Файл: Программа Цифровая экономика 2024.pdf

Технологии Интернета вещей (IoT)
•
Доцент кафедры «Автоматика и системы управления»,
•
Окишев Андрей Сергеевич
•
Заведующий кафедрой «Автоматика и системы управления»,
•
Малютин Андрей Геннадьевич

Понятие «Цифровая экономика»
Национальная программа
«Цифровая экономика 2024»
принята в соответствии с Указом Президента России от 7 мая 2018 года №204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и утверждена 24 декабря 2018 года на заседании президиума Совета при Президенте России по стратегическому развитию и национальным проектам.
1
Цифровая экономика – это система экономических,
социальных и культурных отношений, основанных
на
использовании
цифровых
технологий
(https://data-economy.ru/).

Понятие «Цифровая экономика»
2

Сквозные технологии цифровой экономики:
Технологии «Индустрии 4.0»
3
Индустрии 1.0 и 2.0 — (появление новой технологии общего назначения, на её основе можно создать другие технологии, которые в свою очередь позволяют увеличить эффективность и результативность деятельности) — энергетические технологии: пар и электричество соответственно).
Индустрия 3.0 — появление электроники и ИТ.
Четвёртая промышленная революция (индустрия 4.0) — массовое внедрение киберфизических систем в производство и обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг (Всемирный экономический форум в Давосе, 2011 г.).
Киберфизическая система — это система, интегрирующая материальное оборудование, датчики, вычислительные ресурсы и информационные системы, на протяжении всей цепочки создания стоимости, как правило, выходящей за рамки одного предприятия или бизнеса.

Сквозные технологии цифровой экономики:
Технологии «Индустрии 4.0»
4

большие данные (Big Data) ;

нейротехнологии;

искусственный интеллект;

системы распределённого реестра (блокчейн);

квантовые технологии;

новые производственные технологии;

ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ;

робототехника;

сенсорика;

беспроводная связь (5G New Radio);

виртуальная и дополненная реальности.

Интернет вещей
Интернет Вещей (IoT, Internet of Things) – система объединенных компьютерных сетей и подключенных физических объектов (вещей) со встроенными
датчиками и ПО для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автомати- зированном режиме, без участия человека.
Промышленный Интернет Вещей (Industrial Internet of Things,
IIoT) –
Интернет Вещей для корпоративного / отраслевого примене- ния – система объединенных компьютерных сетей и подключенных промышленных (производственных) объектов со встроенными
датчиками и ПО для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека.
Промышленный интернет вещей – многоуровневая система, включающая в себя
датчики и контроллеры, установленные на узлах и агрегатах промышленного объекта, средства передачи собираемых данных и их визуализации, мощные аналитические инструменты интерпретации получаемой информации и многие другие компоненты.
5

Сферы для реализации IoT технологий
6

Интернет вещей - конкурентные преимущества
7
•
снижение времени на проверку состояния оборудования, предотвращения поломок и простоев оборудования;
•
анализ данных доступных ресурсов производства для сокращения затрат, распределения нагрузки, оптимизации производства;
•
создание масштабируемой системы, принимающей решения на основе данных.

Примеры – Умный дом
8

Примеры – Умный склад
9

Структура курса «Технологии Интернета вещей (IoT)»
10
•
Основные понятия Интернета вещей;
•
Программно-аппаратные средства Интернета вещей;
•
Микропроцессорные системы;
•
Управление памятью, портами и прерываниями;
•
Программирование типовых задач IoT;
•
Отладка и тестирование микропроцессорных систем;
•
Работа с датчиками и управление портами;
•
Средства коммуникации микропроцессорных систем;
•
Проверочная работа.

Элементы Интернета Вещей
11
•
Средства идентификации средства определения местонахождения в режиме реального времени;
•
Микроконтроллеры;
•
Средства измерения (датчики) – температура, влажность…;
•
Исполнительные системы – электрический привод…;
•
Средства и каналы передачи данных – ZigBee, WirelessHart, MiWi,
6LoWPAN, LPWAN;
•
Средства обработки данных – центры обработки данных и пр.

Архитектура Интернета вещей
12

Микроконтроллеры общего назначения
13
Arduino Uno
(Atmel ATMega 328p)
Arduino Nano
(Atmel ATMega 328p)
Arduino Leonardo
(Atmel ATMega 32U4)
Arduino Mega
(Atmel ATMega 2560)

Беспроводные микроконтроллеры
14
Espressive Systems
Esp8266
NodeMCU
Evaluation Board
Realtek
RTL8710AF
Atmel
ATWINC1500
RTLduino
Evaluation Board
Adafruit Feather
Evaluation Board

Одноплатные микрокомпьютеры
15
Orange PI Zero
(All Winner H2 SoC)
Raspberry PI 4
(BCM2711 SoC)

Цифровые и аналоговые датчики
16

Исполнительные устройства
17

Темы проектов Internet of Things
18
•
1. Умная розетка с дистанционным управлением по сети Интернет
•
2. Реле-термостат с управлением через Интернет
•
3. Цифровой термометр с функцией мониторинга через Интернет
•
4. Цифровой барометр с функцией мониторинга через Интернет
•
5. Цифровой измеритель температуры и влажности воздуха с функцией мониторинга через Интернет
•
6. Система освещения с голосовым управлением
•
7. Система дистанционного управления освещением со смартфона
•
8. Умная теплица с автоматическим поливом, обогревом и освещением
•
9. Беспроводной датчик для системы мониторинга загрязнения воздуха
•
10. Беспроводная система охранной сигнализации на основе датчика движения
•
11. Беспроводная система пожарной сигнализации на основе датчиков дыма и углекислого газа
•
12. Сигнализатор утечки бытового газа с оповещением по сети Интернет
•
13. Сигнализатор утечки воды с оповещением по сети Интернет
•
14. Часы-будильник с дистанционным управлением
•
15. Высокоточные часы с синхронизацией по спутникам

Спасибо за внимание!
•
Преподаватели:
•
Доцент кафедры «Автоматика и системы управления»,
•
Окишев Андрей Сергеевич
•
Заведующий кафедрой «Автоматика и системы управления»
•
Малютин Андрей Геннадьевич
•
malyutinag@inbox.ru