Жарким утром вы выходите из дома. После закрытия двери ваш телефон предупредит вас, что все освещение в помещении выключено, а дверь заперта. Тем временем ваша машина автоматически активирует систему охлаждения, поэтому, когда вы доберетесь до гаража, вы сможете ступить прямо в освежающе прохладный салон... Такие сценарии уже не являются простой фантазией. Насколько далеко продвинулся сегодня Интернет вещей (IoT)? И куда он пойдет в ближайшие пять лет?
Современные умные дома позволяют удаленно управлять приборами, освещением и шторами через смартфон, голосовую активацию настроек устройства с близкого расстояния и следить-в режиме реального времени за домашней обстановкой с помощью установленных камер и датчиков. Тем не менее, такие домашние системы Интернета вещей остаются ограниченными в применении. Помимо высокой стоимости построения всей экосистемы, проблемы включают в себя проблемы доверия, неопределенности в безопасности и нарушения конфиденциальности.
Текущая «плотность» интеграции Интернета вещей остается недостаточной. Однако технологические достижения сделали неприемлемым для сообразительных потребителей покупку бытовой электроники или устройств для умного дома, в которых отсутствует так называемая интерактивность Интернета вещей. Трудно представить новые продукты без возможности подключения или несовместимые с приложениями, мини--программами или официальными аккаунтами.
Однако Интернет вещей больше не является основным аргументом в пользу продажи. Вместо этого он должен дополнять такие возможности, как производительность, искусственный интеллект и экраны, чтобы создать комплексный опыт, захватывающий долю рынка.
Чтобы лучше изучить тенденции отрасли Интернета вещей, мы опросили клиентов по всему миру, получив 2095 заполненных анкет от инженеров по решениям Интернета вещей из 60 стран. Эти данные составляют основу нашего отчета о глобальных тенденциях в области Интернета вещей. Как будет развиваться глобальный ландшафт Интернета вещей в ближайшие пять лет? Давайте исследуем.
Где драйверы роста отрасли?
В тройку крупнейших отраслей с наибольшим потенциалом роста Интернета вещей в ближайшие пять лет входят промышленная автоматизация и контроль, домашняя автоматизация и искусственный интеллект. В области промышленной автоматизации и домашней автоматизации связь между машинами--машинами (M2M) и удаленный мониторинг, по прогнозам, будут наиболее быстро-растущими приложениями. К ним относятся удаленный мониторинг устройств, оптимизация промышленных процессов и объектов, а также подключение бытовой электроники и интеллектуальных устройств. В то же время пандемия ускорила внедрение Интернета вещей в здравоохранении, изменив диагностику и мониторинг пациентов, одновременно помогая отслеживать вакцины и управлять запасами. В условиях растущего спроса на подключенные медицинские устройства 25% участников считают здравоохранение следующей крупной отраслью, которая будет использовать Интернет вещей для здоровья человека. Другие отрасли, демонстрирующие высокий потенциал роста Интернета вещей, включают умные города, управление энергопотреблением, автомобилестроение и транспорт, а также носимые устройства.
Однако Индустрия 4.0 все еще находится на этапе своего развития, а медленный рост Производство 4.0 и промышленного Интернета вещей (IIoT) в первую очередь объясняется зависимостью от устаревших систем, сложными интеграционными процессами, нехваткой квалифицированных кадров и отсутствием подходов,-ориентированных на бизнес. Три основные причины медленного роста Индустрии 4.0:-обеспокоенность по поводу безопасности данных, отсутствие бизнес-стратегии, а также сложность и технические ограничения модернизации существующих сложных устаревших систем-препятствуют внедрению и интеграции интеллектуальных производственных решений.
Современные производственные процессы более взаимосвязаны, чем когда-либо: больше машин, оборудования и сотрудников поддерживаются сетевыми датчиками, передающими данные по всему заводу. Проблемы возникают, когда компании не могут обмениваться информацией внутри своих сетей или использовать эти данные для улучшения бизнес-стратегий. Периферийные вычисления представляют собой будущее направление.-Подробную информацию можно найти в нашей статье о периферийных вычислениях промышленного Интернета вещей.
