Az IOT - a dolgok internete
Bevezetés: M2M
A kiindulás a machine-to-machine (röviden: M2M), azaz a folyamat, melynek során gép a géppel kommunikál, így adatok küldése, fogadása emberi beavatkozás nélkül valósulhat meg.
Az M2M rendszerének három alapvető összetevője van
-
Először is szükség van egy intelligens szenzorokkal felszerelt készülékre.
-
Az eszközbe többnyire be kell építeni egy M2M SIM kártyát, amely a mobil- vagy a műholdas hálózathoz történő csatlakozást segíti elő, bár előfordulhat, hogy bizonyos berendezések esetében egyáltalán nincs is szükség a SIM kártyára.
-
A harmadik pillér pedig a speciális szoftverrel ellátott, internethez kapcsolódó számítógép.
A szenzorokat többnyire valamilyen hardverbe építik be, például egy modembe vagy más készülékbe. A szenzoros eszközt ezt követően bárhol el lehet helyezni; az intelligens technológiát ma már meg lehet találni ital-automatákon, autókban, gyárakban, viselhető kiegészítőkön, szélerőművekben vagy a tengeren hajózó szállítókonténereken.
Az érzékelőket speciális „firmware” segítségével programozzák be, hogy képesek legyenek rögzíteni a környezetükből származó információkat és továbbítani is azokat. Az M2M-technológia révén a készülékek képesek például a hőmérséklet változásának nyomon követésére, mérik a levegőben található szennyezőanyagok és a szmog szintjét, pontosan meghatározzák egy személy vagy jármű pozícióját, áram-, vagy vízfogyasztás precíz rögzítését szolgálják, de a szívritmust vagy a stressz szintjét is feltérképezhetik.
Az eszközök a begyűjtött információkat meghatározott időközönként, valós időben továbbítják, például a beépített SIM kártyán keresztül. Az adatok ezt követően a mobil- vagy műholdas hálózatokon át jutnak el más eszközökhöz, így például számítógépekhez. A felhalmozott információt a folyamat legvégén a végfelhasználó ellenőrzi, aki a speciális szoftverrel ellátott számítógépére kapja az adatokat. Az alkalmazás lehetővé teszi az információk megfejtését és dekódolását egy jóval közérthetőbb formátumban, amelyet ellenőriznek, elemeznek és az eredmények függvényében járnak el. Ez egyebek között rávilágíthat valamilyen gyanús történésre, értesítést küld, ha a készülék meghibásodott vagy a szenzorral felszerelt eszköz eltűnt, de az okosmérők távoli leolvasását is biztosítja.
Az összekapcsolt eszközök tehát voltaképpen a folyamatok automatizálását, az adatgyűjtést és a távoli irányítást teszik lehetővé.
Az eszközök közötti adatáramlást biztosító vezeték nélküli megoldások nélkül az M2M nem létezne. Gondoljunk arra, hogy egyetlen okoskészülék sem számít túl intelligensnek, ha nem rendelkezik valamilyen beépített kapcsolattal.
A machine-to-machine emellett azért játszik a továbbiakban is kiemelkedő szerepet, mert a hétköznapi használati tárgyakat hálózatba foglaló IoT-nek, a Dolgok Internetének a legfőbb mozgatórugója.
Az IoT, a Dolgok Internete
A fogalmat először Kevin Ashton használta egy 1999-es gondolatmenetében, amely az interneten elérhető adatok forrásával foglalkozott. Ashton úgy gondolta, hogy az akkor elérhető 50 petabyte adatot (53 milliárd megabyte) gyakorlatilag csak és kizárólag emberek töltötték fel a világhálóra, akik azonban nem képesek ennél jelentősen több adat rögzítésére a saját környezetükről, épp ezért ezt a feladatot a gépekre, a tárgyakra kell bízni.
Véleménye szerint a világunkról elérhető online adatok, illetve a tárgyak követhetőségének lehetősége rengeteg előnyhöz juttathatja az emberiséget. Ezáltal csökkenthetőek a termelési veszteségek, könnyedén követhetőek a friss és romlott termékek, valamint a javításra szoruló tárgyak felismerése is magától értetődővé válik.
Az IoT-t formálisan azonban csak 2005-ben kiáltotta ki az International Telecommuniation Unio (ITU) az ITU Internet Reports abban az évben megjelent számában.
