В рубрику "Интернет вещей (internet of things, IOT)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Платформа управления данными с сенсоров, на базе каких бы технологий они ни были реализованы, является обязательным базисом для развития Интернета вещей (IoT). Его неумолимое развитие диктует потребность в дальнейшем совершенствовании M2M-коммуникаций как сетевой составляющей растущей инфраструктуры.
В основе M2M могут лежать различные технологии радиосвязи: это и стандартные GSM-сети, используемые сотовыми операторами, и новые специальные технологии, такие как LoRa или 5G, а также уже давно известная всем спутниковая связь. Не является исключением и повсеместно присутствующая инфраструктура Wi-Fi: она прекрасно подходит для того, чтобы подключить банкомат или другое стационарное устройство. Тем не менее обилие разнообразных способов подключения пока не создает глобального покрытия для Интернета вещей и M2M.
Технологии M2M успешно применяются в различных сферах и уже доказали свою способность приносить конкретные преимущества – зарабатывать больше или тратить меньше денег. Один из интересных примеров – применение автоматизированных сенсоров в сельском хозяйстве. Умные сенсоры помогают собирать данные о влажности и температуре, передавая их на центральный сервер. Таким образом, машины могут принять решение об оптимальном поливе или укрывании теплиц. Благодаря этому происходит экономия средств на численности персонала, а увеличение урожая гарантирует предприятию рост прибыли.
Еще одна статья экономии за счет использования M2M обнаружила себя в одном из морских проектов. Вместе с оснащением судов VSAT-терминалами для постоянного доступа в Интернет была налажена коммуникация между системами кораблей и наземными средствами учета. Таким образом компании-перевозчику удалось четко контролировать расход топлива, не позволяя ему "утечь" в ненужную сторону. Результаты превзошли сами себя: расход топлива снизился на 70%!
Современные умные города так же подразумевают глобальное использование М2М-коммуникаций. Взаимосвязь разных систем позволяет создавать немало полезных и полностью автономных решений. Например, передача данных от камеры в систему управления дорожным движением делает возможным регулировку времени переключения сигнала светофоров – в соответствии с существующим трафиком и распределением автомобилей по магистралям.
Но самое перспективное направление – это оснащение модулями связи и интеграция в среду машинных коммуникаций самих транспортных средств. Сегодня все больше автомобилей комплектуются разнообразными сенсорами и системами обратной связи. Таким образом, производитель получает возможность контролировать состояние различных агрегатов автомобиля. Более того, в случае аварии или угона машина может "самостоятельно" сообщить об инциденте в экстренные службы, чтобы меры были приняты в кратчайшие сроки. Наконец, сервис геолокации открывает возможности для оптимизации путей транспортных средств и помогает контролировать работу водителей, экономя средства на топливо и обеспечивая безопасность перевозок.
Эволюция умных устройств неизбежна, но этот путь не представляется столь уж безоблачным с технической и организационной точек зрения. Очень много задач еще предстоит решить. Обращаясь к рассмотренным выше примерам, можно отметить, что агродатчики потребуют обслуживания и замены аккумуляторов, а в случае если их десятки тысяч, то такая задача сразу становится масштабной. В некоторых регионах России вообще невозможно обеспечить питание таких устройств солнечной энергией из-за большого количества пасмурных дней, так что здесь уже необходимо применение новых технологий.
Подключенные подвижные объекты, суда и автомобили, страдают от отсутствия повсеместного покрытия сети. Радиосвязь по определению не может быть вездесущей, и установка SIM-карт GSM-операторов неизбежно приводит к тому, что на подземных парковках, в промышленных зонах и за городом часто отсутствует подключение к сети. Злоумышленник может беспрепятственно взломать "подключенный" автомобиль на подземной парковке: он просто физически не сможет отправить ни одного оповещения владельцу или в полицию.
Тем не менее озвученные проблемы сегодня активно решаются, создавая новые архитектуры и технологии для дальнейшего развития Интернета вещей. Например, подключение морских судов все чаще происходит при помощи более высокоскоростных технологий VSAT, а не только Inmarsat, что позволяет гарантировать передачу данных со скоростью до 2 Мбит/с в зоне действия определенного спутника, а также обеспечить роуминг для судов, пересекающих акватории разных морей.
Модули связи, устанавливаемые в автомобили, все чаще комплектуются слотами не под одну, а под 2–3 SIM-карты, что повышает доступность сетей для передачи данных и отправки SMS. Это, кстати, очень актуально для России – на больших территориях страны есть такие регионы, где доминируют разные сотовые операторы, поэтому при прохождении длинных расстояний переключение между сетями может оказаться необходимым. Разные операторы обеспечивают лучшее покрытие, например, в подвальных помещениях зданий.
Кстати, вопрос доступности подключения для подвижных устройств, например моторизированных роботов на территориях производственных площадок, заводов и складов, успешно решается сегодня при помощи альтернативных технологий. Для России как для страны с довольно жестким частотным регулированием, где компаниям сложно оформить себе разрешение на работу в радиочастотном спектре, актуальны технологии, использующие открытые диапазоны. Примером такого решения может стать LoRa. Использование открытого диапазона FM 863-869 МГц делает возможным развертывание сетей LoRa в любом помещении и на территории любого завода или склада, а также обеспечивает достаточный диапазон покрытия. Впрочем, он, конечно, не может сравниться с покрытием GSM, так как развитие сетей LoRa находится в зачаточном состоянии, но многие в скором времени смогут предложить альтернативу из семейства технологий 5G.
Совершенствование инфраструктуры подключений постепенно приводит к тому, что M2M-взаимодействие охватывает все больше разнообразных промышленных, домашних и личных устройств. В настоящее время разрабатываются системы, которые позволят устройству выбирать, через какую сеть оно подключается. Например, дома интерфейсом может быть личный Wi-Fi, на улице – 3G или LTE-сеть, а в производственном цехе – LoRa. Такой подход позволяет, во-первых, экономить на трафике в сетях сотового оператора, а во-вторых, обеспечить стабильное подключение.
Решение вопросов безопасности, напротив, лежит скорее на стороне оператора, который обеспечивает подключение устройств и сбор данных. Так как архитектура IoT-решения состоит из нескольких пластов (сами устройства, сеть подключения, управление данными и их визуализация), то можно примерно в таком же ключе разделить задачи безопасности, которые специфичны для каждого из уровней. Например, умные устройства могут иметь средства идентификации для предотвращения подмены данных, а также, наоборот, средства проверки облачных ресурсов, чтобы не отдать управление тем или иным устройством злоумышленникам.
И если вопросы безопасности агрегационного уровня (или уровня доступа) довольно традиционны (большинство операторов связи и крупных компаний сталкиваются с ними так или иначе), то безопасность платформы обработки данных и ее интерфейсов с другими системами является сложной задачей, которая может решаться весьма разнообразно.
В перспективе наличие стабильного подключения и развитие интеллектуальных свойств машин создадут основу для новых, только появляющихся проектов. Например, автопилотируемые автомобили получат огромное преимущество от возможности взаимодействия друг с другом и с дорожной инфраструктурой. На первом этапе это может быть передача информации о состоянии дороги водителю от, например, "дорожного знака", а далее – автоматическая коммуникация между автомобилями, которая поможет избежать аварий и столкновений, создавая оптимальные условия движения по улицам и автомагистралям.
Интересные возможности появляются также за счет совмещения различных технологий. Так, подключение очков дополненной реальности (AR – Augmented Reality) делает возможным обслуживание сложных агрегатов даже не слишком квалифицированным персоналом. Надежное соединение очков и сервера с облачной платформой, который может находиться за сотни километров, позволит передать оператору руководство к действию с наглядной демонстрацией – дословно какую гайку открутить, где переключить кабель и т.д. – и исключить необходимость выезда дорогостоящих специалистов на место поломки. Надо сказать, что уже тестируются подобные проекты на судах, используя VSAT. При этом экипаж может провести ремонт систем корабля, не заходя в порт, а значит – сэкономить значительные средства.
Вся отрасль работает сегодня над тем, чтобы М2М-технологии и развивающийся на их основе Интернет вещей приносили максимум пользы, и как только мы решим задачу повсеместного и безопасного подключения для всей зоны работы каждого отдельно взятого устройства, Интернет вещей станет действительно надежным и эффективным. И это время не за горами, так как развитие М2М несет очевидные выгоды для бизнеса, и поэтому на построение экосистемы коммуникаций для современных устройств выделяются значительные средства – на уровне компаний, операторов и даже государств.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2017
Посещений: 10529
Автор
| |||
В рубрику "Интернет вещей (internet of things, IOT)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
