Hvorfor er det så svært med Internet of Things?

Internet of Things (IoT) eller tingenes internet på dansk er en af tidens helt store teknologiske trends. I elektronik- og it-branchen snakker alle om, at der skal udvikles nye smarte apparater, som med en internetforbindelse skal kunne snakke med hinanden, forenkle vores tilværelse og give os mere og bedre information om den verden, vi lever i. Men hvordan fungerer det, hvad er det, som får tingenes internet til at fungere, og hvorfor er det så besværligt at komme i gang? 

Af Anders P. Mynster, DELTA/FORCE Technology

Et IoT-system kan groft sagt opdeles i 5 elementer: En eller flere devices (ting), en kommunikationskanal, en server, Internettet og en service. I denne artikel vil alle elementerne blive gennemgået, men først skal det hele bindes sammen af det 6. element – idéen.

Den første udfordring med IoT er, at udviklerne ikke har dybdegående viden om det område, som systemet skal bruges i. Derfor er det svært for os at sikre, at vi har fået en god idé. Da IoT både kan benyttes til transportsektoren, landbruget, hospitaler og bygningsstyring, kan de dygtige udviklere ikke være specialister indenfor alle disse områder. Derfor er den første udfordring at få koblet dem med den gode idé til dem med den tekniske viden. I denne artikel benyttes et eksempel med en person, som får monitoreret hjerterytme 24 timer i døgnet – lad os kalde det IoT-EKG. Dette er ikke en specielt ny idé, men benyttes kun for at illustrere, hvordan et IoT-system virker.

Device

En device (eller ting) er systemets forbindelse til den virkelige verden. Her kan der opsamles data med sensorer. Det kan fx være basale fysiske parametre såsom temperatur, lydtryk og vibration, men det kan også være mere avanceret som fx lydfiler med en talesekvens eller i vores eksempel det elektriske EKG-signal. Dette signal bliver opsamlet af en sensor og sendt videre i systemet. En af de store udfordringer i IoT er, at data først giver værdi, når de bliver til information, og det kræver, at der skal medsendes metadata som fx indeholder, hvem der har sensoren på, hvor personen er, og hvordan den er optaget.

Kommunikationskanalen

De fleste systemer er lavet til at kommunikere trådløst fx via Wi-Fi og Bluetooth, men der begynder også at komme teknologier, hvor der opbygges landsdækkende trådløse netværk til devices. De er opbygget på samme måde som vores mobile dækning, men på disse net er det kun maskiner, der har forbindelse. For alle teknologierne gælder det, at man sender til en gateway eller basestation, som sender data videre til serveren via Internettet Det der er vigtigt for kommunikationskanalen er, at den skal passe til den device, som sender. Hvis vores IoT-EKG sender det målte signal, skal der være en rimelig stor båndbredde, men hvis den i stedet kun sender hjerteslagsfrekvensen, kan man nøjes med langt mindre båndbredde. Kanalen skal samtidigt passe til applikationen. Hvis kanalen skal bruges til en alarm, hvor man live vil reagere på en fejl, må der ikke være meget forsinkelse, og forbindelsen skal være præcis, men hvis det skal bruges til en månedlig helbredsanalyse, kan der godt tillades stor forsinkelse på data.

Serveren

En server er hjertet i IoT-systemet. Den opsamler data fra alle sensorer og behandler dem. Serveren kan være installeret i et bestemt firma, men flere og flere benytter sig også af servere i skyen. Her skal man især se på de platforme, der findes på Cloud-baserede servere. Det er fx Amazon AWS, IBM Bluemix, Microsoft Azure og FIWARE. Alle disse tilbyder IoT-services, som udover simple databaseløsninger også kan holde styr på de mange devices, som sender data tilbage, big data analyser, visualisering og skabeloner til hurtig udvikling af Apps til mobiltelefoner. Samtidigt er sikkerhed til at håndtere rettigheder til data, kryptering og sikre forbindelser også inkluderet – emner hvis vigtighed ikke kan underdrives for IoT og især ikke, hvis det har med persondata at gøre. Rent funktionelt sker der det, at et program kører på serveren, som modtager dataene fra de mange devices – en såkaldt rule engine. Dette program bestemmer så, om dataene viser noget kritisk og skal aktivere en alarm, om de skal sammenholdes med data fra andre sensorer, om data blot skal gemmes i databasen eller noget helt fjerde. I vores eksempel kan det være, at programmet udleder hjertefrekvensen af det optagede signal på sensoren. Denne frekvens gemmes altid i databasen, men kun hvis pulsen er over 170 eller under 60 slag per minut gemmes selve signalet til senere analyse.

Internettet

Det bliver selvfølgelig ikke IoT uden selve Internettet. Et nøglekoncept i IoT er, at 1 +1 =3. Et koncept om, at IoT-EKG-data i sig selv ikke er interessant medmindre de sættes i en kontekst. Det kan fx være, at data bliver sammenholdt med data fra personens mobiltelefon – fx GPS og kalender. Dette kan samtidig sammenholdes med informationer fra de seneste Facebook opdateringer. For når data ligger i databasen, er der ofte et andet program, som analyserer på disse data. Dette kaldes analytics. De fleste IoT-platforme indeholder fx adgang til kunstige intelligensalgoritmer, som vil analysere på sammenhængen mellem personens adfærd og IoT-EKG-målingerne.

Service

Det, som IoT leverer, kan være i mange former. Fx vil det nogle gange blot bestå i at præsentere data i en App på mobiltelefonen eller, at der automatisk rapporteres til Facebook, hvis man har været ude at løbe, men nogle gange vil der også være maskiner, som ændrer på den fysiske verden. Hvis vi vender tilbage til eksemplet, er den første effekt, at der leveres en rapport til personens læge og en oversigt til personens selv. Derefter kan det være, at personen skal have en ekkokardiografi på hjertet, og at ultralydsscanneren allerede er indstillet optimalt til netop denne person, fordi den også er koblet til samme system, som har analyseret de foregående 14 dages opsamling med IoT-EKG, og derved allerede har indikationer af mulige lidelser.

Hvorfor er det netop nu, det sker?

At koble apparater på nettet er ikke nyt, men at trådløse kommunikationsmoduler og sensorer er blevet langt billigere, øger forretningsmulighederne for mange virksomheder. Samtidigt er de ovennævnte platforme ved at være så modne, at de selv med relativt få medarbejdere kan styre de meget komplekse systemer. Derudover er mange dataudvekslingsformater ved at være mere standardiserede, så det nu mere handler om at afstemme fortolkningsformater – altså forståelsen af data fremfor de tekniske formater. Og det er her vi har brug for fagspecialisterne.

Faldgruber

Der er mange udfordringer i at begynde at arbejde med IoT-teknologien. DELTA’s erfaringer fra systemudvikling er, at der skal laves undersøgelser af, hvilken trådløs teknologi der passer bedst til applikationen. Samtidigt skal det verificeres, at den er implementeret korrekt, så den overholder regulatoriske krav, og at der for sikkerhedskritiske funktioner er en fall-back løsning, hvis den trådløse kommunikation skulle blive kompromitteret. Dette skal verificeres med test og ikke kun skrivebordsøvelser. Derudover skal man som dataansvarlig være meget opmærksom på, at rollen som databehandler kan blive uddelegeret til en anden virksomhed, og at dette kræver særlige kontrakter.

Kontakt

For mere information kontakt Anders P. Mynster, Senior Consultant hos DELTA, tlf. +45 72 19 44 25, apm@delta.dk.

Du kan også læse artiklen her