Magyar nyelven kevés az IoT-vel foglalkozó szakirodalom, és az elnevezésben még ezek sem koherensek. A legtöbbször Dolgok Internete néven hivatkoznak erre a nagyon is tág fogalomra, de Kusper Gábor, az Eszterházy Károly Főiskola IoT Kutatóintézetének munkatársa az Internet ott Tárgyak kifejezés használatát javasolja, mely ugyan elsőre kissé magyartalannak hangzik, de rövidítése egyrészt megegyezik az angol kifejezésével, másrészt egy szójátékot is el lehet képzelni: (ahol) Internet (van), ott Tárgyak (is vannak), avagy az interneten keresztül elérhetőek a tárgyaink is.
Mivel az IoT egy rendkívül tág témakört foglal magában, több megközelítése is létezik.
Ezek közül a legjobban a tárgyorientált megközelítést dolgozták ki, amelyhez szervesen kapcsolódik az elektronikus termékkód fogalma (Electronic Product Code, rövidítve EPC). Az elmélet lényege nagyon röviden az, hogy minden tárgy rendelkezik egy teljesen egyedi EPC-kóddal, így egymással és az információs rendszerekkel is tudnak kommunikálni, valamint könnyedén lehet őket azonosítani.
Egy másik megközelítés a hálózatorientált, ahol a Web of Things a legismertebb; eszerint minden tárgy egy beépített, internetre csatlakozott számítógéppel kell, hogy rendelkezzen.
Az utolsó a jelentésorientált megközelítés, amely nem a hálózat struktúrájára, hanem az elképesztő adatmennyiség információvá alakítására teszi a hangsúlyt.
Ha a Dolgok Internetéről beszélünk, akkor a legtöbben adatokra és készülékekre gondolnak, illetve, hogy ezek mily elválaszthatatlanul kapcsolódnak egymáshoz, de a háttérben megbúvó koncepció leglényegesebb eleme akkor is a gépek közötti kommunikáció marad.
Az IoT segítségével tehát a mindennapi használati eszközök adatokat mérnek és küldenek, valamint képesek velünk kommunikálni.
Mindezek alapján elmondható, hogy az eszközök a legkorszerűbb vezeték nélküli technológiával ellátott intelligens készülékek gépek közötti kommunikáció révén csatlakoznak az internethez és továbbítanak adatokat – emberi beavatkozás nélkül. Kezdve a szenzorok által begyűjtött információk mennyiségének robbanásszerű megugrásától, az okosotthonokig és a jövő városáig, az IoT az élet valamennyi területét átszövi.
Az internet által hálózatba kötött világ már eddig is az élet számos területét – kommunikáció, kapcsolattartás, információszerzés, szórakozás – változtatta meg gyökeresen. A Földön élő 7 milliárd emberre már most 200 milliárd különböző elektronikai eszköz és más készülék jut. Azonban a szakértők egybehangzó jóslata alapján az évtized végére világszerte 50 milliárd készülék csatlakozik majd egymáshoz a Dolgok Internetén keresztül.
A Cisco munkatársai kissé más megközelítéssel azt mondják[1], hogy jelenleg 1,5 trillió eszköz van a felhasználóknál, amelynek csak töredéke, 10 milliárd eszköz már kapcsolatban van egymással. A megközelítésbeli különbség abból adódik, hogy a Cisco már nem IoT-ről, hanem IoE-ről, internet of everything, azaz mindenek internete fogalomról beszél, amelyet tágabban értelmez, mint az IoT-t. Összehasonlításképpen, 2000-ben még csak 200 millió eszköz kapcsolódott, és 2013-ra lett 10 milliárd. Az előrejelzés itt is ugyanaz, 2020-ra 50 milliárd eszköz kerül az internetre.
Iparági szakemberek szerint pedig 10 éven a 200 milliárd eszköz többsége képes lesz kapcsolódni egymáshoz. A digitális korban zajló második ipari forradalomnak köszönhetően a gépek emberi beavatkozás nélkül lépnek kapcsolatba „géptársaikkal”, ezzel pedig egyszerűbbé, kényelmesebbé és hatékonyabbá teszik életünk szinte minden szegmensét.
A szakértők egyöntetűen azt is előrevetítik, hogy az összekapcsolt világ a következő évtized során forradalmasítja az emberek életmódját.
Arról még nincs szó, hogy a mobiltechnológia és internet segítségével „felokosított” gépek életre kelnének, de az M2M technológia már most formálja életünk számos területét.
Néhány példa a már működő rendszerekre
Ma már nem kell mélyen a pénztárcába nyúlni, hogy a Dolgok Internetéhez csatlakozó terméket vásárolhassunk. Az új alkalmazások könnyedén megfizethetőek, az érzékelők és egyéb alkatrészek kellőképpen kis méretűek és olcsóak ahhoz, hogy bármilyen készülékbe be lehessen őket szerelni.
Egyre több M2M-kommunikáción alapuló szolgáltatás érhető már el a lakossági és az üzleti területen is. Ilyen például a betegek és idősek „távfelügyeletét” lehetővé tevő telemedicina, amely különféle orvosi műszerek által mért és mobilhálózaton továbbított adatok feldolgozását és webalapú megjelenítését biztosítja.
A modern technológia a biztonságtechnika területén szintén úttörő jelentőségűnek számít, hiszen lehetővé teszi a lakóházak és irodaépületek körüli mozgások megfigyelését. Ha mindez még nem lenne elég, a szenzorok emellett a magasságról és a sebességről is gyűjtenek adatokat, továbbá nyomon követik a raktárkészletek alakulását, érzékelve, ha egy dobozt elmozdítottak a helyéről.
Természetesen a lista ezzel korántsem ér véget. Gondoljunk csak a szenzorral ellátott okos hűtőkre, amelyek automatikusan megrendelik az utánpótlást, ha elfogyott a sajt, tej vagy a joghurt. Nem is beszélve azokról az érzékelőkről, amelyek segítenek megtalálni a széthagyott tárgyakat, mint mondjuk a pénztárcát vagy a kulcscsomót. A sor kiegészíthető az intelligens hőmérőkkel is, amelyek a család életritmusához igazodva hasznos segítséget nyújtanak az energiaszámlák lefaragásában.
Vagy ott van a már egyre inkább mindennapi rutinná váló mobilfizetés, vagy a különböző gépjárműves alkalmazások (például védelem, flottakövetés), illetve az okosmérés, a „smart metering” is, amely a közmű
mérőórák (például víz, áram, fűtés) távleolvasását jelenti.
De ide sorolható még a világítás, fűtés, illetve a lakások, épületek egyéb funkcióinak mobil applikációval történő távszabályozása is.
Az okosautók már ott parkolnak az okos garázsokban. Napjainkban a benzinnel működő járművek helyét egyre inkább átveszik az elektromosan feltölthető gépjárművek, az autógyártók számára ez a legújabb szabvány.
Természetesen okosházak már okosvárosokban és azokon kívül is megtalálhatóak.
A legújabb eszközökről és egyebekről folyamatosan beszámol az angol nyelvű http://www.iotevolutionworld.com/, továbbá az http://m2mworldnews.com/, akit pedig a fejlesztés érdekel, itt biztosan talál érdekes cikket: http://www.iotevolutionworld.com/
IoT a felhasználók szempontjából
Az IoT alapjaiban változtatja meg az emberek életmódját.
A Dolgok Internete egészen új szintre emeli a fogyasztói tudatosságot, hiszen a felhasználók számtalan olyan adat birtokába jutnak, amelyek korábban nem álltak a rendelkezésükre. A vásárlók például megtudhatják, hogy aznap hány kalóriát égettek el, vagy hogy mennyire aludtak jól az előző éjjel. Ráadásul az okostelefonokra küldött praktikus tanácsokat követve megváltoztathatják és javíthatják ezeket az értékeket.
Rengeteg plusz információ renteg plusz előnnyel jár. A kérdés az, hogy az előnyökkel összevethető az, hogy az eszközök a felhasználókról adatokat szolgáltatnak és az adatokat kezelik, feldolgozzák, jelenleg szabályozás nélkül.
IoT a vállalkozások szempontjából
A Dolgok Internete egy folyamatosan bővülő piacot jelent. A gazdasági és pénzügyi adatok összegyűjtésére szakosodott Bloomberg várakozásai szerint az IoT a közeljövőben egy 19 trillió dolláros piaccá növi ki magát.
A Dolgok Internete új lehetőségek széles tárházát kínálja a vállalkozó szellemű, „fejlesztő-kutató„ cégeknek. Ugyanakkor az internetre kapcsolt eszközök, gépek sokkal hatékonyabbá tehetik a „felhasználó” cégek működését, csökkenthetik a költségeiket, és ezzel nem mellesleg piaci előnyökre tehetnek szert.
A sikeres fejlesztések egyik titka, ha olyan fogyasztói igényekre kínálnak új megoldást, amelyeknek a felhasználók addig nem is voltak tudatában. Jó példa erre az e-book, amely újraértelmezte az olvasást, és napjainkban már világszerte ismert és népszerű alternatívája a nyomtatott könyveknek.
