המונח IoT (‘האינטרנט של הדברים’) נוכח בתעשיית המחשוב כבר חמש שנים- יצרנים, קבלנים ומפתחים מתהדרים בו כחלק בלתי נפרד מהיצע השירותים ללקוחות. כאשר בוחנים לגופו של עניין, ה- IoT מתגלה כתחום המכיל רבדים שונים של פתרונות מעולמות תוכן שונים לחלוטין.
מקורו של עולם ה IoT נעוץ בצורכי שוק הבקרה, המכונה והמנ”מ (מתח נמוך מאוד). מערכות המקיפות אותנו בכל מבנה ציבורי, תעשיה וחקלאות כבר למעלה מעשרים שנה. מערכות אלה מתבססות על הצורך לבחון ולבדוק תהליכים בשטח העבודה (כגון רצפת יצור, שדה חרוש, חממה או דלת הכניסה), לנטר בזמן אמת (או קרוב לכך) ולהעביר את הנתונים למערכת מחשב. על מערכת המחשב מוצג למשתמש חיווי מדויק של “המצב בשטח” לצד התראות על “חריגה מהנורמה”.
מטבע הדברים, מדובר על עולמות תוכן רבים ומגוונים כגון בקרת תהליך (רציף או מנתי) ברצפת היצור, בקרת כניסה, תאורה, תחבורה, או אבטחת מבנה על ידי מצלמות ומערכות ניטור ואזעקה. הציוד שאפיין תחום זה שנים רבות מוכר כבקרים מתוכנתים המחוברים ברשת לגלאים שונים מצד אחד ולמערכת מחשוב מצד שני.. תחום זה התאפיין במסורתיות רבה במהלך עשרים השנים האחרונות והשוק נשלט על ידי חברות קבלניות בתחומי בניה וחשמל במתח גבוה.
על מנת להבין את השינוי ולנסות לנבא מגמות בשוק מסורתי (לכאורה) זה, יש לנתח את עולם ה- IoT מארבע זוויות טכנולוגיות ומסחריות, אשר כל אחת מהן מהווה חלק מהמצרף המכונה IoT.
הסנסור
(או מה שנקרא “הרכיב המנטר” או “גלאי” , אשר נימצא בנקודת הקצה)
בתחילת הדרך מדובר היה באלקטרודה אנלוגית בעלת יכולת מדידת פרמטרים שונים (לדוגמה טמפרטורה, תאורה, לחות, חומציות וכד’) כאשר פלט האלקטרודה הינו מתח חשמלי המתורגם למדידה. אלקטרודות מדידה אלה חוברו לבקרים מתוכנתים אשר קבעו את קצב הדגימה, פתיחה או סגירה של אות חשמלי והעברת הנתונים למערכת המחשב. השינוי העצום בתחום זה, התרחש בשני צירים עיקריים:
- מגוון הסנסורים והתאמתם לאין ספור עולמות תוכן- ברבות השנים שוק רכיבי הקצה המנטרים הכפיל עצמו מידי שנה במגוון וביכולות הטכנולוגיות (חלקם רכיבים “כלליים” שניתן להטמיע בכל סוג סביבה, וחלקם ייעודיים לשווקים ורטיקאליים כגון השוק הביתי, שוק הרכב, שוק התעופה וכד’).
- עלות – מחירם של הסנסורים כרכיב פשוט יחסית בייצור המוני, הולך ויורד ומגיע לדולרים בודדים, בהשוואה למחיר אלקטרודת טמפרטורה לפני עשור, שעמד על מאות דולרים. בנוסף, החיבור לבקר מתוכנת אינו בגדר חובה, קרי הסנסור עצמו מכיל רכיב תקשורת וקל מאוד לחבר אותו לרשת התקשורת (קווית או אלחוטית).
