Реферат выпускная квалификационная работа 76 с


Практические приложенияiot



Pdf көрінісі
бет8/10
Дата15.02.2023
өлшемі2,1 Mb.
#168853
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Байланысты:
zigbee iot

3Практические приложенияiot 
3.1 Концепция
«
Умный город» 
В рамках концепции Интернета вещей (Internet of Things, IoT) одно из 
наиболее популярных направлений развития - это концепция «умный город» 
(Smart City). Фундаментальным принципом «умного города» является 
внедрение информационных технологий и объектов IoT в городскую среду. 
Ожидается, что такой подход позволит усовершенствовать систему управления 
и взаимодействия государства с обществом, повысит качество и 
эффективность работы городских служб, а всѐ вместе качественно изменит 
жизнь населения. 
Главным активом города будут являться: люди, процессы и технологии. 
Концепция Умного города характеризуется тремя базовыми параметрами: 
а)
технологичность; 
б)
интеллектуализация; 
в)
фокусировка на стиле жизни. 
«Умный город» должен быть экологичным, безопасным, энергоемким, 
открывающим широкие возможности и обеспечивающим максимально 
комфортную жизнедеятельность. 
«Умный город» объединяет множество информационных и инженерных 
систем, которые собирают данные обо всем, что может повлиять наего 
жителей: ситуация на дорогах ив общественных местах, состояние зданий, 
метеоусловия и многое другое. 
Все службы города (правоохранительные органы, здравоохранительные 
и коммунальные организации, федеральные и муниципальные органы, и т.д.) 
работают ведином информационном поле. Это позволяет им оперативно 
обмениваться информацией и принимать общее решение, сокращая затраты 
и время реакции на экстренные случаи. 


63 
Решения для интеллектуального видеонаблюденияавтоматически 
обнаруживают и сообщают о значимых событиях из видеопотоков откамер 
по всему городу (например, скопления людей и машин, подозрительные 
предметы и т.д.).
Системы видеоаналитики связывают события с информацией других 
информационных систем, помогают накапливать статистические данные, 
готовить отчеты о наблюдаемых процессах.
Системы дополненной реальности помогут «построить» город 
будущего или окунуться в прошлое с помощью смартфона или планшета. 
Результат — повышение качества жизни в городе, улучшение 
оказываемых услуг, оптимизация муниципальных процессов. 
Безопасность 
Обеспечение безопасности жителей «разумного города» — одна из его 
основополагающих функций. Десятки и сотни тысяч датчиков и видеокамер 
собирают информацию о ситуации на дорогах, в общественных местах 
и зданиях, на спортивных мероприятиях и территориях с ограниченным 
доступом, чтобы вовремя заметить угрозу, проанализировать ее и передать 
информацию соответствующим службам. 
Технологии помогают минимизировать ущерб и число жертв 
от стихийных бедствий, экологических и техногенных катастроф. Средства 
мониторинга в автоматическом режиме фиксируют ранние признаки 
чрезвычайной ситуации, недоступные традиционным инструментам контроля. 
Это позволяет соответствующим службам заранее эвакуировать население, 
укрепить здания, строительные конструкции и объекты инфраструктуры, 
которые подвергаются риску обрушения.[8] 
При возникновении террористической или криминальной опасности 
правоохранительные органы получают возможность организованно вывести 
население из опасной зоны, координировать свою работу с учетом постоянно 


