Internet Perkara: apakah itu, cara ia berfungsi, kegunaan dan cabaran

Formarse » Kursus dalam talian percuma » Internet Perkara: apakah itu, cara ia berfungsi, kegunaan dan cabaran

Kami hidup dikelilingi oleh objek bersambung yang menghantar dan menerima data hampir tanpa kami sedari; Internet Perkara terbentang di persimpangan dunia fizikal dan digital ini. Pendek kata, ia adalah rangkaian peranti dan sistem yang Mereka mengumpul, berkongsi dan memproses maklumat untuk bertindak dengan campur tangan manusia yang paling sedikit.

Di sebalik gembar-gembur, nilai sebenar datang apabila data tersebut mendorong keputusan yang berguna: penyelenggaraan yang menjangka kerosakan, lampu isyarat yang melaraskan aliran trafik atau rawatan perubatan yang lebih cepat dan rapat. Itulah semangat yang telah dibayangkan oleh perintis seperti Bill Joy dan dipopularkan oleh Kevin Ashton pada akhir 90-an, apabila dia mencadangkan bahawa jika mesin mengumpul data sendiri, dunia fizikal menjadi mudah dibaca dan terurus pada skala.

Apa itu Internet of Things (IoT)?

Internet Perkara ialah ekosistem "benda" fizikal yang dilengkapi dengan penderia, kuasa pengkomputeran dan ketersambungan yang Mereka bertukar data dengan peranti lain dan dengan awan.Kami bercakap tentang segala-galanya daripada boleh pakai, perkakas rumah dan kereta kepada jentera perindustrian, infrastruktur, meter pintar dan seluruh bandar.

"Benda" ini boleh beroperasi secara autonomi, bekerjasama dengan orang lain, dan juga berinteraksi dengan orang ramai melalui antara muka Web atau mudah alih. Secara teknikal, mereka menggabungkan sistem siber-fizikal, pengkomputeran terbenam, dan rangkaian IP; secara praktikalnya, mereka membenarkan automasi proses, pemantauan persekitaran dan membuat keputusan masa nyata yang disokong oleh AI dan pembelajaran mesin.

Dari perspektif seni binaIoT difikirkan sebagai rangkaian terbuka dan sebahagian besarnya tidak menentukan, di mana perkhidmatan dan ejen diatur sendiri bergantung kepada konteks. Pendekatan ini sesuai dengan model dipacu peristiwa dan Web Semantik, yang memberi makna kepada data berdasarkan persekitaran dan tujuan.

Sejarah ringkas dan peristiwa penting

Asal-usul IoT boleh dikesan kembali kepada eksperimen pada tahun 80-an dan 90-an. Pada tahun 1982, mesin soda yang disambungkan melaporkan statusnya; pada tahun 1990, pembakar roti dikawal melalui internet; dan pada tahun 1991, kamera web di Cambridge memaparkan paras kopi dalam pembuat kopi. Kemudian, Kevin Ashton mencipta istilah IoT pada tahun 1999 semasa bekerja dengan RFID untuk mengoptimumkan rantaian bekalan.

Pada tahun yang sama, Bill Joy memperkenalkan komunikasi peranti ke peranti dalam rangka kerja "Enam Web" beliau. Bermula pada tahun 2008, penyeragaman IPv6 secara mendadak meningkatkan ruang alamat untuk peranti yang disambungkan; pada tahun 2010, alat dalam talian melebihi bilangan orang; dan pada tahun 2014 Google memperoleh Nest Labs. mendekatkan rumah pintar kepada masyarakat umumMereka juga menyerlahkan pemerolehan seperti pembelian ThingWorx oleh PTC, yang mencerminkan pelepasan pasaran platform IoT.

Secara selari, fenomena itu berkembang pada persidangan dan semasa "kitaran gembar-gembur" Gartner, manakala sektor perniagaan menyatukan apa yang dipanggil EIoT, yang dianggarkan mencapai 2019. hampir 40% daripada kumpulan perantiNaratif Ashton menggariskan peralihan daripada data tulisan manusia kepada data yang ditangkap penderia, membebaskan industri daripada batasan masa, perhatian dan kesilapan.