שוק הסנסורים נמצא במגמת צמיחה אקספוננציאלית, כלומר כמות הרכיבים המנטרים שאנו מחברים לרשת התקשורת תלך ותגדל לצד מחיר שיורד. בראייה עתידית אנו יכולים לומר ברמת ודאות טובה, כי הרכיבים המנטרים יהיו חלק בלתי נפרד מכל סביבה שהיא בכל עולם תוכן, מסנסורים אשר מחוברים לגוף האדם דרך קבע ומנטרים את מצבו הבריאותי (דופק, סטורציה ורמות סוכר) עד לביתו של כל אחד מאיתנו (למעשה כל מכשיר חשמלי יגיע עם סנסור מובנה ויתחבר לרשת הביתית). מכאן יכסו הסנסורים את הרחובות, הכבישים, כלי הרכב ומקום העבודה.
התווך– רשת התקשורת
כמות הרכיבים אשר אנו מחברים לרשת הפרטית והציבורית היא עצומה ונמצאת בתהליך של צמיחה מתמדת. בהתאם, רשת התקשורת עברה שינויים מחייבים על מנת לתמוך במגמה זו.
- הגדלת סוגי התווך- בעבר רשת קווית (ייעודית) הייתה חלק בלתי נפרד ויקר מפרויקט בקרה קלאסי. יתר על כן, כיום תווך התקשורת הינו מגוון מאוד ומורכב מרשתות אלחוטיות וסלולריות בטכנולוגיות שונות, ועד רשתות על גבי תשתיות קוויות קיימות (כמו חשמל). הוזלה תשתיתית לצד הוזלת ספקי התקשורת מגבירים את השימוש בטכנולוגיה..
- בעבר צורת התקשורת (פרוטוקול) הייתה יחסית מיושנת. פריצת הדרך הינה בחיבור הסנסורים לתקשורת “סטנדרטית” לא רק כתקן הנדסי, אלה בתצורת ממשקי קוד (Interfaces) אשר יאפשרו לסנסורים לקיים תקשורת אחד עם השני (כרשת מבוזרת). כמו כן, התחום “סובל” כיום מריבוי ממשקים בשל כמות יצרנים עצומה. הציפיה בעתיד הקרוב הינה מעבר הדרגתי לממשקי תקשורת פשוטים יותר בין עולמות סנסורים שונים ועד לשפה אחידה שתהווה “סטנדרט תעשייתי”.
הערפל – Fog
ה-Fog הינו מונח חדש יחסית ואינו שייך לתחום הבקרה הקלסי. ה-Fog מתייחס לחלק שבין הסנסור לבין המחשב המקבל את הנתונים ומעבד אותם. ניקח לדוגמה מטוס קרב – המטוס מכיל עשרות סנסורים שונים אשר דוגמות בכל רגע נתון כל פרמטר בנתיב הטיסה של המטוס בזמן אמת (גובה, מצב מנועים, טמפרטורות, לחצים, כמות הדלק ועד מצב החימוש). כל הנתונים הללו יוצרים כמות עצומה של מידע בזמן אמת, אולם רק חלק קטן מהמידע הזה נשלח לקרקע. ה-Fog ,אם תרצו, הינה מערכת אשר מקבלת החלטות פשוטות לסינון המידע והעברתו למחשב, מכיוון שנפח המידע שנאסף לא מסוגל להישלח במהירות מספקת למרכז העיבוד. ה-Fog הינו רכיב אופציונאלי במערכת IoT, ואינו חלק ממערכת הבקרה המסורתית, הגידול האקספוננציאלי שהודגם, מחייב רכיב במערכת אשר מסוגל “לקבל החלטות פשוטות” לסנן או לקבוע את קצב הדגימה ולהעביר רק חלק מהמידע אל השלב הבא.
Data Center או ה– Back End
בעבר מערכת המחשב הייתה פשוטה יחסית ובנויה ממחשב בודד אשר מקבל את הנתונים בזמן אמת ממערכת הסנסורים בשטח.
כיום אנו מבינים ששטף המידע הגולמי (גם לאחר סינון הFog-) הינו עצום ומחייב תשתית מחשוב מתאימה (יכולת חישוב הולכת ועולה לצד תקשורת מהירה ומערכי אחסון גדולים ומתוחכמים יותר).
