Internet věcí pochází z anglického Internet of Things (IoT) a popisuje trend vývoje technologií zejména s ohledem na propojení a spolupráci jednotlivých zařízení – věcí. Stává se tak klíčovým konceptem pro dříve samostatné řídící a automatizační systémy, dohledové a analytické systémy atd. IoT umožňuje sběr a následnou analýzu obrovského množství dat z různých senzorů, sond, snímačů a jiných měřidel, na základě čehož dochází k lepšímu porozumění procesů a jejich možnostem optimalizace.
Oblasti využití IoT
Toto inovativní řešení má obrovský potenciál pro změnu procesů, přičemž jeho využití není omezeno pouze na oblasti, jako jsou průmysl, logistika nebo zemědělství. Své uplatnění najde také v každodenním životě napříč domácnostmi. Rozdělení využití IoT technologií není snadno definovatelné a v mnoha oblastech dochází k jejich průniku. Pro snadnější přiblížení a demonstraci byly vybrány některé oblasti, jejich možná řešení s využitím IoT.
Průmysl
Digitalizace a automatizace v průmyslu zahrnující například spolupráci jednotlivých strojů, jejich řízení, ovládání a monitoring, je označován jako Průmysl 4.0. Příkladem využití v průmyslu mohou být dálkové odečty energií, v rámci kterých nejsou sledovány naměřené hodnoty samostatně, ale je prováděna komplexní analýza několika ukazatelů současně, díky čemuž dochází k lepšímu pochopení souvislostí a celkové situace monitorovaného prostoru.
Dalším příkladem může být monitoring naplněnosti kontejnerů, jímek a jiných nádob, které přispívají k optimalizaci procesů v rámci frekvence svozu, nebo monitoring úniku vody či plynu, na základě čehož je předcházeno potenciálním rizikům a škodám na majetku.
Logistika a zdravotnictví
Příkladem využití v rámci těchto oblastí může být sledování polohy vozidel, jehož součástí je upozornění o pohybu vozidla a jeho historický záznam polohy. Během logistických operací a přepravy zboží, zejména potravin či farmaceutických produktů, je z důvodu bezpečnosti, dodržování předpisů a norem také důležité sledovat data o teplotě. Pro správné skladování je klíčovým aspektem sledování teploty uvnitř chladničky. Vhodným řešením pro zajištění optimálních podmínek je instalace elektronického teploměru, jehož součástí je maják informující o teplotních podmínkách na třech úrovních – optimální stav, hrozící riziko a alarmní událost.
Zemědělství a životní prostředí
V kontextu využití IoT technologií v zemědělství mluvíme o tzv. Precizním zemědělství, které představuje moderní přístup k zemědělské produkci využívající optimalizaci procesů vedoucí k zvyšování výnosů. Sondy snímající data o půdě, meteostanice nebo například senzory snímající polohu zemědělských strojů umožňují sběr důležitých dat potřebných pro další analýzu.
Dalším příkladem využití IoT může být monitoring hladiny potoků, řek, rybníků a jiných vodních ploch či nádrží. Získaná data lze využít pro další podrobnější analýzu, kterou může být například vliv srážek na hladinu vodních ploch, schopnost zadržování vody v krajině nebo potenciální riziko povodně.
Domácnosti, kanceláře, školy
IoT technologie mohou pomoci vytvořit zdravější prostředí ve vnitřních prostorách. Senzory schopné měřit teplotu, vlhkost, hladinu CO2, pohyb, světlo, prach, hladinu TVOC, včetně samostatného měření koncentrace formaldehydu a ozonu, pomáhají upozornit na včasné větrání vnitřních prostor a tím snížit rizika související s vysokou koncentrací škodlivých látek v místnosti.
Řešením pro efektivní monitorování a zajištění bezpečnosti může být kontaktní spínač pro detekci otevření nebo zavření dveří či oken. Spínač upozorní nejen na veškerý pohyb v místnosti, ale také může optimalizovat vytápění prostor, kdy v průběhu vytápění upozorní na otevřené okno a možné plýtvání energií.
