Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики

Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики (ПОИВРС, англ. Internet of Things, robotics, and sensor software, IoTRS) – это комплекс программ и приложений, предназначенных для управления, анализа и оптимизации работы устройств и систем в рамках интернета вещей, робототехнических комплексов и сенсорных сетей.

Интернет вещей, робототехника и сенсорика представляют собой сферу деятельности, связанную с разработкой, внедрением и эксплуатацией систем и устройств, способных взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой для сбора, анализа данных и выполнения определённых задач без непосредственного участия человека. Робототехника включает в себя создание и использование автоматизированных систем и машин, способных выполнять задачи в различных условиях, сенсорика — разработку и применение датчиков и систем для мониторинга и измерения физических параметров, а интернет вещей — объединение различных устройств в единую сеть для обмена данными и координации их работы.

Ключевые аспекты данного процесса:

• разработка и интеграция сенсоров и датчиков,
• создание алгоритмов для обработки и анализа данных,
• проектирование и внедрение робототехнических комплексов,
• разработка программного обеспечения для управления устройствами,
• построение инфраструктуры для обмена данными между устройствами,
• обеспечение безопасности и защиты информации в системах.

Важную роль в этой сфере играют цифровые (программные) решения, которые обеспечивают взаимодействие между устройствами, анализ больших объёмов данных, оптимизацию рабочих процессов и повышение эффективности систем. Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики позволяет реализовать сложные алгоритмы управления, обеспечить масштабируемость и адаптивность систем к изменяющимся условиям, а также интегрировать различные технологии в единую экосистему.

Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики предназначены для обеспечения интеграции, управления и анализа данных в сложных системах, включающих взаимосвязанные устройства, сенсоры и робототехнические комплексы. Они позволяют создавать единую информационную среду, в которой осуществляется сбор, обработка и передача данных с физических устройств, а также управление их работой в реальном времени, что необходимо для реализации принципов «умных» систем и автоматизации процессов.

Функциональное предназначение ПОИВРС заключается в обеспечении возможности анализа больших объёмов данных, получаемых от сенсоров и других устройств, выявления закономерностей и тенденций, прогнозирования состояний и событий, а также оптимизации работы систем на основе полученных данных. Кроме того, такие системы способствуют реализации алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта для повышения эффективности и адаптивности роботизированных и сенсорных систем, упрощают разработку и внедрение новых решений в области интернета вещей и робототехники.

Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики в основном используют следующие группы пользователей:

• промышленные предприятия для автоматизации производственных процессов, мониторинга оборудования и оптимизации работы цехов и заводов;
• логистические компании для отслеживания грузов, управления складскими запасами и оптимизации транспортных маршрутов;
• сельскохозяйственные предприятия для мониторинга состояния почвы, погоды и здоровья животных, автоматизации полива и внесения удобрений;
• медицинские учреждения для мониторинга состояния пациентов, управления медицинским оборудованием и анализа медицинских данных;
• компании в сфере ЖКХ для контроля потребления ресурсов, управления инфраструктурой и оптимизации работы коммунальных служб;
• организации в сфере «умного» дома и «умного» города для управления освещением, отоплением, безопасностью и другими системами.

Агентское приложение устройства (Edge)

Функции Агентских приложений для устройств (англ. Edge Applications) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют устанавливать на устройства управляющие прикладные приложения (при операционной совместимости с устройством). Такие функции предоставляют возможность быстрой настройки и интеграции между сторонним устройством и IoT-платформой.

Администрирование

Возможность администрирования позволяет осуществлять настройку и управление функциональностью системы, а также управление учётными записями и правами доступа к системе.

Анализ данных датчиков

Функции Анализа данных датчиков позволяют при помощи имеющихся в платформе типовых модулей, алгоритмов и обработчиков производить аналитические операции над данными датчиков, в том числе статистический и математический анализ прикладных данных. Такие функции предоставляют возможность получения выводов из данных сенсоров и датчиков непосредственно в Платформе интернета вещей (IoT).

Визуализация данных датчиков

Функции Визуализации данных датчиков в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют представлять полученные от IoT-устройств данные в графическом виде, удобном для контроля и анализа. Такие функции предоставляют возможность обращаться к графикам и диаграммам в составе отчётов или информационных панелей (дашбордов, виджетов).

