«Is This IoT?» — учимся не называть Интернетом Вещей все подряд


    Еженедельно какая-нибудь топовая IT-компания объявляет о том, что вкладывает миллионы (а то и миллиарды) в изучение и развитие Интернета Вещей — и каждый такой пресс-релиз сопровождается новым определением того, что такое Internet Of Things.

    Для людей, далеких от разработки, Интернет Вещей — такое же «ругательство», как и блокчейн, машинное обучение и Big Data, а в разъяснениях «для чайников» о том, что такое IoT, используются либо примитивные бытовые примеры про включающиеся по таймеру кофеварки, либо фантазийные футуристические концепции «умных городов», которым бы позавидовал даже Остап Бендер с его историями про межгалактические шахматные турниры в Васюках. Но и среди разработчиков встречаются разночтения — кажется, на каждой из конференций, посвященных IoT, я слышала новую версию касаемо того, что же такое Интернет Вещей. Даже в рамках одной и той же конференции представители серьезных компаний вроде Microsoft, Ростелеком или Huawei говорят совершенно о разном — не говоря уже о небольших игроках IoT-рынка.

    В этой статье я постараюсь отделить зерна от плевел, IoT — от телематики и Big Data, и докопаться до сути Интернета Вещей. Приятного прочтения.

    «Интернет вещей — это…» Что писать после тире?




    С точки зрения технологий, IoT представляет собой четырехзвенную систему: подключаемые устройства (сенсоры, датчики, терминалы), сети, по которым они взаимодействуют, IoT-платформы и приложения для конечных пользователей. При этом первые два уровня исключить из структуры нельзя, платформы в решении присутствуют вариативно, клиентский интерфейс пока наличествует везде, но в будущем, возможно, уровень приложения и другие дополнительные элементы в управлении отпадут. Взаимодействие будет сводиться к backend-приложению, которое будет анализировать действия человека — и на основе этого анализа формировать взаимодействие с конечными устройствами без дополнительного нажатия кнопок. Например, система «умного дома» будет знать, во сколько (и какой яркости) хозяин обычно включает свет, к какому часу разогреть ужин и во сколько нужно включить телевизор, потому что начинается любимый сериал домовладельца. Все это будет работать на основе шаблонов, хранимых в базе системы, и формировать эти действия она будет без участия человека. Деятельность же разработчиков и пользователей будет сводиться к контролю — либо через приложение, либо через механическое выполнение действий.

    Но вернемся в настоящее. IoT также можно разложить на этапы: снятие показаний, принятие решений на основе этих показаний и корректирующее воздействие. Некоторые разработчики считают, что полноценным считается только тот IoT-продукт, в котором система берет на себя те или иные решения, а не просто управляется извне. То есть по-настоящему «умный дом» — это когда вы заходите в помещение, а климат в комнате меняется в зависимости от температуры вашего тела и пульса, информация о которых была считана с фитнес-трекера. Впрочем, с последним утверждением согласны не все игроки IoT-рынка: хотя введение такого ограничения позволило бы отсеивать тех недобросовестных производителей IT-решений, которые лишь заменили кнопку на пульте кнопкой в мобильном приложении. И после этого начали называть свои устаревшие системы мониторинга или дистанционного управления IoT-продуктами, неоправданно увеличив ценник.

    «Да я такое еще 25 лет назад делал!». Правы ли те, кто говорит, что Интернет Вещей — это новое название старой технологии?




    Зачатки телематики (из которой впоследствии вырос IoT) зародились еще в начале 20 века (вспомним эксперименты Тесла) — и с тех пор развиваются, причем эволюционно и не линейно. Среди предшествующих Интернету Вещей технологий и трендов можно назвать СКАД, АСУ ТП, машинное взаимодействие (М2М).

    Все начиналось с локальных решений, которые позволяли автоматизировать что-либо путем установки связи (проводной или с использованием каналов малой дальности действия) между агрегатами: системы автоматического оповещения, автоматического открытия и закрытия ворот, мониторинга и т.д. Технически структура была такая же: железки, собирающие информацию, передающие ее извне и исполняющие команды, сети, а также системы, которые у себя это агрегировали, содержали бизнес-логику и слой приложения. Но поначалу это была специфическая дорогостоящая нишевая история. Ранее автоматизация была доступна только в ограниченном количестве областей и только для предприятий с крупным бюджетом.

