Интернет вещей – мир будущего для людей или для роботов?

В наше время такое понятие как «интернет вещей» не является чем-то удивительным,  и если вы даже не сильно интересуетесь технологиями, вы все равно не раз его слышали. Проблема в том, что даже закоренелые гики не всегда знают историю концепции и основные её принципы. В этой статье мы вам расскажем все то, что вы не знали про Интернет вещей, но боялись спросить!

Само понятие и концепция были сформулированы еще в 1999 году представителями MIT на конференции с руководством P&G. Тогда беспроводную связь между мелкими устройствами и внедрение радиочастотных меток считали возможным способом решения проблем в области управления логистикой производства.

В 2004 году в «Scientific American» была размещена статья, рассказывающая об Интернете вещей уже в более понятном нам смысле, как средстве объединения всех устройств в доме с целью автоматизации их действий. Домашняя автоматизация как таковая уже существовала, но объединение их в сеть, предоставление им доступа в Интернет и общение с помощью распространенных протоколов были чем-то новым.

В 2008 Интернет вещей назван одной из вероятных глобальных проблем безопасности, в том числе национальной.

2008 год также считается годом появления концепции в том виде, в котором она понимается сейчас, то есть как объединение повседневных устройств в домашних условиях для упрощения жизни рядового жителя.

Итак, из вступления вы, наверное, поняли, что основных направлений Интернета вещей всего 2. Наиболее открыто для всех именно второе, потому что производственный IoT (IIoT) – структура более сложная, требующая повышенной надёжности системы и многоуровневой защиты. Мы будем рассматривать второе направление, а именно – IoT в домашней автоматизации.

Сейчас существуют целые системы, делающие управление повседневными процессами всё более простым, но, тем не менее, умельцы с каждым днём придумывают что-то новое. Зачем, спросите вы?

Каждому мало-мальски сведущему в электронике человеку всегда хочется сделать систему под себя, со знанием и понимаем принципа работы. Те же, кто не готов постигать электронику, берут готовые решения – начиная Wi-Fi розетками, заканчивая завершёнными комплексами.

Основой почти всех «народных» проектов являются ESP8266 – контроллеры, которые с самого своего появления на рынке буквально покорили сердца разработчиков. Отсутствие внятного SDK (до сих пор!) и наличие лишь китайской документации на момент старта не остановило энтузиастов и количество проектов на этом модуле сразу пошло в рост.

В наше время уже существуют кастомные прошивки, позволяющие писать на языках Basic, Lua, Python для модуля, а также интеграция с Arduino IDE для быстрого написания прошивок! А в прошлом году был представлен модуль ESP32 – развитие линейки ESP8266 с более мощной начинкой. Контроллер имеет два ядра на основе Xtensa LX6 32-бит процессоров (частота от 160 до 240МГц, максимальная производительность до 600 DMIPS), а память составляет 520 Кб SRAM, 448 Кб ROM.

Также набирают популярность небольшие интегрированные модули на основе чипов Realtek, как, например, PADI IoT Stamp – они внушают больше доверия, чем модули от коренных китайских производителей, не отличающиеся большой стабильностью работы. Тем не менее, доступность более «глючных» ESP8266 ещё надолго обеспечит им популярность.

Стандартно «Интернет вещей» подразумевает наличие сервера и нескольких исполнительных устройств. «Слейвы» обычно выполняются как раз на различных модулях вроде ESP, а вот роль сервера на себя всё чаще берут одноплатные миникомпьютеры. И тут китайцы не подкачали и выпустили огромное количество аналогов Raspberry Pi, на которых мейкеры чаще всего и строят свои системы. Система не требует большой производительности, а стандартное ядро Linux и часто применяющиеся процессоры обеспечивают простую интеграцию софта. А подключив сенсорный экран к одноплатнику и набросав интерфейс (на том же Python), можно сделать простую и красивую, а главное функциональную панель управления домом!

Поговорим непосредственно об устройствах, образующих Интернет вещей. Самое распространённое устройство, созданием которого озабочивался каждый начинающий мейкер – реле с удалённым управлением, например, для включения и выключения света. В среде Arduino IDE скетч для такого укладывается буквально в десять-двадцать строчек, включая управление из браузера.

Гораздо более интересны проекты, реализующие обратную связь с сервером. Например, погодные датчики, собирающие информацию о мире за окном, чтобы утром Ваш дом подсказал, что лучше надеть. Кстати, умную погодную станцию тоже можно причислить к Интернету вещей – а ещё её можно подключить к какому-нибудь сервису мониторинга температуры и облегчить кому-то жизнь при составлении погодной карты.

Для управления зачастую используют и планшеты на ОС Android – они позволяют легко организовать голосовое управление с помощью API от Google, что ещё более упростит управление домом. Но основные сервера на них развёртывают редко ввиду отсутствия разнообразия ПО для этих задач.

Иногда Интернет вещей даже в домашней автоматизации сталкивается с необходимостью криптозащиты соединения, и рядовым проектом тут будет, собственно, защита жилища. Существует несколько проектов, реализующих управление замком входной двери, но «золотая середина» так и не найдена, да и разработчики не всегда осмеливаются полностью доверить свою жизнь и здоровье микроконтроллеру, поэтому большинство решений всё ещё предполагают использование обычного замка, а электронный является лишь дополнением.

Возможно, именно Вам предстоит разработать решение, сочетающее в себе все аспекты защиты, резервное питание и так далее!

Самым популярным протоколом для связи устройств с сервером сейчас является MQTT. Он построен на «форумной» структуре, устройства, по сути, являются «читателями» и «авторами» для «форумов» – точнее, топиков. Сервер, в свою очередь, предоставляет хостинг топиков, в которые может писать любое устройство и из которых может читать эти же данные любое подписавшееся на топик устройство.

Это позволяет уйти от большого количества прямых соединений и разгружает сервер – теперь не он решает, что кому отправить, он просто кидает нужную информацию на стол – а устройства сами разбираются в ворохе данных и берут то, что им нужно, образно говоря. Популярность этого протокола обеспечивается и большим количеством библиотек, реализующих его поверх TCP-IP, в том числе и для Arduino.

Существуют клиенты для Android, которые позволяют сделать своё небольшое приложение и управлять всем домом прямо со смартфона – согласитесь, это очень удобно!

Подводя итоги, хочется сказать, что Интернет вещей в настоящее время – совокупность постоянно развивающихся технологий, за которыми непросто уследить, но, тем не менее, устройств всё больше и больше. Мы давно уже живёт в компьютеризированном мире и буквально не представляем себе, как можно жить без этого огромного количества цифровой помощи, которую нам оказывают технологии.

Несмотря на большую распространённость, для большей части людей идеи автоматизации большинства рутинных действий всё ещё фантастика. Это нужно менять и ещё более упрощать технологии, чтобы каждый мог создать себе систему своей мечты, и тогда человек и новые технологии будут успешно сотрудничать.

Всё же пока что они больше зависят от человека, чем человек от них. И, хотя интернет вещей и больше мир будущего, но это будущее начинается уже сейчас!