Встроенная среда разработки (IDE)

Функции Встроенной среды разработки (IDE) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют использовать IoT-платформу для быстрой разработки прикладных приложений, программных продуктов, систем и сервисов интернета вещей на базе готовых компонентов платформы, а также с возможностью применения методов малокодовой (Low-Code) или бескодовой (No-Code) разработки.

Геопозиционирование

Функции Геопозиционирования в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют отслеживать местоположение умного устройства при помощи спутниковой системы позиционирования или методов ангуляции в сетях подвижной (мобильной) связи. Такие функции предоставляют возможность иметь в системе актуальные данные о географических координатах ИВ-устройства.

Диспетчеризация парка активов

Функции Диспетчеризации парка активов в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют массово управлять на прикладном уровне умными устройствами и умными активами (например, вендинговыми аппаратами, электросамокатами, оборудованием умного дома, оборудованием производственной площадки и прочими). Такие функции предоставляют возможность учёта, контроля и сопровождения парка устройств или целого цифровизированного промышленного объекта.

Импорт/экспорт данных

Возможность импорта и/или экспорта данных в продукте позволяет загрузить данные из наиболее популярных файловых форматов или выгрузить рабочие данные в файл для дальнейшего использования в другом ПО.

Искусственный интеллект (AI)

Функции Искусственного интеллекта (AI) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют применять алгоритмы машинного обучения, искусственных нейронных сетей и других методов ИИ над данными с умных устройств и датчиков. Такие функции предоставляют возможность получить пользу от технологий ИИ в приложениях Интернета вещей.

Межмашинное взаимодействие (M2M)

Функции Межмашинного взаимодействия (M2M, MTC) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют обеспечить автоматическое взаимодействие (без участия человека) между прикладными устройствами по стандартизированным прикладным протоколам машинной коммуникации. Таким образом обеспечиваются совместимость устройств и возможности сценарного обмена данными между умными устройствами.

Многопользовательский доступ

Возможность многопользовательской доступа в программную систему обеспечивает одновременную работу нескольких пользователей на одной базе данных под собственными учётными записями. Пользователи в этом случае могут иметь отличающиеся права доступа к данным и функциям программного обеспечения.

Наличие API

Часто при использовании современного делового программного обеспечения возникает потребность автоматической передачи данных из одного ПО в другое. Например, может быть полезно автоматически передавать данные из Системы управления взаимоотношениями с клиентами (CRM) в Систему бухгалтерского учёта (БУ). Для обеспечения такого и подобных сопряжений программные системы оснащаются специальными Прикладными программными интерфейсами (англ. API, Application Programming Interface). С помощью таких API любые компетентные программисты смогут связать два программных продукта между собой для автоматического обмена информацией.

Отчётность и аналитика

Наличие у продукта функций подготовки отчётности и/или аналитики позволяют получать систематизированные и визуализированные данные из системы для последующего анализа и принятия решений на основе данных.

Прикладное управление активами

Функции Прикладного управления активами в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют контролировать прикладные показатели состояния умного устройства и управлять его прикладными возможностями. Например, для умных транспортных средств такие функции будут предоставлять возможность состояния частей транспортного средства, данные о пробеге и местоположении и т.п.

Программный интерфейс приложения (API)

Функции Программного интерфейса приложения (API) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют использовать программные интерфейсы для быстрого построения новых приложений интернета вещей. Такие функции предоставляют возможность использовать ИВ-платформу для быстрой интеграции с окружающими информационными системами.

Телеметрия и телеуправление

Функции Телеметрии и телеуправления в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют получать данные непосредственно с умных устройств, датчиков и сенсоров, преобразовывать эти данные из цифрового (бинарного) вида к нужному формату прикладных данных и сохранять на сервере, а также отправлять управляющие сигналы умным устройствам, приводам и актуаторам. Такие функции предоставляют возможность работать с умным оборудованием на прикладном уровне по стандартным прикладным протоколам, или по настраиваемым протоколам.

Управление мобильным устройством

Функции Управления мобильным устройством в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют выполнять аппаратное управление ресурсами мобильного устройства по стандартам управления мобильными устройствам (англ. Mobile Device Management).

Управление подключениями

Функции Управления подключениями в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют вести учёт, контролировать параметры и анализировать статистические параметры сетевых подключений умных устройств для одного или нескольких видов связи. Такие функции предоставляют возможность сохранять контроль над объёмом используемого трафика, частотой сеансов связи и прочими параметрами сетевых подключений ИВ-устройств.

Управление устройством

Функции Управления устройством в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют контролировать техническое состояние устройства, производить управление конфигурацией и состоянием устройства и его составных частей (включая блоки ввода/вывода, прикладные периферийные устройства, вычислительные компоненты, включая блоки памяти, процессорные модули, сетевые модули и прочие). Такие функции предоставляют возможность осуществлять полноценное техническое управление умным IoT-устройством.

LoRa связь

Поддержка LoRa (англ. Long Range) связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять данную технологию передачи данных в нелицензируемом диапазоне частот. Стандарт передачи LoRa часто используется для передачи данных в автономных датчиках наблюдения и для решения задач жилищно-коммунального хозяйства.

LPWAN связь

Поддержка LPWAN (англ. Low-power Wide-area Network) связи в Платформах интернета вещей позволяет строить прикладные IoT-приложения с применением беспроводных сетей передачи данных на дальние расстояния. Группа стандартов связи LPWAN включает технологии, спеициально разработанные для распределённых сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия и интернета вещей.

NB-Fi связь

Поддержка NB-Fi (англ. Narrow Band Fidelity) связи позволяет использовать данный открытый LPWAN-протокол беспроводной передачи данных малого объёма в рамках Платформы интернета вещей (IoT).

NB-IoT (5G) связь

Поддержка NB-IoT (англ. Narrow Band Internet of Things) связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять стандарты GSM-связи 5 поколения (5G) при построении приложений интернета вещей.

ZigBee связь

Поддержка ZigBee связи в Платформах интернета вещей позволяет применять спецификацию сетевых протоколов верхнего уровня ZigBee для организации связи с умными устройствами в прикладных IoT-приложениях.

Архитектура блокчейн

Использование Архитектуры блокчейн в Платформах интернета вещей позволяет применять в IoT-приложениях цепочки блоков транзации и применять иные архитектурные принципы блокчейн для взаимодействия с умными устройствами. Таким образом возможно применять в приложениях интернета вещей прозрачные, но нераскрытые или псевдо-анонимные операции.

Обеспечение безопасности

Обеспечение безопасности в Платформах интернета вещей (IoT) предполагает использование специальных выделенных модулей защиты информации, соответствующих тем или иным стандартам информационной безопасности.

Проводная связь

Поддержка Проводной связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет строить приложения для управления умными устройствами, соединяемыми с сервером посредством проводной (стационарной) связи.

Сотовая связь (GSM: 2G, 3G, 4G)

Поддержка Сотовой связи (GSM: 2G, 3G, 4G) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять стандартные подключения к сетям сотовой связи на базе стандартов GSM разных поколений. В случае применения такого вида связи, умное устройство взаимодействует с сервером посредством стандартных сетей сотовой связи.

Спутниковая связь

Поддержка Спутниковой связи в Платформах интернета вещей позволяет строить IoT-приложения, где устройства взаимодействуют с сервером посредством спутниковых сетей передачи данных. Спутниковые сети связи обладают наилучшими показателями покрытия сигналом связи, что позволяет строить ИВ-приложения для умных мобильных активов, выходящих далеко за границы покрытия антен связи малого и среднего радиуса действия.

На основе своего экспертного мнения Соваре рекомендует наиболее внимательно подходить к выбору решения. При выборе программного продукта функционального класса Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики (ПОИВРС) необходимо учитывать ряд ключевых факторов, которые определят пригодность продукта для решения конкретных бизнес-задач. Прежде всего, следует оценить масштаб деятельности компании: для крупных предприятий с разветвлённой инфраструктурой потребуется ПО с широкими возможностями интеграции и масштабируемости, в то время как для небольших компаний может быть достаточно более простого решения с базовым набором функций. Также важно учитывать отраслевые требования — например, в производственной сфере ПОИВРС должно обеспечивать высокую надёжность и безопасность данных, в здравоохранении — соответствие медицинским стандартам и требованиям к обработке персональных данных, а в логистике — возможности для отслеживания и анализа перемещения грузов в реальном времени. Не менее значимы технические ограничения, включая совместимость с существующим оборудованием и программным обеспечением, требования к вычислительным ресурсам и сетевым возможностям.

