Art. 01 – Vol. 27 – Nr. 3 – 2017

Gabriel NEAGU
gneagu@ici.ro
Mihnea Horia VREJOIU
mihnea@dossv1.ici.ro
Ştefan Alexandru PREDA
stefanalex@ici.ro
Alexandru STANCIU
alex@ici.ro
Institutul Naţional de Cercetare – Dezvoltare în Informatică, ICI – Bucureşti

Rezumat: Internetul obiectelor/lucrurilor (Internet of Things – IoT) a devenit una din paradigmele definitorii ale lumii de azi, element de transformare revoluţionară, cantitativă şi calitativă, a cunoaşterii şi interacţiunii noastre cu mediul în care trăim şi lucrăm zi de zi. În ultimii ani, au fost dezvoltate numeroase soluţii de interconectare a obiectelor inteligente în sisteme cu diferite scale şi obiective. Vorbim deja despre oraşe inteligente, case inteligente, monitorizare digitală a sănătăţii, a unor procese industriale sau a poluării mediului etc. Lucrarea de faţă prezintă o trecere în revistă şi o analiză a ofertei existente de platforme IoT, precum şi a tendinţelor de evoluţie în domeniul acestora. Au fost studiate câteva soluţii IoT relevante, selectate pe baza rapoartelor şi punctelor de vedere publicate în literatura de specialitate şi pe site-urile unor companii de consultanţă sau publicaţii specializate. Au fost identificate şi selectate criterii de evaluare comparativă a platformelor IoT hardware şi software. Au fost analizate şi sunt prezentate de asemenea câteva perspective de evoluţie a platformelor IoT pe termen scurt şi mediu, atât în contextul dezvoltării tehnologiilor specifice, cât şi sub presiunea cerinţelor comunităţilor ecosistemelor IoT.

Cuvinte cheie: platformă IoT, piaţă IoT, ecosistem IoT, cloud, PaaS, SaaS, protocol de comunicaţie, API de tip REST, confidenţialitate şi securitate a datelor.

Introducere: Sintagma „Internet of Things” – IoT (“Internetul obiectelor/lucrurilor”) denumeşte o reţea de obiecte fizice „inteligente” (smart objects) interconectate, care au încorporată tehnologia necesară pentru a fi capabile de a sesiza şi comunica date despre starea lor internă, precum şi de a interacţiona cu aceasta şi cu mediul extern. Explozia IoT actuală are potenţialul de a schimba substanţial activitatea industrială, mediul şi modul în care oamenii vor lucra şi trăi [1]. Se apreciază că până în anul 2020 numărul diverselor obiecte inteligente interconectate va tinde spre circa 200 de miliarde, de la tablete, telefoane, televizoare şi alte obiecte electrocasnice inteligente, la dispozitive capabile să monitorizeze şi să transmită parametrii de sănătate şi mobilitate a oamenilor sau animalelor, de calitate a apei sau aerului, sau la dispozitive şi elemente de monitorizare şi control al parametrilor unor echipamente industriale complexe sau al produselor aflate în containere pentru livrare etc. [2]. Prioritatea care se acordă domeniului în ultima perioadă este motivată de acest potenţial impresionant de utilizare practică a soluţiilor dezvoltate conform acestui concept.

Schimbarea de viziune pe care o aduce IoT constă în:

• extinderea diversităţii acestor obiecte prin standardizarea soluţiilor de comunicare şi interacţiune;
• valorificarea datelor privind evoluţia stării acestor obiecte,
• prin achiziţia, transmiterea şi stocarea lor în infrastructuri dedicate, centrali-zate sau de tip cloud, precum şi
• prin analiza avansată a acestora, utilizând servicii specializate, pentru a extrage, sintetiza şi utiliza informaţia relevantă.

În ultimii ani, au fost dezvoltate numeroase soluţii de interconectare a obiectelor inteligente în sisteme cu diferite scale şi obiective. Se vorbeşte deja despre oraşe inteligente (smart cities), case inteligente (smart homes), monitorizare digitală a sănătăţii (digital health), a unor procese industriale sau a poluării mediului etc.

Conform [3], principalele funcţionalităţi oferite de sistemele IoT pot fi grupate în 5 categorii, astfel:

• culegerea şi pregătirea datelor;
• conectivitate, protocoale de comunicaţii;
• servicii de monitorizare, control şi descoperire dispozitive;
• autentificare, autorizare, controlul integrităţii şi securitatea datelor;
• analiza şi procesarea datelor, asigurarea interfeţei utilizator pentru acces la funcţiunile sistemului.

Principalele tehnologii implicate, care stau la baza dezvoltării soluţiilor IoT, sunt: reţelele de senzori wireless, cloud computing, big data analytics, protocoale de comunicaţie, dispozitive cu microprocesor încorporat.

Se estimează că următorii ani vor însemna o perioadă de avânt spectaculos pentru sistemele IoT, ale căror complexitate şi potenţiale utilizări vor creşte semnificativ. În Strategia Naţională de Cercetare-Inovare 2014-2020 [4], IoT este vizat în 3 din cele 4 sub-domenii prioritare de dezvoltare a TIC ca domeniu de specializare inteligentă: în primul rând în „Internetul viitorului”, dar şi în „Analiza şi securitatea datelor de mari dimensiuni” şi „Calculul de înaltă performanţă şi noi modele computaţionale”. La nivel european, în cadrul Programului de cercetare-inovare „Orizont 2020”, finanţat de Comisia Europenă, IoT este tratat ca domeniu de interes major (focus area), obiectivul fiind asigurarea dezvoltării durabile, pe termen lung, a acestui domeniu [5]. Pentru perioada 2016-2017, abordarea este bazată pe trei componente: proiecte de scară largă, activităţi suport orizontale, integrare şi platforme IoT.

O platformă IoT implementează funcţionalităţile şi tehnologiile menţionate mai sus, având rolul de a susţine accelerarea valorificării avantajelor unei soluţii IoT pentru organizaţiile beneficiare (întreprinderi industriale, unităţi medicale, unităţi din domeniul transportului şi distribuţiei de energie etc.). Aceste avantaje constau în faptul că utilizatorul se poate concentra pe conectarea echipamentelor, pe selectarea opţiunilor de care are nevoie (accesul la infrastructura de stocare şi regăsire date, selectarea serviciilor de procesare, vizualizare şi analiză a datelor) şi pe utilizarea efectivă a rezultatelor furnizate de platformă. În acelaşi timp însă, acesta trebuie să clarifice modul de integrare a soluţiei în activitatea proprie şi să fie conştient de costurile de exploatare a soluţiei IoT şi a serviciilor de consultanţă pe care aceasta
le necesită.

Există astăzi o abundenţă de soluţii de platforme IoT (compuse din infrastructură şi middleware), care oferă conectivitate la Internet pentru senzori şi elemente de acţionare (actuators), permiţând utilizatorilor finali să interacţioneze cu obiectele inteligente dotate cu astfel de senzori şi/sau elemente de acţionare. Particularităţile şi nivelurie tehnologice pe care se bazează, dar şi măsura în care aceste platforme sunt capabile să satisfacă cerinţele şi aşteptările diferiţilor actori din ecosistemul IoT (furnizori de dispozitive, dezvoltatori de aplicaţii, utilizatori finali etc.), pot constitui atât criterii de evaluare / comparare a lor, cât şi elemente pe baza cărora se pot estima şi direcţiile de evoluţie ale acestora.

Având în vedere toate acestea, în contextul activităţilor de cercetare derulate de colectivul nostru, lucrarea de faţă prezintă oferta de platforme IoT existente, criterii de evaluare
şi tendinţe de evoluţie a acestora în
perioada următoare.

În continuare, lucrarea este structurată după cum urmează: Secţiunea 2 enumeră şi descrie sintetic câteva dintre cele mai reprezentative platforme IoT actuale. În secţiunea 3 sunt trecute în revistă seturi de criterii de evaluare pentru analiza platformelor IoT, inclusiv pentru cazul particular al platformelor orientate software. Secţiunea 4 prezintă o serie de estimări privind evoluţiile viitoare ale platformelor IoT, determinate atât de evoluţiile tehnologice în domeniu, cât şi de necesităţile şi cerinţele comunităţii IoT. În secţiunea finală a lucrării sunt formulate
câteva concluzii.

Vizualizează articolul complet

ACEST ARTICOL POATE FI CITAT CA:
Gabriel NEAGU, Mihnea Horia VREJOIU, Ştefan Alexandru PREDA, Alexandru STANCIU, Platforme IoT – Soluţii actuale şi tendinţe de evoluţie, Revista Română de Informatică şi Automatică, ISSN 1220-1758, vol. 27(3), pp. 5-18, 2017.