ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ: ЧТО ДАЛЬШЕ

Основные тенденции развития Интернета вещей включают расширение областей их применения и увеличение срока службы без замены элементов питания. В любых системах мониторинга на основе Интернета вещей используются беспроводные сен- сорные сети , которые имеют большое энергопотребление при передаче данных. Кроме того, беспроводные сенсорные сети должны иметь высокую надежность и эффективную защиту от разного рода атак . Согласно оценке рынка Интернета вещей это направление в ближайшие пять лет будет стремительно развиваться, рис. 1.

Рис. 1. Диаграмма развития Интернета вещей на ближайшие 5-10 лет

лючевой особенностью Интернета вещей является их работа с аналоговыми информативными сигналами, которые оцифровываются и обрабатываются имеющимися в составе Интернета вещей средствами. Структура, обеспечивающая прохождение сигнала от сенсора в «облачные» технологии, приведена на рис. 3. Поэтому первый структурный узел Интернета вещей включает сенсоры для преобразования физической величины в аналоговый электрический сигнал, усилители, АЦП, процессор, а также канал передачи данных для их обработки «облачными» технологиями.

Рис. 2. От цифровых машин к цифровой реальности

Отметим, что оптимальное решение для структуры этого узла заключается в том, чтобы исключить передачу избыточных данных для последующей обработки в облаке». В свою очередь, “облачные” технологии предназначены для работы с большими объемами данных (big data). Специалисты полагают, что в будущем только 1% данных, находящихся в “облаках”, будет использован, так как в целях снижения уровня угроз наиболее важные данные желательно хранить в локальных хранилищах. Это обеспечивается применением смарт-сенсоров со встроенными алгоритмами обработки данных. На рис. 4 дана сравнительная оценка характеристик сегодняшнего и завтрашнего поколений беспроводных сенсорных сетей.

Рис. 3. От сенсора к облачным технологиям

Таким образом, важной особенностью Интернета вещей является применение эффективных сенсорных сетей. Они должны использовать радиочастотный диапазон для передачи данных. Большинство сенсоров имеет встроенное батарейное питание . Сети должны устойчиво работать в условиях шумов и помех. На рис. 5 приведена структура типового узла беспроводной сенсорной сети, который отличается высокой надежностью и устойчивостью к помехам, имеет встроенную диагностику, защиту от различного рода атак, встроенный узел предобработки данных.

Рис. 4. Сравнительная оценка характеристик
сегодняшнего и завтрашнего поколений
беспроводных сенсорных сетей

ВЫВОДЫ
Цифровая экономика, цифровая медицина, цифровое сельское хозяйство и другие направления человеческой деятельности будут основываться на широком применении Интернета вещей, основой которого являются беспроводные сенсорные сети. Современная элементная база уже сегодня позволяет создавать высокоэффективные и надежные беспроводные сети, которые применяются в различных областях науки и техники.

Рис. 5. Беспроводной сенсорный узел
современных беспроводных сенсорных сетей

ЛИТЕРАТУРА

1. Романов В., Галелюка И. Беспроводные сенсорные сети для сельского хозяйства и защиты окружающей среды. Электронные компоненты и системы, № 2, 2017, С. 13-18.

2. Palagin O., Romanov V., Galelyuka I., Voronenko O., Brayko Y., Imamutdinova R. Wireless sensor network for precision farming and environmental protection Information theories & applications, Volume 24, Number 1, 2017 – P. 19–34.