Ключевые аспекты при принятии решения:

• совместимость с используемыми устройствами и сенсорами (поддержка различных протоколов связи, интерфейсов и стандартов);
• наличие функций для анализа данных в реальном времени и прогнозирования на основе собранных данных;
• возможности для интеграции с корпоративными информационными системами (ERP, CRM и др.);
• уровень защиты данных и соответствие требованиям информационной безопасности;
• масштабируемость и возможность расширения функционала в будущем;
• наличие инструментов для удалённого управления устройствами и мониторинга их состояния;
• поддержка различных сценариев автоматизации и возможности программирования пользовательских алгоритмов;
• наличие документации, обучающих материалов и технической поддержки;
• соответствие отраслевым стандартам и нормативам (например, ГОСТ, ISO, отраслевым регламентам).

Кроме того, стоит обратить внимание на репутацию разработчика и отзывы других пользователей, а также на условия лицензирования и стоимость владения ПО в долгосрочной перспективе. Важно также оценить, насколько ПОИВРС предоставляет возможности для кастомизации и адаптации под специфические задачи бизнеса, а также наличие механизмов для обеспечения бесперебойной работы и минимизации простоев в случае сбоев или неполадок.

Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики (ПОИВРС) предоставляет широкие возможности для оптимизации и автоматизации различных процессов. Его применение позволяет повысить эффективность работы систем и устройств, снизить затраты и улучшить качество управления ресурсами. Основные преимущества и выгода от использования ПОИВРС включают:

• Повышение эффективности операций. ПОИВРС автоматизирует рутинные процессы и оптимизирует работу устройств, что позволяет сократить время выполнения задач и повысить производительность систем.

• Снижение операционных затрат. За счёт автоматизации и оптимизации процессов ПОИВРС помогает снизить расходы на персонал, энергопотребление и другие ресурсы, необходимые для функционирования систем.

• Улучшение качества управления ресурсами. ПОИВРС обеспечивает сбор и анализ данных с устройств и систем, что позволяет более точно планировать использование ресурсов и избегать их избыточного потребления.

• Увеличение надёжности и безопасности систем. ПОИВРС позволяет реализовать механизмы мониторинга и контроля состояния устройств и сетей, что способствует своевременному выявлению и устранению потенциальных угроз и сбоев.

• Расширение возможностей интеграции систем. ПОИВРС облегчает интеграцию различных устройств и систем, обеспечивая их согласованную работу и обмен данными, что особенно важно в сложных мультисистемных проектах.

• Ускорение принятия решений. Благодаря анализу данных в реальном времени ПОИВРС помогает оперативно выявлять проблемы и возможности, что позволяет быстрее принимать обоснованные управленческие решения.

• Повышение уровня кастомизации решений. ПОИВРС предоставляет инструменты для адаптации и настройки систем под конкретные потребности бизнеса, что способствует созданию более гибких и эффективных решений.

Классификатор программных продуктов Соваре определяет конкретные функциональные критерии для систем. Для того, чтобы быть представленными на рынке Программное обеспечение интернета вещей, робототехники и сенсорики, системы должны иметь следующие функциональные возможности:

• обеспечение взаимодействия и обмена данными между разнородными устройствами и сенсорами в рамках единой сети,
• реализация алгоритмов обработки и фильтрации сенсорных данных в режиме реального времени,
• поддержка удалённого управления и конфигурирования устройств и робототехнических комплексов,
• реализация механизмов машинного обучения и искусственного интеллекта для анализа поведения устройств и прогнозирования их состояния,
• обеспечение возможности программирования и адаптации поведения робототехнических систем под конкретные задачи и условия эксплуатации.

По аналитическим данным Соваре, в 2025 году на рынке программного обеспечения интернета вещей, робототехники и сенсорики (ПОИВРС) можно ожидать усиления тенденций к интеграции искусственного интеллекта и машинного обучения в ПО для повышения автономности и адаптивности систем, развития технологий блокчейн для обеспечения безопасности и прозрачности данных, расширения применения низкокодовых и безкодовых платформ для ускорения разработки решений, а также роста значимости облачных технологий и edge-вычислений для обработки данных в реальном времени. Среди ключевых трендов также будут:

• Развитие мультимодальных интерфейсов. Усовершенствование способов взаимодействия человека с системами ПОИВРС через голосовые, жестовые и другие интерфейсы, что повысит удобство использования и расширит круг потенциальных пользователей.

• Интеграция с большими языковыми моделями. Внедрение возможностей обработки естественного языка и генерации контента в ПОИВРС для улучшения аналитики, автоматизации отчётности и поддержки пользователей.

• Усовершенствование алгоритмов машинного обучения для предиктивной аналитики. Развитие методов прогнозирования состояния устройств и систем на основе анализа больших объёмов данных, что позволит минимизировать простои и оптимизировать техническое обслуживание.

• Расширение применения технологий цифровой двойники. Создание виртуальных копий физических устройств и систем для моделирования их поведения, тестирования обновлений ПО и оптимизации рабочих процессов без риска для реальных объектов.

• Усиление мер кибербезопасности. Разработка и внедрение более сложных механизмов защиты данных и коммуникаций в системах ПОИВРС с учётом растущего числа киберугроз и требований регуляторов.

• Развитие стандартов интероперабельности. Создание и принятие универсальных стандартов для обеспечения совместимости различных устройств и систем в рамках интернета вещей, что упростит интеграцию решений от разных поставщиков.

• Рост популярности модульных и микросервисных архитектур. Переход к более гибким и масштабируемым архитектурам ПО, позволяющим легко добавлять новые функции и интегрировать сторонние сервисы без существенной переработки всей системы.

Финляндия

Nokia IMPACT

Бельгия

Eclipse Mosquitto, Eclipse hawkBit, Eclipse Hono, Eclipse Kapua, Eclipse Leshan, Eclipse OM2M

Швеция

Ericsson Device Hub

Австралия

Ardexa

Канада

AirVantage IoT Platform

Китай

Alibaba Cloud IoT

Япония

SPINEX

Франция

EcoStruxure, Thingpark Platform

Испания

Programming Cloud Service, Services Cloud Manager, Thinger.io

Россия

МТС Мобильные сотрудники, LocationPro, HubEx, AggreGate, Rightech IoT Cloud, ОПТИМУМ СУМС, Триафлай, AggreGate SCADA/HMI, DM.ТОИР, F5 Platform, Planizator, AggreGate MES, AggreGate Building Automation, AggreGate Network Manager, Билайн Центр Управления М2М, ВАВИОТ.Онлайн, МАКС ОСРВ, Мобильный TRIM, МТС IoT HUB, МТС М2М менеджер, Пирамида, StreamDat, СКАУТ-Платформа, Alphalogic, Go+ Platform, Nexign IoT Platform, Okdesk, Greenpl, Waliot, Zyfra Industrial IoT Platform, МегаФон М2М-мониторинг, Мониторинг передвижения бригад, Inspark IoT Platform, KasperskyOS, SNRD: FSM, Цифровой ревизор, Net868.Cloud, SVAROG, TNGX.IO, СМТ-ИСС М2М-Платформа, МТС Телеучёт данных, inOne, IOT Vega Pulse, MeterApp, NEKTA Cloud, T1-Control, Tarantool IIoT, Winnum, Yandex IoT Core, ОПТИМУМ ЦППИВ, ПрофиВижн, ПСС.Платформа, СТРИЖ.Cloud, Планадо

Италия

Telit deviceWise, Telit OneEdge

США

Jasper Control Center, IBM Watson IoT, Intel IoT Platform, FactoryTalk, Google Cloud IoT, Hitachi Lumada, Amazon AWS IoT, Amazon FreeRTOS, CalAmp Telematics Cloud, DeviceHive, Avnet IoTConnect, KORE Global IoT Connectivity, Microsoft Azure IoT Suite, Fuchsia, Kaa, Oracle IoT Cloud Service, Percepxion, Predix, Salesforce IoT, SmartThings, Thingspace, ThingWorx

Германия

IOTA, Bosch IoT Suite, Cumulocity IoT, SAP Asset Manager, Siemens MindSphere