Un'introduzione all'Internet delle cose

introduzione

Negli ultimi anni, i dispositivi Internet of Things (IoT) hanno iniziato a diventare una componente sempre più importante nella nostra vita quotidiana. Alcune applicazioni comuni per i dispositivi IoT sono:

  • Smart Home (es. Lampade intelligenti)
  • Wearables (es. Smartwatch)
  • Veicoli autonomi
  • Città intelligenti
  • Vendita al dettaglio intelligente

Secondo Wikipedia, i dispositivi IoT sono definiti come:

"L' Internet delle cose ( IoT ) è l'estensione della connettività Internet ai dispositivi fisici e agli oggetti di uso quotidiano. Integrati con l'elettronica, la connettività Internet e altre forme di hardware (come i sensori), questi dispositivi possono comunicare e interagire con gli altri su Internet e possono essere monitorati e controllati a distanza "- Wikipedia [1]

Una delle caratteristiche più interessanti dei dispositivi IoT è che sono in grado di produrre grandi quantità di dati. Questo può essere particolarmente utilizzato in applicazioni come Intelligenza Artificiale e Machine Learning.

La maggior parte dei dispositivi IoT può infatti produrre una grande varietà di dati di serie temporali che sono di enorme interesse per l'Intelligenza Artificiale.

Secondo uno studio condotto da Global Data, il mercato IoT dovrebbe raggiungere i 318 miliardi di dollari di nuovo valore entro il 2023 (in costante aumento rispetto agli anni precedenti).

Queste proiezioni sono confermate dal crescente interesse di aziende come Google e Microsoft a investire in piattaforme cloud IoT.

Come funzionano i dispositivi IoT?

Un sistema IoT è compromesso da quattro componenti principali:

  1. Sensori: consente ai dispositivi di raccogliere dati dall'ambiente circostante il dispositivo (es. Velocità, coordinate GPS, temperatura, ecc ...).
  2. Connettività: successivamente i dati raccolti vengono inviati al cloud (tramite connessione WiFi o Bluetooth).
  3. Elaborazione dati: una volta ricevuti i dati dall'infrastruttura cloud, possono essere elaborati (es. Verificare se i dati ricevuti rispettano i requisiti e se non avvisano l'utente).
  4. Interfaccia utente: una volta elaborati i dati, i risultati vengono quindi forniti all'utente e.

Come semplice esempio di flusso di lavoro, consideriamo un sistema di sicurezza in una casa.

Il nostro dispositivo IoT controllerà se ci sono intrusi in casa nostra utilizzando un sistema di visione artificiale ( sensori ). Le registrazioni video della casa vengono quindi inviate al cloud per vedere se ci sono intrusi o meno ( Connettività ). Successivamente, i dati vengono elaborati nel cloud ( Data Processing ) e se vengono rilevati alcuni intrusi veniamo allertati ( User Interface ).

Un sistema IoT potrebbe essere in grado di avvisarci in tanti modi diversi (es. Telefonata / messaggio o notifica App) e in alcuni casi potremmo essere in grado di controllare da remoto il sistema stesso (es. Chiudere a chiave le porte di casa).

Piattaforme cloud Internet of Things

Vi presenterò ora alcune delle piattaforme cloud IoT più interessanti che possono essere utilizzate per analizzare e controllare i dispositivi IoT.

Google Cloud Internet of Things

Google Cloud è attualmente uno dei principali fornitori di soluzioni cloud sul mercato. Alcuni dei pacchetti offerti da Google Cloud per le implementazioni IoT sono:

  • Cloud IoT Core: viene utilizzato per configurare i dispositivi e stabilire una connessione sicura tra di loro.
  • Cloud Machine Learning Engine: consente agli utenti di creare modelli di Machine Learning dai dati raccolti dai dispositivi IoT al fine di aumentare e monitorare le prestazioni.
  • Cloud Pub / Sub: fornisce analisi in tempo reale dei dispositivi IoT.

Internet delle cose di Azure

Microsoft Azure è un altro fornitore di servizi cloud davvero importante. Azure è in grado di fornire soluzioni pre-personalizzate e completamente personalizzabili. In questo modo, Azure è in grado di fornire soluzioni sia per i principianti che per gli esperti in IoT. Microsoft Azure consente di scalare facilmente i sistemi IoT per includere dispositivi di diversi produttori e fornisce anche supporto per servizi di analisi e apprendimento automatico.

Amazon Web Services (AWS)

AWS è una delle soluzioni più popolari per i servizi basati su cloud. AWS può consentire di eseguire progetti IoT dall'inizio alla fine e utilizzando i quattro pacchetti seguenti:

  • AWS IoT Core: è il pacchetto di base che può essere utilizzato per configurare i dispositivi IoT. Usando IoT Core possiamo integrare diversi dispositivi per comunicare tra loro su una connessione protetta rendendo possibile lo scambio di dati attraverso il cloud storage.
  • AWS IoT Analytics: viene utilizzato per elaborare e analizzare tutti i dati prodotti dai dispositivi IoT. Una volta che tutti i dati sono stati archiviati utilizzando un formato semi-strutturato (es. JSON, CSV) possono essere utilizzati per scopi di Machine Learning (es. Monitorare e ottimizzare l'interazione tra dispositivi IoT).
  • AWS IoT Device Defender: viene utilizzato per costruire e personalizzare i meccanismi di sicurezza dei dispositivi IoT (come la scelta dell'autenticazione del dispositivo e della crittografia dei dati).
  • AWS IoT Device Management: consente di integrare facilmente nuovi dispositivi IoT in un ambiente e monitorare / aggiornare le loro funzionalità.

Conclusione

I dispositivi Internet of Things giocheranno sicuramente un ruolo molto importante nei futuri progressi tecnologici. Sebbene ci siano ancora gli stessi problemi che devono essere affrontati. In effetti, una delle principali preoccupazioni sui dispositivi IoT può essere la sicurezza informatica.

Poiché la maggior parte dei dispositivi IoT utilizza un centro cloud per archiviare i propri dati e raccogliere informazioni utili da Internet, ciò li rende vulnerabili dagli attacchi degli hacker (creando un unico punto di errore).

Per risolvere questo problema, potrebbe essere possibile aumentare gli standard di crittografia (rallentando il trasferimento dei dati) o utilizzare tecniche di sicurezza basate sull'intelligenza artificiale come la privacy differenziale e l'apprendimento federato.

Nel caso in cui un hacker potesse accedere al controllo di un dispositivo IoT (o di un intero gruppo) ci sarebbero due rischi principali ad esso associati:

  • L'hacker sarebbe in grado di accedere e rubare dati sensibili degli utenti dei dispositivi IoT.
  • L'hacker potrebbe essere in grado di prendere il controllo remoto del dispositivo stesso.

Oltre ai servizi cloud forniti in precedenza, possono essere considerati una valida alternativa anche i seguenti: SAP, Oracle Internet of Things, Cisco IoT Cloud Connect, IBM Watson Internet of Things, ecc ...

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Bibliografia

[1] Wikipedia, Internet of Things. Accesso a: //en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things

[2] Il mercato globale dell'IoT raggiungerà i 318 miliardi di dollari entro il 2023, afferma GlobalData. Michelle Froese, Ingegneria e sviluppo eolico. Accesso a: //www.windpowerengineering.com/business-news-projects/global-iot-market-to-reach-318-billion-by-2023-says-globaldata/

[3] Anni Junnila, COME FUNZIONA IOT - RIEPILOGO - BLOG TRACKINNO. Accesso a: //trackinno.com/2018/08/09/how-iot-works-part-4-user-interface/how-iot-works-summary-001/

[4] Panoramica delle migliori piattaforme IOT. Suggerimenti per selezionare la giusta soluzione cloud nel 2019. Anna Davydova, Edsson. Accesso a: //www.edsson.com/en/blog/article?id=iot-platforms