64 
обновляемой информации о ситуации, что сокращает число жертв, упрощает 
блокирование преступников/террористов. 
Функционал систем комплексной безопасности: 
а) 
постоянный 
мониторинг объектов 
инфраструктуры, 
жилых 
и общественных зданий и сооружений, мест массового скопления людей 
и проведения 
культурно-общественных 
мероприятий 
с использованием 
видеокамер и интеллектуальных датчиков, и технологий видеоанализа, 
интеллектуальная обработка видео в режиме реального времени с выявлением 
правонарушений и ситуаций чрезвычайного характера; 
б) мониторинг и контроль качества работы коммунальных служб: сбор 
и обработка информации с датчиков и обзорных видеокамер, учет актуальных 
данных о состоянии муниципальный (коммунальной) инфраструктуры; 
в) обеспечение промышленной безопасности: оперативный мониторинг 
состояния 
опасных 
производственных 
объектов, 
гидротехнических 
сооружений; 
г) ситуационный анализ: автоматическое формирование карточек 
инцидентов и вычисление оптимальных сценариев реагирования, ведение базы 
данных инцидентов и их решений; 
д) моделирование возможных сценариев: построение принципиальных 
моделей на основе накопленных данных и их анализа, формирование 
предложений по предупредительным организационным и техническим мерам; 
е) коммуникация с населением: оперативная связь через терминалы 
«Гражданин — 
Полиция» 
и «Гражданин — 
Ситуационный 
центр», 
использование медиа-устройств (инфокиоски, графически табло) для 
оповещения о чрезвычайных ситуациях; 
ж) организация единого центра оперативного реагирования для сбора 
и обработки информации о текущей ситуации, формирования оптимальных 
сценариев реагирования, координации работы служб и ведомств, обеспечения 
информационной поддержки их взаимодействия. 


65 
Транспортная система 
Интеллектуальная транспортная система «умного города» уменьшает 
возникновение пробок на дорогах и делает дорожное движение удобным 
и безопасным для всех его участников. 
Сформирована 
общая 
стратегия 
управления 
трафиком, 
котораяпозволяет развивать транспортную сеть на основе самых актуальных 
данных, 
которые 
обновляются 
в режиме 
реального 
времени. 
Специализированные системы собирают и анализируют характеристики 
трафика, метеоданные, сообщения об инцидентах на дороге, плановых 
перекрытиях и изменениях в организации дорожного движения. Эти данные 
используются для прогнозирования изменений дорожной обстановки, 
контроля плотности дорожного потока и создания алгоритмов работы 
дорожного оборудования. 
Комплексный подход и постоянный мониторинг транспорта на улицах 
города обеспечивают возможность реализации интерактивных сервисов, 
направленных на информирование всех участников дорожного движения: 
светодиодные экраны на дорогах сообщают водителям об изменениях 
дорожной обстановки, «умные остановки» отображают точное время прибытия 
общественного транспорта, а системы городского парковочного пространства 
позволяют автоматизировать организацию парковки и повысить собираемость 
ееоплаты. 
Создание современной транспортной системы может начаться 
с нескольких перекрестков и по мере развития охватить город практически 
любого масштаба. 
ЖКХ 


66 
Функционал «разумных» технологий автоматизации ЖКХ: 
а)
визуализация инцидентов и неисправностей; 
б)
мониторинг и прогнозирование потребления энергии, тепла и воды; 
в)
мониторинг давления в трубах на входе и выходе из зданий; 
г)
мониторинг и управление работой лифтов; 
д)
мониторинг канализационных труб и люков; 
е)
управление уличным освещением; 
ж)
мониторинг и анализ утилизации отходов; 
з)
интеграция с расчетными центрами; 
и) автоматизация технического обслуживания и ремонта, контроль 
подрядчиков; 
j)
организация службы «единого окна» (в том числе web-порталы 
и online-сервисы) для обращения граждан по вопросам эксплуатации объектов 
и компонент ЖКХ. 
Здравоохранение 
В медицинских центрах «умного города» все операционные или 
гибридные залы, палаты интенсивной терапии и реанимации, диагностические 
и лечебные кабинеты, конференц-залы и учебные аудитории интегрируются 
в единое медицинское пространство. 
Весь массив данных по текущим событиям оперативно обрабатывается 
для последующего использования и изучения. Полученные данные ложатся 
в основу динамических карт пациентов, которые помогают врачам при 
проведении различных медицинских процедур. 
Беспроводные технологии и системы непрерывного сбора и анализа 
данных позволяют организовать постоянное удаленное наблюдение 
за пациентами, выявляя отклонения в плановых прогнозах состояния здоровья. 


67 
Информационные медицинские системы используют технологии Big Data для 
анализа симптомов и формирования диагностических карт.[8] 
Функционал интеллектуальных медицинских систем: 
а)
создание электронных баз медицинских учреждений, пациентов, 
средств оперативной идентификации и получения доступа к медицинским 
услугам; 
б)
формирование универсальных медицинских карт, обеспечение 
информационного обмена медицинскими данными между территориально 
распределенными медицинскими учреждениями; 
в)
управление потоком пациентов: электронная запись, поддержка 
процесса приема, маршрутизация пациента и данных, анализ и оптимизация; 
г)
удаленное 
наблюдение 
пациентов: 
телемедицина, 
приѐм 
по видеоконференцсвязи, использование медицинских терминалов для 
оперативной диагностики в полуавтоматическом режиме вне медицинских 
учреждений 
и без 
участия 
медицинских 
специалистов 
(например, 
на производстве или в общественных местах); 
д)
Автоматизированный вызов экстренной медицинской помощи. 
Электронное правительство 
Жители «умного 
города» пользуются 
открытыми 
и доступными 
государственными 
услугами 
благодаря 
интенсивному 
развитию 
информационных систем, городских порталов и интерактивных сервисов. 
Они позволяют гражданам удаленно отслеживать ход и результаты 
административных процессов, подавать заявления в электронном виде, 
получать уведомления о статусе рассмотрения поданных заявлений. Развитие 
электронных сервисов упрощает гражданам и организациям взаимодействие с 
государственными органами, информационными системами и порталами. 


68 
Функционал систем электронного правительства: 
а)
поддержка электронных сервисов: взаимодействие с гражданами, 
поддержка внутренних процедур и процессов, учетные системы ресурсов 
города; 
б)
информирование и обратная связь с гражданами: вовлечение в планы 
развития, краудсорсинг; 
в)
административный портал города: категоризация информации 
о деятельности, структуре и службах, порядке получения услуг, личный 
кабинет икоммуникации с социальными сообществами. 
Интеллектуальные здания 
Здание «умного города» оснащено всеми необходимыми средствами 
связи, безопасности, климатическими системами, и в полной мере может 
называться «интеллектуальным». 
Все инженерные системы такого здания контролируются единой 
системой диспетчеризации, что позволяет экономить энергетические, тепловые 
ресурсы, 
экономить 
на содержании 
обслуживающего 
персонала, 
прогнозировать и планировать регламентные работы, минимизировать 
вероятность аварий и их негативный эффект. 
Функционал систем интеллектуального здания: 
а)
создание 
единого 
комплекса 
на основе 
всех 
инженерных 
и коммуникационных систем: водоснабжение и канализация, энергоснабжение, 
включая бесперебойное питание, отопление, вентиляция, кондиционирование, 
структурированные кабельные системы, телефония, видеоконференцсвязь; 
б)
мониторинг 
и автоматизированное 
управление инженерными 
системами здания, учет и анализ использования ресурсов; 


69 
в)
комплексные 
системы 
безопасности: 
управление 
доступом, 
видеонаблюдение, 
охранная 
сигнализация, 
пожарная 
сигнализация, 
пожаротушение; 
г)
учет и управление площадями, общими ресурсами, парковкой. 
Ситуационный центр 
Эффективность «умного города» напрямую зависит от своевременной 
реакции и согласованного взаимодействия городских подразделений, 
различных ведомств и специализированных служб. 
Все необходимые для этого инструменты объединяет ситуационный 
центр, позволяющий диспетчерам и руководству работать с большими 
массивами 
данных 
и оперативно 
координировать 
действия 
всех 
задействованных подразделений. 
Ситуационный центр собирает и обрабатывает информацию обо всем, 
что происходит в городе, будь то трафик на дорогах, скопления пассажиров 
в метро, метеоусловия или состояние инженерной инфраструктуры. 
Функционал ситуационного центра: 
а)
сбор и агрегация данных и событий с различных источников (датчики, 
камеры, детекторы, специализированные внешние информационные и/или 
инженерные системы); 
б)
корреляция 
и комплексная 
обработка 
событий в соответствии 
с заданными правилами и алгоритмами; 
в)
автоматическая регистрация инцидентов и формирование наиболее 
оптимальных алгоритмов их разрешения; 
г)
анализ факторов и динамики событий, прогнозирование возможных 
сценариев изменения ситуации; 