Cara IoT berfungsi: daripada penderia kepada tindakan

Pada asasnya, sistem IoT yang lengkap terdiri daripada empat bahagian: penderia atau peranti, ketersambungan, pemprosesan data dan antara muka pengguna. Penderia mengesan pembolehubah (suhu, kedudukan, getaran, imej, dll.) dan Mereka membungkus maklumat untuk penghantaran. melalui rangkaian.

Kesambungan menggunakan teknologi berbeza bergantung pada aplikasi: Wi-Fi, Ethernet, Bluetooth, Zigbee, LPWAN, satelit atau mudah alih. Protokol seperti MQTT atau CoAP mengoptimumkan penghantaran mesej ringan, dan dalam persekitaran industri, ia banyak. gerbang yang menterjemah protokol dan mereka mengukuhkan keselamatan.

Setelah berada di awan (atau di tepi), perisian memproses data untuk membuat kesimpulan keadaan, mengesan anomali atau melaksanakan peraturan. Jika perlu, ia bertindak secara automatik atau... memberitahu pengguna melalui panel atau aplikasiUlang-alik antara peranti dan satah kawalan ini adalah nadi operasi IoT.

Dalam RFC 7452, IAB mentakrifkan empat model komunikasi biasa: peranti-ke-peranti (pautan langsung, selalunya menggunakan Bluetooth), peranti-ke-awan (sambungan IP tradisional kepada perkhidmatan awan), peranti-ke-gerbang (ALG tempatan yang menjadi pengantara dan menyediakan fungsi seperti keselamatan atau terjemahan), dan perkongsian data antara bahagian belakang (pertukaran antara awan untuk analisis silang).

Pengkomputeran tepi: mengapa mendekatkan pengkomputeran kepada data

Model awan memusatkan sumber, tetapi tidak selalu menawarkan kependaman atau lebar jalur yang dikehendaki. Pengkomputeran tepi mengalihkan beberapa pemprosesan lebih dekat kepada peranti bertindak balas dalam milisaat, tapis data dan melegakan tekanan pada rangkaian dan pusat data.

Banyak contoh: menyelaraskan kumpulan kenderaan autonomi yang memindahkan kontena, atau menganalisis isyarat klinikal di hospital untuk mengesan kejadian kritikal di tapak. Malah telefon bimbit pengendali boleh bertindak sebagai pelayan tempatan berkuasa rendah untuk mengurangkan lalu lintas berlebihan ke awan.

Peralihan daripada hanya menghantar/menerima kepada menghantar, menerima dan menganalisis adalah kunci untuk mengekstrak nilai. Menggabungkan teknologi tepi dan awan membolehkan beban kerja masa nyata dan analitik sejarah, menyumbang kepada sistem yang lebih cekap. berdaya tahan dan cekap.

Mendayakan teknologi

Ekosistem IoT bergantung pada beberapa komponen: sambungan (Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LPWAN), protokol ringan (MQTT, CoAP), penderia dan penggerak yang semakin kecil dan berpatutan, dan platform yang memudahkan penggunaan, pengurusan dan analitis.

Keselamatan telah menjadi keutamaan apabila bilangan peranti bertambah; langkah keselamatan baru telah muncul. piawaian dan amalan tertentu untuk melindungi integriti dan privasi. Dan pengkomputeran tepi telah matang sebagai pelengkap semula jadi kepada awan untuk mengurangkan kependaman.

Tambahan pula, ketibaan 5G menjanjikan sambungan lebar jalur tinggi dan komunikasi yang sangat boleh dipercayai, memacu kes penggunaan besar-besaran dengan data masa nyata dan peranti yang sangat padat setiap sel.

Kegunaan utama dan contoh dunia sebenar

Dalam sektor pengguna, "rumah pintar" menyepadukan termostat, pencahayaan, bidai, pembesar suara dan peralatan yang dikawal daripada telefon mudah alih dan diselaraskan antara satu sama lain. teknologi boleh pakai Ia termasuk jam tangan, gelang atau pakaian dengan RFID, dan juga boleh pakai untuk haiwan peliharaan yang membantu mengesan mereka dan memantau aktiviti mereka.

