«Двигатель» для Интернета вещей

Недавно компания Ericsson спрогнозировала, что к 2025 году к Интернету вещей (IoT) будет подключено 24,9 млрд устройств. Количество IoT-гаджетов в последние годы активно растет. И хотя этот процесс происходит весьма незаметно для большинства людей, он имеет огромное практическое значение.

Для полноценной работы IoT-устройств требуется современная электронная база. Последние отечественные разработки по данному направлению позволяют постепенно снижать зависимость от импортных комплектующих и систем. К примеру, НИИМА «Прогресс» (входит в группу компаний «Элемент» – совместное предприятие Ростеха и АФК «Система») создал первую отечественную микросхему для Интернета вещей. Миниатюрный чип способен оказать большое значение на развитие IoT-технологий в нашей стране. Об основных трендах в области Интернета вещей – в материале Ростеха.

IoT: от потребительского к промышленному

Термин Internet of Things (Интернет вещей), или сокращенно IoT, появился в 1999 году. Так британский предприниматель Кевин Эштон назвал новую реальность, когда всемирная сеть интернет объединит не только людей, но и электронику. В данном случае под «вещью» понимается любой физический объект. С развитием Интернета вещей миллиарды таких объектов уже подключились к глобальной сети. В основном это – бытовая техника для «умных» домов, огромное количество датчиков и различных устройств для промышленности.

Рынок Интернета вещей активно растет и в России. По прогнозу компании J’son & Partners Consulting, количество подключенных устройств у нас в стране вырастет с 23 млн в 2019 году до 56 млн в 2025 году, при этом в денежном выражении – до 86 млрд рублей. Кстати, самым крупным в России по количеству подключенных устройств останется рынок систем мониторинга автотранспорта и дорожной инфраструктуры.

Перемены, связанные с Интернетом вещей, можно заметить и в повседневной жизни. IoT в буквальном смысле приходит в каждый дом – это функциональные гаджеты от «умных» дверных замков и зубных щеток до роботизированных помощников по дому.

В 2020 году продолжается активный переход от потребительского к так называемому промышленному IoT. На сегодняшний день в России в сфере Интернета вещей работают достаточно крупные проекты – это и онлайн-кассы, и транспортно-логистические решения, такие как ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС». Осваиваются решения в области «умных городов» и здравоохранения. В частности, IoT-устройства позволяют медикам удаленно наблюдать своих пациентов с помощью специальных телемедицинских систем. Носимые медицинские гаджеты могут оперативно сообщать членам семьи и лечащим врачам о состоянии пациента.

Еще одна сфера, где количество IoT-устройств активно растет – сельское хозяйство. Согласно исследованию Business Insider Intelligence, к концу этого года число IoT-устройств в сельскохозяйственной отрасли достигнет 75 млн. Это робототехника, беспилотные транспортные средства, автоматизированное оборудование, которые сегодня применяются в различных областях сельского хозяйства.

К примеру, теплицы являются одними из самых популярных объектов, где активно применяется технология Интернета вещей. С каждым годом требуется все больше специалистов в этой сфере, поэтому их подготовкой активно занялись вузы. Холдинг «Росэлектроника» даже разработал для этих целей IoT-конструктор «Умная теплица».

Предприятия Ростеха активно применяют технологию промышленного интернета вещей (IIoT – Industrial Internet of Things) для создания «умных» производств. К примеру, «ОДК-Сатурн», производитель газотурбинных двигателей для авиации и энергетики, создает цифровые двойники производственных цехов. Технология IIoT обеспечивает связь сенсоров, датчиков и другой аппаратуры сбора данных с цифровым двойником цеха.

А специалисты НПП «Исток» им. Шокина (входит в холдинг «Росэлектроника») разработали отечественную систему промышленного интернета вещей для мониторинга технологических процессов. Система IIoT.ISTOK уже подключена к инженерному оборудованию и новой производственной линии по выпуску первых интеллектуальных приборов учета электроэнергии на отечественной ЭКБ и программном обеспечении. Датчики, установленные на оборудовании, объединены единой виртуальной сетью, информация с них выводится в центр управления производством. Оборудование самостоятельно может обмениваться информацией для оптимизации работы системы и обеспечения автономности, включая самодиагностику и самообслуживание. Кроме того, система выявляет отклонения от исполнения управляющей программы в случае ручного воздействия на оборудование.

Цифровизация производства с помощью IIoT позволила на 10% снизить затраты на техническое обслуживание оборудования, сократить эксплуатационные расходы за счет более эффективного использования электроэнергии и уменьшить количество простоев.

Миниатюрные помощники

Основной элемент при построении систем Интернета вещей – это электронная компонентная база. Согласно последнему исследованию ЦНИИ «Электроника» большинство российских производителей оборудования для Интернета вещей – около 65% – используют отечественные комплектующие при изготовлении продукции.

Очередным важным шагом для снижения зависимости от импортных комплектующих стала разработка отечественной микросхемы для Интернета вещей. Подобные чипы применяются повсюду – в системах «умного дома», электросчетчиках с функциями подключения к облачным серверам и др. Растущий спрос на такую электронику способствует подъему рынка микросхем для IoT-решений. Объем мирового рынка чипов для оборудования Интернета вещей в прошлом году превысил 370 млрд долларов, подсчитали в аналитической компании ResearchAndMarkets. Согласно ожиданиям специалистов, глобальные расходы на полупроводниковые компоненты для IoT-устройств будут подниматься на 6% ежегодно и составят 525,4 млрд долларов к 2025 году. Считается, что российский рынок решений IoT ежегодно нуждается примерно в одном миллионе таких устройств.

Первую российскую микросхему для Интернета вещей Ростех представил в конце 2018 года. Чип размером 5×5 мм предназначен для приема и передачи информации в оптимальном для Интернета вещей в частотном диапазоне от 100 МГц до 2,5 ГГц. Это первое отечественное решение, которое обеспечивает цифровую связь на расстоянии до 30 км.

Устройство найдет применение в решениях IoT для промышленности, транспорта, связи, сельского хозяйства и в «умных» бытовых приборах. Основное преимущество – отсутствие незадекларированных функций, что является ключевым при использовании на стратегически важных предприятиях и объектах инфраструктуры.