Технические науки. Электротехника и радиоэлектроника.
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.