IoT и умный дом

Про безопасность IoT устройств читаем тут. Короткий ролик про IoT протоколы от Droider.

Личная практика
  • Робот пылесос – Xiaomi Mi Robot Vacuum-Mop 1C
  • Робот-мойщик окон – dBot W120
  • Умный измеритель качества воздуха – Xiaomi Qingping Air Monitor Lite CGDN1
  • Умный диспенсер для мыла – Mi Automatic Foaming Soap Dispenser 
  • Умные розетки – Yandex YNDX-0007, Broadlink SP3S-EU
    • классика жанра для IoT (сталкивался с qingping air monitor) – родные приложения работают лучше, чем интеграции: yandex приложение не обнаруживало розетку до тех пор, пока вместо универсальной app не стал использовать приложение чисто под задачу (Умный дом)
    • на обеих присутствует нужный функционал (в виде таймеров/сценариев) работы по расписанию с отключением ночью и включением утром (нужно для термопота и зарядной станции)
    • обе управляются через приложение
    • обе имеют урезанный мультиметр
      • Yandex – измерение напряжения, мощности и потребления тока
      • Broadlink – только мощность (Power), но есть кумулятивный расчет потребления за месяц

 SMART CITY

IoT вплотную внедряется – в Минске уличное освещение управляется и мониторится через 3G/LTE ОПСОСа. Такое освещение более экономно. В довольно древнем ролике по ссылке столбы от IntelliStreets освещения супер-digital, причем с аплинком по radio (видимо 3G/LTE) и функционалом: возможность записи/мониторинга ситуации на дорогах (камеры/микрофоны), громкоговорители, небольшие встроенные digital рекламные банеры, небольшие digital указатели.

В Минске 60 тысяч уличных фонарей управляются через сеть мобильной связи. Переход на M2M-технологии дает возможность оперативно реагировать на неполадки в сети и экономить электроэнергию.
 Переход на использование "умных" фонарей уже давно распространен в мире благодаря широкому комплексу преимуществ. К примеру, компании Philips и Ericsson в прошлом году начали реализовывать проект по развертыванию в Лос-Анджелесе системы уличного освещения Philips SmartPole с встроенными базовыми станциями для обеспечения 4G-связи.

 

Стандарты
  • Wi-Fi – активно использовался и используется для подключения IoT устройств
  • 3G/4G/5G – активно использовался и используется для подключения IoT устройств
  • Z-Wave – поддерживает multicast/broadcast/unicast взаимодействия, сеть z-wave состоит из контроллеров и клиентов (slaves). Поддерживается резервирование контроллеров. Работает на частоте 908.42 MHz North America, 868.42 MHz Europe. Ранее был закрыт, сейчас, насколько мне известно, открыли.
  • LoRaWAN – протокол, специально разработанный под IoT устройства. В сетях LoRaWAN существует три класса endpoint (конечных) устройств (для устройств с низким потреблением питания, для минимальной задержки, для устройств, требующих определенную полосу пропускания)
  • Bluetooth Low Energy (BLE) и Bluetooth Smart – разработка bluetooth с минимальным потреблениям питания (во многом за счет реализации sleep mode – устройство просыпается только когда это необходимо).
  • INSTEON – предоставляет возможность работы с IoT устройствами как по беспроводному, так и по проводному (питание) каналу. Поддержка работы как mesh, так и p2p коммуникаций.
  • LRWPAN и 6LoWPAn – Low Rate Wireless Personal Area Networks, IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks
  • Matter/Thread стандарт (на основе ролика Droider и threadgroup.org).
    1. Используют apple и google
    2. Энергоэффективный
    3. Mesh – устройства взаимодействуют напрямую и
      • чем больше девайсов, тем лучше охват сети
      • сеть автоматически перестраивается при отказе промежуточных устройств (zigbee и zwave тоже так умеют)
    4.  На сетевом уровне для обмена данными используется ipv6 – 6lowPAN (выше)
    5. На физическом уровне используется стандарт ieee 802.15.4 (как zigbee)
    6. Работает в диапазоне 2.4 GHz
    7. Border router (thread – wifi/ethernet) может быть отдельный девайс или функционал встроенный в IoT устройство (колонку, например)

 

Пример устройств

https://www.apple.com/shop/accessories/all/homekit
https://www.apple.com/ios/home/

    • ATM, retail machines
    • cars
    • sensors
    • home appliances (smart outlets, bulbs)
    • video cameras
    • medical devices
    • wearables

 

Мониторинг

При крупных деплойментах (напр. счетчики) IoT ставит челленжи в виде

    • мониторинга и управления большого количества устройств. Централизованный подход тут зачастую недостаток – одним серверов уже задачу не решить (нормальная практика в сетевом мониторинге провайдеров или очень крупного энтерпрайза).
    • требования по полосе серверов/прокси мониторинга

 

Понятия
  • Fog computing – обработка данных от IoT устройства как можно ближе к нему
  • Fog edge – устройство получает от IoT устройства данные и передает в облачное приложение

Чаще всего в реальности происходит объединение концепций – устройство аггрегатор fog-edge router (например, локальный Ivideon сервер или контроллер умного дома) собирает данные от множества сенсоров и отправляет в облако. Так же в некоторых случаях само IoT устройство отправляет данные в cloud (напр. ivideon камера или умный термостат). В целом с точки зрения безопасности приветствуется скорее второй подход – когда IoT устройство напрямую с внешней сетью не коммуницирует.

 

 

Протоколы форматирования сообщения
  • REST (Representational State Transfer)
  • MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
  • CoAP (Constrained Application Protocol)
  • DDP (Data distribution Protocol)
  • AMQP (Advanced Message Queing Protocol
  • XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)

 

 

Leave a Reply