נושא הגידול הוא נושא למאמר בפני עצמו, אולם ברור כי כמות המידע העצומה מחייבת טיפול שונה מהעולם ה”מסורתי”. מחומרה אשר יכולה לתמוך בגידול ושינוי מהירים ועד מסדי נתונים אשר יכולים לקבל מידע רב מכמה מקומות בו זמנית. החלק ששווה להתעכב עליו, בעיקר אם היינו רוצים לנבא מגמות בעולם זה הוא החלק האפליקטיבי, עולם האפליקציה הוא בעצם החלק שברובד הנמוך יותר מטפל במידע ומציג את המסקנות\התראות\תובנות למשתמש הקצה.
בחלק זה קפיצת המדרגה הצפויה היא הגדולה ביותר, מקורות שונים של מידע יזרמו למערכת מחשב אשר תקלוט את המידע ותסנן אותו, מכאן תתבצע עבודה “חכמה” שנועדה לנתח את המידע, מנועי קורלציה אשר ידעו להסיק מסקנות מעולמות תוכן שונים, יהוו את פריצת הדרך הגדולה ביותר בתחום.
ניקח לדוגמה מערכת IoT ביתית ו”מסורתית” – מערכת אזעקה והתראה אשר מקבלות חיווי על לחץ שמופעל על החלון, ניסיון לפתיחה של הדלת או כיפוף סורגים. המידע מהסנסורים השונים מוזרם למערכת המחשב אשר מקבלת החלטה בזמן אמת להדליק את כלל מצלמות האבטחה במצב הקלטה, להתריע לדייר ולחייג למשטרה, כי כפי הנראה פריצה מתבצעת.
דוגמאות נוספות יכולות להיות שינוי נתיבי תנועה בזמן אמת על מנת להפחית את העומס או אולי מערכות זיהוי פנים אשר יקבלו החלטה איזה תוכן (פרסומי, תכני עבודה) ישדרו לנו. אפשר לחשוב גם על מערכת אשר מנטרת את גופינו ומסוגלת לקבל החלטה על סמך עליית דופק, הזעה או ירידת החמצן בדם, כדי להתריע שהמשתמש נימצא במצב חרום רפואי ותזעיק את צוותי החרום. זהו רק קצה הקרחון של מערכות בינה מלאכותית (AI) אשר הולכות ותופסות תאוצה. במערכות אלה, אלגוריתם הלימוד מהווה את נקודת המפנה והוא יכול לעבור שינויים כתלות בכמות המידע שהמערכת מקבלת.
נושא נוסף אשר חייב לקבל תשומת לב מיוחדת הינו תחום אבטחת המידע. מטבע הדברים, ככל שכמות הסנסורים , גדלה, אספקטים של פרטיות, ניצול חולשות אבטחה או ביצוע פשע מחשב, גדלה בהתאמה. עולם ה-IoT זקוק לדגש מיוחד בתחום האבטחה היות והוא נוגע בקצה, דרך התווך למערכת המחשב המרכזית. לכן ,, תחום אבטחת המידע חייב לעמוד לנגד עיניהם של מפתחי הסנסורים כבר בעת אפיון המוצר ופיתוחו. רמת האבטחה חייבת להישמר מקצה לקצה ולכלול את התווך, ממערכת המחשב המרכזית ועד האפליקציה. פתרונות האבטחה לעולם זה חייבים להיות הוליסטיים ומקיפים, כאשר חוליה חלשה מבחינת אבטחת המידע תהווה נקודת הכשל האפשרית של כלל המערכת.
אין ספק, כי עולם הIoT יהפוך את חיינו בשנים הקרובות לממוחשבים וחכמים יותר, ויפשט תהליכים מורכבים. ההיערכות לעולם חדש ואמיץ זה, תחייב אותנו בתכנון מוקפד של מערכות מחשוב מקצה לקצה תוך שימת דגש על אבטחת המידע לצד בחירה ויישום של אפליקציות