70 
д)
расчет статистических показателей и формирование различных 
отчетов; 
е)
формирование и дальнейшее использование архива разрешенных 
ситуаций; 
ж)
визуализация собираемой, 
обрабатываемой, 
рассчитываемой 
информации. 
Преимущества «умного города» нацелены, в первую очередь, на 
населения, на улучшение его условий жизни. Поэтому идея должна 
поддерживаться гражданами. Они должны быть заинтересованы в ее развитии 
и внедрении и над их вовлеченную в процесс также необходимо работать. 
Например, повышать прозрачность процессов, расширять возможности в 
управлении через системы электронного правительства и т.д.
Стандартизация концепции «умного города» в России.Проекты по 
созданию «умного города» формируются и в России. Разработкой стандартов 
«умных городов» занимается Национальный центр информатизации (далее - 
НЦИ). Необходимость появления стандартов продиктована тенденциями: 
интерес к концепции значительно растет, появляются всѐ новые и новые 
проекты, между которыми нет согласованности. Единые критерии позволят 
обобщить знания, объединить усилия и идеи, предпишут, какой город считать 
«умным» и ускорят его строительство. В то же время, стандарты должны быть 
динамичными, 
изменяясь 
в 
процессе 
воплощения 
плана, 
чтобы 
соответствовать текущим потребностям общества. 
Недавно стало известно, что в ближайшее время в России будет 
сформирован технический комитет по стандартизации «Кибер-физические 
системы». К его задачам, в том числе, относится стандартизация «Умного 
города» (Smart citiy), а помимо него «Интернета вещей» (Internet of things), 
«Больших данных» (Big data) и «Умного производства» (Smart manufacturing).


71 
В России делают первые шаги по разработке нескольких Smart cities. 
Например, один из них в вблизи Казани реализует компания JLL. Под Санкт-
Петербургом ведутся работы над городом-спутником Южный. Есть несколько 
пилотных проектов по созданию «умных» районов в Московской области. 
Способствовать интеллектуализации городов в России должны технологии 
М2М и модернизация образования. 
Machine-to-Machine (М2М) – это межмашинный обмен информацией 
или ее односторонняя передача. Технологию ожидает большое будущее и 
широкий спектр применения в концепции «умного города». Например, в 
датчиках «умного» дома для контроля таких его параметров, как температура 
воздуха, уровень освещения и т.д. Помимо «умного» дома, М2М-решения 
встраивают во многие системы: платежи, охрана и безопасность, навигация, 
ЖКХ, вендинг, здравоохранение и т.п. 
В образовании ведется работа по внедрению «Электронной 
образовательной среды РФ», а также предпринимаются действия для полного 
перевода профильных учреждений на электронные учебники. Данные 
мероприятия являются частью комплексной программы Государственной 
информационной 
системы 
(ГИС) 
в 
сфере 
образования 
России. 
Информационная экосистема позволит сократить издержки в сфере 
образования, а также способствует реализации федерального общероссийского 
магазина образовательного контента и технологий (EDU.RuStore).
3.2IoT в промышленности
Применение IoT в промышленности называется IIoT (Industrial Internet of 
Things — промышленного интернета вещей). IIoT – Интернет Вещей для 
корпоративного 

отраслевого 
применения 
— 
система 
физических 
(производственных) 
объектов, 
платформ 
и 
приложений, 
оснащенных 
технологиями для взаимодействия и обмена данными друг с другом, внешней 


72 
средой и людьми, предназначенная для повышения эффективности 
производственных сетей. 
Как следствие, IoT-системы повышают операционную эффективность 
бизнеса, экономят время и средства предприятия. Благодаря постоянному обмену 
данными, вы получаете информацию, которая помогает ускорить продажи, 
улучшить обслуживание или сделать разработку продукта более эффективной. 
Применение на предприятиях концепции IoT обеспечивает постоянный 
контроль состояния производимого материала, дает беспрецедентный доступ к 
генерируемым данным в процессе эксплуатации оборудования и дистанционное 
обновление встроенных программных кодов. 
Уже сегодня ряд отечественных и зарубежных компаний запустили 
масштабные проекты с использованием IIoT технологий на своих предприятиях и 
получили увеличение показателей производительности труда за счет сокращения 
простоев оборудования и оптимизации работы персонала. 
Пример внедрения Промышленного интернета. 
Ярким примером применения Интернета вещей в промышленности 
является компания Breton — производитель оборудования для резки и обработки 
камня. Компания использовала интеллектуальную систему, вследствие чего стало 
возможным автономно управлять станками благодаря программным логическим 
контроллерам, подключенных к удаленным серверам. 
Такое решение позволило не только механически управлять и 
конфигурировать работу станков, нo и осуществлять техподдержку в режиме 
реальнoго времени. [8] 
Российский рынок IioT 
С развитием промышленного Интернета вещей у российских компаний 
есть 
реальная 
возможность 
повысить 
производительность 
труда 
и 
оптимизировать бизнес-процессы за счет интеграции ИТ-систем. 


73 
В России есть уникальные разработки для авиационно-космической 
промышленности, энергетики, транспорта, медицины, сферы ЖКХ, сельского и 
городского хозяйства, доступны лучшие IoT-платформы и прикладные сервисы, 
но с организационной готовностью потенциальных заказчиков и клиентов пока 
связаны основные сложности для выхода России на международный рынок. 
Таким образом, главная задача сегодня — подвести все процессы под 
стандарты международных норм, поскольку в очень скором времени 
отечественный рынок IIoT планирует «взорваться»: по прогнозам Мэтью Смита, 
топ-менеджера Cisco, в ближайшие 10 лет выгода от внедрения в России 
технологий IIoT может достичь $200 млрд. И уже сегодня методики цифрового 
производства используются в ОАО «Магнитогорский металлургический 
комбинат», ПАО «Газпром нефть», ПАО «ЛУКОЙЛ», ПАО «Северсталь», 
Холдинг «Российские космические системы», ПАО «Силовые машины», ООО 
«Локомотивные 
технологии», 
Государственное 
унитарное 
предприятие 
«Московский метрополитен», ОАО «РЖД», ОАО «НПО «Сатурн» и другие 
компании. 
Интернет вещей – это уже не просто инструмент для повышения 
отдельных бизнес показателей или упрощения каких-либо процессов. IoT сегодня 
– это новый эволюционный шаг в развитии технологий, захватывающий все 
отраслевые аспекты нашей жизни. Потребность предприятий в устройствах IoT 
растет с каждым днем, а следовательно растет и число компаний, работающих в 
этой области. Реальные потребители уже оценили преимущества концепции IIoT 
и каждый день применяют ее в своих производственных целях. IIoT — главная 
тенденция, влияющая сегодня на промышленные изменения завтра. 
3.3Приложения для IoT 
Пользовательские приложения для Интернета вещей можно разделить на 
две большие группы по их назначению: 


74 
а)
Приложения для сбора и анализа данных – их главная задача 
заключается в снятии показаний с устройства и сохранении их в приложении 
(приложения для фитнес-трекеров, весов, измерителей влажности, камер, 
нитратомеров и т.д.); 
б)
Приложения для управления – они способны не только проследить за 
устройством, но и изменить его состояние (приложения для кофеварок, чайников, 
умного дома и т.д.). 
Приложения, как и сами IoT устройства, можно отнести к какой-либо 
категории – «фитнес и здоровье», «медицина», «бытовая техника», 
«мультимедиа», «умный дом». Все зависит от того, каким устройством оно 
управляет. В любом случае, если этот девайс есть в продаже, то приложение к 
нему можно скачать в PlayMarket и AppStore абсолютно бесплатно. Обычно такие 
приложения очень просты в использовании, причем, как правило, одно 
приложение создается на всю линейку техники одного производителя, а 
пользователь уже синхронизирует те устройства, которые имеются у него. 
Конечно, можно загрузить приложение и без устройства, но в таком случае оно 
будет бесполезно, так как сразу потребует подключить к нему гаджет. 
Рассмотрим функциональные возможности некоторых пользовательских 
IoT приложений. Многие «умные» устройства категории «фитнес и здоровье» 
отслеживают различные физиологические показатели организма. К примеру, 
глюкометр iHealth Smart Glucometer, разработанный компанией iHealth Labs Inc., 
может контролировать уровень сахара в крови и пересылать результаты 
измерений на смартфон, в приложение iHealth Gluco-Smart. Данные измерений 
могут быть сохранены в само устройство (около 500 измерений) или, если 
смартфон под рукой, сразу в мобильное приложение. Кроме того собранную 
информацию можно загрузить в облачное хранилище, предоставляемое 
пользователям бесплатно. В приложении можно следить за изменением уровня 
сахара в течение дня, недели, месяца и т.д., контролировать срок годности 
тестовых полосок, устанавливать напоминания о необходимости измерений 


75 
уровня сахара или приеме лекарств, отправлять статистику измерений (в виде 
графика или таблицы) на электронную почту или делиться результатами в 
социальных сетях. Информация передается на мобильное устройство по Bluetooth. 
К результатам измерений можно добавлять голосовые и текстовые заметки о 
питании, занятиях спортом, количестве углеводов в пище и многое другое.
Умная техника для кухни тоже может управляться с помощью 
приложения. К такой относится, например, мультиварка Redmond SkyCooker. 
Бесплатное мобильное приложение Ready For Sky скачивается из PlayMarket или 
AppStore, а дистанционное управление техникой осуществляется через Bluetooth. 
Чтобы добавить мультиварку в список управляемых устройств в приложении, 
необходимо нажать на одну из кнопок на устройстве и держать около 10 секунд. 
Приложение может запускать автоматические программы, при этом для 
некоторых из них доступна ручная настройка – изменение времени, включение 
подогрева и функция отложенный старт. Еще одно доступное редактирование 
программы – изменение температуры приготовления (функция «Мастершеф»). В 
приложении также можно ознакомиться с рецептами с указанием калорийности, 
ингредиентов и рекомендуемой программы. К каждому рецепту можно оставить 
свои личные заметки.
Умная розетка – отличный девайс для тех, кто постоянно забывает 
выключить утюг или хочет заранее, до прихода домой включить обогреватель. 
Дистанционное управление в этом случае происходит не по Bluetooth, а по Wi-Fi, 
как у розетки Orvibo S20 из Китая. Приложение WiWo при подключении розетки 
запрашивает ввод пароля от беспроводной сети. Доступ к управлению розеткой 
может получить любой смартфон, а само приложение теоретически поддерживает 
до 150 розеток. С мобильного устройства можно включить/выключить розетку, 
настроить режим ее работы по часам, дням недели, в приложении имеется таймер 
и блокировка доступа к управлению паролем. Приложение позволяет управлять и 
другими устройствами Orvibo из серии «умный дом».


76 
«Умный дом» может объединять в себе гораздо больше функций, чем 
отдельный прибор, соответственно и приложение будет обладать гораздо 
большими возможностями – управление системами климат-контроля, освещения, 
мультимедиа, охраны и видеонаблюдения, управление, шторами, жалюзи, 
воротами, шлагбаумами и так далее. Мобильное приложение – один из способов 
управления системой наряду с настенными панелями, сенсорными «умными» или 
классическими выключателями и даже sms. К примеру, приложение EasyHome 
компании «Дом Бизнес Строй» не только управляет различными системами, но и 
обеспечивает связь с системами охранной и пожарной сигнализации, вентиляции 
и кондиционирования, контролирует потребляемую мощность, предотвращает 
аварии, собирает информацию со счетчиков воды, электричества, газа и 
отображает видео с камер. Установить приложение можно на любое количество 
гаджетов, главное, чтобы это были планшетные компьютеры на iOS, Windows или 
Android. Подключение к контроллеру происходит по Wi-Fi. Интерфейс 
программы может быть отредактирован в соответствии с пожеланиями 
пользователя. Кроме управления компонентами умного дома по отдельности, 
приложение может включать в себя комбинированные сценарии. Сценарий «В 
поездке» может включить режим энергосбережения и имитацию присутствия, а 
сценарий «Утро» – открыть шторы и выключить ночные подсветки. Каждый 
проект очередного «умного дома» уникален, а мобильное приложение включает в 
себя те составляющие, которые были установлены именно у этого клиента. 
Индустрия IoT дает большие возможности для развития различных 
направлений разработки приложений – продажи, производство, здоровье и 
фитнес, автоматизация домов и другие. Следующим этапом станет внедрение IoT 
в бизнес-среду и предпринимательство, а это уже гораздо более сложная 
задача.Интернет Вещей – одна из тенденций в разработке мобильных 
приложений. 


77 


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет