Internet stvari (IoT) opisuje mrežo fizičnih predmetov –’stvari’, v katere so vgrajeni senzorji, programska oprema in druge tehnologije potrebne za povezovanje in izmenjavo podatkov z drugimi napravami in sistemi prek interneta.

 

Stvari so se razvijale zaradi konvergence več tehnologij, analitike v realnem času, strojnega učenja, senzorjev in vgrajenih sistemov.

 

Pri implementaciji IoT je potrebno posvetiti posebno pozornost tudi zagotavljanju ustreznega nivoja varnosti, saj so tipično IoT naprave preproste in z vidika procesorske moči zelo podhranjene. IoT naprava tako navadno ni zmožna zagotoviti ustreznega nivoja avtentikacije, prav tako tudi ne funkcije šifriranja, kar pa je v kritičnih sistemih nujno potrebno.

 

Sodobno zasnovano omrežje mora biti sposobno IoT napravo razpoznati, ji dovoliti dostop do točno določenih omrežnih virov, hkrati pa je potrebno poskrbeti za ločitev naprav med seboj (hiper segmentacija) ter za ustrezen nivo šifriranja, če je to potrebno. Zaradi zmožnosti podrobnega preverjanja paketov s strani omrežja ter zaznavanja aplikacije, je smiselno na točki priklopa IoT naprave v omrežje aplicirati tudi dinamična dostopovna pravila, ki dovoljujejo le tisti promet, ki je zares potreben in dovoljen. Vsako nedovoljeno komunikacijo pa mora omrežje preprečiti že na samem robu omrežja. Zaradi velike količine podatkov, katere zbiramo in obdelujemo, je na tem nivoju nepogrešljiva uporaba modernih mehanizmov strojnega učenja ter umetne inteligence, ki zagotovi reakcijo v realnem času ter popolno vidljivost tako v inventuro omrežja, kot tudi v stanje protokolov, ki se pretakajo po omrežju.

 

Video: Varnost Interneta stvari (IoT)

 

Seveda pa IoT ni omejen samo na uporabo doma, ampak se je ta koncept dobro razširil tudi v industriji. Uporaba IoT na vseh področjih je posledica industrija 4.0. Glavne značilnosti industrije 4.0 so obvladovanje hitrosti sprememb, ki se dogajajo v industriji, digitalizacija in združevanje različnih tehnoloških rešitev. Vpliv digitalizacije pa se ne kaže samo v industriji neposredno, ampak tudi na področja ekonomije, družbene in socialne ureditve in se dotika vsakega posameznika

 

Trendi v IoT

Najpomembnejši trend IoT v zadnjih letih je eksplozivna rast naprav, povezanih in nadzorovanih z internetom. Široka paleta aplikacij za IoT tehnologijo pomeni, da se lahko značilnosti zelo razlikujejo od ene naprave do druge, vendar večina deli osnovne značilnosti. Po ocenah bo do leta 2025 30 milijard naprav.

 

IoT naprave so vedno bolj sposobne in omogočajo obdelavo in procesiranje signalov že na robu omrežja in v oblak pošiljajo že obdelane podatke (npr. prepoznava obraza, tablice).

 

Arhitektura IoT sistemov

  1. Naprave

Naprave vključujejo omrežne stvari, kot so senzorji in aktuatorji, ki jih najdemo v opremi IIoT, zlasti tisti, ki uporabljajo protokole, kot so Modbus, Bluetooth, Zigbee ali lastniški protokoli, za povezavo z robnim prehodom (Edge Gateway).

  1. Edge Gateway

Robni prehod zagotavlja funkcionalnosti, kot je predhodna obdelava podatkov, zaščita povezljivosti, prehod iz ene tehnologije v drugo.

  1. Oblak

Zbiranje podatkov, obdelava podatkov, komunikacija med napravami.

 

VIDEO: IoT in izzivi v sodobnih omrežjih

 

Omrežja in tehnologije

V IoT svetu je uporabljena množica tehnologij, ki jih naprave IoT uporabljajo za komunikacijo.

  • Wi-Fi tehnologija za lokalno omrežje, ki temelji na standardu IEEE 802.11, kjer lahko naprave komunicirajo prek skupne dostopovne točke ali neposredno med posameznimi napravami.
  • ZigBee komunikacijski protokoli za osebna omrežja na osnovi standarda IEEE 802.15.4, ki zagotavljajo nizko porabo energije, nizko hitrost prenosa podatkov, nizke stroške in visoko prepustnost.
  • Zwave komunikacijski protokol, ki se uporablja predvsem za avtomatizacijo in varnostne aplikacije.
  • Bluetooth: specifikacija zagotavlja različico mrežnega omrežja za nizkoenergijski Bluetooth (BLE) z večjim številom vozlišč in standardizirano aplikacijsko plastjo.
  • XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)
  • LTE visoke hitrosti komunikacije za mobilna omrežja.
  • 5G lahko uporabimo za doseganje visokih komunikacijskih zahtev interneta stvari in povezovanje velikega števila naprav interneta stvari, tudi ko so v gibanju.
  • LPWAN komunikacijo na velike razdalje pri nizki hitrosti prenosa podatkov, kar zmanjšuje moč in stroške prenosa. Razpoložljive tehnologije in protokoli LPWAN: LoRaWan, Sigfox, NB-IoT, Weightless, RPMA.
  • VSAT(Very small aperture terminal) satelitska komunikacijska tehnologija, ki uporablja majhne antene za ozkopasovne in širokopasovne podatke.
  • Ethernet: omrežni standard z uporabo UTP in optičnih povezav. Najpogosteje uporabljena tehnologija na stikalih in usmerjevalnikih.
  • PLC (Power-line Communication) tehnologija za uporabo električne napeljave za prenos moči in podatkov. Specifikacije kot sta HomePlug ali G.hn omogoča uporabo PLC za mrežno povezavo IoT naprav.