Terdapat beberapa alat menarik yang menggambarkan konsep: kasut larian yang mengecas secara wayarles dan menghantar metrik larian; penderia taman seperti Parrot Flower Power yang memantau kelembapan dan suhu tanah; atau sistem seperti Garageio untuk buka dan pantau garaj dari jauh. "Butang pintar" juga telah berkembang biak untuk mengautomasikan adegan (contohnya, mematikan lampu dan penghawa dingin apabila meninggalkan rumah).

Dalam media dan pengiklanan, IoT menyediakan data tingkah laku yang memperhalusi segmentasi dan membolehkan mengukur penunjuk seperti kadar pengabaian, CTR atau interaksi. Jumlah maklumat memacu pembangunan seni bina data besar yang mampu menyerap, membersihkan dan menganalisis peristiwa pada skala besar.

Tenaga dan air adalah sektor yang diubah oleh meter pintar, rangkaian dan penderia. Utiliti sedang melaraskan tarif dinamik, menyepadukan boleh diperbaharui, dan mengesan kebocoran atau kerugian tidak dikira. Dalam loji dan talian penghantaran, pemantauan ramalan mengurangkan kegagalan dan kos.

Infrastruktur bandar (jambatan, kereta api, ladang angin, pengurusan sisa) mendapat manfaat daripada pemantauan keadaan struktur dan rancangan penyelenggaraan yang diselaraskan. Respons kecemasan dipertingkatkan dan sumber dioptimumkan. kos operasi dengan data objektif.

Dalam pertanian, "ladang bersambung" menggunakan penderia cahaya, kelembapan, suhu dan tanah untuk mengairi dengan tepat, mengoptimumkan input, dan mengurangkan pembaziranPetani boleh menyemak status ladang mereka dari mana-mana sahaja dan mengautomasikan pengairan mengikut peraturan.

Kesihatan bersambung (IoMT) termasuk pemantauan pesakit dari jauh, katil yang mengesan penghunian dan membantu mencegah terjatuh, dan penderia rumah untuk memantau kesejahteraan warga emasPeranti lanjutan juga telah muncul, seperti lengan prostetik berkuasa bateri yang menterjemahkan aktiviti otot kepada pergerakan, dan platform untuk memantau ubat dan tanda-tanda vital.

Dalam pengangkutan, apa yang dipanggil Internet Kenderaan mengintegrasikan komunikasi antara kereta, infrastruktur dan pengguna untuk menguruskan trafik, tempat letak kereta, tol elektronik, logistik dan kawalan armada masa nyataKargo sensitif suhu dilindungi terima kasih kepada penderia dan amaran untuk penyelewengan.

Dalam industri (IIoT), penderia yang disambungkan membolehkan penyelenggaraan ramalan, penglihatan mesin dan keselamatan yang boleh dipakai. Diagnostik yang lebih pantas, pesanan bahagian automatik dan pengesanan risiko awal Mereka meningkatkan produktiviti dan keselamatan. Perbezaan dengan IoT rumah ialah tumpuannya pada persekitaran tertutup, disepadukan dengan sistem perniagaan.

Dalam pendidikan, impaknya merangkumi pengurangan tugasan berulang (penggredan automatik dan muat naik gred) kepada pembelajaran adaptif dan realiti maya, termasuk ruang dan peralatan bersambung yang mengoptimumkan penggunaan bilik dan sumber.

Internet Segala-galanya, Web Semantik dan Internet 0

"Internet of Everything" (IoE), yang dipopularkan oleh Cisco, mengembangkan IoT dengan menyepadukan orang, proses, data dan perkara. Ia bukan hanya tentang menyambungkan objek, tetapi tentang menukar data kepada tindakan dan pengalaman yang diperibadikan, menambah "Internet of the Digital" dan "Internet of the Human".

Dari Web Semantik muncul perspektif lain: memberikan alamat (URI) kepada semua perkara, walaupun yang tidak berkomunikasi, supaya boleh dirujuk oleh ejen yang bertindak bagi pihak pemiliknya. Di sinilah konsep seperti "spimes" masuk, objek yang boleh dikesan sepanjang kitaran hayat mereka.