    В то же время, в инженерии время от времени накапливаются количественно-качественные изменения, которые становятся причиной качественных изменений в бизнесе. В каждой из составляющих будущей IoT-архитектуры (железо, сети, сервера) в течение нескольких десятилетий происходили значительные изменения. Девайсы стали меньше по габаритам, их стоимость существенно снизилась, у многих моделей заметно увеличились сроки автономной работы — мощные встроенные аккумуляторы теперь позволяют устройствам работать до 10 лет без подключения к питанию. Рынок теперь может потреблять датчики миллиардами — и применять их в областях, в которых ранее это было невозможно. Так, использование телеметрии в полях или в железнодорожных вагонах 10 лет назад было бы слишком затратным с точки зрения энергопотребления — теперь же положительный эффект от использования IoT заметно превышает расходы.

    Также появились новые сети (5G, Lo-Ra, NB-IoT), которые могут обеспечить высокую пропускную способность и энергоэффективность обмена данными. Сервера же итак постоянно развиваются, их мощности (по «закону Мура») раз в два года кратно увеличивают свои мощности, к этому добавились софтверные преобразования, появились IoT-платформы, развивается Big Data… Все это дает возможность решать новые бизнес-задачи (например, заниматься предиктивным анализом), создавать новые виды бизнеса (такие как каршеринг) и, главное, применять все это в компаниях меньшего масштаба и с меньшими затратами.

    Телематика до вышеупомянутых изменений представляла собой простое получение информации и передачу ее на конкретный компьютер, поэтому в сознании потенциальных клиентов она ассоциируется с чем-то устарелым, дорогостоящим и сильно ограниченным по функционалу. IoT же является следующим шагом в цепочке после телематики, может выполнять ее задачи, — но также включает в себя куда более широкий круг возможностей. В свою очередь, все прогрессивное должно обозначаться новым термином. Вспомним производителей телевизоров — все эти Full HD, 4K, Ultra HD и так далее. По сути это просто стадии развития технологий качества передачи изображения — но, чтобы подчеркнуть разницу между картинкой в старых и новых моделях, технологиям даются новые названия. Таким образом, термин IoT был создан и популяризирован, в первую очередь, чтобы защитить новый виток развития технологий в глазах клиентов и инвесторов. При этом концепция IoT не имеет каких-то жёстких рамок и ограничений — при желании в Интернет Вещей можно включить даже роботов на Марсе, управляемых космическими центрами НАСА.

    Пока что телематика и IoT делят один рынок, но постепенно процентная доля телематики в нем будет уменьшаться. При этом телематика как таковая не исчезнет, поскольку останутся специфические клиенты — такие как изолированные от интернета военные организации.

    На уровне массового сознания IoT также зачастую воспринимается только как источник данных для Big Data — то есть как совокупность датчиков и сенсоров, которые собирают информацию оттуда, откуда ее раньше не могли извлекать. При этом считается, что конечная ценность извлекается на уровне алгоритмов сетей, а Интернет Вещей ошибочно рассматривают только как приложение по сбору и агрегации данных. Однако IoT отличается от телематики и Big Data возможностью не только собирать информацию об объекте, но и управлять этим самым объектом. Основная ценность Internet Of Things — в автоматизации процессов и в возможности управлять чем-то на уровне объектов реального мира, вычеркнув из цепочки людей-посредников. Хотя при этом IoT все же находится в тесной связи с нейронными сетями и Big Data, поскольку последние работают с данными, агрегированные IoT и телематикой.

    Кстати, минимизация участия человека — это одна из главных «фишек» IoT, поэтому некоторые разработчики называют Интернетом Вещей концепцию по объединению цифрового пространства с реальным миром. То есть обычный «человеческий» интернет объединяет людей и служит посредником между ними — например, когда владелец интернет-магазина из Нью-Йорка связывается с покупателем из Москвы. «Интернет Вещей» же коннектит человека с объектом реального мира напрямую и служит не только связующим звеном, но и непосредственным исполнителем команд.

