Войти
Интернет вещей ( IoT ) описывает сеть физических объектов - «вещей», в которые встроены датчики, программное обеспечение и другие технологии с целью подключения и обмена данными с другими устройствами и системами через Интернет.
Определение Интернета вещей изменилось благодаря конвергенции множества технологий, аналитики, машинного обучения, товаров в реальном времени. и встроенные системы. Традиционные области встроенных систем, беспроводных сенсорных сетей, систем управления, автоматизации (включая домашнюю и автоматизацию зданий ) и другие, все вносят свой вклад в создание Интернета вещей. На потребительском рынке технология IoT является наиболее синонимом продуктов, относящихся к концепции «умного дома », включая устройства и бытовые приборы (например, осветительные приборы, термостаты, домашние системы безопасности и камеры, а также другие бытовые устройства), которые поддерживают одну или несколько общих экосистем, и которыми можно управлять с помощью устройств, связанных с этой экосистемой, таких как смартфоны и умные колонки.
Существует ряд серьезных опасений по поводу опасностей, связанных с ростом Интернета вещей, особенно в областях конфиденциальности и безопасности, и, как следствие, попытки промышленности и правительства Решение этих проблем уже началось, включая разработку международных стандартов.
Основная концепция сети интеллектуальных устройств обсуждалась еще в 1982 году с модифицированным торговым автоматом Coca-Cola в Университете Карнеги-Меллона становится первым подключенным к Интернету устройством, способным сообщать о своих запасах и о том, Были ли недавно загруженные напитки холодными или нет. Статья Марка Вейзера 1991 года о повсеместном использовании компьютеров, «Компьютер 21 века», а также в академических кругах, таких как UbiComp и PerCom создали современное видение Интернета вещей. В 1994 году Реза Раджи описал эту концепцию в IEEE Spectrum как «[перемещение] небольших пакетов данных в большой набор узлов, чтобы интегрировать и автоматизировать все, от бытовой техники до целых фабрик». Между 1993 и 1997 годами несколько компаний предлагали решения, такие как Microsoft at Work или Novell NEST. Эта область набрала обороты, когда Билл Джой представил связь между устройствами как часть своей концепции «Шести сетей», представленной на Всемирном экономическом форуме в Давосе в 1999 году.
Термин «Интернет вещей» был придуман Кевином Эштоном из Procter Gamble, позже Центром автоидентификации MIT , в 1999 году, хотя он предпочитает фразу «Интернет для вещей». В тот момент он считал радиочастотную идентификацию (RFID) важным элементом Интернета вещей, который позволит компьютерам управлять всеми индивидуальными вещами.
Определение Интернета вещей как " просто момент времени, когда к Интернету было подключено больше «вещей или объектов», чем людей », Cisco Systems подсчитала, что IoT« родился »между 2008 и 2009 годами, причем соотношение количества вещей и людей росло с 0,08 в 2003 г. до 1,84 в 2010 г.
Обширный набор приложений для устройств Интернета вещей часто делится на потребительские, коммерческие, промышленные и инфраструктурные области.
Все больше устройств IoT создается для использования потребителями, включая подключенные автомобили, домашнюю автоматизацию, носимые устройства, подключенное состояние здоровья и устройства с возможностями удаленного мониторинга.
IoT-устройства являются частью более широкой концепции домашней автоматизации, которая может включают освещение, отопление и кондиционирование воздуха, средства массовой информации и системы безопасности и системы камер. Долгосрочные выгоды могут включать экономию энергии за счет автоматического отключения света и электроники или информирования жителей дома об их использовании.
Умный дом или автоматизированный дом может быть основан на платформе или концентраторах, управляющих интеллектуальными устройствами и техникой. Например, используя Apple HomeKit, производители могут управлять своими домашними продуктами и аксессуарами с помощью приложения на устройствах iOS, таких как iPhone и Apple Watch. Это может быть специальное приложение или собственные приложения iOS, такие как Siri. Это можно продемонстрировать на примере Lenovo Smart Home Essentials, линейки устройств для умного дома, которые управляются через приложение Apple Home или Siri без необходимости в мосте Wi-Fi. Существуют также выделенные концентраторы умного дома, которые предлагаются в качестве автономных платформ для подключения различных продуктов умного дома, в том числе Amazon Echo, Google Home, HomePod от Apple, и Samsung SmartThings Hub. Помимо коммерческих систем существует множество непатентованных экосистем с открытым исходным кодом; включая Home Assistant, OpenHAB и Domoticz.
Одним из ключевых приложений умного дома является оказание помощи людям с ограниченными возможностями и пожилым людям. В этих домашних системах используются вспомогательные технологии для удовлетворения конкретных недостатков владельца. Голосовое управление может помочь пользователям с ограничениями зрения и мобильности, в то время как системы оповещения могут быть подключены напрямую к кохлеарным имплантатам, которые носят люди с нарушениями слуха пользователей. Они также могут быть оснащены дополнительными средствами безопасности. Эти функции могут включать датчики, которые контролируют неотложную медицинскую помощь, такую как падения или судороги. Примененная таким образом технология умного дома может предоставить пользователям больше свободы и более высокое качество жизни.
Термин «корпоративный Интернет вещей» относится к устройствам, используемым в бизнесе и корпоративных условиях. К 2019 году предполагается, что в EIoT будет 9,1 миллиарда устройств.
Интернет медицинских вещей (IoMT ) - это приложение Интернета вещей для медицинских целей и целей, связанных со здоровьем, сбора и анализа данных для исследований и мониторинга. IoMT упоминается как «Smart Healthcare», как технология для создания оцифрованной системы здравоохранения, объединяющей доступные медицинские ресурсы и медицинские услуги.
Устройства IoT могут использоваться для обеспечения удаленного мониторинга здоровья и системы аварийного оповещения. Эти устройства для мониторинга здоровья могут варьироваться от мониторов артериального давления и сердечного ритма до современных устройств, способных контролировать специализированные имплантаты, такие как кардиостимуляторы, электронные браслеты Fitbit или усовершенствованные слуховые аппараты. Некоторые больницы начали внедрять «умные кровати», которые могут определять, когда они заняты, а когда пациент пытается встать. Он также может регулироваться, чтобы обеспечить соответствующее давление и поддержку пациента без ручного вмешательства медсестер. В отчете Goldman Sachs за 2015 год указано, что медицинские устройства IoT «могут сэкономить США более 300 миллиардов долларов на ежегодных расходах на здравоохранение за счет увеличения доходов и снижения затрат». Более того, использование мобильных устройств для поддержки медицинского наблюдения привело к созданию «мобильного здоровья» с использованием проанализированной статистики здоровья ».
В жилых помещениях можно оборудовать специализированные датчики для мониторинга здоровья и общее благополучие пожилых людей, а также обеспечение надлежащего лечения и оказание помощи людям в восстановлении утраченной подвижности с помощью терапии. Эти датчики создают сеть интеллектуальных датчиков, которые могут собирать, обрабатывать, передавать и анализировать ценную информацию в различных средах, таких как подключение домашних устройств мониторинга к больничным системам. Другие потребительские устройства для поощрения здорового образа жизни, такие как подключенные весы или переносные кардиомониторы, также возможны с помощью Интернета вещей. Конец Платформы Интернета вещей для комплексного мониторинга состояния здоровья также доступны для дородовых и хронических пациентов, помогая управлять жизненно важными состояниями здоровья и регулярными потребностями в лекарствах.
Достижения в области пластика и тканевых электронов Методы изготовления микросхем позволили использовать сверхдешевые датчики IoMT, которые можно использовать и использовать. Эти датчики вместе с необходимой электроникой RFID могут быть изготовлены на бумаге или электронном текстиле для одноразовых сенсорных устройств с беспроводным питанием. Были созданы приложения для медицинской диагностики на месте, где важны мобильность и низкая системная сложность.