Schopnosti IoT
Senzory využívané pro zmíněné a mnohá další řešení jsou schopné bezdrátově přenášet data nesoucí velmi důležité informace na velké vzdálenosti. Zároveň jsou vybaveny bateriemi s dlouholetou životností zajišťující spolehlivý provoz senzoru po dobu až 10 let.
Sledovaná data jsou zobrazována v platformě, která umožňuje efektivní a komplexní správu všech registrovaných měřidel. V případě překročení uživatelem nastavených hodnot je spuštěn alarm a systém upozorní odpovědné osoby pomocí SMS, e-mailu nebo Push notifikace na nestandardní událost. Systém zároveň zpracovává data do přehledných grafů, případně tabulek a za určité časové období přehled v podobě automatického reportingu.
Struktura IoT
V rámci celé struktury internetu věcí je nezbytné dbát na principy zabezpečení, protože narušení integrity řešení v libovolném bodě může mít katastrofální důsledky. Pro zjednodušení lze rozdělit strukturu IoT do čtyř spolu souvisejících částí, které jsou níže stručně popsány.
Zařízení
Zařízení v rámci internetu věcí lze chápat jako onu samotnou věc, která komunikuje. Může se jednat o tradiční chytré zařízení, kterým je například mobilní telefon, anebo dříve zcela obyčejné předměty, jako je například odpadkový koš. Jednou z variant, jak z „hloupých“ zařízení dělat zařízení „chytrá“, je tato zařízení obohatit o univerzální senzory nebo akční členy.
Síť
Sítě v oblasti komunikace lze dělit dle topologie (tedy způsobu uspořádání) a technologie (drátové, bezdrátové atd). Jsou ukryty v rámci významu slova internet, tedy velké komunikační sítě složené z dílčích sítí propojujících jednotlivá koncová zařízení. Mezi moderní bezdrátové „IoT“ sítě patří například LoRaWAN, IQRF a LTE-NB. Důležitými parametry při výběru vhodné konektivity jsou u bezdrátového pokrytí četnost přenosů a velikost obsahu měřených dat, případně cena konektivity.
Cloud
Cloud je technologie, v rámci které uživatel přistupuje ke službám prostřednictvím internetu. Služby a data má uživatel neustále k dispozici, aniž by věděl, kde přesně jsou umístěny. Data a služby jsou poskytovány prostřednictvím serverů nacházejících se v datových centrech neboli místnostech, případně hal plné serverů a datových úložišť, které jsou napojené na vysokorychlostní internet. Zároveň díky chlazení a zálohovanému napájení jsou cloudové služby jedny z nejspolehlivějších řešení v oblasti IT.
Aplikace
Aplikace jsou v rámci IT chápány jako software, tedy program, který popisuje postupy a rozhodování na základě vstupních požadavků. Aplikace pro zpracování a analýzu dat bývají velmi rozsáhlé a mají vysoké požadavky na výpočetní výkon, a tak jsou nejčastěji provozovány v rámci cloudových platforem. V případě IoT zařízení se používá pojem firmware. Firmware je specifický software (aplikace) určený pro jednoúčelové zařízení řízené mikroprocesory (miniaturními počítači). Pro oblast internetu věcí jsou aplikace místem, které definuje, jakým způsobem se bude celý systém chovat a výrazným způsobem ovlivňuje výsledné řešení.
IoT pro všechny
Internet věcí je často spojován s jednoúčelovými zařízeními, která komunikují prostřednictvím bezdrátových sítí. Právě díky jednoduchosti a dostupnosti může vytvořit chytré zařízení propojené s internetem v podstatě kdokoliv, a to především díky projektům, jako jsou platforma Arduino nebo miniaturní počítač Raspberry Pi. Můžete tak vytvářet své vlastní kreativní projekty, které budou odpovídat vaším vizím a potřebám. Vytváření vlastních projektů ale nemusí být pro každého. Pokud je to pro vás příliš složité nebo časově náročné, můžete se obrátit na specializované společnosti, které vám pomohou vaše myšlenky a nápady proměnit v realitu.
Zaujalo Vás téma internetu věcí? V rámci Týdne pro Digitální Česko můžete navštívit workshop věnovaný právě tomuto tématu.