A Dolgok Internete nem pusztán arról szól, hogy új termékekkel árasztják el a vásárlókat. A már meglévő termékkínálat esetében is érdemes végiggondolni, hogy miként használják azokat a fogyasztók, és az IoT segítségével milyen apróbb változtatások szükségesek ahhoz, hogy az adott cég kiemelkedjen a versenytársak közül.
Az IoT-technológiák átvétele valamennyi szektorban jelentős előrelépést hoz, – legyen szó akár a fogyasztók köréről vagy a Dolgok Internetének ipari felhasználásáról – ezzel gyakorlatilag határtalanná válnak az összekapcsolt világ által kínált lehetőségek.
De ugyanakkor az IoT jelenleg egy nagyon töredezett piacot foglal magában. Ez elsősorban az iparági alkalmazásoknál érhető tetten; hiszen a különböző szektorokban eltérő biztonsági, technológiai, illetve kommunikációs megoldásokra van szükség, míg a napi munkamenet is iparáganként változik. Az olaj-és gáztermelő cégeknek például biztosan teljesen más igényei vannak, mint egy gyártó vállalatnak vagy mondjuk egy városi önkormányzatnak. A rengeteg különbség ellenére azonban egyetlen vezérfonál mégis átszövi a rendkívül tarka iparági IoT-mintázatot, mégpedig a vezeték nélküli hálózatok.
Biztonság és adatvédelem
Ha bárki a Dolgok Internetéhez csatlakozó készülék fejlesztésébe kezd, akkor soha nem felejtheti el a megfelelő biztonsági háló kiépítésének fontosságát.
Az automatikus adattovábbításnak rengeteg előnye van, ugyanakkor az emberi interakció nélkül működő, magukra hagyott gépek elméletileg könnyedén a rosszindulatú támadók célpontjaivá válhatnak, crackerek avatkozhatnak be a működésükbe.
A biztonságérzetet az sem feltétlenül növeli, hogy egyes rendszerekbe okostelefonról, tabletről is be lehet lépni, de ez önmagában még nem feltétlenül jelent sérülékenységet. Épp ezért tisztázni kell, hogy a gépek közötti kommunikációra épülő M2M-rendszerek sem biztonsági, sem egyéb szempontból nem egyformák. Ebből adódóan nem is ugyanolyan biztonsági intézkedéseket igényelnek, a kevésbé szofisztikált eszközökre jobban oda kell figyelni, mint a fejlettebb megoldásokra. Az viszont szinte biztos, hogy a természetükben korlátozott M2M-eszközöknél a beépített biztonsági szoftverek alkalmazása is más módon kell, hogy történjen, mint a végfelhasználók által ismertebb és szerteágazóbb informatikai területeken.
A machine-to-machine rendszereket kiszolgáló adatkapcsolatok sérülékenységéről ma még túlzás lenne konklúziókat levonni, mivel azok evolúciója még nem érte el azt a szintet, ahol ezt már megtehetnénk. Ugyanakkor a fejlesztőknek, szolgáltatóknak és rendszerintegrátoroknak már ma is figyelembe kell venniük bizonyos jellegzetességeket az M2M-kommunikációval kapcsolatban ahhoz, hogy az adatkezelés biztonságos legyen.
A vírusokkal szembeni felkészülés sokak szerint az első védelmi vonal, mivel az IP-alapú M2M-kommunikációnál a vírusok általi támadás egy jelentős veszélyforrás. Ebből adódóan kiemelten fontos a jogosultságkezelés, amelynek hiánya származhat a felhasználók figyelmetlenségéből is. A legelőnyösebb valószínűleg az lenne, ha a biztonsággal kapcsolatos előírásokat már hálózati szinten is jól megalkotott szabványok felügyelnék, de idáig eljutni még sok idő. Emiatt azonban kár bánkódni, hiszen ez azt is jelenti, hogy jelenleg az M2M fejlődésének egyik legizgalmasabb korszakát élhetjük át.
Az M2M és IoT súlyos adatvédelmi aggályokat is felvet. A Dolgok Internetére épülő digitális világban egy teljesen új iparág jött létre. Ez a szektor gyűjti, tárolja és elemzi a fogyasztók adatait, létrehozza a felhasználók virtuális profilját, majd értékesíti az információkat. Egyelőre azonban rendkívül kevés az olyan törvényi szabályozás, ami valamilyen módon korlátozza ezeknek az adatoknak a felhasználását. Az iparági szereplők saját maguk hoztak létre egyedi irányelveket, ezeket azonban többször is megszegték már. Ha veszünk egy egyszerű példát, akkor azon kitétel ellenére, amely tiltja, hogy a vállalatok gyűjtsék a felhasználók nevét, a Facebook-ot azon kapták rajta, hogy közösségi oldaláról több tucat reklámügynökségnek és hirdetőnek továbbította a személyes információkat a regisztrálók nevéről és ismerőseiről.
Jogszabályok még nincsenek. Kérdés annál több.
Hogyan lehet korlátozni az adatok áramoltatását, ki és milyen feltételek mellett juthat hozzá egy adathoz, amelyet egy másik eszköz szolgáltatott és továbbított rólam?
Ki és mire használhatja fel a gyűjtött információkat?
Ki dolgozhatja fel az adatokat; az eszköz gyártója/forgalmazója/szolgáltatója vagy az eszközzel kapcsolatot kialakított másik eszköz gyártója/forgalmazója/szolgáltatója?
Az ilyen vállalat mit tehet az adatokkal?
Hogyan ellenőrizhetem a velem kapcsolatban kezelt adatokat?
A kérdések sora bővül és megnyugtató válaszok még nem születtek.
A jövő már elkezdődött: IoE
Az IoT még gyermekcipőben jár, de egyesek, a Cisco és a Qualcomm már az IoE-ről, az internet of everything-ről, a mindenek internetéről beszélnek. A Cisco LIVE konferencián a következő hangzott el[2]:
„Az IoT értéke a fizikai tárgyak és eszközök hálózatba csatlakoztatásán keresztül valósul. Ezek a kapcsolatok létfontosságúak az IoE felé vezető úton. Az IoE megváltoztatta azt, ahogyan a világ az adatokra és a technológiákra tekint. A jövő IT iparágának növekedés az IoE-ből fog fakadni, amely utóbbit úgy lehet meghatározni, mint okos eszközök közötti adatmegosztás hálózaton keresztül anélkül, hogy ember emberrel vagy ember géppel kerülne interakcióba.” – mondta John Chambers, a Cisco vezetője.
Hozzátette még, hogy „Az egyszerű koncepció az, – ahogyan előrehaladunk az IoE-vel - hogy mindenki meg kell, hogy kapja a megfelelő információt a megfelelő időben a megfelelő eszközről, a megfelelő személyről, hogy helyes döntés születhessék. Ez egyszerűen hangzik, de nagyon, nagyon nehéz csinálni..”
Ms. Mala Anand, a Cisco Software és Szervizplatform igazgatója a következőképpen világította meg az IoE-t:
Az IoE az IoT-vel kezdődik. „Az IoE egy paradigma az üzleti élet nagy léptékű módosulásának ígéretével.” Az üzleti élet átalakulása megmutatkozik majd az eszközök kihasználtságában, az alkalmazottak termelékenységében, az ellátási lánc / logisztikai módosulásában, a felhasználói élmény és az innováció változásában.
Ms. Anand 3 típusát különbözteti meg a IoE kapcsolatoknak:
-
az egyik az M2M
-
a másik a gép-ember kapcsolat
-
a harmadik az ember-ember kapcsolat (nyilván az eszközökön keresztül)
Az IoE világ különböző komplexitású hiper-elosztású környezeteket (hyper-distributed environments) hoz létre Ms. Anand szerint.
Hangsúlyozta annak szükségességét, hogy egy partneri ökoszisztéma épüljön fel, amely elősegíti a kölcsönös átjárhatóságot a rendszerek között és támogat egy platformot, amely új üzleti modellek és és értékek forrása lesz. És hogy ezt mennyire komolyan veszik, mutatja, hogy a Live konferencián az Intel, a NetApp és az EMC szóvivője is beszélt.
IoE-t több tényező is hajtja, melyek a következők:
-
A nagy teljesítményű technológiai trendek - beleértve
-
a feldolgozási teljesítmény, a tárolás és a sávszélesség drámai növekedését az egyre alacsonyabb költségek mellett;
-
a felhő alapú kiszolgálást,
-
a közösségi média és a mobil számítástechnika gyors növekedését;
-
a Big Data és a belőle származó információk egyre jobb elemzését;
-
a különböző technológiák (hardver és szoftver) egyre nagyobb teljesítményű módon történő kombinálását.
-
-
A kapcsolódások akadályainak csökkenése
-
A kivitel formák további zsugorodása
-
Arra reflexió, hogy az üzleti érték mindinkább eltolódik a kapcsolatok értéke, különösen a kapcsolatokból származó információk, hírek irányába.
Források:
M2MZonahu
[1] http://www.cisco.com/web/about/ac79/docs/innov/IoE_Economy.pdf