 

Različna področja IoT

  • Inernet medicinskih stvari (IoMT)

Je aplikacija interneta stvari za medicinske in zdravstvene namene, za zbiranje in analizo podatkov za raziskave in spremljanje oddaljenega nadzora nad zdravjem in sistemov za obveščanje v sili. ‘Smart Healthcare’ tehnologija je podpora digitaliziranega zdravstvenega sistema, ki povezuje razpoložljive zdravstvene vire in zdravstvene storitve.

  • IoT v transportnih sistemih

IoT lahko pomaga pri integraciji komunikacij, nadzora in obdelave informacij v različnih transportnih sistemih. Uporaba IoT se razteza na vse vidike transportnih sistemov. Interakcija med sestavnimi deli prometnega sistema omogoča medsebojno in medvozno komunikacijo, pametno upravljanje prometa, pametno parkiranje, elektronski sistemi cestninjenja, logistika in upravljanje voznega parka, nadzor vozil, varnost in pomoč na cesti.

  • Avtomatizacija zgradb in stanovanj

Naprave IoT se lahko uporabljajo za nadzor mehanskih, električnih in elektronskih sistemov, ki se uporabljajo v različnih vrstah stavb (npr. v javnih in zasebnih, industrijskih, zavodskih ali stanovanjskih) v sistemih avtomatizacije stanovanj in stavb. Vključitev interneta stvari v sisteme za upravljanje z energijo v stavbah je z namenom, da bi ustvarili energetsko učinkovite in IOT usmerjene ‘pametne stavbe’.

  • Industrijski interent stvari (IIoT)

Industrijske naprave IoT znane tudi kot IIoT, zbirajo in analizirajo podatke povezane opreme, operativne tehnologije (OT), lokacij in ljudi. V kombinaciji z napravami za nadzor operativne tehnologije (OT) IIoT pomaga uravnavati in nadzirati industrijske sisteme.

  • Proizvodnja

IoT lahko poveže različne proizvodne naprave, opremljene z zaznavanjem, identifikacijo, obdelavo, komunikacijo, aktiviranjem in mreženjem. Inteligentni sistemi IoT omogočajo hitro izdelavo in optimizacijo novih izdelkov ter hiter odziv na zahteve izdelkov.

  • Kmetijstvo

Obstajajo številne aplikacije IoT, na primer zbiranje podatkov o temperaturi, padavinah, vlažnosti, hitrosti vetra, napadih škodljivcev in vsebnosti tal. Ti podatki se lahko uporabljajo za avtomatizacijo kmetijskih tehnik, sprejemanje premišljenih odločitev za izboljšanje kakovosti in količine, zmanjšanje tveganja in odpadkov ter zmanjšanje napora, potrebnega za upravljanje pridelkov.

  • Pomorstvo

IoT naprave se uporabljajo za nadzor okolja ter sistemov čolnov in jaht. Številni izletniški čolni ostanejo brez nadzora več dni poleti ter pozimi več mesecev, zato takšne naprave zagotavljajo dragoceno zgodnje opozorilo o poplavah čolnov, požaru in globokem praznjenju baterij.

  • Infrastruktura

Spremljanje in nadzor delovanja trajnostne urbane in podeželske infrastrukture, kot so mostovi, železniški tiri ter vetrne elektrarne na morju in morju

  • Pametna mesta

Obstaja več načrtovanih ali že v teku obsežnih postavitev interneta stvari, ki omogočajo boljše upravljanje mest in sistemov.

  • Upravljanje z energijo

Veliko število naprav, ki uporabljajo energijo (npr. svetilke, gospodinjski aparati, motorji, črpalke itd.), že vključuje internetno povezljivost, ki jim lahko omogoči daljinsko upravljanje ne samo za uravnoteženje proizvodnje električne energije, temveč tudi pri optimizaciji porabe energije kot celote. Z uporabo internetno povezanih naprav z napredno merilno infrastrukturo (AMI) električne pripomočke ne zbirajo samo podatkov od končnih uporabnikov, temveč tudi upravljajo naprave za avtomatizacijo distribucije, kot so transformatorji.

  • Spremljanje okolja

Aplikacije za spremljanje okolja IoT običajno uporabljajo senzorje za pomoč pri varstvu okolja s spremljanjem kakovosti zraka ali vode, atmosferskih ali talnih razmer in lahko vključujejo celo območja, kot so spremljanje gibanja prosto živečih živali in njihovih habitatov.

 

Internetu stvari (IoT) se tako v poslovnem kot tudi zasebnem življenju ne moremo več izogniti. So pa z vidika varnosti podhranjene, zato jim je potrebno zagotoviti mehanizme kontrole dostopa v omrežje in varnostne mehanizme, ki so prilagojene že na vstopu v omrežje. V kolikor se soočate z izzivi, ki jih prinašajo naprave IoT in imate v zvezi s tem vprašanja, nam pišite.