Ивченко Д. С.

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Украина

Интернет вещей. Как сделать свой дом умным

С каждым днем «Интернет вещей», «Интеллектуальные системы управления», «Умный дом» становятся все более популярными темами для обсуждений. Что же на самом деле скрыто в данных утверждениях? Чтобы лучше познать всю структуру данной технологии, необходимо обратиться к истокам ее создания.

Интернет вещей – это технология, которая позволяет управлять устройствами, переключателями, получать информацию с датчиков и сенсоров на персональный компьютер, или на экран мобильного телефона, в любой точке земной поверхности, с помощью интернета.

Концепции сетей интеллектуальных устройств начали обсуждаться еще в далеком 1982 году в университете Карнеги — Меллон, город Питтсбург, США, когда впервые состоялось управление и мониторинг автоматов газированных напитков [1].

Через шесть лет, ученый Марк Вейзер ввел термин «ubiquitous computing», которым он описал процессы интеграции компьютерных систем в повседневные вещи и окружающую среду, а современное видение IoT он описал в своем труде «The Computer of the 21st Century» [2].

Другой ученый Реза Раджи в 1994 году в журнале «IEEE Spectrum» описал технологию передачи пакетов данных таким образом, чтобы происходила интеграция и автоматизация устройств как в бытовых масштабах, так и в масштабах крупных заводов [3].

В период с 1993 по 1996 годы, ряд компаний предлагала свои решения в данной технологии такие как: «Microsoft at Work» и «Novell NEST».

Собственно, сам термин «Internet of Things» была внедрен в 1998 компанией «Cisco Systems, Inc.», а уже через год данная технология начала набирать обороты, и в 1999 году на Всемирном экономическом форуме в Давосе Билл Джой презентовал связь Device to Device (D2D) [4].

С каждым следующим годом концепция начала набирать все больших и больших оборотов. По состоянию на 2013 год «Интернет вещей» развивался благодаря конвергенции различных технологий. Это, в свою очередь, способствовало развитию встроенных систем, беспроводных сетей, систем управления и автоматизации.

Сегодня технологии Интернета вещей уделяется достаточно большое внимание, ведущие ИТ компании чрезвычайно мощно способствуют ее развитию, среди них: Cisco, Huawei, IBM, Intel, Microsoft. Проектируются и изготавливаются малогабаритные устройства управления и датчики.

Стоит отметить, что внедрение этой технологии обусловливало улучшение взаимодействия между пользователем и устройством, а именно мгновенный и непрерывный контроль, а также изменение параметров устройств руководствуются.

Рис. 1. Линейка чипов ESP8266

После ознакомления с существующей элементной базой микроконтроллеров и микрокомпьютеров на рынке, для реализации задач Интернет вещей лучше всего зарекомендовала себя линейка Espressif ESP8266 рис. 1.

ESP8266 – это чип с высокой степенью интеграции разработан специально для решения задач, касающихся интернета вещей. Он обладает достаточно мощными возможностями обработки и хранения, которые позволяют использовать его с различными датчиками и схемами специального применения [5]. Основным преимуществом данного модуля является его чрезвычайно низкая цена, которая не превышает отметку в 4 доллара США.

Реализация системы управления с помощью модуля ESP8266 проходит в два этапа:

1) Разработка программного обеспечения;

2) Реализация канала передачи данных.

Разработка программного обеспечения и загрузка программы выполняется в среде Arduino Integrated Development Environment, где описываются все функции и параметры подключенных устройств, датчиков и сенсоров, с помощью которых будет проводиться управление [6].

Канал передачи данных реализуется на платформе «Mosquitto», в которой осуществляется возможность обмена сообщениями между компонентами с помощью протокола прикладного уровня Message Queue Telemetry Transport (MQTT), который работает по принципу publish–subscribe [7].

После осуществления всех настроек, подключения модуля к сети интернет и установки приложения IoT Manager, на экране смартфона появятся запрограммированные клавиши управления двигателем или реле и мгновенные значения с датчиков, будь то уровень освещения, влажности или давления.

Технология Интернета вещей имеет большое будущее, которое безусловно облегчит повседневную жизнь всего человечества.

Литература:

1. Frank Palermo. Internet of Things done wrong stifles innovation // InformationWeek. 7 July 2014.

2. Mobile Computing and Communications Review – Special issue dedicated to Mark Weiser Volume 3 Issue 3, July 1999, pp. 3–12.

3. Raji, R.S. Smart networks for control // IEEE Spectrum. – June 1994. – vol.31, № 6. –pp.49–55.

4. Jason Pontin: ETC: Bill Joy's Six Webs. // MIT Technology Review, 29 September 2005.

5. URL: uchiembedded.co.in/wifi_modules.

6. URL: www.arduino.cc/en/Guide/Environment.

7. URL: i-o-t.ru/protokol-mqtt.