Pada lapisan fizikal, "Internet 0" ialah cadangan kos rendah berkelajuan rendah untuk membawa alamat IP kepada hampir semua perkara, membawa pengkomputeran di mana-mana kepada objek harian dengan kawalan dikongsi di peringkat pejabat atau rumah.

Menangani pemecahan ekosistem telah membawa kepada pakatan dan rangka kerja biasa: inisiatif seperti AllJoyn atau Rangka Kerja Ketersambungan Biasa Intel mencari saling kendalian antara pengeluarModel "interaksi boleh diramal" juga sedang diterokai, di mana keputusan dibuat lebih awal dalam awan untuk mengurangkan geseran bagi pengguna.

Syarikat dan projek telah memenuhi ruang ini: daripada penyelesaian hidup digital dan automasi rumah, platform yang menyatukan akses kepada ratusan peranti melalui API, pembantu arahan suara untuk mengawal rumah, hingga sistem sensor tertutup untuk persekitaran tertentu. Pada masa yang sama, syarikat seperti Applico, Broadcom, ioBridge, Libelium, National Instruments, Nest Labs, Google dan Sigfox menggambarkan kepelbagaian pemain.

Faedah dan kekuatan

Menghubungkan "benda" ke rangkaian menawarkan kelebihan ketara: akses kepada maklumat masa nyata, automasi proses dan Pengoptimuman SumberDi rumah dan pejabat, ini diterjemahkan kepada keselesaan dan kecekapan; dalam syarikat, ia diterjemahkan kepada produktiviti, kos yang lebih rendah dan keputusan yang didorong oleh data.

Dalam keselamatan dan perkhidmatan awam, amaran awal kebakaran, kebocoran atau kerosakan membenarkan tindak balas yang lebih pantasPenjimatan tenaga datang daripada melaraskan penyaman udara dan pencahayaan kepada konteks, dan proses menjadi lebih mampan dengan menggunakan hanya apa yang perlu.

Pengalaman pelanggan dipertingkatkan dengan perkhidmatan yang lebih diperibadikan dan operasi runcit yang diperhalusi oleh suar dan rak pintar. Pengurusan inventori dan rantaian bekalan mendapat manfaat daripada keterlihatan berterusan.

Had dan kritikan

Bukan semua bunga ros. Isu keselamatan, privasi dan keserasian berterusan. Kekurangan piawaian komprehensif boleh menghalang peranti daripada jenama yang berbeza daripada berfungsi bersama. memahami antara satu sama lainDan pelaburan awal dalam teknologi bukanlah perkara remeh bagi ramai.

Antara risiko yang dinyatakan ialah kekurangan penyulitan pada peranti tertentu, kata laluan kilang yang lemah, dan serangan spoofing yang mengeksploitasi antara muka yang kurang selamat. Jurang digital juga menjadi kebimbangan: tidak semua orang atau wilayah boleh mengakses penyelesaian ini dengan mudah yang sama.

Di peringkat sosial, beberapa kes telah menimbulkan kebimbangan: daripada kontroversi mengenai penggunaan data secara besar-besaran untuk tujuan politik hingga episod pembantu suara yang secara tidak sengaja merakam perbualan. Kisah-kisah ini mengukuhkan permintaan untuk ketelusan dan kawalan yang jelas.

Privasi, etika dan kepercayaan

Gabungan IoT dan data besar menimbulkan kebimbangan yang munasabah: profil awam yang tidak diingini, pengagregatan data penggunaan dan mobiliti, dan kemungkinan senario panoptik jika berbilang sumber (rangkaian sosial, lokasi, transaksi) disatukan di bawah satu payung.

Institusi dan pakar memberi amaran bahawa projek infrastruktur pintar memerlukan sokongan rakyat Dari awal lagi, tanpa kepercayaan dan dialog, inisiatif seperti meter pintar menghadapi rintangan. Walaupun begitu, terdapat kes penerimaan apabila pertukaran antara privasi dan perkhidmatan adalah jelas dan terhad, seperti dengan kad pengangkutan awam.

Dalam keselamatan, vektor serangan adalah pelbagai: pemintasan dan eksploitasi data, peranti sebagai pintu masuk, gangguan pembuatan, atau kesan ke atas infrastruktur kritikalRisiko khusus ditambahkan pada ini: botnet yang merampas beribu-ribu objek yang tidak dilindungi dengan baik, kekurangan penyulitan hujung ke hujung, kata laluan lalai, pancingan data dan pendedahan privasi.

Model seni bina lanjutan

IoT sangat sesuai dengan seni bina dipacu peristiwa dan sistem berbilang ejen yang mampu mengendalikan pengecualian. Pada skala makro, sistem menyerupai a rangka kerja yang kompleks gelung terbuka dan tertutup di mana tingkah laku yang timbul; bahkan tanggapan masa boleh bergantung pada objek atau proses yang merasakannya.

Pendekatan ini memerlukan pengkomputeran selari besar-besaran dan Sistem teragih direka dengan baik. Paradigma seperti virtualisasi, perkhidmatan terurus dan pengkomputeran autonomi membantu mengurangkan cabaran klasik konkurensi dan skalabiliti.

IoT dalam perniagaan: proses dan BPM

Berikutan pecutan digital yang bermula pada tahun 2020, banyak syarikat menggunakan kerja jauh, akses terdesentralisasi dan automasi. Mengintegrasikan IoT dengan pengurusan proses perniagaan Ia menyediakan fleksibiliti, penjajaran dengan objektif, pematuhan peraturan dan aliran kerja yang diatur data.

BPMS memudahkan pembuatan keputusan yang konkrit, memastikan kesinambungan operasi, dan menyesuaikan interaksi manusia dengan automasi di mana ia menambah nilai, sambil mengekalkan orang ramai di tengah-tengah.

Trend dan masa terdekat

Beberapa trend sedang disatukan: penggunaan peranti yang lebih besar, peningkatan pelaburan dan pertumbuhan dalam pasaran platform. pengukuhan keselamatan dan penggunaan 5G yang lebih luas. Penjagaan kesihatan akan terus mendapat kepentingan dengan telekesihatan dan pemantauan jarak jauh.

Kita akan melihat lebih banyak AI dan pembelajaran mesin tertanam di pinggir, apatah lagi pengembangan bandar pintar yang berkongsi data untuk meningkatkan perkhidmatan awam. Memandangkan lebih banyak peranti bersambung terus ke 5G, cabaran privasi dan keselamatan siber baharu akan muncul yang memerlukan penyelesaian hujung ke hujung.

Asas teknikal juga semakin matang: amalan terbaik dalam penyulitan, pengurusan identiti dan rahsia, pengerasan perisian tegar dan kemas kini OTA selamatSemua ini, bersama-sama dengan pendidikan pengguna, mengurangkan permukaan serangan.

Cabaran teknikal yang paling biasa

Di luar keselamatan, tiga cabaran menonjol: tenaga (peranti yang mesti beroperasi 24/7 dengan penggunaan yang sangat ketat), ketersambungan (mengurus kerosakan, prestasi dan konfigurasi jisim berjuta-juta nod) dan kebolehskalaan data (menyimpan, memproses dan mengawal volum besar dengan kualiti dan kebolehkesanan).

Menangani perkara ini memerlukan piawaian yang dikongsi, kesalingoperasian praktikal antara vendor dan penyelesaian pengurusan kitaran hayat peranti yang teguh.

Tanpa membuat kesimpulan awal, perlu diingat bahawa Internet, sebagai infrastruktur, adalah awam, global, terdesentralisasi dan boleh diakses secara universal, dengan masa tindak balas yang kelihatan serta-merta. Struktur asas ini adalah apa membolehkan pengembangan Internet of Things dan kesan rentasnya terhadap rumah, perniagaan dan institusi.

IoT bukan lagi sekadar koleksi alat yang ingin tahu: ia adalah lapisan teknologi yang, apabila direka bentuk dengan baik dan selamat, Ia meningkatkan kecekapan, kemampanan dan kualiti hidup.Evolusinya melibatkan piawaian terbuka, kepercayaan rakyat, keselamatan mengikut reka bentuk, dan integrasi pintar dengan AI, pengkomputeran tepi dan 5G supaya data diterjemahkan ke dalam tindakan berguna di mana ia benar-benar penting.