Показ завдання
Все частіше можна чути, що Інтернет стає «Інтернетом речей». Все більше пристроїв підключається до мережі і починають жити за своїми власними (закладеними виробниками) законами. Частина цих пристроїв підключається до мережі за допомогою проводів, частина - за допомогою Wi-Fi, а решта - за допомогою 2G/3G/4G мобільних технологій. Якщо мова йде про стаціонарні пристрої, робота яких має важливе значення, то їх, як правило, підключають за допомогою дротів (мідь, оптика, xDSL). У невеликому радіусі від роутера також часто використовується Wi-Fi, ну а якщо потрібно під'єднати до мережі транспорт, то тут, зрозуміло, використовується 2G/3G/4G. Як приклад таких пристроїв можна назвати холодильники, мікрохвильовки, кавоварки і пральні машини.
Я ж хотів би розглянути дещо інший випадок. Припустимо, є у нас набір датчиків, інформація від яких нам досить важлива, але при цьому ми готові змиритися з частковою втратою даних і нас не дуже турбує їх несвоєчасна доставка. Наприклад, ми моніторимо показання температури і вологості в лісовому масиві. Нехай у нас буде 100 пристроїв з датчиками. Якщо ми отримаємо інформацію із запізненням у кілька годин - це не так страшно. Якщо частина пристроїв вийде з ладу - будемо вважати, що ми компенсуємо цей недолік злегка надлишковою кількістю цих самих пристроїв-датчиків. Давайте розглянемо ситуацію з економічної точки зору. Тягнути дроти до кожного з пристроїв - дуже витратно. До того ж на підтримку інфраструктури щомісяця будуть йти серйозні суми (раптом ведмідь або кабан кабель порве або грибники собі додому витягнуть). Wi-Fi теж не вихід. Де ж взяти для такі далекобійні модулі і як їх запитати? Можна, звичайно монтувати їх десь на стовпах, але тоді скільки треба заплатити за встановлення цих самих стовпів? Може використовувати 2G/3G/4G? Мабуть варіант, однак, якщо щільність населення невелика то може там стільникового зв'язку і немає зовсім або вона погана і плюс харчування і витрати на стільниковий зв'язок помножені на 100. Так що ж виходу немає? Давайте подумаємо.
Можливе рішення
А що якщо не бігати за зв'язком, а зв'язок буде бігати за нами, точніше ходити, їздити, літати за певним маршрутом, так щоб за допомогою бездротового зв'язку можна було зчитувати накопичену інформацію з датчиків, накопичувати її і передавати куди потрібно нехай навіть за допомогою E-mail?
Насамперед виходимо з того, що датчики споживають енергії небагато, тоді можна використовувати звичайні сонячні батареї з акумуляторами, які вдень накопичують енергію, а вночі віддають. Бездротові модулі Wi-Fi зараз стоять недорого і існують для Arduino, Raspberry Pi, Cubeitrack та інших систем.
Ось як, на мій погляд, може виглядати сценарій передачі інформації:
Скрипт пристрою з датчиками (клієнта)
- Пристрій накопичує показання від датчиків.
- Паралельно, можливо за розкладом (з метою економії енергії), йде моніторинг ефіру на наявність мережі з певним SSID.
- У разі виявлення заданої мережі відбувається з'єднання до неї.
- Далі йде передача даних на певний мережевий порт і, можливо, отримання «ЦУ з Центру».
Сценарій посередника (листоноша)
- Програма слухає певний порт і приймає посилки. Кожна посилка містить адресу, кому вона призначається і власне дані. З метою захисту інформації її можна шифрувати і використовувати механізми автентифікації щоб уникнути можливої підміни.
- За наявності з'єднання до мережі Інтернет надсилати листи адресатам або використовувати інші протоколи для передачі даних (ftp, http,...).
- Можливо також отримання зворотних повідомлень, їх завантаження та подальша передача пристроям-клієнтам під час наступних сеансів зв'язку.
Скрипт головного пристрою (сервера)
- Переглядаємо пошту на предмет наявності нових повідомлень.
- Отримуємо, обробляємо (додаємо в базу даних).
- При необхідності генеруємо зворотні посилки і відправляємо їх.
Wi-Fi тримати весь час включеним немає сенсу, можна, як було сказано вище, виходити на сеанси зв'язку за розкладом. Крім того основна енергія витрачається на передачу, а передача почнеться тільки коли листоноша буде в нашій зоні видимості.
Хто ж може бути листоношею?
- Автотранспорт, що курсує за визначеним маршрутом
- Дрон
- Мала авіація
- Велосипедист
- Просто людина зі смартфоном
Можливі застосування
- Зняття показань з приладів обліку (лічильники газу, води, тепла, електрики). Ходить чоловік по під'їзду з увімкненим смартфоном і збирає дані.
- Датчики, що збирають інформацію про ж ./д. вантажах, автотранспорті тощо.
- Збір і передача інформації про радіаційний фон або хімічні забруднення, а також інші характеристики (температура, тиск, сила вітру та інше).
- Звукова і фото/відео фіксація певних подій: правопорушень, спостереження за місцевістю, розвіддіяльність.
- Банальна електронна пошта в тих глухих місцях, де є рух автотранспорту або літає мала авіація, а Інтернету немає (країни, що розвиваються).
Потрібний інструментар
- Програма-листоноша для різних операційних систем: Android, iOS, Linux, Windows и др.
- Клієнтські бібліотеки для Arduino-подібних малопотужних пристроїв або пристроїв на основі Raspberry Pi та ін. А також для ноутбучних і десктопних ОС.
Насамкінець
Думаю багато сірих гравців розробляють сьогодні проекти для розширення доступу в мережу Інтернет. Як приклад можна назвати Google Loon. Тема «Інтернету речей» найближчим часом буде розвиватися.
Власне, хотілося б дізнатися думку спільноти чи є сенс у розробці та стандартизації софту для озвучених застосувань, а також запросити бажаючих до участі в даному проекті.
Тільки зареєстровані користувачі можуть брати участь в опитуванні. Увійдіть, будь ласка.
Чи вважаєте Ви що, передача інформації за допомогою «листонош» може бути економічно виправдана?
15.79% Ні, кожен пристрій має бути підключений до мережі Інтернет безпосередньо в режимі реального часу 21
84.21% Так, в окремих випадках 112
Проголосували 133 користувачі. Утрималися 29 користувачів.