По состоянию на 2018 год IoMT применялся не только в клинической практике. лаборатория промышленности, а также в сфере здравоохранения и медицинского страхования. IoMT в отрасли здравоохранения теперь позволяет врачам, пациентам и другим лицам, например опекунам пациентов, медсестрам, семьям и т. Д., Быть частью системы, где записи пациентов сохраняются в базе данных, что позволяет врачам и остальным медицинский персонал, чтобы иметь доступ к информации о пациентах. Более того, системы на основе Интернета вещей ориентированы на пациента, что предполагает гибкость в соответствии с его медицинским состоянием. IoMT в страховой отрасли обеспечивает доступ к более качественным и новым типам динамической информации. Сюда входят сенсорные решения, такие как биосенсоры, носимые устройства, подключенные медицинские устройства и мобильные приложения для отслеживания поведения клиентов. Это может привести к более точному андеррайтингу и новым моделям ценообразования.
Применение Интернета вещей в здравоохранении играет фундаментальную роль в борьбе с хроническими заболеваниями, а также в профилактике и контроле заболеваний. Удаленный мониторинг стал возможным благодаря подключению мощных беспроводных решений. Возможность подключения позволяет практикующим врачам собирать данные о пациентах и применять сложные алгоритмы для анализа данных о состоянии здоровья.
Цифровой знак ограничения скорости Интернет вещей может помочь в интеграции средств связи, управления и обработка информации в различных транспортных системах. Применение Интернета вещей распространяется на все аспекты транспортных систем (т. Е. На транспортное средство, инфраструктуру и водителя или пользователя). Динамическое взаимодействие между этими компонентами транспортной системы обеспечивает связь между транспортными средствами и внутри транспортных средств, интеллектуальное управление дорожным движением, интеллектуальную парковку, электронные системы сбора платы за проезд, логистику и управление автопарком, управление транспортными средствами, безопасность и помощь на дороге. В логистике и управлении парком, например, платформа IoT может непрерывно отслеживать местоположение и состояние грузов и активов с помощью беспроводных датчиков и отправлять особые предупреждения при возникновении исключений управления (задержки, повреждения, кражи и т. Д.). Это возможно только с технологией Интернета вещей и ее бесшовным подключением между устройствами. Такие датчики, как GPS, влажность и температура, отправляют данные на платформу IoT, а затем данные анализируются и отправляются пользователям. Таким образом, пользователи могут отслеживать состояние транспортных средств в реальном времени и принимать соответствующие решения. В сочетании с машинным обучением это также помогает снизить количество дорожно-транспортных происшествий, вводя предупреждения о сонливости для водителей, а также предоставляя автомобили с самоуправлением.
В системах автомобильной связи, связь между транспортным средством (V2X) состоит из трех основных компонентов: от транспортного средства к транспортному средству. связь (V2V), связь между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I) и связь между транспортными средствами и пешеходами (V2P). V2X - это первый шаг к автономному вождению и подключенной дорожной инфраструктуре.
IoT-устройства могут использоваться для мониторинга и управления механическими, электрическими и электронными системы, используемые в различных типах зданий (например, общественных и частных, промышленных, учреждениях или жилых) в системах домашней автоматизации и автоматизации зданий. В этом контексте в литературе освещаются три основных направления:
Также известные как IIoT, промышленные устройства IoT собирают и анализируют данные от подключенного оборудования, операционных технологий (OT), мест и людей. В сочетании с устройствами мониторинга операционных технологий (OT) IIoT помогает регулировать и контролировать промышленные системы. Кроме того, такая же реализация может быть реализована для автоматического обновления записей о размещении активов в промышленных хранилищах, поскольку размер активов может варьироваться от небольшого винта. пока запасная часть двигателя целиком и неправильная установка таких активов может вызвать потерю рабочего времени и денег.
Интернет вещей позволяет реализовать бесшовную интеграцию различных производственных устройств, оснащенных функциями измерения, идентификации, обработки, связи, срабатывания и сетевых возможностей. Основываясь на таком высокоинтегрированном интеллектуальном кибер-физическом пространстве, он открывает двери для создания совершенно нового бизнеса и рыночных возможностей для производства. Сетевой контроль и управление производственным оборудованием, активами и управление ситуацией или управление производственными процессами переносят IoT в сферу промышленных приложений и интеллектуального производства. Интеллектуальные системы Интернета вещей обеспечивают быстрое производство новых продуктов, динамическое реагирование на потребности в продуктах и оптимизацию производственного производства и сетей цепочки поставок в режиме реального времени за счет объединения оборудования, датчиков и систем управления в сеть.
Цифровые технологии. системы управления для автоматизации управления процессами, инструменты оператора и системы служебной информации для оптимизации безопасности и защиты предприятия входят в сферу компетенции IIoT. Но он также распространяется на управление активами с помощью профилактического обслуживания, статистической оценки и измерений для максимальной надежности. Системы управления производством также могут быть интегрированы с интеллектуальными сетями, что позволяет оптимизировать энергопотребление в реальном времени. Измерения, автоматизированный контроль, оптимизация предприятия, управление охраной труда и техникой безопасности и другие функции обеспечиваются большим количеством сетевых датчиков.
Промышленный Интернет вещей (IIoT) в производстве может принести такую большую ценность для бизнеса, что в конечном итоге приведет к Четвертой промышленной революции, также известной как Индустрия 4.0. Потенциал роста от внедрения IIoT может принести к 2030 году 12 триллионов долларов мирового ВВП.
Промышленные большие данные аналитика будет играть жизненно важную роль в профилактическом обслуживании производственных активов, хотя это не единственная возможность промышленных больших данных. Киберфизические системы (CPS) - это основная технология промышленных больших данных, которая будет интерфейсом между человеком и кибер-миром.
В сельском хозяйстве существует множество приложений IoT, таких как сбор данных о температуре, осадках, влажности, скорости ветра, зараженности вредителями и содержании почвы. Эти данные можно использовать для автоматизации методов ведения сельского хозяйства, принятия обоснованных решений для улучшения качества и количества, минимизации рисков и отходов и уменьшения усилий, необходимых для управления посевами. Например, теперь фермеры могут отслеживать температуру и влажность почвы издалека и даже применять данные, полученные с помощью Интернета вещей, в программах точного внесения удобрений.
В августе 2018 года Toyota Tsusho начала сотрудничество с Microsoft для создания инструментов рыбоводства с использованием пакета приложений Microsoft Azure для технологий IoT, связанных с управлением водными ресурсами. Разработанные частично исследователями из Университета Киндай, механизмы водяного насоса используют искусственный интеллект для подсчета количества рыб на конвейерной ленте, анализа количества рыб, и вывести эффективность потока воды из данных, предоставленных рыбой. Конкретные компьютерные программы, используемые в процессе, относятся к платформам машинного обучения Azure и Azure IoT Hub.
Мониторинг и контроль операций устойчивого городского и сельского хозяйства инфраструктуры, такие как мосты, железнодорожные пути, береговые и морские ветряные электростанции, являются ключевым приложением IoT. Инфраструктуру IoT можно использовать для мониторинга любых событий или изменений в структурных условиях, которые могут поставить под угрозу безопасность и увеличить риск. Интернет вещей может принести пользу строительной отрасли за счет экономии средств, сокращения времени, повышения качества рабочего дня, безбумажного рабочего процесса и повышения производительности. Это может помочь в более быстром принятии решений и экономии денег с помощью аналитики данных в реальном времени. Его также можно использовать для эффективного планирования работ по ремонту и техническому обслуживанию, координируя задачи между различными поставщиками услуг и пользователями этих объектов. Устройства IoT также могут использоваться для управления критически важной инфраструктурой, например мостами, для обеспечения доступа к кораблям. Использование устройств IoT для мониторинга и эксплуатации инфраструктуры, вероятно, улучшит управление инцидентами и координацию реагирования на чрезвычайные ситуации, а также качество обслуживания, время безотказной работы и снизит эксплуатационные расходы во всех областях, связанных с инфраструктурой.. Даже такие области, как управление отходами, могут выиграть от автоматизации и оптимизации, которые могут быть внесены с помощью Интернета вещей.
Есть несколько запланированных или текущих крупных- масштабное развертывание Интернета вещей для лучшего управления городами и системами. Например, Сонгдо, Южная Корея, первый в своем роде полностью оборудованный и проводной умный город, постепенно строится, и по состоянию на июнь 2018 года построено около 70 процентов делового района. Планируется, что большая часть города будет подключена и автоматизирована с минимальным вмешательством человека или без него.
Еще одно приложение - это находящийся в стадии реализации проект в Сантандер, Испания. Для этого развертывания были приняты два подхода. Город с населением 180 000 жителей уже видел 18 000 скачиваний городского приложения для смартфонов. Приложение подключено к 10 000 датчиков, которые позволяют пользоваться такими сервисами, как поиск парковок, мониторинг окружающей среды, программа цифрового города и многое другое. Информация о контексте города используется в этом развертывании, чтобы принести пользу торговцам за счет механизма искровых сделок, основанного на поведении города, который направлен на максимизацию воздействия каждого уведомления.
Другие примеры крупномасштабных развертываний в настоящее время включают китайско- Сингапурский город знаний Гуанчжоу; работать над улучшением качества воздуха и воды, снижением шумового загрязнения и повышением эффективности транспорта в Сан-Хосе, Калифорния; и интеллектуальное управление дорожным движением в западном Сингапуре. Используя свою технологию RPMA (Random Phase Multiple Access), компания Ingenu из Сан-Диего построила общенациональную сеть общего пользования для передачи данных с низкой пропускной способностью, используя тот же нелицензированный спектр 2,4 ГГц, что и Wi-Fi. «Машинная сеть» Ingenu покрывает более трети населения США в 35 крупных городах, включая Сан-Диего и Даллас. Французская компания Sigfox начала строительство сверхузкополосной беспроводной сети передачи данных в районе залива Сан-Франциско в 2014 году, став первым предприятием, добившимся такого развертывания в США. Впоследствии компания объявила, что установит в общей сложности 4000 базовых станций для покрытия в общей сложности 30 городов в США к концу 2016 года, что сделает ее крупнейшим поставщиком покрытия сети IoT в стране на данный момент. Cisco также участвует в проектах умных городов. Cisco начала развертывание технологий для интеллектуального Wi-Fi, интеллектуальной безопасности и защиты, интеллектуального освещения, интеллектуальной парковки, интеллектуального транспорта, интеллектуальных автобусных остановок, интеллектуальных киосков, удаленного эксперта для государственных служб (REGS) и интеллектуального образования в пятикилометровой зоне в город Виджайвада.
Еще одним примером крупномасштабного развертывания является развертывание New York Waterways в Нью-Йорке для соединения всех судов города и возможности круглосуточного наблюдения за ними в режиме реального времени. Сеть была спроектирована и спроектирована Fluidmesh Networks, чикагской компанией, разрабатывающей беспроводные сети для критически важных приложений. Сеть NYWW в настоящее время обеспечивает покрытие на реке Гудзон, Ист-Ривер и Верхнем заливе Нью-Йорка. Имея беспроводную сеть, NY Waterway может контролировать свой флот и пассажиров, что ранее было невозможно. Новые приложения могут включать в себя безопасность, управление энергопотреблением и автопарком, цифровые вывески, общедоступный Wi-Fi, безбумажную продажу билетов и другие.
Значительное количество энергопотребляющих устройств (например, лампы, бытовые бытовые приборы, двигатели, насосы и т. д.) уже имеют возможность подключения к Интернету, что позволяет им общаться с коммунальными предприятиями не только для баланса выработки электроэнергии, но также помогает оптимизировать потребление энергии в целом. Эти устройства обеспечивают удаленное управление пользователями или централизованное управление через облачный интерфейс , а также позволяют выполнять такие функции, как планирование (например, удаленное включение и выключение систем отопления, управление духовками, изменение условий освещения и т. Д.). smart grid - это приложение IoT на стороне коммунальных предприятий; системы собирают и обрабатывают информацию, связанную с энергией и энергоснабжением, для повышения эффективности производства и распределения электроэнергии. Используя расширенную инфраструктуру измерения (AMI) подключенных к Интернету устройств, электроэнергетические компании не только собирают данные от конечных пользователей, но и управляют устройствами автоматизации распределения, такими как трансформаторы.
Окружающая среда мониторинг приложений Интернета вещей обычно использует датчики для помощи в защите окружающей среды путем мониторинга воздуха или качества воды, атмосферных или почвенных условий, и может даже включать такие области, как мониторинг перемещений диких животных и их местообитаний. Разработка устройств с ограниченными ресурсами, подключенных к Интернету, также означает, что другие приложения, такие как землетрясения или системы раннего предупреждения о цунами, также могут использоваться аварийными службами для оказания более эффективной помощи. IoT-устройства в этом приложении обычно охватывают большую географическую область и также могут быть мобильными. Утверждалось, что стандартизация, которую IoT привносит в беспроводное зондирование, произведет революцию в этой области.
Living Lab
Еще одним примером интеграции IoT является Living Lab, которая объединяет и объединяет исследовательский и инновационный процесс, создавая в рамках государственного и частного секторов. люди-партнерство. В настоящее время существует 320 лабораторий Living Labs, которые используют IoT для совместной работы и обмена знаниями между заинтересованными сторонами для совместного создания инновационных и технологических продуктов. Чтобы компании могли внедрять и развивать IoT-сервисы для умных городов, у них должны быть стимулы. Правительства играют ключевую роль в проектах умных городов, поскольку изменения в политике помогут городам внедрить IoT, который обеспечивает эффективность, действенность и точность используемых ресурсов. Например, правительство предоставляет налоговые льготы и дешевую арендную плату, улучшает общественный транспорт и предлагает среду, в которой начинающие компании, творческие отрасли и транснациональные корпорации могут совместно создавать, совместно использовать общую инфраструктуру и рынки труда и пользоваться преимуществами локально встроенных технологий., производственный процесс и транзакционные издержки. Отношения между разработчиками технологий и правительствами, которые управляют активами города, являются ключом к обеспечению открытого доступа к ресурсам для пользователей эффективным способом.
Интернет военных вещей (IoMT) - это применение технологий IoT в военной сфере для целей разведки, наблюдения и других боевых задач. связанные цели. На него сильно влияют будущие перспективы ведения боевых действий в городской среде и включают использование сенсоров, боеприпасов, транспортных средств, роботов, биометрических данных, носимых человеком, и других интеллектуальных технологий, актуальных на поле боя.
Интернет Battlefield Things (IoBT ) - это проект, инициированный и выполняемый США Армейская исследовательская лаборатория (ARL), которая занимается фундаментальными науками, связанными с IoT, которые расширяют возможности солдат армии. В 2017 году ARL создала Альянс совместных исследований Internet of Battlefield Things (IoBT-CRA), наладив рабочее сотрудничество между промышленными, университетскими и военными исследователями для продвижения теоретических основ технологий IoT и их приложений в армии.
Проект Ocean of Things - это программа DARPA, разработанная для создания Интернета вещей через большой океан. районы для целей сбора, мониторинга и анализа данных об окружающей среде и деятельности судов. Проект предполагает развертывание около 50 000 буев, на которых размещен комплект пассивных датчиков, которые автономно обнаруживают и отслеживают военные и коммерческие суда в рамках облачной сети.
Есть несколько приложения умной или активной упаковки, в которых QR-код или тег NFC прикреплен к продукту или его упаковке. Сам тег является пассивным, однако он содержит уникальный идентификатор (обычно URL ), который позволяет пользователю получать доступ к цифровому контенту о продукте через смартфон. Строго говоря, такие пассивные элементы не являются частью Интернета вещей, но их можно рассматривать как средства, способствующие цифровому взаимодействию. Термин «Интернет упаковки» был придуман для описания приложений, в которых используются уникальные идентификаторы, для автоматизации цепочек поставок и которые сканируются в больших масштабах потребителями для доступа к цифровому контенту. Аутентификация уникальных идентификаторов и, следовательно, самого продукта возможна с помощью чувствительного к копированию цифрового водяного знака или шаблона обнаружения копирования для сканирования при сканировании QR-кода, в то время как теги NFC могут шифрование связи.
Основная значительная тенденция Интернета вещей в последние годы - взрывной рост устройств, подключаемых и управляемых через Интернет. Широкий спектр приложений для технологии IoT означает, что особенности могут сильно отличаться от одного устройства к другому, но есть основные характеристики, общие для большинства.
Интернет вещей создает возможности для более прямой интеграции физического мира в компьютерные системы, что приводит к повышению эффективности, экономическим выгодам и сокращению человеческих усилий.
Количество устройств Интернета вещей увеличилось 31 % в годовом исчислении до 8,4 млрд в 2017 году, и, по оценкам, к 2020 году будет 30 млрд устройств. Согласно прогнозам, к 2020 году глобальная рыночная стоимость Интернета вещей достигнет 7,1 триллиона долларов.
Окружающий интеллект и автономное управление не являются частью первоначальной концепции Интернета вещей. Окружающий интеллект и автономный контроль также не обязательно требуют наличия Интернет-структур. Однако в исследованиях (таких компаний, как Intel ) наблюдается сдвиг в сторону интеграции концепций IoT и автономного управления, и первоначальные результаты в этом направлении рассматривают объекты как движущую силу автономного IoT. Многообещающим подходом в этом контексте является глубокое обучение с подкреплением, при котором большинство систем Интернета вещей предоставляют динамическую и интерактивную среду. Обучение агента (то есть устройства IoT) разумному поведению в такой среде невозможно решить с помощью обычных алгоритмов машинного обучения, таких как контролируемое обучение. При использовании подхода к обучению с подкреплением обучающийся агент может определять состояние окружающей среды (например, определять температуру в доме), выполнять действия (например, включать или выключать HVAC ) и учиться за счет максимизации накопленных вознаграждений, которые он получает в долгосрочной перспективе..
Интеллект IoT может быть предложен на трех уровнях: устройства IoT, узлы Edge / Fog и облачные вычисления. Потребность в интеллектуальном управлении и принятии решений на каждом уровне зависит от чувствительности приложения IoT ко времени. Например, камера автономного транспортного средства должна в режиме реального времени обнаруживать препятствия, чтобы избежать аварии. Такое быстрое принятие решения невозможно за счет передачи данных из транспортного средства в облачные экземпляры и возврата прогнозов обратно в транспортное средство. Вместо этого все операции должны выполняться локально в автомобиле. Интеграция передовых алгоритмов машинного обучения, включая глубокое обучение, в устройства IoT - это активная область исследований, позволяющая сделать интеллектуальные объекты ближе к реальности. Более того, можно получить максимальную отдачу от развертываний IoT за счет анализа данных IoT, извлечения скрытой информации и прогнозирования решений по управлению. В области Интернета вещей используется широкий спектр методов машинного обучения, начиная от традиционных методов, таких как регрессия, машина опорных векторов и случайный лес, до сложных, таких как как сверточные нейронные сети, LSTM и вариационный автокодировщик.
В будущем Интернет вещей может быть недетерминированной и открытой сетью, в которой или интеллектуальные объекты (веб-службы, компоненты SOA ) и виртуальные объекты (аватары) будут взаимодействовать и смогут действовать независимо (преследуя свои собственные цели или общие цели) в зависимости от контекста, обстоятельства или окружающая среда. Автономное поведение за счет сбора и обоснования контекстной информации, а также способности объекта обнаруживать изменения в окружающей среде (сбои, влияющие на датчики) и вводить подходящие меры по их смягчению, составляет главную исследовательскую тенденцию, которая явно необходима для обеспечения доверия к технологии IoT. Современные продукты и решения IoT на рынке используют множество различных технологий для поддержки такой контекстно-зависимой автоматизации, но требуются более сложные формы интеллекта, чтобы разрешить развертывание сенсорных блоков и интеллектуальных киберфизических систем в в реальных средах.
Архитектура системы IoT в упрощенном виде состоит из трех уровней: уровень 1: устройства, уровень 2: Edge шлюз и уровень 3: Облако. К устройствам относятся сетевые устройства, такие как датчики и исполнительные механизмы, присутствующие в оборудовании IIoT, в частности те, которые используют такие протоколы, как Modbus, Bluetooth, Zigbee или проприетарные протоколы., чтобы подключиться к пограничному шлюзу. Пограничный шлюз состоит из систем агрегации данных датчиков, называемых пограничными шлюзами, которые предоставляют такие функции, как предварительная обработка данных, обеспечение безопасности подключения к облаку, использование таких систем, как WebSockets, концентратор событий и, в некоторых случаях, пограничная аналитика или туманные вычисления. Уровень пограничного шлюза также необходим для предоставления общего обзора устройств верхним уровням для облегчения управления. Последний уровень включает облачное приложение, созданное для IIoT с использованием архитектуры микросервисов, которые обычно являются многоязычными и по своей природе безопасны с использованием HTTPS / OAuth. Он включает в себя различные системы баз данных, в которых хранятся данные датчиков, такие как базы данных временных рядов или хранилища активов, использующие внутренние системы хранения данных (например, Cassandra, PostgreSQL). Облачный уровень в большинстве облачных систем IoT включает систему очередей событий и обмена сообщениями, которая обрабатывает обмен данными на всех уровнях. Некоторые эксперты классифицировали три уровня в системе IIoT как пограничные, платформенные и корпоративные, и они связаны между собой бесконтактной сетью, сетью доступа и сервисной сетью соответственно.
Основываясь на Интернете вещей, сеть вещей - это архитектура прикладного уровня Интернета вещей, которая учитывает конвергенцию данных с устройств IoT в веб-приложения для создания инновационных сценариев использования. Для программирования и управления потоком информации в Интернете вещей прогнозируемое архитектурное направление называется BPM Everywhere, которое представляет собой сочетание традиционного управления процессами с интеллектуальным анализом процессов и специальными возможностями для автоматизации управления большое количество скоординированных устройств.
Интернет вещей требует огромной масштабируемости в сетевом пространстве, чтобы справиться с ростом количества устройств. IETF 6LoWPAN будет использоваться для подключать устройства к IP-сетям. При добавлении миллиардов устройств в Интернет-пространство IPv6 будет играть важную роль в обеспечении масштабируемости сетевого уровня. Протокол ограниченного приложения IETF, ZeroMQ и MQTT обеспечит упрощенный перенос данных.
Туманные вычисления - жизнеспособная альтернатива для предотвращения такого большого всплеска потока данных через Интернет. Вычислительная мощность граничных устройств для анализа и обработки данных чрезвычайно высока. ограниченное. Ограниченная вычислительная мощность - ключевой атрибут устройств IoT, поскольку их цель - предоставлять данные о физических объектах, оставаясь при этом автономными. При высоких требованиях к обработке требуется больше энергии аккумулятора, что ухудшает работу Интернета вещей. Масштабируемость проста, потому что устройства IoT просто поставляют данные через Интернет на сервер с достаточной вычислительной мощностью.
В полуоткрытых или замкнутых циклах (т. Е. Цепочках создания стоимости, когда глобальная завершенность может быть решенным) Интернет вещей часто рассматривается и изучается как сложная система из-за огромного количества различных связей, взаимодействий между автономными участниками и его способности интегрировать новых участников. Наобщем этапе (полностью разомкнутый цикл) это, вероятно, будет рассматриваться как хаотическая среда (поскольку системы всегда имеют завершенность). С практической точки зрения, не все элементы Интернета вещей работают в глобальном публичном пространстве. Подсистемы часто внедряются для снижения рисков конфиденциальности, контроля и надежности. Например, домашняя робототехника (домотика), работающая внутри умного дома, может обмениваться данными только внутри и быть доступной через локальную сеть. Управление и контроль высокодинамичной специализированной сети вещей / устройств IoT - сложная задача с традиционной сетевой архитектурой. Программно-определяемая сеть (SDN) обеспечивает гибкое динамическое решение, которое может справиться с особыми требованиями разнообразия инновационных приложений IoT.
Интернет вещей может кодировать от 50 до 100 триллионов объектов и иметь возможность отслеживать движение этих объектов. Каждый человек в исследуемой городской среде окружен от 1000 до 5000 отслеживаемых объектов. В 2015 году в домах людей было уже 83 миллиона умных устройств. Ожидается, что к 2020 году это число вырастет до 193 миллионов устройств.
Число сетевых устройств выросло на 31% с 2016 по 2017 год и достигло 8,4 миллиарда.
В Интернете вещей точное географическое положение объекта, а также точные географические размеры объекта будут иметь решающее значение. Следовательно, факты о предмете, такие как его местоположение во времени и пространстве, менее критичны для отслеживания, потому что человек, обрабатывающий информацию, может решить, была ли эта информация важна для предпринимаемых действий, и если да, добавить недостающую информацию (или решите не предпринимать действий). (Обратите внимание, что некоторые вещи в Интернете вещей будут датчиками, и обычно важно их расположение.) GeoWeb и Digital Earth - многообещающие приложения, которые становятся возможными, когда все становится организованным. и связаны местоположением. Однако проблемы, которые остаются, включают ограничения переменных пространственных масштабов, необходимость обрабатывать огромные объемы данных и индексацию для быстрого поиска и операций с соседями. В Интернете вещей, если объекты могут действовать по собственной инициативе, эта роль посредника, ориентированная на человека, устраняется. Таким образом, пространственно-временному контексту, который мы, люди, принимаем как должное, должна быть отведена центральная роль в этой информационной экосистеме. Подобно тому, как стандарты играют ключевую роль в Интернете и Интернете, геопространственные стандарты будут играть ключевую роль в Интернете вещей.
Многие У IoT-устройств есть потенциал, чтобы занять часть этого рынка. Жан-Луи Гассе (начальная группа выпускников Apple и соучредитель BeOS) затронул эту тему в статье в Monday Note, где он предсказывает, что наиболее вероятной проблемой будет то, что он называет "корзиной удаленных », где у нас будут сотни приложений для взаимодействия с сотнями устройств, которые не используют протоколы для общения друг с другом. Для улучшения взаимодействия с пользователем некоторые технологические лидеры объединяют усилия для создания стандартов связи между устройствами, чтобы решить эту проблему. Другие обращаются к концепции прогнозирующего взаимодействия устройств, «когда собранные данные используются для прогнозирования и запуска действий на определенных устройствах», заставляя их работать вместе.
Есть много технологий, которые делают возможным IoT. Решающее значение для данной области имеет сеть, используемая для связи между устройствами в установке IoT, роль, которую могут выполнять несколько беспроводных или проводных технологий:
Первоначальная идея Auto -ID Center основан на RFID-метках и отличной идентификации с помощью электронного кода продукта. Это превратилось в объекты, имеющие IP-адрес или URI. Альтернативный взгляд из мира семантической паутины вместо этого фокусируется на том, чтобы сделать все (а не только электронные, интеллектуальные или с поддержкой RFID) адресуемыми с помощью существующих протоколов именования, таких как URI. Сами объекты не взаимодействуют, но теперь к ним могут обращаться другие агенты, такие как мощные централизованные серверы, действующие от имени своих владельцев-людей. Интеграция с Интернетом подразумевает, что устройства будут использовать IP-адрес как отдельный идентификатор. Из-за ограниченного адресного пространства из IPv4 (что позволяет использовать 4,3 миллиарда различных адресов), объекты в IoT должны будут использовать следующее поколение Интернета. протокол (IPv6 ) для масштабирования до чрезвычайно большого требуемого адресного пространства. Устройства Интернета вещей дополнительно выиграют от автоконфигурации адреса без сохранения состояния, присутствующей в IPv6, поскольку это снижает накладные расходы на настройку на хостах, и сжатие заголовка IETF 6LoWPAN. В значительной степени будущее Интернета вещей невозможно без поддержки IPv6; и, следовательно, глобальное принятие IPv6 в ближайшие годы будет иметь решающее значение для успешного развития IoT в будущем.
Это список технических стандартов для Интернета вещей, большинство из которых - это открытые стандарты, и организации по стандартизации, которые стремятся их успешно установить.
| Краткое имя | Длинное имя | Стандарты в разработке | Прочие примечания |
|---|---|---|---|
| Лаборатории автоматической идентификации | Центр автоматической идентификации | Сетевые RFID (радиочастотная идентификация) и новые сенсорные технологии | |
| EPCglobal | Электронный код продукта Технология | Стандарты для принятия технологии EPC (электронный код продукта) | |
| FDA | США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов | UDI (Уникальная идентификация устройства) для различных идентификаторов для медицинских устройств | |
| GS1 | Global Standards One | Стандарты для UID («уникальные» идентификаторы) и RFID быстро распространяемых потребительских товаров (потребительские товары), медицинских товаров и прочего Стандарт цифровой связи GS1, впервые выпущенный в августе 2018 года, позволяет использование QR-кодов, GS1 Datamatrix, RFID и NFC для обеспечения различных типов взаимодействия между бизнесом, а также взаимодействия между бизнесом и потребителями. | В состав головной организации входят такие организации-члены, как GS1 US |
| IEEE | Институт инженеров по электротехнике и электронике | Базовые стандарты коммуникационных технологий, такие как IEEE 802.15.4, IEEE P1451-99 (IoT Harmonization) и IEEE P1931.1 (ROOF Computing). | |
| IETF | Internet Engineering Task Force | Стандарты, которые включают TCP / IP ( набор протоколов Интернет) | |
| MTConnect Institute | — | MTConnect - промышленный стандарт для обмена данными с станками и соответствующим промышленным оборудованием. Это важно для подмножества IIoT в IoT. | |
| Формат открытых данных | O-DF - это стандарт, опубликованный Рабочей группой Интернета вещей Open Group в 2014 году, который определяет общую информационную модель структура, которая предназначена для использования для описания любой "вещи", а также для публикации, обновления и запроса информации при использовании вместе с (Open Messaging Interface). | ||
| Open Messaging Interface | O-MI стандарт, опубликованный Рабочей группой Интернета вещей Open Group в 2014 году, который определяет ограниченный набор ключевых операций, необходимых в системах IoT, в частности, различные виды механизмов подписки на основе шаблона Observer. | ||
| OCF | Open Connectivity Foundation | Стандарты для простых устройств, использующих CoAP (протокол ограниченного приложения) | OCF (Open Connectivity Foundation) заменяет OIC (Open Interconnect Consortium) |
| OMA | Open Mobile Alliance | OMA DM и OMA LWM2M для устройства IoT управление, а также GotAPI, который обеспечивает безопасную структуру для приложений Интернета вещей | |
| XSF | XMPP Standards Foundation | Расширения протокола XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), открытый стандарт обмена мгновенными сообщениями |
Некоторые ученые и активисты утверждают, что Интернет вещей можно использовать для создания новых моделей гражданского участия, если сети устройств могут быть открыты для контроля пользователя и взаимодействия -операбельные платформы. Филип Н. Ховард, профессор и автор, пишет, что политическая жизнь как в демократических, так и в авторитарных режимах будет определяться тем, как Интернет вещей будет использоваться для гражданского участия. Он утверждает, что для этого любое подключенное устройство должно иметь возможность раскрывать список «конечных бенефициаров» данных его датчиков, а отдельные граждане должны иметь возможность добавлять новые организации в список бенефициаров. Кроме того, он утверждает, что группы гражданского общества должны начать разработку своей стратегии Интернета вещей для использования данных и взаимодействия с общественностью.
Один из ключевых факторов Интернет вещей - это данные. Успех идеи подключения устройств для повышения их эффективности зависит от доступа к данным, их хранения и обработки. С этой целью компании, работающие в сфере Интернета вещей, собирают данные из нескольких источников и хранят их в своей облачной сети для дальнейшей обработки. Это оставляет двери широко открытыми для угроз конфиденциальности и безопасности, а также для уязвимости нескольких систем. Другие вопросы связаны с выбором потребителя и правом собственности на данные, а также с тем, как они используются. Несмотря на то, что все еще находятся в зачаточном состоянии, правила и управление в отношении этих вопросов конфиденциальности, безопасности и владения данными продолжают развиваться. Регулирование IoT зависит от страны. Некоторые примеры законодательства, имеющего отношение к конфиденциальности и сбору данных: Закон США о конфиденциальности 1974 г., Руководящие принципы ОЭСР по защите конфиденциальности и трансграничных потоков персональных данных 1980 г. и Директива ЕС 95/46 / EC 1995 г.
Текущая нормативно-правовая среда:
Отчет, опубликованный Федеральной торговой комиссией (FTC) в январе 2015 года, содержит следующие три рекомендации:
Однако FTC остановилась на том, чтобы просто дать рекомендации. Согласно анализу FTC, существующая структура, состоящая из Закона FTC, и Закона о защите конфиденциальности детей в Интернете, наряду с разработкой обучения потребителей и бизнес-рекомендаций, участия в нескольких -усилия заинтересованных сторон и защита интересов других агентств на федеральном уровне, уровне штата и на местном уровне достаточно для защиты прав потребителей.
Резолюция, принятая Сенатом в марте 2015 года, уже рассматривается Конгрессом. В этой резолюции признается необходимость разработки национальной политики в области Интернета вещей и вопросов конфиденциальности, безопасности и спектра. Кроме того, чтобы придать импульс экосистеме IoT, в марте 2016 года двухпартийная группа из четырех сенаторов предложила законопроект «О развитии инноваций и развитии Интернета вещей» (DIGIT), который направляет Федеральную комиссию по связи оценить потребность в большем спектре для подключения устройств IoT.
Утвержденный 28 сентября 2018 года законопроект Сената № 327 вступает в силу 1 января 2020 года. Закон требует, чтобы «производитель подключенного устройства, как определено в этих терминах, обеспечил устройство разумной защитой. характеристика или функции, которые соответствуют характеру и функциям устройства, соответствуют информации, которую оно может собирать, содержать или передавать, и предназначены для защиты устройства и любой информации, содержащейся в нем, от несанкционированного доступа, уничтожения, использования, модификации или раскрытие информации, "
В настоящее время устанавливается несколько стандартов для индустрии Интернета вещей в отношении автомобилей, потому что большинство проблем, возникающих при использовании подключенных автомобилей, также применимы к устройствам здравоохранения. Фактически, Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) готовит руководящие принципы кибербезопасности и базу данных передовых методов, чтобы сделать автомобильные компьютерные системы более безопасными.
В недавнем отчете Всемирного банка исследуется проблемы и возможности внедрения Интернета вещей государством. К ним относятся -
Интернет вещей страдает от фрагментации платформы, отсутствия взаимодействия и общего технические стандарты ситуация, когда разнообразие устройств IoT, как с точки зрения аппаратных вариаций, так и различий в программном обеспечении, работающем на них, ставит задачу разработки приложений, которые согласованно работают между различными несовместимыми технологиями экосистемами сложно. Например, беспроводное соединение для устройств IoT может быть выполнено с помощью Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa, NB. -IoT, Cat M1, а также полностью настраиваемые фирменные радиостанции - каждая со своими достоинствами и недостатками; и уникальная экосистема поддержки.
Природа аморфных вычислений IoT также является проблемой для безопасности, поскольку исправления ошибок, обнаруженных в основной операционной системе, часто не достигают пользователей более старых и более дешевых устройств. Одна группа исследователей утверждает, что неспособность поставщиков поддерживать старые устройства с помощью исправлений и обновлений делает более 87% активных устройств Android уязвимыми.
Филип Н. Ховард, профессор и автор, пишет, что Интернет вещей предлагает огромный потенциал для расширения прав и возможностей граждан, повышения прозрачности правительства и расширения доступа к информации. Однако Ховард предупреждает, что угрозы конфиденциальности огромны, как и возможность социального контроля и политических манипуляций.
Опасения по поводу конфиденциальности заставили многих задуматься о возможности того, что инфраструктуры больших данных, такие как Интернет вещей и интеллектуальный анализ данных по своей сути несовместимы с конфиденциальностью. Ключевые проблемы возрастающей цифровизации в водном, транспортном и энергетическом секторах связаны с конфиденциальностью и кибербезопасностью, что требует адекватного ответа как со стороны исследователей, так и со стороны политиков.
Автор Адам Гринфилд утверждает, что технологии Интернета вещей не только вторгаются в общественное пространство, но также используются для закрепления нормативного поведения, ссылаясь на рекламные щиты со скрытыми камерами, которые отслеживали демографические данные прохожих, остановившихся, чтобы прочитать рекламу.
Совет по Интернету вещей сравнил возросшуюраспространенность цифрового наблюдения благодаря Интернету вещей с концептуальным паноптиком, описанным Джереми Бентам в 18 веке. Это утверждение было защищено трудами французских философов Мишеля Фуко и Жиля Делёза. В Дисциплина и наказание: рождение тюрьмы Фуко утверждает, что паноптикум был центральным элементом дисциплинарного общества, развитого в индустриальной эру. Фуко также утвержден, что дисциплинарные системы, установленные на фабриках и в школе, отражают видение Бентама паноптизма. В своей статье 1992 года «Постскриптумы об обществех контроля» Делез писал, что дисциплинарное общество превратилось в общество контроля, когда компьютер заменил паноптикум как инструмент дисциплины и
Питер-Поль Вербеек, профессор философии технологий в Университете Твенте, Нидерланды, пишет, что технологии уже участвуют в нашей мораль принятии решений, что, в свою очередь, влияет на свободу действий, конфиденциальность и автономию человека. Он предостерегает от рассмотрения технологий просто как человеческого инструмента и рекомендует вместо этого рассматривать их в качестве активного агента.
Джастин Брукман из Центра демократии и технологий выразил обеспокоенность по поводу воздействия IoT на конфиденциальности пользователей, говоря, что "Есть люди в коммерческой сфере, которые говорят: 'О, большие данные - ну, давайте собираем все, храним их вечно, мы заплатим за то, чтобы о безопасности подумай позже ».
Тим О'Рейли считает, что способы, которыми компании продают устройства Интернета вещей потребителям, неуместны, опровергая мнение о том, что Интернет вещей заключается в повышении эффективности за счет подключения всех видов устройств к сети и постулата о том, что «Интернет вещей на самом деле связан с человеческими улучшениями. Приложения сильно отличаются, когда у вас есть датчики и данные, управляющие принятием решений ».
От редакции WIRED также выразили обеспокоенность, заявив: «То, что вы собираетесь потерять, - это вашу конфиденциальность. На самом деле, это еще хуже. Вы не просто потеряете свою конфиденциальность, вам придется смотреть, как сама концепция переписывается у вас под носом ».
Американский союз гражданских свобод (ACLU) выразил озабоченность по поводу возможностей Интернета вещей ослабить контроль людей над своей жизнью. ACLU написал, что «просто предсказать, как эти огромные полномочия - непропорционально накапливаются в руках корпораций, стремящихся к финансовым преимуществам, правительств, жаждущих еще большего контроля, - будут использованы. Скорее всего, большие данные и Интернет вещи усложнят задачу.
Ответ на вопрос на растущую озабоченность по поводу конфиденциальности и умных технологий <, чтобы мы могли контролировать свою жизнь, поскольку мы становимся все более прозрачными для нас корпорациями и государственными учреждениями, которые становятся все более непрозрачными для нас ". 121>в 2007 году Правительство Великобритании заявило, что будет следовать формальным принципам Конфиденциальность через дизайн при реализации своей программы интеллектуальных измерений. Программа приведет к замене измерений измерителей мощности Однако Британское компьютерное общество сомневается, что эти принципы когда-либо были реализованы в 2009 г. парламент Нидерландов. Программа интеллектуальных измерений, обосновав свое решение функций конфиденциальности. нята в 2011 году.
Задача производителей приложений Интернета вещей - очистить, обработать и интерпретировать огромное количество данных, которые собираются. Предлагается решение для аналитики информации, которое называется беспроводными сенсорными сетями. Эти сети обмениваются данными между узлами датчиков, которые отправляются в распределенную систему для анализа сенсорных данных.
Другой проблемой является хранение этого большого количества данных. В зависимости от приложения могут быть высокие требования к сбору данных, что, в свою очередь, соответствует высоким требованиям к хранению. В настоящее время на Интернет уже приходится 5% всей вырабатываемой энергии, и все еще остается «серьезная проблема для обеспечения питания» устройств IoT для сбора и даже хранения данных.
Безопасность - это главное Самая большая проблема при внедрении Интернета вещей, с опасениями, которые могут произойти без должного учета серьезных проблем безопасности и нормативных изменений, которые потребуются.
Большинство технических проблем безопасности аналогичны тем, которые используются для обычных серверов, рабочих станций и смартфонов, включая слабую аутентификацию, забывание об изменении учетных данных по умолчанию, незашифрованные сообщения, отправляемые между устройствами, SQL-инъекции и плохую обработку обновлений безопасности. Однако многие устройства IoT имеют серьезные операционные ограничения на доступную им вычислительную мощность. Эти часто не позволяют им напрямую использовать базовые меры безопасности, такие как внедрение брандмауэров или использование сильных криптосистем для шифрования их связи с другими устройствами, а низкая цена и ориентация на потребителя многих устройств делают надежную систему исправлений безопасности необычной.
Устройства Интернета вещей также имеют доступ к новым областям данных и часто могут управлять физическими устройствами, так что даже к 2014 году можно было сказать, что многие устройства, подключенные к Интернету, уже могли «шпионить за людьми в их собственных домах », включая телевизоры, кухонная техника, фотоаппараты и термостаты. Было показано, что управляемые устройства компьютера в автомобилех, такие как тормоза, двигатель, замки, спусковые механизмы капота и багажника, звуковой сигнал, обогреватель и приборная панель, уязвимы для злоумышленников, имеющих доступ к бортовой сети. В некоторых случаях компьютерные системы автомобиля подключаются к Интернету, что позволяет использовать их удаленно. В 2008 году исследователи безопасности использовали возможность удаленного управления кардиостимуляторами без каких-либо полномочий. Позже хакеры применяются удаленное управление инсулиновыми помпами и имплантируемыми кардиовертерами-дефибрилляторами.
Плохо защищенные Интернет-устройства IoT также могут быть взломаны для атаки других. В 2016 году распределенная атака отказа в обслуживании с использованием устройств Интернета вещей, на которых запущено вредоносное ПО Mirai , уничтожила поставщика DNS и основные веб-сайты. Ботнет Mirai заразил около 65 000 устройств Интернета вещей в течение первых 20 часов. В конце концов, количество заражений увеличилось примерно до 200 000–300 000 случаев. На Бразилию, Колумбию и Вьетнам пришлось 41,5% инфицированных. Ботнет устройства Mirai выделил выдил IoT, состоящий из видеорегистраторов, IP-камер, маршрутизаторов и принтеров. Ведущие поставщики, используемые наиболее зараженные устройства, были представлены как Dahua, Huawei, ZTE, Cisco, ZyXEL и MikroTik . В мае 2017 года Джунаде Али, компьютерный ученый из Cloudflare, отметив, что родной Уязвимости DDoS существуют в устройствах IoT из-за плохой реализации шаблона публикация - подписка. Подобные атаки заставили экспертов по безопасности рассматривать IoT как реальную угрозу для интернет-сервисов.
Национальный разведывательный совет США в несекретном отчете утверждает, что было бы трудно отказать в "доступе" к сетям датчиков и удаленно контролируемым объектом со стороны правительства Соединенных Штатов, преступников и интриганов... Открытый рынок агрегированных данных датчиков может служить интересам торговли и безопасности не меньше, чем помогает преступникам и шпионам выявлять уязвимые цели. Таким образом, массово параллельное объединение датчиков может подорвать социальную сплоченность, если оно принципиально несовместимо с гарантией Четвертой поправки против необоснованного поиска ». В целом разведывательное сообщество рассматривает Интернет вещей как богатый источник данных.
31 января 2019 года газета Washington Post опубликовала статью о дверных звонках и камер Интернета вещей: «В прошлом месяце кольцо поймали на разрешении своей команды в Украине просматривает и комментирует проблем. пользовательские видео; компания заявляет, что просматривает только общедоступные видео и видео от владельцев Кольцо, предоставляемых. Буквально на прошлой неделе камера Nest в Калифорнии позволила хакеры берут на себя управление и транслировать фальшивые звуковые предупреждения о ракетной атаке, не говоря уже о том, чтобы заглядывать в них, когда они использовали слабый пароль »
Было множество ответов на вопросы, связанные с безопасностью. Фонд безопасности Интернета вещей (IoTSF) основан 23 сентября 2015 года с миссией по обеспечению безопасности распространения знаний и опыта. Его учредительный совет состоит из поставщиков технологий и телекоммуникационных компаний. Кроме того, крупные ИТ-компании постоянно разрабатывают инновационные решения для устройств безопасности устройств Интернета вещей. В 2017 году была запущена Mozilla, которая позволяет маршрутизировать устройства Интернета вещей через безопасный шлюз Web of Things. По оценкам KBV Research, общий рынок Интернета безопасности вещей будет расти на 27,9% в течение 2016–2022 годов в результате растущих проблем с инфраструктурой и диверсификации использования Интернета вещей.
Некоторые утверждают, что такое государственное регулирование необходимо для защиты устройств IoT и Интернет в целом, поскольку рыночные стимулы для защиты устройств IoT недостаточны. Было обнаружено, что из-за природы перспектив плат разработки IoT они генерируют предсказуемые и слабые ключи, которые упрощают использование атак MiTM. Однако многие исследователи предложили различные подходы к усилению защиты для решения проблемы слабой реализации SSH и слабых ключей.
IoT-системы обычно управляют управляющими событиями интеллектуальные приложения, которые принимают в входные данные либо вводимые данные, либо другие внешние триггеры (из Интернета) и управляющие. исполнительными механизмами для обеспечения различных форм автоматизации. Примеры датчиков, включая детекторы дыма, датчики движения и контактные датчики. Примеры приводов включает интеллектуальные замки, интеллектуальные розетки и органы управления дверьми. Популярные платформы управления, предназначенные для разработки приложений, которые используют эти датчики и исполнительные механизмы по беспроводной сети, включая, среди прочего, Samsung SmartThings, Apple HomeKit и Amazon Alexa.
Проблема, характерная для систем IoT, заключается в том, что приложения с ошибками, непредвиденное плохое состояние взаимодействия приложений или сбои устройства / связи вызывают небезопасные и опасные физические, например, «разблокировать входную дверь, когда никого нет дома» »Или« выключите обогреватель, когда температура ниже 0 градусов по Цельсию и люди спят ночью ». Для обнаружения недостатков требуется такое представление об условиях приложениях, компонентов устройств, которые более важно, о том, как они взаимодействуют. Недавно исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде, IotSan, новую практическую систему, которая использует проверку модели в качестве строительного блока для проверки недостатков «уровня взаимодействия» с помощью событий, которые могут привести систему к небезопасному состоянию. Они оценили IotSan на платформе Samsung SmartThings. Из 76 настроенных вручную систем IotSan обнаруживает 147 уязвимостей (т. Е. Нарушений физических состояний / свойств).
Настоящее широко распространенное признание эволюционирующего характера и управления Интернетом вещей, устойчивое и безопасное развертывание решений IoT должно быть спроектировано с учетом «анархической масштабируемости». Применение концепции анархической масштабируемости может быть распространено на физические системы (т. Е. Контролируемые объекты реального мира), поскольку эти системы спроектированы с учетом неопределенности будущего управления. Такая жесткая анархическая масштабируемость, таким образом, открывает путь к полной реализации потенциала решений Интернета вещей путем выборочного ограничения физических систем, позволяющих использовать все режимы управления без риска физического сбоя.
Ученый-компьютерщик из Университета Брауна Майкл Литтман утверждал, что успешное внедрение Интернета вещей требует учета удобства использования интерфейса, а также самой технологии. Эти интерфейсы должны быть не только более удобными для пользователя, но и более интегрированными: «Если пользователям необходимо изучить различные интерфейсы для своих пылесосов, замков, разбрызгивателей, светильников и кофеварок, трудно сказать, что их жизнь была стало проще. "
Проблема, связанная с технологиями Интернета вещей, связана с воздействием на окружающую среду производства, использования и возможной утилизации всех этих полупроводниковых устройств. Современная электроника изобилует широким спектром тяжелых металлов и редкоземельных металлов, а также высокотоксичных синтетических химикатов. Из-за этого их крайне сложно переработать должным образом. Электронные компоненты часто сжигают или помещают на обычные свалки. Кроме того, человеческие и экологические издержки добычи редкоземельных металлов, которые являются неотъемлемой частью современных электронных компонентов, продолжают расти. Это приводит к возникновению в обществе вопросов относительно воздействия на окружающую среду устройств IoT в течение срока их службы.
Хотя устройства IoT могут в некоторых случаях помочь снизить энергопотребление определенных приложений, влияние подключения миллиардов устройств и потребления энергии от батарей и от сети окажут огромное влияние на потребление энергии и выбросы CO2. Технология, разработанная Omniflow, может содержать все виды устройств IoT с питанием от постоянного тока внутри защитной оболочки, которая также объединяет выработку электроэнергии от интегрированной вертикальной ветряной турбины и солнечной фотоэлектрической батареи, а также накопление энергии с использованием встроенных батарей.
Electronic Frontier Foundation выразил обеспокоенность тем, что компании могут использовать технологии, необходимые для поддержки подключенных устройств, для намеренного отключения или «блокировки "устройства своих клиентов с помощью удаленного обновления программного обеспечения или отключения службы, необходимой для работы устройства. В одном примере устройства домашней автоматизации, проданные с обещанием «пожизненной подписки», оказались бесполезными после того, как Nest Labs приобрели Revolv и приняли решение выключить центральные серверы устройства Revolv. раньше работал. Поскольку Nest является компанией, принадлежащей Alphabet (материнская компания Google ), EFF утверждает, что это создает «ужасный прецедент для компании с амбициями по продаже беспилотных автомобилей, медицинских устройств и т. Д. и другие высококачественные гаджеты, которые могут иметь важное значение для жизни или физической безопасности человека ».
Владельцы должны иметь право направлять свои устройства на другой сервер или совместно работать над улучшенным программным обеспечением. Но такое действие нарушает раздел 1201 DMCA США, в котором есть исключение только для «местного использования». Это вынуждает мастеров, желающих продолжать использовать собственное оборудование, в серую зону. EFF считает, что покупатели должны отказываться от электроники и программного обеспечения, в которых пожелания производителя важнее собственных.
Примеры послепродажных манипуляций включают Google Nest Revolv, отключенные настройки конфиденциальности на Android, Sony отключила Linux на PlayStation 3, принудительно применила EULA на Wii U.
Кевин Лонерган из Information Журнал о бизнес-технологиях Age назвал термины, относящиеся к IoT, «терминологическим зоопарком». Отсутствие четкой терминологии не является «полезным с практической точки зрения» и «источником путаницы для конечного пользователя». Компания, работающая в сфере Интернета вещей, может заниматься чем угодно, связанным с сенсорными технологиями, сетями, встроенными системами или аналитикой. По словам Лонергана, термин IoT был придуман до того, как появились смартфоны, планшеты и устройства в том виде, в каком мы их знаем сегодня, и существует длинный список терминов с разной степенью совпадения и технологической конвергенции : Интернет вещи, Интернет всего (IoE), Интернет товаров (цепочка поставок), промышленный Интернет, всеобъемлющие вычисления, всеобъемлющее зондирование, повсеместные вычисления, киберфизические системы (CPS), беспроводные сенсорные сети (WSN), смарт-объекты, цифровой двойник, киберобъекты или аватары, взаимодействующие объекты, машина к машине (M2M), окружающий интеллект (AmI), операционные технологии (OT) и информационные технологии (IT). Что касается IIoT, промышленной подобласти Интернета вещей, рабочая группа по словарю консорциума Консорциум промышленного Интернета создала «общий и многоразовый словарь терминов» для обеспечения «согласованной терминологии» в публикациях, выпускаемых Промышленный Интернет. Консорциум. В IoT One создана база данных терминов IoT, включающая оповещение о новом термине, чтобы получать уведомление о новом публикации термина. По состоянию на март 2020 года в этой базе данных собрано 807 терминов, связанных с IoT, при этом материале остается «прозрачным и всеобъемлющим».
Генеральный директор GE Digital Уильям Рух, говоря о попытках GE закрепиться на рынке услуг Интернета вещей на первой конференции IEEE Computer Society TechIgnite Несмотря на общие возможности Интернета вещей, лидеры отрасли и пользователи сталкиваются с препятствиями широкого распространения технологий Интернета вещей. Майк Фарли утверждал в Forbes, что, хотя решения IoT нравятся первопроходцам, им либо не хватает функциональной совместимости, либо четкого варианта использования для конечных пользователей. Исследование Эрикссон о внедрении Интернета вещей в датских компаниях показывает, что многие изо всех сил пытаются «точно определить, в чем заключается ценность Интернета вещей для них».
Что касается Интернета вещей, информация о повседневной жизни пользователя собирается, чтобы «вещи» вокруг пользователя могли взаимодействовать для предоставления более качественных услуг, соответствующих личным предпочтениям. Когда собранная информация, которая подробно описывает пользователя, проходит через несколько переходов в сети, из-за разнообразной интеграции сервисов, устройств и сети информация, хранящаяся на устройстве, уязвима для нарушения конфиденциальности путем компрометации узлов, существующих в сети IoT.
Например, 21 октября 2016 года множественные распределенные атаки типа «отказ в обслуживании» (DDoS) атакуют системы, управляемые доменным именем системы провайдера Dyn, что привело к недоступности нескольких веб-сайтов, таких как GitHub, Twitter и других. Эта атака осуществляется через ботнет, состоящий из большого количества устройств IoT, включая IP-камеры, шлюзы и даже радионяни.
По сути, существует 4 цели безопасности. что система IOT требует: (1) конфиденциальность данных : неавторизованные стороны не могут иметь доступ к передаваемым и сохраненным данным. (2) данные целостность : преднамеренное и непреднамеренное повреждение переданных и сохраненных данных должно быть обнаружено. (3) неотказуемость : отправитель не может отрицать, что отправил данное сообщение. (4) доступность данных: переданные и сохраненные данные должны быть доступны для авторизованных стороны, даже при атаках типа отказ в обслуживании (DOS).
Положения о конфиденциальности информации также требуют от организаций соблюдения «разумной безопасности». Конфиденциальность информации SB-327 в Калифорнии: подключенные устройства. "потребует от производителя подключенного устройства, в соответствии с определением этих терминов, оснастить устройство разумной функцией безопасности или функциями, которые соответствуют характеру и функциям устройства, соответствуют информации, которую оно может собирать, содержать или передавать, и предназначены для защиты устройства и любой информации, содержащейся в нем, от несанкционированного доступа, уничтожения, использования, модификации или раскрытия, как указано. " Поскольку среда каждой организации уникальна, может оказаться непросто продемонстрировать, что такое «разумная безопасность» и какие потенциальные риски могут быть связаны для бизнеса. Oregon's HB 2395 также «требует, чтобы лицо, которое производит, продает или предлагает продать подключенное устройство] производитель, оснастило подключенное устройство разумными функциями безопасности, которые защищают подключенное устройство и информация, которую подключенное устройство собирает, содержит, хранит или передает] хранит от доступа, уничтожения, изменения, использования или раскрытия, не санкционированного потребителем »
Город Интернета вещей в Ханчжоу, Китай Исследование, проведенное Эрикссон относительно внедрения Интернета вещей среди датских компаний, выявило «столкновение между Интернетом вещей и традиционной структурой управления компаний, поскольку IoT по-прежнему представляет собой как неопределенность, так и отсутствие исторического преимущества ". Среди опрошенных респондентов 60 процентов заявили, что они «не верят, что у них есть организационные возможности, а трое из четырех не верят, что у них есть процессы, необходимые для использования возможностей Интернета вещей». Это привело к необходимости понимать организационную культуру, чтобы облегчить процессы организационного проектирования и протестировать новые методы управления инновациями. Отсутствие цифрового лидерства в эпоху цифровой трансформации также сдерживало внедрение инноваций и Интернета вещей до такой степени, что многие компании перед лицом неопределенности «ждали, пока динамика рынка разыграется», или Дальнейшие действия в отношении IoT «ожидали действий конкурентов, привлечения клиентов или нормативных требований». Некоторые из этих компаний рискуют оказаться «кодакированными» - «Kodak была лидером рынка до тех пор, пока цифровой прорыв не затмил пленочную фотографию цифровыми фотографиями», - не сумев «увидеть разрушительные силы, влияющие на их отрасль» и «по-настоящему принять новые бизнес-модели, разрушительные изменения. открывается." Скотт Энтони написал в Harvard Business Review, что Kodak «создала цифровую камеру, инвестировала в технологию и даже поняла, что фотографии будут публиковаться в Интернете», но в конечном итоге не осознала, что «обмен фотографиями в Интернете был новым бизнес, а не просто способ расширить полиграфический бизнес ».
Согласно исследованию 2018 года, 70–75% развертываний Интернета вещей застряли на стадии пилотного или прототипного, невозможно достичь масштаба, отчасти из-за отсутствия бизнес-планирования.
Исследования литературы и проектов по IoT показывают непропорционально большое значение технологий в проектах IoT, которые часто обусловлены технологическими вмешательствами, а не инновациями бизнес-моделей.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Интернетом вещей. |
