III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

НАСКОЛЬКО ПОЛЕЗНЫ ИНТЕРНЕТ ВЕЩИ В НАШЕЙ ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Локтева М.А. 1

---

1МБОУ "СОШ №1г.Тосно с углубленным изучением отдельных предметов"

Локтева 1

---

1МБОУ "СОШ №1 г.Тосно"

Работа в формате PDF

159.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Чаще всего понятие "Интернет" неразрывно связано с чем-то очень умным, например, таким как умный дом, умный транспорт, умное предприятие и т.д. Многие современные люди не знают, что мы живем в эпоху так называемых Интернета вещей. Эту эпоху можно описать как большое количество устройств, которые взаимодействуют не только со своими владельцами, но и друг с другом при помощи Интернета, то есть практически каждая вещь в современном мире имеет выход в Интернет. Причем ключевым аспектом в данном направлении является полная автономность устройств и их способность передавать данные самостоятельно, без участия человека.

Гипотеза: Интернет вещи будут полезны в повседневной жизни абсолютно любого человека.

Объект исследования: Интернет вещей

Предметы исследования: способы применения Интернета вещей в повседневной жизни

Методы исследования:

1. Анализ;

2. Синтез;

3. Сбор информации;

4. Работа с печатными материалами, несущих в себе сведения об Интернете вещей

Для реализации этой цели я поставила перед собой определенные задачи:

1. Собрать, выявить, изучить и систематизировать необходимый мне материал об Интернете вещей

2. Узнать историю появления Интернета вещей

3. Узнать о взаимодействии Интернета вещей

4. Рассмотреть техническую и коммерческую платформу Интернета вещей

5. Рассмотреть факторы, замедляющие развитие Интернета вещей

6. Сделать обзор рынка Интернета вещей на примере Российской Федерации

7. Узнать об Интернет вещах в нашей повседневной жизни

Актуальность.

Актуальность моей работы в главной мере заключается в том, что Интернет вещей представляет собою новый взгляд на современные технологии и преимущества их применения в различных отраслях нашей жизни.

Термин Интернета вещей впервые был сформулирован основателем исследовательской группы Auto-ID при Массачусетском технологическом институте Кевином Эштоном(британским изобретателем, который основал Центр автоматической идентификации в Массачусетском технологическом институте) на презентации, в которой рассказывалось о том, что всеобъемлющее внедрение радиочастотных меток сможет видоизменить систему управления перевозками в их корпорации.

И уже в 2004 году в одном из научно-популярных журналов Америки была опубликована довольно-таки большая статья, посвященная Интернету вещей. Данная статья наглядно показывала как обычные бытовые приборы, имеющиеся дома у любого человека могут взаимодействовать друг с другом при помощи коммуникационных сетей и как они смогут полностью обеспечить автоматическое выполнение необходимых для человека процессов.

Период с 2008 по 2009 год принято считать "рождением" Интернета вещей, так как именно в этом промежутке времени количество устройств, подключенных к Интернету, превысило количество людей, живущих на планете.

Первыми домашними устройствами, к которым появился удалённый доступ, стали камеры наблюдения. Но уже скоро управлять со своего рабочего компьютера или смартфона стало можно и инженерными системами – производители тёплых полов и сантехники, электрооборудования и прочего стали внедрять в панели управления своими приборами небольшие процессоры и подключать их к глобальной сети. Так у пользователей появилась возможность включить отопление в дачном домике, только выехав из города или получить данные с электрических счётчиков, находясь в отпуске. Такие системы стали первым сектором внедрения новых возможностей во многом благодаря тому, что они и сами по себе стоили недёшево – а значит на этом фоне, сравнительно небольшим плюсом к цене становилось включение оборудование smart-возможностей, которые тогда были ещё довольно дорогостоящими.

Технология была создана, и ей оставалось только развиваться, охватывая всё большие области. Компактность росла, а стоимость падала, так что вскоре пришел черёд и обычных бытовых приборов – чайников, холодильников и мультиварок.

Первые общедоступные «умные предметы» появились в 2008 году. Уже к 2014 году, по оценке исследовательского отдела компании Cisco, их было больше 12 000 000. К 2017 их количество выросло в 500 раз – до шести миллиардов, а по сегодняшним статистическим прогнозам, к началу двадцатых годов «интернет вещей» будет включать в себя больше 50 миллиардов подключённых устройств. С каждым годом они будут становиться всё доступнее, а их возможности – всё шире.

КАКИМ ОБРАЗОМ ПРОДУМАНО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВЕЩЕЙДостичь этого довольно просто. Каждому участнику из реального мира(человеку или устройству) выдается необходимый ему программный агент, то есть объект с некоторой степенью интеллектуальности, представляющий его интересы в мире виртуальном. При таком раскладе взаимосвязь реального и виртуального мира имеет два направления: решения из виртуального мира отдаются в реальность для исполнения, а все события из реального мира в полной мере отражаются на виртуальном мире.

КТО ТАКИЕ АГЕНТЫ

Агент- объект, представляющий интересы участника из реального мира в мире виртуальном. Их жизненный цикл довольно простой. Сначала они воспринимают информацию из внешнего мира, далее они обрабатывают ее и планируют какие-либо действия. После этого агент отдает команды в реальный мир с целью их дальнейшего исполнения.

На нынешней момент Интернет вещей состоит из множества слабо связанных между собой разрозненных сетей, каждая из которых имеет свою строго определенную специфическую задачу. Рассмотрим современный автомобиль, в котором работает сразу несколько сетей, то есть одна сеть управляет работой двигателя, другая поддерживает связь, а третья управляет системами безопасности. По мере развития Интернета вещей многие другие сети также смогут подключаться друг к другу и приобретать все более широкие возможности в сфере безопасности, аналитики и управления.

Успешная реализация решений на базе Всеобъемлющего Интернета является независимым процессом. Но несмотря на это в Cisco (американской транснациональной компании, разрабатывающей и продающей сетевое оборудование, предназначенное для крупных организаций и телекоммуникационных предприятий) считают, что для Интернета вещей требуется определенная техническая и коммерческая платформа, на которой можно будет легко "выстраивать" различные решения для рационального и эффективного достижения коммерческих преимуществ. Также опыт Cisco показывает, что для реализации решений на базе Интернета все технические и коммерческие предприятия должны обеспечивать необходимый результат. Само же эффективное развертывание Интернета вещей обеспечит платформу, которая сможет использоваться в различных отраслях на базе IoE.

Данное развертывание будет представлять из себя некую последовательность различных уровней:

1. сетевые подключения(соединение всех данных за счет транзитной или лицензированной сотовой связи);

2. сетевой доступ(управляемая сеть Wi-Fi для подключения всех датчиков и приложений);

3. технологическая платформа( платформа, обеспечивающая соединение с облачными сервисами хранения и обработки данных);

4. вертикальные и горизонтальные решения(совокупность устройств и приложений, обеспечивающая уникальные решения для различных вертикальных и горизонтальных отраслевых сегментов);

5. платформа монетизации(возможность эффективного использования платформы для создания новых источников прибыли);

6. общая платформа управления(общая платформа, обеспечивающая управление, обслуживание клиентов и сервисы для всевозможных решений);

7. профессиональные услуги(интеграция систем, планирование и проектирование);

8. руководство проектом(сервисы по управлению проектом, операцией и экосистемой партнеров)

А с точки зрения технологий индустриальный интернет вещей будет включать в себя следующие компоненты:

1. Устройства и датчики, способные фиксировать события, собирать, анализировать данные и передавать их по сети;

2. Средства связи – гетерогенная сетевая инфраструктура, объединяющая разнородные каналы связи – мобильные, спутниковые, беспроводные и фиксированные;

3. Платформы для индустриального Интернета вещей от различных IT-поставщиков и промышленных компаний, предназначенные для управления устройствами и связью, приложениями и аналитикой. Платформы индустриального Интернета вещей, кроме всего прочего, также обеспечивают

среду разработки и IT-безопасность решений.

4. Приложения и аналитическое ПО – слой программного обеспечения, отвечающий за аналитическую обработку данных, создание предсказательных моделей и интеллектуальное управление устройствами.

5.Системы хранения данных и сервера, способные хранить и обрабатывать большие объемы различной информации.

6. IT-услуги по созданию решений в области индустриального Интернета, требующие знания отрасли и специфики бизнеса.

7. Решения по безопасности, отвечающие не только за информационную безопасность всех компонентов решения, но и за безопасность операционного процесса. В силу того, что индустриальный Интернет вещей подразумевает тесную интеграцию производственных процессов, задача безопасности выходит за рамки обеспечения бесперебойной работы IT -инфраструктуры.

Но следует помнить, что успешное развертывание решений и получение огромной потенциальной выгоды зависит не только от классных вещей и приложений, но и от хорошей комплексной, операционной, технической и организационной платформы Интернета вещей.

Есть факторы, способные замедлить развитие Интернета вещей.

В феврале 2010 года не осталось свободных адресов IPv4, что смогло неким образом замедлить развитие Интернета вещей, ведь миллиардам новых датчиков понадобились новые уникальные IP-адреса.

Именно поэтому в настоящее время осуществляется переход к протоколу IPv6( новая версия протокола IP, призванная решить проблемы с которыми столкнулась предыдущая версия IPv4 при ее использовании в Интернете за счет использования длины адреса 128 бит вместо 32, данный протокол был разработан IETF). В настоящее время этот протокол уже используется в нескольких тысячах сетей по всему миру. Перевод на IPv6 начал осуществляться в компании Google( в системе поиска сети Интернет) с 2008 года. Тестирование IPv6 было признано успешным, поэтому 6 июня 2012 года состоялся Всемирный запуск IPv6.

Одним из таких факторов также является питание датчиков, ведь для того, чтобы Интернет вещей смог полностью реализовать свои возможности, его датчики должны работать совершенно автономно, то есть людям понадобятся миллиарды батареек для миллиарда устройств, установленных вокруг нас, что совершенно нереально. Именно поэтому многие ученые на сегодняшний день занимаются изготовлением таких датчиков, которые смогли бы получать электроэнергию из окружающей среды.

В 2010 году в этих экспериментах был достигнут большой успех, ведь ученый анонсировали пригодный для использования наногенератор( уникальное устройство, которое способно вырабатывать электрическую энергию из любых видов микроколебаний).

Также к факторам замедляющим развитие Интернета вещей можно отнести стандарты информационного общества. Так, например, комиссар ЕС Нили Кроес в 2012 году объявила о том, что на данный момент в Еврокомиссии пытаются найти наиболее оптимальный способ использования Интернета вещей, который сможет обеспечить защиту личных данных владельца и удобство работы с данными устройствами.

Не наименее важным фактором является и то, что продукты Интернета вещей заметно отличаются в способах потребления от традиционных товаров. Именно поэтому продукты Интернета вещей довольно-таки долго дают потребителю ощущение полной удовлетворенности от приобретенной им покупки.

Степень востребованности интернета вещей во многом зависит и от уровня развития производства , а также от управленческой культуры на государственном уровне.

Российский рынок находится на уровне освоения технологий Интернета вещей, при этом промышленные нововведения лидируют и занимают большую часть рынка. В большинстве случаев данные внедрения приходятся на автоматизированный сбор данных с устройств, расположенных на промышленных объектах. Например, такая практика существует в горнодобывающей отрасли, атомной энергетике и машиностроении.

Внедрение технологий Интернета вещей среди российских компаний очень разрозненны. Тем не менее около 30% компаний, опрошенных IDC в середине 2015 года высказали свою заинтересованность в Интернете вещей и подтвердили, что проводят у себя пробные внедрения и эксперименты с этими нововведениями. На самом деле это очень важный момент в развитии российского рынка интернета вещей в целом и индустриального Интернета в частности, так как именно пилотные проекты помогут различным компаниям осознать преимущества новой технологической парадигмы.

Также к основным задачам Интернета вещей в России можно отнести:

1. Повышение производительности труда и повышение конкурентной способности производства

2. Перевод логистики на новый уровень оптимизации

3. Кардинальные изменения в отдельных индустриях

На самом деле огромное количество умных интернет вещей доступно уже сейчас.

Вы можете управлять температурой в доме через конвекторы и вентиляторы, сухость воздуха помогут устранить увлажнители и ионизаторы. Включение в экосистему умного дома датчиков (а многие приборы сами ими оснащены), сделает возможным вообще не задумываться о ручной регулировке – достаточно один раз сообщить дому о ваших предпочтениях или задать набор вариантов настроек, меняющихся по первому требованию или в зависимости от внешних условий. Например, умный дом сможет сам выключить свет, когда анализаторы движения покажут, что вас нет дома или, когда светочувствительные датчики обнаружат, что за окном уже светло.

Следить за здоровьем вместе с весами смогут помочь фитнес-трекеры. Такой мобильный браслет имеет действительно много преимуществ, ведь он может следить за здоровьем и вести множество интересных подсчетов, исходя из тренировок его владельца. Но это далеко не все возможности фитнес трекера.

Это устройство может также отслеживать фазы сна благодаря функции умный будильник, которая заключается в том, что фитнес трекер будит вас именно в тот промежуток времени, в котором вам легче всего будет проснуться. Естественно можно задать и определенные рамки, чтобы проснуться в нужное вам время.

Некоторые спортивные браслеты могут работать и в воде, тогда фитнес трекер будет считать расстояние, которое вы проплыли, а также может показать даже количество гребков, которое вы совершили.

Фитнес трекер также позволяет следить и за калорийностью съеденных вами продуктов( есть и такие устройства, которые сканируют продукты онлайн).

Также совсем недавно ученый придумали так называемые smart-розетки с отслеживанием энергопотребления. Внешне самая простая Wi-Fi розетка представляет собой вполне симпатичный, выполненный в современном стиле, одноразъемный переходник. Обязательными элементами такой smart- розетки являются: светодиодный индикатор, физическая кнопка включения/выключения, запасной источник питания на случай отключения электроэнергии, а также заземление. Также более сложные модели таких устройств имеют: порт USB, датчик движения, термометр, датчик влажности, датчик света, датчик дыма, видеокамеры, таймер.

Автоматизированные розетки замечательно подходят для применения в частных, домах, квартирах или же офисах. Встроенные в устройства датчики смогут вовремя предупредить хозяина об утечке газа или другом важном происшествии и позаботиться о сохранности ваших вещей.

Очень удобно использовать умные розетки для управления обогревательными приборами и кондиционерами, вентиляцией, увлажнением воздуха, различными насосами, камерами наблюдения, освещением и т. д. При помощи умной розетки можно эксплуатировать музыкальный центр, как будильник, выключать ночник в детской, не тревожа малыша, избавить себя от необходимости добираться в темноте до кровати, включать чайник к своему приходу, легко использовать розетки, находящиеся в неудобных местах, а также обеспечить своевременный полив растений без вашего присутствия.

Поэтому исходя из всего выше изложенного можно сделать вывод о том, что основными функциями smart-розетки являются: удаленное управление различными бытовыми приборами, обеспечение охранной и пожарной безопасности, экономия электроэнергии, перезагрузка серверов, роутеров и прочей офисной техники, а также уведомление об отключении электроэнергии.

Не обошлось и приятных умных вещей для молодых родителей, которым часто нужно кормить своего малыша теплыми смесями, требующих определенной температуры или консистенции. Специально для них был создан умный чайник SKY KETTLE, который подогревает воду до определенной температуры и способен поддерживать ее некоторое время .

Также одной из функций данного чайника является работа в качестве светильника, множество режимов которого позволяют использовать устройство в диапазоне от ночника до стробоскопа(прибора, позволяющего быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы), причем осветительной системе не важно греется сейчас вода или нет.А, пожалуй, самыми полезными вещами оказались умные трекеры. Так, например, оставив ключи или же документы дома, вы можете на них позвонить, а благодаря встроенному в них датчику, вы сможете также отследить их местонахождение по GPS- оно будет отображаться прямо на экране вашего смартфона.

Одним из примеров Интернет вещи может послужить автоматическая миска для домашнего питомца.

Хозяева домашних животных часто сталкиваются с одной большой проблемой- как кормить животного, если нужно уехать куда-либо на долгое время. Одним из выходов из сложившейся ситуации является просьба знакомых о том, чтобы они пришли и покормили животное. Также можно отдать питомца в приют на некоторое время до приезда хозяина. Но для домашнего животного это огромный стресс, поэтому ни в коем случае нельзя отдавать кошку или собаку в "чужие руки".

Но благодаря современным технологиям было придумано много интересных способов, которые позволяют кормить питомца пока хозяева в отъезде. Например, японцы постоянно занимаются разработками, которые помогают ухаживать за домашними животными. Одним из таких разработок является гаджет, позволяющий следить за питанием питомца на расстоянии. Его действия довольно просты. На мобильный телефон или персональный компьютер поступает сигнал, что пора кормить кота или собаку и гаджет выдает порцию корма.

Интернет вещей окажет большое влияние на экономику отдельных компаний и страны в целом, будет способствовать повышению производительности труда и росту валового национального продукта, а также положительным образом скажется на условиях труда и профессиональном опыте сотрудников.

Именно поэтому исходя из всего выше перечисленного можно сделать вывод о том, что интернет вещи окажут большую пользу человеку в его повседневной жизни.

1. Норенков И.П. История вычислительной техники и информационных технологий : учеб. курс [Электронный ресурс] // База и генератор образовательных ресурсов : [автоматизированная обучающая система] / МГТУ им. Н.Э. Баумана. – М., 2003-2012

2. Сыросенко С.А. Превращение технологии Ethernet в основной способ передачи в сетях связи // Вестн. ИрГТУ. – 2010. - № 1. – С. 253-256

3. Сэмюэл Грингард. Интернет вещей. Будущее уже здесь.// «Альпина Паблишер» -2016

4. Фоминов О. Краткая история Интернета // PC Mag. – 2003. - № 12. – С. 92, 9