По мере того как системы становятся все более сложными, число уязвимостей увеличивается, что делает безопасность основной проблемой для Интернета вещей. Тридцать-шесть процентов участников назвали безопасность основным препятствием на пути внедрения технологий подключения Интернета вещей. Кроме того, спорным вопросом остается право собственности на данные, собранные периферийными устройствами. То, как данные собираются, передаются и используются, касается пользователей, которые не могут проверить, не используются ли их персональные данные не по назначению. Риски, связанные с данными, собираемыми периферийными устройствами, значительны.-Если их украдут, последствия могут быть непредсказуемыми. Это делает определение владения данными решающим фактором успеха Интернета вещей.
Семьдесят процентов участников считают, что право собственности на данные должно оставаться за пользователями, особенно когда конфиденциальность не может быть гарантирована, поскольку такие данные легко становятся доступными третьим лицам. Пользователи не решаются делиться данными с компаниями из-за опасений по поводу кражи личных данных и рисков кибербезопасности.
От «умных» городов и заводов до «умных» домов — Интернет вещей позволяет объектам соединяться и обмениваться данными. Решение проблем безопасности данных позволяет собранным данным способствовать операционным улучшениям или сокращению затрат, что приводит к повышению качества, эффективности и продлению срока службы продуктов. Сорок-восемь процентов участников назвали повышение производительности и производственных возможностей своими основными целями, подчеркнув наибольшее влияние Интернета вещей на бизнес в этих областях.
30% участников считали себя новаторами Интернета вещей, стремящимися изучить возможности бизнеса и получить конкурентные преимущества за счет разработки решений Интернета вещей, а 27% стремились извлечь выгоду из рыночных возможностей. Несмотря на быстрый рост рынка IoT-решений, разработка таких решений остается стратегическим решением. Это связано с проблемами безопасности данных и требует значительного времени для получения результатов. По мере того, как все больше предприятий присоединяются к экосистеме, среда разработки Интернета вещей продолжает развиваться. Поэтому для компаний внедрение инновационных решений Интернета вещей становится более важным, чем когда-либо.-Речь идет не просто о следовании отраслевым тенденциям. Чем эффективнее компания внедряет инновации, тем выше ее шансы на успех.
Каковы ключевые технологические приоритеты?
Постоянной проблемой в развитии Интернета вещей является обеспечение совместимости между устройствами разных производителей и облегчение разработки новых пользовательских приложений. В настоящее время не существует глобального стандарта для связи между различными устройствами, при этом каждая группа придерживается отдельных протоколов. Участники определили факторы, которые могут ускорить внедрение Интернета вещей, включая функциональную совместимость, простоту разработки, спрос на открытые стандарты и стандарты подключения. Темпы инноваций IoT высоки. Чтобы воспользоваться этими огромными рыночными возможностями, необходимо добиться совместимости во всех отраслях, чтобы соединить клиентов, предприятия и продукты. Однако стандарты должны быть открытыми, чтобы каждый мог легко проектировать и создавать технологии в рамках этих рамок.
Современные устройства Интернета вещей не используют широко искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение. Тем не менее, опрос показал, что 39% участников уже внедрили ИИ в свои проекты и приложения Интернета вещей. Среди оставшихся участников 47% планируют использовать ИИ в своих следующих проектах или приложениях Интернета вещей для создания более умных устройств. От автономных транспортных средств до программного обеспечения для распознавания лиц — искусственный интеллект меняет то, как мы взаимодействуем с миром, поскольку затраты на оборудование снижаются, а скорость обработки данных увеличивается.
Периферийные устройства Интернета вещей обмениваются данными по стандартным проводным и беспроводным каналам, включая получение результатов измерений датчиков и обеспечение удаленного управления операторами. Взаимодействие между периферийными устройствами, шлюзами и облачными платформами в рамках решений Интернета вещей требует разнообразных подходов для удовлетворения различных потребностей. Результаты показывают, что 77% участников выбрали беспроводную связь, а 23% выбрали проводную связь.
Среди вариантов беспроводной связи Wi-Fi наиболее популярен благодаря возможности удаленного подключения, безопасности и более высокой пропускной способности, обеспечиваемой новейшими микроконтроллерами-с низким энергопотреблением и возможностями Wi-Fi. За ними следуют сотовая связь и Bluetooth Low Energy (BLE). За последние три года доля BLE на рынке выросла на 12 % благодаря режимам низкого-энергопотребления и быстрому внедрению Bluetooth 5.0. За последние три года доля рынка сотовой связи выросла на 9%. Недавний рост популярности 5G расширяет возможности подключения за счет значительного увеличения пропускной способности сотовой связи, что упрощает подключение большого количества устройств для Интернета вещей.
Среди проводной связи 83% инженеров отдают предпочтение Ethernet. Соединения Ethernet обеспечивают высокую надежность и безопасность, обеспечивая оптимальное решение для высокоскоростных устройств потоковой передачи, таких как IP-камеры или VoIP-телефоны.
Системы Интернета вещей требуют разнообразных языков разработки программного обеспечения для реализации функциональности.. 65% участников по-прежнему выбирают C/C++ из-за его расширенных возможностей ввода-вывода, управления кодом, структур данных и хранения файлов, за ним следуют Python (45%) и JavaScript (22%).
Разработка аппаратного обеспечения сопряжена с многочисленными проблемами, поэтому правильное проектирование имеет решающее значение. При выборе между -собственной разработкой или--готовыми решениями для экономичного-эффективного внедрения и ускорения-выхода-на рынок жизненно важен выбор аппаратного обеспечения.. 48 % респондентов используют одноплатные-компьютеры (SBC) для ускорения и упрощения проектирования. SBC компактны, имеют встроенные возможности подключения (Ethernet, WiFi, BLE), USB и дополнительные интерфейсы (I2C, SPI, UART) и готовы к использованию-из--коробки (под управлением Linux). Различные SBC удовлетворяют конкретным требованиям к оборудованию, где память и хранилище имеют решающее значение для встроенных систем. Компактные встраиваемые дистрибутивы Linux еще больше минимизируют использование памяти и хранилища.
Однако 32% участников предпочитают начинать с чистого листа, позволяя системе определять окончательные спецификации, обеспечивающие выдающуюся производительность и надежную надежность при минимально возможных затратах. Для предприятий вопрос «строить или покупать» остается сложной дилеммой. Разработка-собственных решений требует инвестиций и времени, однако право собственности и полный контроль имеют приоритет. Вычислительная мощность и функциональность оборудования Интернета вещей определяются микропроцессорами (MPU) или микроконтроллерами (MCU). Следующей задачей для инженеров является выбор подходящего MPU/MCU для своей конструкции: 39% респондентов отдают предпочтение платформам разработки STMicroelectronics.
Облачная платформа является основным компонентом внедрения корпоративного Интернета вещей. Он играет решающую роль в создании безопасной,-масштабной инфраструктуры Интернета вещей, позволяя предприятиям собирать, анализировать и обрабатывать данные Интернета вещей от датчиков, устройств и приложений для обеспечения устойчивой работы. Тридцать-четыре процента участников явно отдали предпочтение частным облакам. Частные облака сложнее взломать хакерам, они не несут никаких затрат и обеспечивают доступ к локальным данным.
Датчики, используемые для сбора данных, составляют основу каждого подключенного устройства. От позиционирования и идентификации до мониторинга и защиты критически важной инфраструктуры — датчики служат глазами и ушами IoT-решений, преобразуя собранную физическую информацию в сигналы, измеримые электронным способом. Эффективное управление датчиками и их развертывание являются жизненно важными компонентами процессов Интернета вещей, причем выбор датчиков зависит от таких факторов, как использование, точность и срок службы батареи. Наиболее распространенными датчиками являются датчики окружающей среды, измеряющие, среди прочего, температуру, влажность, давление и газы. Вторая по распространенности категория — датчики движения.
Из этого отчета о тенденциях мы можем сделать вывод, что инновационные решения, ориентированные на умные дома, промышленность, рынки и правительство, прокладывают путь в будущее Интернета вещей. Интернет вещей прочно стоит на повестке дня клиентов и партнеров и пользуется большим спросом, однако ни одна организация не может претендовать на лидерство в этом направлении. Интернет вещей имеет огромный потенциал, и некоторые ведущие компании уже приняли меры.-Google, Apple и Amazon недавно вышли на рынок домашней автоматизации. Что это значит для других предприятий?
Менее 25% инженеров верят, что их компания будет играть доминирующую роль в IoT, но об этом говорить пока рано. Кто возглавит стаю в будущем? Только время покажет.