Inteligentní dům 05: Internet věcí

12.10.4

Inteligentní dům 05: Internet věcí

Ing. Bohumír Číhal

Internet věcí je relativně nový fenomén, jehož vznik a postupné rozšiřování lze považovat za třetí internetovou revoluci, hned po vzniku samotného internetu v devadesátých letech dvacátého století a následně rozmachu mobilního internetu začátkem nového milénia.

Internet věcí usnadňuje procesy, sběr a výměnu dat i autonomní a automatizované fungování. Objevuje se prakticky ve všech odvětvích lidské činnosti a zahrnuje rozličná zařízení, přístroje a prvky. Může se jednat o chytrý termostat, senzor měřící hladinu glukózy u diabetiků, chytrý kávovar, chytrou lednici nebo iPad, chytré hodinky, webkameru a ostatně i chytrý telefon.

 NahoruHistorie

Samotná myšlenka internetu věcí existovala dlouho předtím, než vzniklo její pojmenování. Srbský vynálezce Nikola Tesla již v roce 1926 předvídal: "Až bude bezdrátová technologie perfektně adaptována, celý svět se promění v jeden obrovský mozek a všechny části reality se spojí do jednoho rytmického celku. A zařízení, skrze které to budeme moci dělat, budou úžasně jednoduchá v porovnání s naším současným telefonem. Člověk je bude moci nosit v kapse své vesty".

Další předpověď spojená s dnešním světem internetu věcí, pochází z roku 1964 od kanadského filosofa Herberta Marshalla McLuhana: "Pomocí elektronických médií jsme vytvořili dynamiku, s jejíž pomocí budou všechny předchozí technologie... včetně měst, převedeny do informačních systémů". Z toho prohlášení lze vyčíst předzvěst jednoho konkrétního využití internetu věci, a sice "smart cities" neboli chytrých měst.

Samotný vznik termínu "Internet of Things" (IoT, internet věcí) je datován do roku 1999 a jeho autorem je Kevin Ashton. Tento výraz poprvé použil ještě jako zaměstnanec firmy Procter & Gamble v jedné ze svých prezentací.

 NahoruOd ovládání jednoduchých spotřebičů

Na začátku vývoje byly automaticky ovládané pouze spotřebiče, které měly jen dva či o něco málo více stavů: světlo rozsvíceno/zhasnuto, žaluzie staženy/vytaženy atp. Logicky vzato není vhodné přenášet datové signály pro tyto spotřebiče přes klasickou datovou síť, která je primárně určena pro vysokorychlostní přenos dat (např. stahování a sdílení filmů, hudby atp.). Pro ovládání spotřebičů proto byly správným směrem vyvíjeny samostatné standardy pro datový přenos signálů (ZigBee, Z-Wave atp.).

S postupem času, pro větší pohodlí domova bylo zřejmé, že do chytré domácnosti nestačí začlenit pouze světla, rolety, vrata od garáže atp. Předpokládalo se zapojení i složitějších spotřebičů (televize, pračka, lednička, myčka, domácí kino atp.). Zde je přenášená množina stavů již obsáhlejší, není to jen stav zapnuto/vypnuto. Proto bylo nutné již kapacitnější datové rozhraní. Vyvíjet další standard nebylo vhodné, proto se v tomto případě "sáhlo" po klasické datové síti.

Složitější spotřebiče a jejich vztahy se setkaly s tím, co bylo předvídáno, tj. staly součástí pojmenování "Internet věcí". Znamená to, že každý stroj, přístroj, zařízení a spotřebič bude vybaven možností zapojení do společné sítě (v tomto případě globální sítě Internet) a přes inteligentní řízení být ovládán ke své dokonalé funkci. Například lednička, co si sama "nakoupí", respektive, umí si sama objednat docházející proviant přes nalezený nejlevnější internetový obchod.

 NahoruPojem "internet věcí" a jeho definice

Internet věcí, ve zkratce IoT, je dost nepřesný pojem, přesto je již zažitý. V současnosti navíc neexistuje jediná oficiální definice pojmu internet věcí. Zřejmě nevýstižnější vytvořily ve vzájemné spolupráci dvě iniciativy zabývající se touto problematikou: IERC (European Research Cluster on the Internet of Things) a ITU (Internet of Things Global Standards Initiative). Jejich definice zní:

"Internet věci je dynamická globální síťová infrastruktura, s možností vlastního nastavení svých schopností, založená na standardních a interoperabilních komunikačních protokolech, kde fyzické i virtuální "věci" mají své identity, fyzické atributy a virtuální osobnosti, a používají inteligentní rozhraní a jsou bezproblémově integrovány do systému informační sítě".

V širší perspektivě může být internet věcí vnímán jako vize s technologickými a společenskými dopady. Z pohledu technické standardizace může být internet věcí považován za globální infrastrukturu pro informační společnost, umožňující pokročilé služby fyzickým i virtuálním propojováním věcí na základě stávajících a vyvíjejících se informací a komunikačních technologiích.

Zjednodušeně řečeno se za internet věcí dá považovat propojení libovolných individuálně identifikovatelných zařízení s internetem, což jim umožňuje vzájemnou výměnu dat, dálkovou kontrolu a mnoho dalších funkcí. Jako IoT zařízení můžeme považovat jakékoliv zařízení, které je připojené k internetu, má svoji fyzickou i virtuální adresu a může být dálkově monitorováno či ovládáno. Jedná se tedy o formu propojení reálného světa (fyzická zařízení) s tím virtuálním (síť, software). V současné době se nejčastěji setkáváme s různými senzory a čidly (především v průmyslovém využití), dálkově ovládanými spotřebiči v domácnostech a inteligentních implementacích v různých odvětvích.

Internet věcí (IoT) funguje na principu M2M komunikace (machine-to-machine), tedy bez přičinění člověka. Uspořádán je do čtyř až sedmi vrstev (např. senzorové, síťové , aplikační a fyzické). Jelikož obsahuje škálu rozličných přístrojů, zařízení i jednotlivých prvků, nelze taxativně vymezit, co do něj spadá a různí praktici nabízejí, podle určitého zaměření, své definice. Internet věcí je

• soubor zařízení (počítačové systémy), které sbírají a vyměňují si data s jinými počítačovými systémy. Předpokladem je, že jsou tato zařízení připojena do počítače, či jiné počítačové sítě,

• kombinace Internetu, senzorů, propojených počítačových zařízení a každodenně užívaných přístrojů a předmětů se schopností vzájemné komunikace bez přičinění člověka,

• kyberneticko-fyzický ekosystém propojených senzorů a aktuátorů, které umožňují rozhodování,

• síť fyzických zařízení, vozidel, domácích spotřebičů a dalších zařízení, která jsou vybavena elektronikou, softwarem, senzory, pohyblivými částmi a síťovou konektivitou umožňující těmto zařízením se propojit a vyměňovat si data.

Nejdůležitějšími jmenovateli definic jsou přítomnost M2M komunikace, schopnost sběru a výměny dat, připojení k počítači či jinému druhu sítě a potenciálně i schopnost samostatného vyvolávání další akce (rozhodování). Neméně důležitým definičním znakem IoT zařízení je unikátní identifikátor (unique identifier – UID), což je číselný řetězec, díky němuž je konkrétní zařízení rozpoznáno a lze s ním komunikovat.

 NahoruOblasti využití IoT

V této části se budeme stručně zabývat oblastmi využití internetu věcí, nejen z pohledu chytrého domu, které jsme uvedli v samostatné kapitole. Nejedná se o vyčerpávající výčet, neboť s technickým pokrokem a novými inovacemi přicházejí i nová pole využití internetu věcí.

Chytrá města

• Chytré parkování – vizuálně se zobrazí na mapě, která místa jsou volná a která plná.

• Hlídání technického stavu staveb – sledují se vibrace a stav materiálu v budovách, mostech, historických památkách a dalších stavbách.

• Hlukové mapy měst – v reálném čase probíhá měření úrovně zvuku v problémových oblastech města.

• Prevence dopravních zácp – monitorováním úrovně počtů vozidel a chodců ve městě se optimalizuje řízení dopravy.

• Chytré osvětlení – osvětlení ve městě (pouliční lampy, přechody) se dokáže přizpůsobit počasí a zvolit ideální intenzitu osvětlení při zachování nízké spotřeby energie. Reaguje na aktuální místní podmínky resp. použije připravené scénáře pro…