    Таким образом, IoT — это не новая технология, а новая концепция и новый способ утилизации уже существующей технологии автоматизации, ее демократизация. Глобального технологического переворота не произошло — поэтому можно понять инженеров, которые в ответ на новости об IoT бурчат «да что в этом такого, я уже 25 лет этим занимаюсь». И да, они занимались схожими технологиями, но и задачи они решали двадцатипятилетней давности.

    IoT и IIoT – соотношение понятий




    Рынок Интернета Вещей состоит из большого количества простых потребностей, которые могут быть удовлетворены с помощью IoT, и идей, за реализацию которых люди будут платить. При этом практически в любом сегменте рынка есть товары широкого потребления, которые всегда отличаются по характеристикам от специализированной продукции для нишевых профессионалов. Фотоаппараты для любительских снимков и для профессионалов, ножи для дома и для ресторанов, мини-газельки и фуры — на деле они совершенно разные, хотя основа и сущность у них одна. На промышленных предприятиях нужны устройства, способные работать в особых температурных, шумовых и прочих нестандартных условиях, предъявляются заметно более высокие требования к качеству монтажа, оперативности реагирования узлов, к принципам взаимодействия между ними и т.д. Это сильно влияет на стоимость — и, в конечном счете, на позиционирование продукции поставщиков IoT решений для промышленности.

    По сути производственное предприятие (особенно полного цикла) — это своеобразное «государство в государстве», которое подчиняется своим законам: техническим регламентам, описаниям механических, промышленных и бизнес-процессов, требованиям безопасности и так далее. Завод или предприятие изначально представляет собой систему устройств, которые взаимодействуют между собой и с человеком на различных уровнях (в том числе и на механическом), доля же взаимодействия со внешним миром (по сравнению с другими видами бизнеса, в котором применяется IoT) совсем небольшая. Формально IIoT входит в часть единой концепции Интернета Вещей, при этом компании, которая специализируется на «гражданском» IoT, будет сложно переключиться на промышленный — и наоборот. Обычно компании, работающие с IIoT (за исключением IT-гигантов), ограничиваются только созданием промышленных решений и не представлены в других сегментах рынка IoT. Так что IIoT — это еще и условная «специализация» IoT-компании.

    Деление Интернета Вещей на сегменты производится достаточно искусственно — и оно скорее маркетинговое, чем техническое, цель этого деления — сфокусировать внимание. Фокус в сегменте IIoT (Industrial Internet of Things, промышленный Интернет Вещей) с точки зрения технарей — это более подробное изучение предметной области (например, станков), разработка специализированного софта и датчиков. С точки же зрения бизнеса — это просто достаточно денежный, и при этом специализированный сегмент рынка.

    Среди основных направления развития IIoT можно отметить:

    • Предотвращение аварий, которые могут произойти в ближайшее время — перегрев, уже случившиеся поломки и и.д.;
    • Предиктивный анализ — более эффективное и бережное использование ресурсов в длительной перспективе;
    • Управление оборудованием (автоматизация, минимизация участия человека).

    Немного о причинах возникновения терминологических споров




    Споры по поводу определения IoT во многом связаны с глокализацией — то есть адаптацией общемировых понятий и трендов под локальные условия. Каждая культурная или инженерная среда старается интегрировать новый тренд в рамки привычных им терминов — и в результате получается неоднородная «каша».

    Так, в Германии принято пропускать все технико-экономические новшества через призму промышленности, поэтому вместо IoT там используются термины «Индустрия 4.0» или «Четвёртая промышленная революция», в США (во многом с подачи компании «Cisco») чаще используется термин «Internet Of Everything» (более громогласный, как и свойственно американскому рынку), в остальных странах Европы, в Азии и на Ближнем Востоке наибольшее распространение получило понятие «Internet Of Things».

    Основная слабость формулировки «Интернет Вещей» состоит в том, что пакеты данных между устройствами передаются в том же самом интернет-пространстве, в котором общаются между собой люди. Все веб-интерфейсы, API, приложения, провайдеры принадлежат тому же самому интернету, которым пользуются живые пользователи. А термин «Интернет Вещей» вызывает ощущение того, что это какое-то отдельное от «человеческого интернета» пространство, и везде в мире параллельно разложены те же самые провода, что и для обычных ПК, но предназначенные лишь для коммуникации между вещами.

    В России изначально использовалось понятие «киберфизическая система», очень схожее с IoT: есть и петли обратной связи, и потоки данных, и управляемое железо с набором паттернов поведения. Кстати, первая российская магистратура, связанная с IoT, называется «Интернет Вещей и киберфизические системы» – по сути в названии дублируется один и тот же термин, ибо профессура ВШЭ решила, с одной стороны, отдать дань дать локальным российским трендам, а с другой — использовать устоявшуюся в мире терминологию.

    Дискуссии по поводу определения IoT также усугубляются тем, что в обсуждении активно участвуют интересанты: представители разных видов бизнеса, связанного с IoT. При этом большинство спикеров фокусируют или сужают термин Интернета Вещей до той предметной области, которую они представляют или в которой имеют наибольшую компетенцию. Так, организации-производители железа говорят, что IoT — это совокупность сенсоров и датчиков, создатели платформ зачастую сводят IoT только к софту… Важно смотреть шире — и помнить, что технологии неотделимы от бизнеса и одно порождает другое.
    Поделиться публикацией

    Комментарии 16

      +3
      Я так и не понял, что такое этот ваш IoT. Так и осталось впечатление, что IoT это когда в утюг запихивают Wi-Fi, нафига не понятно, но типо круто.
        +1

        Типо чтобы если ты боялся что ушел и не выключил утюг то умный дом сам за тебя его выключил, но параноик во мне говорит чтобы подслушать тот факт, что ты поругался с женой и предложить тебе рекламу проститутки, юриста по разводам и хостела где можно провести ночь, причем возможно в одном лице =)

          0
          Будущее ты прекрасно!
          +1
          IoT — просто модное словосочетание. Раньше это называлось автоматизацией. Сейчас технологии развились, датчики и исполняющие устройства подешевели и стали жрать меньше энергии, многие стало возможным запитать от батареи. Это позволяет массово внедрять их там, где раньше это было дорого либо вообще невозможно.

          Wi-Fi в утюге — это, конечно, хайп.

          Настоящий IoT — это счетчики, которые сами отсылают данные управляющей компании (причем LoRa позволяет передавать по радиоканалу на пару километров даже из подвала — скорость будет несколько бит в секунду, но для счетчиков, передающих данные раз в сутки этого вполне достаточно).

          Это GPS-трекеры, позволяющие отслеживать весь городской транспорт в режиме реал-тайм и автоматом показывающие на табло на остановках время прибытия следующего автобуса (а в приложении — карту со всем городским транспортом поблизости). Относительно старая технология (лет 10-15 назад уже внедрялась), но сейчас такое назвали бы IoT.

          Датчики освещенности, температуры и влажности в теплицах, автоматически включающие свет, закрывающие окна и поливающие растения.

          Разнообразные фитнес-браслеты, шагомеры, какие-нибудь специализированные спортивные устройства. Например, датчик положения клюшки для гольфа, записывающий траекторию, анализирующий ошибки и предлагающий соответствующие видео-уроки — дешевая альтернатива постоянному надзору тренера (т.е. тренер нужен в начале, а потом раз в неделю, а в промежутках — датчик).

          Браслет на больном в стационаре, который при остановке сердца отсылает сигнал прямо лечащему врачу, который тут же бежит спасать (минуя медсестер, которые должны регулярно проверять больных, а потом искать врача по всему корпусу).
            0
            Важный аспект: в IoT девайсы обычно сильно разнесены географически и соединены между собой не напрямую, а через Интернет. Локальная система полива не выходящая за пределы теплицы вряд ли может считаться IoT
              0
              А если она заходит не сервер яндекса узнать погоду, видит что завтра будет дождь и не включает насос что бы качать воду из скважины? Это уже IoT?
                +2

                Ну грубо говоря да — этим и отличаются локальная АСУ от вышеупомянутой АСУ с кричащим маркетинговым названием, единственное я особо не видел желающих в промышленности связывать датчики по простому интернету (вопрос о протоколах в IIoT хотя уместнее называть как раньше автоматизация комплексная).

          0
          IoT представляет собой четырехзвенную систему: подключаемые устройства (сенсоры, датчики, терминалы), сети, по которым они взаимодействуют, IoT-платформы и приложения для конечных пользователей. При этом первые два уровня исключить из структуры нельзя, платформы в решении присутствуют вариативно, клиентский интерфейс пока наличествует везде, но в будущем, возможно, уровень приложения и другие дополнительные элементы в управлении отпадут. Взаимодействие будет сводиться к backend-приложению

          1) четырхзвенное деление имеет смысл
          2) платформы != backend. Или сервер. Или еще что-то НЕ на стороне подключаемых устройств. (Кстати — сервер, тоже может быть всего лишь еще одним таким устройством. Все зависит от платформы)
          3) подключаемые устройства-эффекторы (дисплеи, утюги, батареи отпления и проч) — это и есть клиентский интерфейс. Вопрос только — кто клиент, кто владелец данных, кто владелец инфраструктуры (т.е. «вещей» и «сетей»), и кто — выгодополучатель.
            +2
            Сложилась устойчивая уверенность, что IoT — это не технический, а чисто маркетинговый термин для привлечения внимания инвесторов, покупателей и т.д. Само по себе это не ново — надо же как-то привлекать внимание. Скажем, ещё с конца 9х не раз встречал термин «Интернет 2», причём за это время он обретал совершенно различный не связанный друг с другом смысл. Или же «облака». Думаю, на этом ресурсе каждый сможет привести похожие примеры.
              +1
              и каждый такой пресс-релиз сопровождается новым определением того, что такое Internet Of Things.

              https://xkcd.com/927/


              Было 14 определений, написали статью, теперь 15

                +1
                Я сам айтишник, но считаю, что в моём доме должно быть только пятеро умных — я, жена, двое детей и собака. Остальное должно быть прямолинейным, предсказуемым и без выкрутасов. Считайте это моей придурью.

                Если мне надо включить свет, я сам нОгами дойду до выключателя, протяну руку и включу. Если мне захотелось попить чаю, я наберу чайник и вскипячу. Вообще не проблема. Мне не надо, чтобы сервера Гугла, Амазона или Яндекса морщили лоб в натужных попытках предугадать, достаточно ли сильно мне захотелось чаю.

                Может быть потом, когда стану совсем старым и дряхлым, за мной нужен будет постоянный уход. Но сейчас меня, здорового коня, пожалуйста не надо кормить с ложечки. Я сам, ладно?
                  0

                  Когда я приеду домой, не надо мне открывать ворота гаража, я сам выйду и под дождем буду кнопку держать, пока не откроются. Когда я… Хотя, впрочем, кажется никто не заставляет?


                  P.S.: IoT для конного этого примера не нужен и даже вреден, но суть не в этом

                    0
                    Ну вот не надо утрировать. Открывать под дождём для меня ворота гаража — это пожалуйста, это я одобряю, но не надо за меня думать, хочу я открыть ворота сейчас, или попозже.
                  0

                  "Отдел рекламы объяснит пользователя, чего он хочет"©
                  Даже если человек не хочет умный дом, ему все равно его можно продать. Сам участвовал пару раз в установке и настройке. Месяц активного совокупления с системой, чтобы заказчик неделю поигрался и выключил большинство функций. Ну перед гостями похвастаться.

                    0
                    Мне всегда казалось что IoT — это конкретно когда девайсы обмениваются информацией друг с другом, без участия в этом человека даже на второстепенных ролях. Т.е. утюг с вайфаем вполне может быть в IoT, если он использует этот вайфай для чего-то кроме того чтобы владелец мог поставить на телефон отслеживающее приложение, и делает это самостоятельно.
                      0
                      Автономное взаимодействие между устройствами это так называемый M2M (межмашинное взаимодействие). Тоже был популярный базворд. Но сейчас, как я понимаю это определение вошло в IoT.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое