Интернет вещей (Internet of Things, IoT) сейчас «в моде». Практически все участники технологического рынка пользуются этим термином в описании каких-либо своих продуктов. В Cisco Systems и PwC прогнозируют, что объем рынка IoT достигнет триллионов долларов. Но на сегодня Интернет вещей — лишь очередная концепция, вокруг которой раздули чрезмерную шумиху. В реальности большинство из того, что относят к IoT, к нему не имеет касательства, и вряд ли этот рынок достигнет триллионных оборотов, если только не объявить, что Интернет вещей включает в себя что угодно, работающее на электричестве, а также имеющее процессор и какие-либо коммуникационные возможности.

Несмотря на все попытки технологической индустрии размыть значение термина «Интернет вещей», нечто реальное и полезное в этой новой области все же происходит. Но ИТ-службы не смогут поставить IoT себе на службу, не разобравшись, в чем именно его польза.

IoT становится реальностью благодаря нескольким технологиям, главным образом мобильным.

Одна из них — это процессоры с низким потреблением энергии, в основном на базе конструкций ARM, которые используются практически во всех существующих смартфонах и планшетах. Они гораздо дешевле, компактнее и энергоэффективнее, чем традиционные чипы x86-архитектуры. Примерно 40% процессоров ARM применяются там, где этого не ждут, полагает Ян Фергюсон, вице-президент ARM Holding по маркетингу, — например, в автомобильных информационно-развлекательных системах. Компании вроде TI выпускают массу чипов, ARM и других устройств, на которых работают самые разные изделия, от будильников до пультов управления гаражными дверями и радиомаячков.

Второе — технологии вроде Bluetooth и Wi-Fi, в том числе двухточечная Wi-Fi Direct, поддерживаемая новыми мобильными устройствами и компьютерами. По двухточечному принципу работает Apple AirDrop и технология Miracast, реализованная в Windows и Android. Bluetooth и Wi-Fi стали фактическими стандартами и используются в самых разнообразных устройствах.

В рамках отраслевой инициативы Thread предпринимается попытка создать стандарт связи, позволяющий устройствам общаться по единому протоколу в рамках маломощной персональной беспроводной сети без использования полноценного стека IP со свойственными ему лишними затратами вычислительной мощности и энергии. Thread не исключает поддержки обычного IP, так что малоресурсоемкую коммуникационную сеть в конечном итоге можно соединить с Интернетом и прочими «тяжелыми» средами, но при этом от каждого участника Thread эта способность не требуется.

Сегодня встроить чип во что-либо становится делом простым и недорогим. Можно также незатратно добавлять сопроцессоры, реализующие всевозможные функции — например, распознавание движений, радиосвязь, обработку графики и шифрование. В результате все больше устройств могут выполнять вычислительные функции и связываться с сетями. Ограничивающим фактором остаются источники питания, поэтому ведется масса исследований в этой области, от совершенствования батарей до преобразования радиволн и кинетической энергии в электричество.

На сегодня реальная активность, касающаяся IoT, сосредоточена в трех областях, у каждой из которых свой путь развития. Некоторые из них пересекаются, но для разработки индивидуальной стратегии стоит разобраться с каждым направлением в отдельности:

Межмашинные коммуникации (M2M). Это не новшество, технологии M2M — необходимая составляющая IoT.

Умные системы. Данная концепция получит широкое признание, и первым шагом к этому станут периферийные устройства, связывающиеся по Bluetooth.

Ситуативный (ad hoc) Интернет вещей. Развитие соответствующих технологий уже идет полным ходом.

Межмашинные коммуникации

Уже много десятилетий существует промышленное, медицинское и офисное оборудование, способное связываться с другим оборудованием: термостаты, передающие показания для оптимизации настроек систем отопления, вентиляции и кондиционирования; датчики на сборочных линиях, отдающие сигнал роботам прекратить сварку, если линия затормозилась; аппараты ЭКГ, передающие предупреждение на пост медсестры при получении тревожных показаний. Это называется межмашинной связью, и польза от нее несомненна.

С недавних пор традиционные применения M2M стали все чаще именовать IoT, хотя сами они не изменились. Перемена в том, что технологии M2M становятся дешевле и проще в развертывании благодаря расширению стандартизации, чему способствует популяризация IoT. В результате «промышленный Интернет вещей» (так теперь называют M2M) получает более широкое распространение: M2M теперь может применяться не только в дорогостоящем производственном оборудовании — пользоваться M2M могут себе позволить и небольшие компании.

Вспомним, как в бизнес пришел персональный компьютер: внезапно тот стал стоить уже не миллионы долларов, и появилась возможность применять его не только в вычислительных центрах. До недавнего времени технологии M2M по досягаемости и ценам находились примерно на том же уровне, что и вычислительные машины для бизнеса в 1980-м.

Благодаря чему M2M стали дешевле и проще во внедрении? Берни Энгер, генеральный менеджер подразделения GE (крупного производителя систем M2M для промышленной автоматизации) по интеллектуальным платформам, перечисляет три фактора:

Освоение ODBC User Agent. Эта версия почтенного протокола связи с базами данных независима от Windows, так что теперь устройства на платформах всех видов могут делиться данными по стандартному интерфейсу — не только ПК или техника, на которой работает Windows Embedded. Поскольку стоимость устройств относительно низкая (устройства с поддержкой ODBC UA, локальными вычислительнми возможностями и доступом к сетям могут стоить около 200 долл.), рост сетей становится менее затратным.

Возможность экономично анализировать информацию благодаря Hadoop и подобным распределенным технологиям обработки Больших Данных. Когда аналитика была дорогостоящим и редким ресурсом, в компаниях ограничивали себя в сборе данных и анализировали лишь самое важное. Теперь аналитику можно применять в более широком круге областей.

Повсеместная поддержка HTML5 на клиентских устройствах. Имеются в виду не только планшеты, смартфоны, компьютеры и т. п. — теперь и устройства узкоспециального назначения можно снабжать пользовательским интерфейсом на основе стандарта, который поддерживается любыми компьютерными устройствами. Применять проприетарные технологии для разработки пользовательских интерфейсов уже необязательно, и сами они становятся более универсальными.

«Ни один из этих факторов не является революционным, но благодаря им вместе взятым становятся возможными масштабы и темпы, немыслимые в мире M2M и SOA десять лет назад, когда практически все было узкоспециальным, нестандартным и неповоротливым», — отмечает Энгер.

Со временем стандартные протоколы и технологии позволят «серверным» M2M-системам взаимодействовать с пользовательскими технологиями, что заставит понервничать админов первых, но сами серверные системы сделает более полезными.

Умные системы

Соединение M2M-систем с остальной частью мира тоже напряжет многих ИТ-специалистов, но будет неизбежным, поскольку полезно. К примеру, в некоторых коммунальных компаниях реализовали возможность управлять своими системами с помощью планшетов iPad, чтобы быстрее реагировать на неполадки.

Перемены затрагивают не только системы M2M, но и эксплуатационное обслуживание в целом. К примеру, буровая вышка может быть оснащена датчиками, сигнал от которых техник получает по iPad, затем через спутник или иным способом связывается с центром, в котором проводят диагностику и передают рекомендации по устранению неполадок и интерактивное руководство пользователя. Аналогичным образом может быть организовано техническое обслуживание самолетной турбины или копировального аппарата.

В целом это тоже не новшество. Новое здесь — в использовании оборудования потребительского класса наподобе iPad, стандартных технологий связи вроде Bluetooth и Wi-Fi, скриптовых языков вроде JavaScript и сред наподобие HTML5. Но в общем это традиционные промышленные технологии, рационализированные и переименованные в IoT.

Похожих примеров много. Недавно в компании Motorola Solutions анонсировали сканер штрихкодов с поддержкой Bluetooth, работающий с устройствами на Android и iOS. Подобные сканеры промышленного класса были проприетарными и дорогостоящими, а чтобы их использовать и обслуживать, требовалось обучение. Но с превращением сканера в периферийное устройство для мобильных устройств, соединяющееся по Bluetooth, ситуация меняется. Пользоваться таким сканером просто, он управляется с помощью несложного нативного или веб-приложения.

Есть много примеров применения мобильных устройств в качестве цифрового «мозга» для датчиков и специализированных периферийных устройств, подключаемых по Bluetooth: индустрию специализированного оборудования ждут большие перемены. Потребительский сектор уже меняется — появляются всевозможные гаджеты, от носимых устройств для фитнеса до устройств, помогающих в подледном лове рыбы. Но дешевое и простое в использовании оборудование, работающее с общеупотребительными устройствами, это только первый шаг.

На очереди — «умные системы». Поскольку периферийные Bluetooth-устройства работают по сути с мобильными компьютерами, а те, в свою очередь, могут соединяться с Интернетом и облачными ресурсами, можно говорить о формировании сети для передачи данных и выполнения различных операций. К данной области название «Интернет вещей» применимо с полным правом.

Что подразумевается под такой сетью? Приведем пример. У водителей в службах доставки сегодня есть планшеты, на которых можно расписаться или отметить, что вас не оказалось дома. Эти сведения передаются по радиосвязи, чтобы обновить статус доставки на доступном отправителю и получателю сайте для отслеживания отправлений.

Эта система доказала свою полезность. Но допустим, что планшет для службы доставки дает больше возможностей, чем простое получение подписи. Если получателя нет дома, водитель мог бы сделать снимок места, где он оставил посылку, чтобы адресат знал, где ее искать, либо снимок сторожевого пса, который помешал доставке, либо человека, который расписался в получении (курьеры ведь почти никогда не спрашивают у получающего удостоверение личности). А если когда-нибудь завоюют популярность дверные замки с поддержкой Bluetooth, получатель, отсутствующий в момент приезда курьера, мог бы через облачный сервис дать тому временные права доступа, чтобы открыть дверь и оставить посылку.

При необходимости можно передать отправление другому находящемуся поблизости водителю, который сможет в тот же день повторно посетить получателя, когда он будет дома, вместо того чтобы возвращать посылку в распределительный центр и повторять доставку на следующий день.

Все элементы, для того чтобы организовать подобное, уже существуют сегодня в той или иной форме — как оборудование, так и соединенные с облаком приложения. По мере того как они станут более распространенными, можно будет улучшить обслуживание в целом ряде областей, а не только в сфере доставки. Пример навскидку: «умная» коробочка для таблеток, связывающаяся с датчиками в носимом устройстве или смартфоне, позволила бы наблюдать за состоянием пациента, где бы тот ни находился, а он сам при необходимости мог бы, скажем, интересоваться у смартфона, верное ли лекарство он принимает, просто показав его перед камерой.

Подобные технологии уже испытываются, но чаще тестируются системы, в которых центр следит за периферией: пациентом, домашней сигнализацией и т. п. Обратного не происходит, то есть у периферии нет возможности опрашивать центр — службу доставки, врачебный кабинет, оператора системы сигнализации.

Но со временем появятся и двунаправленные соединения, а затем — соединения между многими системами, как в Интернете.

Ситуативный Интернет вещей

Третий сегмент IoT — самый неконтролируемый, что и хорошо, и плохо.

Если вы любитель гаджетов, то, скорее всего, у вас уже есть несколько домашних устройств IoT: Apple TV или Google Chromecast, термостат Nest или Honeywell Lync, соединенный с Интернетом пульт для гаражной двери Liftmaster, работающий по Bluetooth замок зажигания в машине и т. п. Некоторые из них могут взаимодействовать, некоторые — нет. Возможности взаимодействия используются по желанию и ситуации.

Соединения между такими устройствами — временные, неупорядоченные. Если есть пункт интеграции, это обычно смартфон или планшет, на котором работают приложения для каждого сервиса и передают уведомления по электронной почте или системам обмена мгновенными сообщениями. Роль «интегратора» выполняет пользователь.

В этой области происходят определенные перемены: растет количество экосистем. Дальше всех продвинулась Apple — этой осенью в iOS 8 и OS X Yosemite дебютируют сразу три интерфейса программирования для интеграции экосистемы Apple: HomeKit для устройств домашней автоматизации, CloudKit для облачного хранения и синхронизации и HealthKit для фитнес-трекеров и медицинских приборов. На iPhone новое приложение Health в iOS 8 будет служить центральным репозиторием медицинской информации, предоставляемой совместимыми устройствами и выбираемыми пользователем облачными сервисами. Health сможет связываться с системами электронных медицинских карт, сервисами похудения и т. п.

С обновлением операционных систем Apple появится возможность обмениваться задачами между «маками» и iOS-устройствами, то есть к IoT подключают уже «серьезные» вещи.

Соединения между ними будут устанавливаться ситуативно, но в рамках определенной экосистемы. Она не совсем закрытая, скорее объединяющая совместимые элементы, и подобна тому, чем была Windows для ПО и оборудования в эпоху персональных компьютеров. Благодаря совместимости проще обеспечивать интероперабельность и формировать произвольные «сети вещей».

Естественно, многие поставщики стремятся к тому, чтобы их экосистема стала предпочтительной. Apple на сегодня в этом преуспела больше остальных, но и Google наступает на нескольких фронтах — покупка Nest, проект Chromecast, активное участие в инициативе Thread. О подобных усилиях говорят и в Samsung, но ее успехи оставляют желать лучшего.

Центром подобной экосистемы хочет стать и каждый оператор связи, чтобы получить возможность брать еще большую ежемесячную плату с абонентов. Большинство крупных телефонных компаний и операторов кабельных сетей тестируют центры домашней автоматизации с абонентской платой, но, скорее всего, эти попытки провалятся. Одна из причин в том, что абоненты очень негативно относятся к этим компаниям из-за традиционно плохого клиентского обслуживания. Кроме того, их замысел слишком узок и скорее направлен на привязку пользователей, чем на то, чтобы дать им новые возможности.

Операторы отпадают, так что останется несколько крупных экосистем, построенных вокруг пользовательских устройств. Некоторые функции этих экосистем будут проприетарными, как, например, технологии AirDrop и AirPlay, поддерживаемые только на устройствах Apple. Некоторые будут частично открытыми, как облако Apple iCloud, которое предлагает полную функциональность пользователям iOS и OS X, частичную — пользователям Windows и никакую — на Android. Еще пример — iBeacons, протокол, который можно реализовать на любых радиомаячках, но клиентское ПО для которого работает только на оборудовании Apple.

Пользоваться новыми API Apple — HomeKit, CloudKit и HealthKit — могут любой сервис и любое устройство. Но только на изделиях Apple работает соответствующее клиентское ПО, поэтому они начинают играть центральную роль в экосистеме. Естественно, разработчики могут пользоваться другими API — например, медицинским интерфейсом, который обещают в Samsung (компания, правда, давала много обещаний относительно домашней автоматизации, но не все выполнила). Радиомаячки здесь — отличный пример: многие производители оборудования пользуются как API от Apple, так и своими собственными, а другие ждут, когда подобный интерфейс предложит Google.

Что касается последней, то создатель Android и Chrome OS пока не предложил связного набора технологий, как у Apple. Но Google инвестирует во многие элементы, в том числе в робототехнику и термостаты Nest, а также продвигает Android как альтернативу Java для использования во встроенных системах.

Есть еще Microsoft, где продолжают продвигать древнюю платформу Windows Compact Embedded — полноценную ОС, больше подходящую для компьютеров «старой школы», чем для IoT. В Microsoft, похоже, меньше всех уделяют внимание реализации стратегии в области IoT — возможно, из-за слабых позиций корпорации на мобильном рынке. Идущая ко дну BlackBerry позиционирует свою ОС на ядре QNX как основу для IoT. BlackBerry в более выгодном положении: QNX широко применяется в автомобильных инфоразвлекательных системах, и поверх нее могут работать технологии потребительского класса вроде Apple CarPlay — поэтому она может сосуществовать со многими пользовательскими экосистемами.

Три разных Интернета вещей

Таким образом, формируются несколько раздельных, но перекрывающихся рынков под названием «Интернет вещей». У них могут быть частично общие технические основы и базовые характеристики, но полагать, что все три — одно целое, равносильно тому, что считать, будто ПК, сети и базы данных — это одно и то же.

Интернет вещей многолик. Разберитесь, какой из них нужен именно вам.

- Galen Gruman. The 3 ways the Internet of things will unfold. 2014-08-12

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF