Интернет вещей Игнатьева М.В. магистратура ФКС

1 Перечислите необходимые компоненты умной вещи.

- микропроцессор

- приёмо-передатчик

- система электропитания

Каждые 24 месяца количество транзисторов в процессоре увеличивается в 2 раза

3. Как оценивает Gartner участие малых компаний в производстве продуктов для интернета вещей?

В 2019 году аналитическая компания Gartner представила результаты исследования мирового рынка платформ для промышленного Интернета вещей — Magic Quadrant For Industrial IoT.

Компании малого бизнеса займут примерно половину рынка производства продуктов для интернета вещей, объединяемые платформами IoT.

Решения лидирующих производителей, как отмечают эксперты, объединяют возможности для интеграции, аналитики, обеспечения безопасности, а также управления приложениями крупных промышленных комплексов.

Предполагается, что число промышленных предприятий с локальными платформами IoT вырастет на 30% к 2023 году. В отчете Gartner названы лидеры рассматриваемого рынка: в их число вошли Software AG, PTC, Hitachi, Accenture, Atos, GE Digital, IBM.

4. В каком году число вещей, подключенных к интернету, сравнялось с числом подключенных людей?

5. Какая компания являлась лидером по инвестициям в IoTв 2015 г.

6. Перечислите выгоды, которые дает IoT промышленности.

- Повышенная отдача основных фондов

- рост производительности труда

- снижение издержек и потерь

-снизить затраты на диагностику и ремонт,улучшить КИУМ и, самое главное, принципиально усилить надежность и безопасность работы

ускорение внедрение инноваций

длинный хвост — бизнес-модель, утверждающая, что суммарные продажи множества узконишевых товаров могут превышать продажи товаров масссового потребления — так называемых «хитов».

8. Благодаря чему стала возможна революция мейкеров?

- профессиональные станки с ЧПУ

- низкая цена на профессиональный софт

- развитие коммуникационной и облачной инфраструктуры

- логистические сервисы

глобальные виртуальные торговые площадки

9. Перечислите главные компоненты "новой гибридной системы".

Естественная среда (погода, ландшафт, биосфера)

IoT (производство, транспорт, сбыт): реальные объекты, виртуальные объекты

Социальная среда: корпоративная среда, личная социальная сфера, государство, толпа

10. Нарисуйте (ручкой на бумаге) структуру IoT части системы ECOIMPACT, сфотографируйте рисунок и разместите его в шаблоне (выполняется в режиме редактирования).

Понимание

11. Сформулируйте пять главных мыслей лекции "Интернет вещей"

1) мы живём во время глобальных и неизбежных перемен

2) нас окружают возможности, зачастую превосходящие наше воображение

3) с каждым годом технологии будут развиваться всё стремительнее

4) разработка переферийных устройств и приложений - перспективное направление развития

5) человек в современом обществе не может существовать вне интернета вещей

12. Объясните как закон Мура влияет на развитие различные сферы жизни. Приведите примеры.

Практический смысл закона Мура заключается в том, что окружающие нас электронные приборы становятся:

Вместе с постоянным увеличением мощности изменяется программное обеспечение, а за ним и системные требования к устанавливаемым программам/приложениям. Как следствие, люди будут вынуждены менять телефоны и компьютеры не в связи с их физическим износом, а из-за программных требований.

Ещё одним следствием будет внедрение цифровых технолоний в абсолютно любые окружающие нас вещи. Например "умные" бытовые приборы, внедрение систем в инфраструктуру (например в инфраструктуру городского транспорта)

Третье влияние закона Мура будет заключатся в создании всё более мелких переферийных устройств (например, микропроцессоры в часах, браслетах и т.д.)

13. Почему IoT-технологии могут вызывать беспокойство в обществе?

Потому что мы не можем в полной мере осознать, как именно будут происходить изменения после определённого момента, нет возможности спрогнозировать развитие (технологическая сингулярность)

14. Почему метеорология является удачной сферой для применение технологий интернета вещей?

Определение: Метеорология - научно-прикладная область знания о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физико-химических процессах. Значительная часть метеорологов занимается моделированием прогноза погоды, исследованием атмосферы (с помощью радаров, спутников и др.). Другие работают в правительственных и военных организациях и частных компаниях, обеспечивающих прогнозами авиацию, мореплавание, сельское хозяйство, строительство, а также передают их по радио и телевидению.

Следовательно: мы имеем множество постоянно изменяющихся параметров, имеющих конкретное физическое измерение (например, изменение силы светового потока при заходе солнца, температуры, силы ветра и т.д.) что очень удобно для использования различных переферических устройств - датчиков.

С другой стороны, поскольку сфера приложения метеорологии очень обширная и решает множество прикладных задач, как бытовых (например, включить свет во дворе дома при наступлении темноты или включить автополив, если земля пересохла), так и промышленных, например регуляция влажности воздуха при сложном производстве или корректировка курса судов при навигации.

Использование

1. Составьте план внедрения технологий интернета вещей в своей профессиональной деятельности.

Я тренер спортивной школы отделения бейсбола. Соотвтетственно, как и все тренеры, заинтересованы в контроле результатов тренировок спортсменов.

Если немного пофантазировать на тему технологий интернета вещей в моей профессии, то очень хотелось бы обладать тремя технологиями, интегрированными в общую систему:

1) Система ОФП - тренажер или группа тренажеров, которая записывает параметры тренировки каждого спортсмена, интегрирует их в единую схему и позволяет проводить оценку результативности, выстраивать систему тренировок в зависимости от характеристик и отследивать прогресс.

2) Система контроля свинга при отбивании. свингом называется движение, которое спортсмен совершает при выполнении отбивания мяча битой. На данный момент существует устройство, надеваемое на торец биты (аналогичные устройства есть для бадминтона, тенниса и других видов спорта, использующих подобный инвентарь). проблемой данного устройства является, что анализ данных производится в частном приложении на телефоне, сложно в использовании и не интегрируется с другими.

3) Поскольку важной частью игры в бейсбол являются броски, крайне важно сделать так, чтобы была возможность отслеживать движения, напряжение и расслабление мышц в руке и корпусе во время броска. Хорошим вриантом была бы спортивная майка с длинным рукавом, плотно облегающая тело и имеющая датчики движения и контроля мышц (такого устройства, на данный момент еще нет).

План внедрения:

1) Спортсмены регистрируются в системе, получают ключ (например браслет с чипом для хранения и записи информации).

2) На компьютеры тренеров устанавливается софт, позволяющий сводить результаты тренировочного процесса в масив данных.

3) Спортсмены при использовании тренажеров автоматически фиксируются в системе с помощью чипа, результаты из занятий записываются.

4) Программа на основе заданных алгоритмов производит анализ и выдаёт рекомендации спортсменов с учётом заданных критериев результативности.

2. От каких IoT решений Вы не отказались бы в своей квартире или загородном доме?

От всех. Понимая неизбежность технологического прогресса и несомненную пользу многих вещей и алгоритмов, тем не менее хотелось бы своё жильё оставить свободным от вмешательства НПТ.

Если рассуждать умозрительно, то можно придумать множество устройств, повышающих комфорт дома:

1) Система увлажнения воздуха, автоматически корректирующая влажность

2) Робот-пылесос, производящий уборку по результатам наличия определённого процента пыли в воздухе.

3) Система освещения, регулирующая освещённость в зависимости от времени сутом, темномы за окном, времени года и личных предпочтений владельцев.

4) Кофеварка и, предположим, тостер, включающиеся по датчику дыхания хозяев (чтобы включатся в момент просыпания).

3. Найдите и разместите в шаблоне 3-4 видеоролика о применении IoT в Вашей сфере деятельности. Ролики разместите в первой колонке таблицы, в соседней ячейке выпишите главные мысли ролика и запомнившиеся факты (выполняется в режиме редактирования).

	Устройство для анализа свинга ZEPP sensor Анализирует движение битой Помогает найти ошибки в тренировочном процессе
	SCOUTEE - The World's 1st Smart Speed Radar Gun Компактный многофункциональный радар для измерения скорости мяча. Может определять страйк зону. Лёгкий, можно держать рукой или крепить на бэкстоп. чувствительный точный сенсор, сразу передающий данные в приложение. Может измерять скорость любых мячей. PS. К сожалению, ссылка вылетает постоянно, я её перезалливаю. Надеюсь, что на момент просмотра с ней будет всё хорошо.

4. Найдите измерительную задачу в Вашей сфере деятельности, которая требует решения, но в настоящее время не решается обычными средствами, и предложите решение, основанное на IoT-технологиях.

Задача: измерить усилия, углы и скорость движения спортсмена в момент броска.

Решение: спортивная майка с длинным рукавом, плотно облегающая тело и имеющая датчики движения и контроля мышц (такого устройства, на данный момент еще нет). Снятые параметры: положение в пространстве, скорость, напряжение в мышцах, передаются на устройство для сбора информации (желательно использовать беспроводную технология, чтобы можно было видеть результаты непосредственно после окончания броска.

По результатам делается анализ на основе имеющейся базы данных.

Анализ

1. Классифицируйте темы, затронутые в лекции (составьте список категорий тем).

IoT - интернет вещей

IoT - настоящее и будущее

IV Промышленная революция Персонализация решений.

Новая индустрия. Революция мейкеров.

Гибридная система.

Платформа Alterozoom, платформа ECOIMPACT

Управление знаниями

Структура системы, Архитектура, программные компоненты

IoT - Интернет вещей: Новое состояние сети Интернет, источниками и потребителями информации в которой являются не только люди, но и масса объектов материального мира – умных вещей.

Умная вещь: предмет, содержащий в себе микропроцессор, приёмо – передатчик, сенсор, актуатор, система электропитания. Функционально отличается от «обычной вещи» возможностью принимать и передавать информацию, а также производить действия без вмешательства человека.

5G: это новое поколение мобильной связи, которая будет обеспечивать высокую пропускную способность и обеспечит большую доступность широкополосной мобильной связи, а также использование режимов device-to-device (устройство-устройство). В 1981 году получили массовое развитие сети 1G. Это были аналоговые телефоны. В 1991 году запустили сети 2G, которые назывались GSM, еще через десять лет возникли сети 3G. В 2010 году на рынок вышла технология LТE — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными.

Интернет всего: ввел в оборот футуролог компании Cisco эйв Эванс. Ценность «интернета всего» заключается не в объеме информации, которая есть в Сети, а в объеме информации, которой обмениваются между собой с какой-то целью. В «интернете всего» ценностью являются не сами вещи, а связи между ними.

Мейкеры: частные лица или небольшие производства, разрабатывающие и производящие периферийные устройства для интернета вещей.

Умный дом: система связанных через интернет устройств, которые позволяют выполнять повседневные задачи без участия человека. Это может быть автоматическое включение и выключение света, коррекция работы отопительной системы или автоматическое уведомление о возгорании. Система подстраивается под потребности человека, он может сам определить, какие устройства и для каких задач устанавливать.

Smart santander «Умный город»: концепция интеграции нескольких информационных и комунникационных технологий (ИКТ) и Интернета вещей (IoT решения) для управления городским имуществом; активы города включают, в частности, местные отделы информационных систем, школы, бибилиотеки, транспорт, больницы, электростанции, системы водоснабжения и канализации и т.д.. Целью создания «умного города» является улучшение качества жизни с помощью технологии городской информатики для повышения эффективности обслуживания и удовлетворения нужд резидентов. ИКТ позволяют городской власти напрямую взаимодействовать с сообществами и городской инфраструктурой следить за тем, что происходит в городе, как город развивается, и какие способы позволяют улучшить качество жизни. За счет использования датчиков, интегрированных в режиме реального времени, накопленные данные от городских жителей и устройств обрабатываются и анализируются.

Автоматическая индикация и сбор данных: Существует ряд методов, которые позволяют автоматически идентифицировать объекты, собирать данные о них и обрабатывать их. Для этого используют следующие технологии: магнитные карты, штрихкод, распознавание голоса и другие. Технология активно используется для создания «интернета вещей».

Протокол передачи данных: Взаимодействие и совместимость различных устройств, произведенных разными компаниями, обеспечиваются протоколом передачи данных — соглашениями, определяющими единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок. Стандартизированный протокол передачи данных позволяет разрабатывать интерфейсы, не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю.

Маршрутизация: процесс определения маршрута следования данных в сетях связи. Маршруты могут задаваться административно или вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). Маршрутизация в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами. В простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Гибридная система: система, взаимосвязывающая естественную среду, интернет вещей и социальную среду, в рамках которой тотально интегрированны считавшиеся ранее обособленными процессы: социальные, технико-производственные, экономические, личностные.

Датчик: собирательный термин, который может означать: измерительный преобразователь; первичный измерительный преобразователь; чувствительный элемент, сенсор, сканер.

Актуатор: устройство системы автоматического управления, которое регулирует процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Актуатор состоит из исполнительного устройства и регулирующего органа. Исполнительным устройством также называют устройство, передающее воздействие с управляющего устройства на объект управления.

Автоматизированная система управления (АСУ): комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса. Система применяется в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте. За человеком-оператором сохраняются некоторые функции целеполагающего характера и не поддающиеся автоматизации.

Программно-аппаратная платформа: набор технических и программных средств, работающих совместно для выполнения одной или нескольких сходных задач.

Персональная образовательная среда: адаптивная образовательная среда на основе интернет-коммуникаций для повышения уровня знаний в области влияния локальных условий окружающей среды на общество и экономику.

Структура системы: организация связей и отношений между подсистемами и элементами системы, а также, собственно, состав этих подсистем и элементов, каждому из которых обычно соответствует определенная функция.

Интерфейс приложения: пользовательский интерфейс, обеспечивающий передачу информации между человеком (пользователем) и программно-аппаратными компонентами компьютерной системы.

Интерфейс web-редактора: пользовательский интерфейс программы, использующейся для редактирования HTML документов.

Виртуальное устройство: это готовый образ виртуальной машины, предназначенный для работы в среде виртуализации (облачной платформе).

Программные компоненты системы: программная компонента – единица программного обеспечения, исполняемая на одном компьютере в пределах одного процесса, и предоставляющая некоторый набор сервисов, которые используются через ее внешний интерфейс другими компонентами, как выполняющимися на этом же компьютере, так и на удаленных компьютерах.

Облачные сервисы (public cloud services) ― это программы и платформы, размещённые на серверах провайдеров. Главной особенностью облачных сервисов является то, что создавая аккаунт на такой платформе, человек сможет получать доступ персонифицированный доступ в любое время с любого гаджета в любой точке мира.

3. Составьте список из восьми ключевых слов, характеризующих материал лекции.

4.Какие социально-экономические последствия Вы видите от тотального проникновения технологий интернета вещей?

Предусмотреть все последствия тотального проникновения технологий интернета вещей невозможно (технологическая сингулярность), но можно спрогнозировать ближайшие.

1. Положительные:

1.1. Создание большого количества потрясающих гаджетов, упрощающих жизнь и делающей её динамичнее, интереснее, а так же всё возрастающая их доступность.

1.2. Повышение возможностей вычислительных систем, как следствие – вычисление сложных формул и алгоритмов, улучшается возможность научных разработок и НТП в целом.

1.3. Повышенная безопасность, например система контроля сна водителя понижает возможность ДТП или CCTV позволяет контролировать уличную преступность.

1.4. Создание комфортной среды «умный дом/город» и всё большая её доступность.

1.5. Возможность малому бизнесу разрабатывать и реализовывать различные устройства, интергированные с уже существующими системами.

Отрицательные:

2.1. Потеря рабочих мест из-за автоматизации.

2.2. Тотальный контроль.

2.3. Стирание границ «личного пространства», излишняя публичность.

2.4. Передача части решений автоматизированным системам.

2.5. Технологическая сингулярность.

5. Сравните методы автоматизации третьего этапа промышленной революции и четвертого, базирующегося на IoT технологиях. В чем сходство и в чем отличие?

Третий этап промышленной революции характеризовался автоматизацией промышленного производства, появление станков с ЧПУ. Четвёрный этап позволил превратить автоматизацию в сложную систему, основанную на программном интегрировании технологических процессов в единую платформу и управление не каждым конкретным станком, а производством в целом. Сходство: автоматизация производство, удешевление продукции. Отличие: автоматизация станка или линии в первом случа и создание цифровой "умной" системы управления во втором.

Синтез

1. Если умные вещи не имели бы современных ограничений по продолжительности автономной работы, размерам, скорости передачи информации, то какую бы фантастическую умную вещь вы хотели бы иметь?

Цифровые очки с возможностью получать информацию о всех видимых объектах.

2. Придумайте и опишите систему из своей области деятельности, которая содержала бы множество устройств, содержащих датчики и актуаторы, которые сообща выполняли бы определенную работу по некоторому алгоритму. Опишите этот алгоритм работы взаимодействующих устройств..

Система "Умный тренер", позволяющая обьединить с помощью единой платформы данные различных датчиков, тренажеров, сенсоров и радаров. Часть из них, например пульсометр, только собирает данные; другая может изменять прараметры тренировки, например силовой тренажер адаптирующий нагрузку в соответствии с функциональной готовностью спортсмена. Тренер и спортсмено получает комплексный анализ тренеровочного процесса, рекомендации.

Оценка

1. Оцените перспективы использования IoT-технологий на своем рабочем месте.

Интренет вещей имеет очень большие перспективы в большом спорте. С его помощью можно не только проводить анализ функциональной готовности, антропометрических параметров и оценить физическую готовнось спортсмена для участия в соревнованиях, но и подобрать нагрузку для тренировок, подстроить параметры тренировочного процесса.

Второе применение: судейство и анализ игр. Не секрет, что в игровых видах спорта всегда есть опасность необъективной оценки судьями игровой ситуации. Решением проблемы могли бы стать автоматическая фиксация зоны страйка, наступания на базу и т.д.

3. Какова вероятность того, что Вы будете внедрять технологии интернета вещей на своем рабочем месте?

На данный момент широко используются радары, для измерения скорости и сенсоры для биты. к сожалению, говорить об интеграции их в единую сеть не приходится в связи с отсутствием таких разработок.

Теоретическая возможность очень высока, т.к. внедрение данных технологий предоставляет массу возможностей, интересных любому тренеру работающему в спорте высших достижений. На практике, это возможно в случае удешевления новых технологий в связи с ограниченным финансированием бюджетных учреждений.

4. Какие важные для Вас аспекты концепции интернета вещей раскрыты в лекции недостаточно?

Практическое применение, фактические возможности применения, актуальные разработки, первпективные исследования

Все понравилось, т.к. тема интересна для меня лично

Часть 2.

1.Выберете интересную для вас область деятельности.

Спортивную отрасль в XXI веке невозможно представить без цифровых устройств. Фиксация голов, определение скоростей и траектории, цифровые комментарии к матчам. Кроме того, цифровые устройства активно используются сейчас в тренировочном процессе, начиная от самых простых шагомеров, для измерения бытовой активности, до профессионального оборудования.

Бейсбол, являясь технически сложным видом спорта, так же активно нуждается в разработке и внедрении устройств, помогающих тренерам отслеживать эффективность тренировочного процесса и совершенствовать систему подготовки.

2.Придумайте концепцию нового продукта для выбраной сферы деятельности, в котором используются технологии интернета вещей или нейронет технологии. Коротко опишите концепцию.

Спортивная одежда для тренировок с датчиками, передающими траекторию, скорость на электронное устройство. При тренировке датчики в режиме реального времени передают на устройство данные, позволяющие выстраивать 3D модель спортсмена в каждый момент времени движения, выстраивать траектории движения каждого сустава в отдельности, а также сравнивать траекторию с траекториями движений известных спортсменов, показывающих стабильный результат.

Данная схема позволит тренерам и спортсменам корректировать траекторию движения, выявлять сильные и слабые места, оценивать результативность движений.

Прежде всего, такая информация очень нужна как подающим в бейсболе – питчерам, от броска которых зависит результат игры, так и игрокам в защите, которые так же бросают мяч. Кроме того, возможно использовать эту технологию в других видах спорта, например для гандбола, лёгкой атлетики и др.

3.Обоснуйте актуальность предлагаемого вами продукта. Найдите в интернете отдельные факты и статистические данные, которые подтвердят, что предлагаемый вами продукт будет востребован на рынке.

Техника питческого броска является одним из самых сложных движений среди всех видов спорта. Траектория полёта мяча зависит от силы броска, траектории движения корпуса и руки спортсмена, точки баланса питчера и многих других факторов.

В данный момент тренер оценивают движения спортсменов ориентируясь на собственное видение процесса, основанное на опыте и интуиции. Оцифровка траектории позволит перейти от ориентировочной оценки к построению точных траекторий, выявить провалы и сильные стороны конкретного питчера, спрогнозировать необходимый объём тренировочной работы.

4.Опишите подробно ваш продукт:
* как устроен продукт (в общих чертах, без больших технических подробностей), какие IoT-технологии в нем используются и для чего.

Продукт представляет собой комплект спортивной одежды облегающего кроя, на котором размещены сенсоры, размещённые таким образом, чтобы наиболее точно считывать информацию о движении выбранных частей тела.

1) Трикотажного тренировочного костюма, плотно облегающего тело с закреплёнными на нём датчиками в количестве, достаточном для точного определения положения тела в пространстве, определения скоростей и усилий. Датчики соединены с устройством передачи информации и аккумулятором.

2) Программа для обработки информации. Программа должна быть разработана с учётом специфики конкретного вида спорта, в нашем случае бейсбола. Для каждого спортсмена заводится личный аккаунт, в котором собирается аналитика по данному спортсмену. Для тренеров существует специальный профессиональный режим, позволяющий отслеживать данные по многим спортсменам.

Подразумевается возможность установки приложения на смартфоны.

* какие функции выполняет продукт и как им будут пользоваться люди

Данные о тренировке передаются в приложение для обработки и анализа. По результатам этих данных строится модель движений питчера, траектории движений суставов, вычисляются скорости и т.д.

Программное обеспечение сравнивает траектории с «типовыми» и с траекториями движений успешных спортсменов, прогнозирует траекторию и полёт мяча на основе имеющейся базы данных. На основании полученного анализа составляется программа тренировок для конкретного спортсмена.

Приложение на телефоне в режиме «тренера» может отслеживать выполнение заданного объёма работ.

По результатам нескольких измерений одного спортсмена с течением времени делается анализ динамики эффективности тренировочного процесса.

* нарисуйте (схематично) как будет выглядеть продукт

5.Какие конкуренты есть у вашего продукта? Приведите ссылки на сайты, вставьте в документ видеоролики, посвященные конкурентам, составьте сравнительную таблицу, показывающую, что предлагаемый вами продукт имеет конкурентные преимущества.

На данный момент продукт не имеет аналогов, однако в последние годы активно ведется разработка подобных изделий как общефизического направления, так и изделий, разработанных под конкретные виды спорта.

Наибольшую массовость в настоящее время имеют кардио датчики для бега с GPRS модуль и акселерометр, имеющие приложения для сбора данных и анализа тренировок. Несмотря на массовость и популярность данных изделий, они не пригодны для других видов спорта, т.к. собираемые ими данные относятся к линейному измерению расстояний, каденсу и пульсовой зоне.

6.Коротко опишите, как вы построили бы бизнес, связанный с предлагаемым продуктом.

Поскольку полное производство в современных условиях экономически не целесообразно, наилучшим вариантом было бы производство «умного тренировочного костюма» вынести в регион, с дешевыми цифровым производством. Разработка программного обеспечения, как наиболее ценной части продукта должна жёстко контролироваться, однако некоторую часть работ можно отдать на аутсорс.

На начальном этапе, т.к. продукт имеет конкретную спортивную направленность, необходимо заниматься продвижением через профессиональные лиги в США, Японии и других странах, активно культивирующих бейсбол. Продвижению будет способствовать активная работа с бейсбольными тренерами и менеджерами спортивных команд. Участие в семинарах и выставках. Программное обеспечение входит в комплект поставки самого костюма.

На втором этапе имеет смысл подумать о дальнейшей разработки программного обеспечения для использования его в иных видах спорта.