Интернет вещей — что это такое и как он устроен?

«Интернет вещей» (англ. internet of things, IoT) – это набор информации, которую передают электронные источники данных о состоянии какого-либо устройства или внешней среды. Это могут быть датчики погоды, теплорегуляторов, насосов и прочих устройств (IoT devices). Они передают малое количество типов данных в больших объемах, которые могут быть указаны в отчетности наравне с показателями, полученными из других широко распространенных систем (CRM, например). Одна из быстроразвивающихся сфер, в которой широко используется IoT – умные дома. По данным International Data Corporation, в 2020 году мировой рынок устройств для умных домов вырос на 4,5%. А в России объем продаж устройств за прошлый год оценили в $1,2 млрд. Больше всего потребители покупали управляющие устройства, охранные системы (датчики движения, программируемые замки), бытовую технику (умный холодильник, пылесос и другое), развлекательные системы, средства автоматического освещения и регулирования энергопотребления. В работе всех перечисленных устройств задействован «интернет вещей». Он помогает отслеживать состояние приборов и систем.

Простыми словами «интернет вещей» состоит из устройства, которое передает данные с определенной периодичностью, и нечто, считывающее эти данные. Это может быть другой датчик или стриминговое программное обеспечение на платформе (IoT platform). Доставка информации осуществляется в озеро данных – систему хранения и обработки сведений, которая позволяют работать со сложно структурированной или с неструктурированной информацией в больших объемах для последующего использования. В быту связь с датчиками осуществляется через приложения для гаджетов и с помощью других подобных компьютерных технологий и решений (IoT solutions).

Преимуществ у «интернета вещей» много. Одно из главных – использование информации для получения коммерческой выгоды. К примеру, в сфере розничной торговли при изменении погоды меняется спрос и средний чек. Магазин может увеличить продажи тех или иных товаров, если будет учитывать полученные с датчика данные о погоде в районе. Во время дождя в магазине можно помещать на видное место зонты, а в жаркую погоду – мороженое и напитки. По данным аналитиков компании «Магнит», в 2019 году в Москве был аномально теплый май, что привело к росту продаж мороженого и прохладительных напитков на 25%. В том же году компания начала использовать технологии искусственного интеллекта для анализа спроса на продукты, в том числе учитывались погодные данные. В IoT аналитики используют информацию датчиков для более точных маркетинговых и финансовых прогнозов. Это помогает оптимизировать работу компании и принимать эффективные бизнес-решения. Экономически выгодно использовать «интернет вещей» и при эксплуатации оборудования. Датчики позволяют отслеживать состояние устройства и передавать данные о нем. Это делает возможным предотвращение поломки техники. Вовремя проведенное профилактическое обслуживание почти всегда стоит дешевле ремонта и позволяет избежать временных задержек в работе. При использовании «интернета вещей» есть один нюанс. Поступающие данные с датчиков актуальны в конкретный момент времени. Поэтому важно настроить их моментальную обработку, чтобы достичь желаемого результата. В противном случае можно получить огромный объем сохраненных быстро устаревающих данных. Особенно это актуально, если используется несколько датчиков для сбора информации. Сложность при использовании IoT – работа с многообразием форматов данных, разной периодичностью их поступления и дублированной информацией. Например, когда датчик шлет сведения о состоянии устройства, он должен получить отклик, что сигнал принят. При обрыве связи или отсутствии отклика датчик отправляет информацию повторно. И во время обработки данных может возникнуть путаница, новый ли это сигнал о состоянии устройства или дубликат предыдущего. Кроме того числовые значения, которые отправляются, могут не соответствовать действительности. Бывает так, что они должны быть в границах от нуля до одного, а они из них «выпадают». Тогда придется искать причины такого сбоя (неисправность датчика или принимающего устройства, ошибка сети и др.).

Чаще всего IoT применяют при эксплуатации приборов и оценки их работы. Это позволяет отслеживать состояние устройств, вовремя проводить их профилактическое обслуживание. К тому же это способствует повышению эффективности работы приборов благодаря своевременному реагированию на изменившиеся данные. «Интернет вещей» используют и в бизнесе для увеличения прибыли (анализ изменения внешней среды, работы оборудования), при антикризисном управлении (для прогнозов и составления отчетности, чтобы получить дополнительную информацию) или для получения финансовых выгод при сделках на бирже. Например, условия сделки и цены бумаг актуальны в конкретный момент времени. IoT дает возможность молниеносно отслеживать эти данные и использовать их во время торгов. Широко используется «интернет вещей» и в других сферах:

• при эксплуатации транспортных средств, особенно в сфере грузоперевозок (повышает безопасность и снижает расходы на обслуживание автомобилей);
• в ритейле (помогает понять потребности клиентов в реальном времени, глубже исследовать их поведение и предоставлять выгодные решения для покупателей, улучшать работу соответствующих сервисов);
• на производстве (помогает отслеживать оценку качества товаров потребителем, а также повышать производительность оборудования);
• в здравоохранении (позволяет быстро реагировать на изменившиеся данные о здоровье пациентов);
• в работе государственных организаций (для отслеживания пробок и аварий на дорогах, при взаимодействии граждан с городскими службами, для поддержания безопасности в городе);
• в работе умных домов;
• в банковской сфере и в области страхования (помогает получить больше информации для управления рисками, контроля расходов, предотвращать случаи мошенничества и персонализировать общение с клиентами);
• в сельском хозяйстве (улучшает эффективность работы сельскохозяйственного оборудования, позволяет отслеживать здоровье скота и качество выращиваемых культур, а также влияние действий на экологию);
• в сфере образования (помогает отслеживать успеваемость учащихся, повышать качество научных исследований и способствует эффективной коммуникации студентов и будущих работодателей);
• в спортивной индустрии (позволяет оптимизировать ценообразование билетов на стадионах, персонализировать маркетинговые кампании для зрителей и болельщиков, находить новые возможности для спонсоров, совершенствовать тренировки спортсменов с учетом их успехов и показателей здоровья);
• в медиа сфере (позволяет лучше управлять рекламными кампаниями, повышать их эффективность, проводить более глубокий анализ аудитории и ее потребностей, получать обратную связь от потребителей).

С развитием технологий датчики стали делать минимальных размеров, чтобы их можно было использовать на большем количестве вещей (даже на одежде). Соответственно, количество сфер жизни, в которых применяется IoT, будет только расти. Помимо этого «Интернет вещей» продолжает свое развитие параллельно с искусственным интеллектом. В будущем IoT и искусственный интеллект позволят еще больше автоматизировать процессы и дадут возможность приборам и системам самостоятельно регулировать свою работу.

Данные IoT передаются по защищенным сетевым протоколам и чаще всего не нуждаются в дополнительной защите, кроме случаев передачи биржевых и других финансовых сведений. Также может понадобиться конфиденциальность при хранении и передаче сводной и аналитической информации, полученной на основе анализа данных искусственным интеллектом. Существует несколько видов угроз для «интернета вещей»:

1. изменение состояния и работы устройств злоумышленником;
2. перехват сигнала вещания;
3. отправка ложных данных;
4. замена программного обеспечения;
5. повышение прав устройства для выполнения других действий и проч.

Уже сейчас есть дополнительные решения для безопасности программных компонентов и датчиков, безопасности операционной системы (защита от вредоносного ПО и хакерских атак), специализированная защита встраиваемых систем при использовании низкопроизводительного оборудования с ограниченным объемом памяти. Усилить защиту можно с помощью проверки подлинности пользователей и присвоения им прав владения информацией, разграничения доступа и контроля подключений, использования сложных паролей доступа и их изменения на новых устройствах, сквозного шифрования данных и своевременного обновления устройств и программного обеспечения. Чтобы обезопасить «интернет вещей» от взлома, кражи данных и кибернетических атак используются также блокчейн-технологии. Они позволяют сохранять протоколы обмена и результаты взаимодействия устройств. К тому же если некоторые устройства будут взломаны, это не повлияет на работу системы в целом. Такая технология чаще всего используется в банковском секторе и государственных структурах. В автомобильной отрасли применяется дополнительна система безопасности с центральным безопасным шлюзом и набором сервисов оценки защищенности подключенных машин. Развитие «интернета вещей» и безопасности его использования продолжается ежедневно, поэтому мы будем и дальше отслеживать все нововведения в этой сфере.