кому-то проблема стандартов может показаться бурей в стакане воды, однако, существует немало причин, по которым создать и отобрать лучшие стандарты нужно как можно быстрее. Согласно исследованиям, проведенным компанией Gartner, уже в этом году количество подключенных к сети устройств и приборов достигнет 4.9 миллиардов единиц. К 2020 году эта цифра увеличится до 25 миллиардов.

По прогнозам в ближайшем будущем рынок производства продукции и услуг связанных со сферой Интернета Вещей достигнет 263 миллиардов долларов. Вице-президент компании Gartner, Джим Тулли заявил, что вихрь облачных, мобильных, социальных и информационных технологий, то, что он назвал «Кругом Сил», не оставили большинству компаний иного выбора, кроме как повернуться в сторону Интернета Вещей.

В декабре 2013 года компания Gartner назвала производственную отрасль, отрасль здравоохранения и страхования пионерами в области технологий, связанных с Интернетом Вещей. Производящие компании комбинируют технологии Интернета Вещей с существующими технологиями, такими как технологии LED освещения и управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием, при проектировании новых «умных домов». Компании, работающие в сфере здравоохранения, нашли применение недорогим датчикам, которые обусловили спрос на браслеты для фитнеса.

Что уж точно может удивить обывателя, так это применение технологий Интернета Вещей в сфере страхования. Компания Gartner прогнозирует, что страховые агентства могут начать предлагать специальные полисы, позволяющие анализировать данные о вождении в режиме реального времени, которые будут поступать с автомобиля, подключенного к сети.

Несомненно, у пользователя может возникнуть вопрос, а не получится ли так, что одинаковые данные могут привести к тому, что одни автомобилисты будут платить больше, чем другие, если их данные будут отнесены к категории «повышенного риска». Как бы то ни было, автомобиль, подключенный к сети – уже реальность. Gartner предсказывает, что число подключенных к Интернету автомобильных устройств к концу года достигнет 372 миллионов.

К вопросу о неприкосновенности частной жизни

Экспертов в области защиты персональной информации и чиновников из правительства США беспокоит вездесущность Интернета Вещей. В различных ТВ шоу постоянно затрагивается тема дронов с камерами, летающих над головами граждан, и заглядывающих к ним в дома и палисадники. Однако дешевые технологии Интернета Вещей могут привести к еще более агрессивному вторжению домашних приборов, подключенных к сети, в частную жизнь граждан.

Председатель Федеральной комиссии по торговле США, Эдит Рамирез, уже начала бить в колокола. Выставка потребительской электроники в Лос-Анжелесе, прошедшей в начале этого года, стартовала с приветственной речи руководителя подразделения потребительской электроники компании Samsung г-на Юна, который обрисовал блестящее будущее концепции Интернета Вещей и облачных ресурсов. При этом было заявлено, что все новые телевизоры компании Samsung станут частью Интернета Вещей к 2017 году.

Но пока на выставке большинство присутствующих глазело на подключаемые к сети устройства, Рамирез выступила с собственной речью. Сначала она рассказала о том, какие выгоды принесет концепция Интернета Вещей всемирному здравоохранению и экономическому росту, а затем поделилась сомнениями, связанными с вопросами «повсеместного сбора данных», «угрозы несанкционированного использования потребительских данных, которые могут иметь негативные последствия» и «повышенной угрозы безопасности».

Рамирез говорит: «Устройства, подключенные к сети, по сути, позволяют компаниям следить за нашей жизнью, которую при таком вмешательстве нельзя назвать личной».

Ее также волнует непредвиденные последствия сбора данных. Поэтому она задает вопрос, а не могут ли привычки людей пользоваться телевизором повлиять, например, на их будущее трудоустройство. В конечном итоге, устройства из мира Интернета Вещей просто могут быть взломаны, потому что они подключены к Интернету.

По существу, Рамирез призывает компании, работающие в сфере Интернета Вещей не игнорировать вопросы, связанные с безопасностью и частной жизнью потребителей. Однако нам предстоит еще увидеть будут ли Федеральная комиссия по торговле и прочие государственные агентства и дальше придерживаться такого мнения.

Анализ данных

Никого не должно удивлять, что в дальнейшем использование технологий Интернета Вещей повлияет на все сферы нашей жизни. Например, огромный поток данных, который возникнет в результате повсеместного использования устройств, подключенных к сети, приведет к спросу на экспертов в области анализа данных, что потребует скорейшего вовлечения сферы образования.

Спрос на знания в области анализа данных заставит университеты по всему миру расширить соответствующие образовательные программы. Например, в Австралии Сиднейский технологический университет уже в этом году запускает две новых двухгодичных программы по подготовке магистров в области обработки и анализа данных и в области инноваций. В то же время университет Монаш, начиная с 2016 года, предложит абитуриентам получать диплом бакалавра компьютерных наук в области анализа данных. Мельбурнский королевский технологический институт уже предлагает получать степень магистра в области анализа данных.

Предупрежден – значит вооружен



Возможно, не каждому из нас дано изобрести свое собственное устройство из серии Интернет Вещей. Однако без сомнения концепция Интернета Вещей может противоречить нашим представлениям о конфиденциальности, поскольку Интернет проникает в самые сокровенные сферы нашей жизни.

В настоящий момент технологию Интернета Вещей можно точно назвать передовой. Но чем больше мы будем понимать, как она работает, какие данные генерирует, как эти данные хранятся и используются, тем больше мы узнаем о потенциальных опасностях и выгодах, которые принесет нам Интернет Вещей.