Интернет вещей. Исследования и область применения

Москва

ИНФРА-М

202ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ

ИССЛЕДОВАНИЯ 

И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Å.Ï. ÇÀÐÀÌÅÍÑÊÈÕ

È.Å. ÀÐÒÅÌÜÅÂ

МОНОГРАФИЯ

Зараменских Е.П.

Интернет вещей. Исследования и область применения : монография / 
Е.П. Зараменских, И.Е. Артемьев. — Москва : ИНФРА-М, 
2023. – 188 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/13342.

ISBN 978-5-16-011476-7 (print)
ISBN 978-5-16-103731-7 (online)

Монография содержит исследование Интернета вещей как технической 
концепции, анализ возможных последствий ее развертывания и основных 
трендов, обзор существующих проектов и разработок, а также 
характеристику используемых на практике технологий из данной сферы.

УДК 004.72(075.4)

ББК 32.97

УДК 004.72(075.4)
ББК 32.97
 
З34

© Зараменских Е.П., 
     Артемьев И.Е., 2015

ISBN 978-5-16-011476-7 (print)
ISBN 978-5-16-103731-7 (online)

З34

Подписано в печать 29.06.2022.

Формат 6090/16. Печать цифровая. Бумага офсетная.

Гарнитура Newton. Усл. печ. л. 11,75.

ППТ20. Заказ  № 00000

ТК 455100-1896435-250915

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1.

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86.     Факс: (495) 280-36-29.
E-mail: books@infra-m.ru                 http://www.infra-m.ru

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

Оглавление 
 
 
Список принятых сокращений ..................................................................... 5 
Введение  ........................................................................................................ 6 
Глава 1. Концепция Интернета вещей ....................................................... 8 
1.1. Развитие концепции ...................................................................... 8 
1.1.1. Радиочастотная идентификация (RFID) как предпосылка 
к возникновению концепции Интернета вещей ......................... 9 
1.1.2. Возникновение понятия «Интернет вещей» ............................. 10 
1.2. Определение понятия ................................................................. 12 
1.3. Получение информации об окружающем мире ....................... 15 
1.4. Общая характеристика ............................................................... 18 
1.5. Интернет вещей как основа Индустрии 4.0 .............................. 23 
1.6. Интернет вещей как источник угроз ......................................... 26 
1.7. Техническая безопасность ......................................................... 27 
1.8. Социальные угрозы .................................................................... 29 
1.9. Исследовательские центры и проекты ...................................... 32 
1.10. Тематические конференции ....................................................... 34 
Глава 2. Технологии Интернета вещей .................................................... 37 
2.1. Средства виртуальной идентификации объектов внешней 
среды ............................................................................................ 38 
2.1.1. Штрих-кодирование ................................................................... 39 
2.1.2. Радиочастотная идентификация ................................................ 44 
2.1.3. Особенности технологий RFID и штрихового 
кодирования................................................................................. 56 
2.2. Датчики и сенсоры Интернета вещей ....................................... 58 
2.2.1. Различия между датчиками и сенсорами .................................. 58 
2.2.2. Функции и разновидности датчиков и сенсоров ...................... 60 
2.2.3. Датчики и сенсоры в концепции «умного» дома ..................... 64 
2.2.4. Сенсоры биометрических показателей человека ..................... 67 
2.2.5. Датчики и сенсоры в сфере транспорта .................................... 70 
2.2.6. Датчики параметров окружающей среды ................................. 79 
2.3. Средства сбора, передачи, обработки, хранения  
и представления информации .................................................... 84 
2.3.1. Виды взаимодействия в Интернете вещей ............................... 85 
2.3.2. Мобильные информационные терминалы для сбора  
и представления данных ............................................................. 86 
2.3.3. Коммуникационные сети передачи данных ............................. 91 
2.3.4. Обработка, хранение и представление данных ........................ 95 
Глава 3. Практическое применение технологий Интернета вещей .... 102 
3.1. Применение технологий электронного мониторинга ............ 103 
3.1.1. Применение штрих-кодирования ............................................ 104 
3.1.2. Применение радиочастотной идентификации ....................... 104 
3.1.3. Мониторинг подвижных объектов и его составляющие ....... 106 
3.2. Контроль людей и животных ................................................... 113 

3.2.1. Мониторинг персонала ............................................................. 113 
3.2.2. Мониторинг подконтрольных лиц .......................................... 118 
3.2.3. Контроль сотрудников спецподразделений ........................... 119 
3.2.4. Мониторинг крупного рогатого скота .................................... 120 
3.3. «Умный» дом ............................................................................. 120 
3.4. «Умный» город ......................................................................... 123 
3.4.1. Интернет вещей в сфере транспорта ....................................... 127 
3.4.2. «Умная» транспортная инфраструктура ................................. 134 
3.4.3. Системы экстренного реагирования ....................................... 137 
3.4.4. Электронный мониторинг пассажирского транспорта .......... 138 
3.4.5. «Умные» автомобили ............................................................... 139 
3.5. Интернет вещей в сфере грузоперевозок, логистики  
и торговли .................................................................................. 143 
3.5.1. Контроль грузов ........................................................................ 143 
3.5.2. Мониторинг почтовых отправлений ....................................... 144 
3.5.3. Логистика и розничная торговля ............................................. 147 
3.6. Контроль вооружения и военной техники .............................. 150 
3.6.1. Системы мониторинга огнестрельного оружия  
и снаряжения ............................................................................. 151 
3.6.2. Системы контроля баллистики в режиме реального 
времени ...................................................................................... 156 
3.7. Интернет вещей в обеспечении здоровья человека ............... 157 
3.7.1. Мониторинг здоровья, диагностика и обеспечение ухода 
за пациентами ............................................................................ 158 
3.7.2. Поддержание здорового образа жизни ................................... 160 
3.7.3. Возможности мобильных технологий в медицине ................ 161 
3.8. Мониторинг окружающей среды ............................................ 162 
3.8.1. Виды мониторинга окружающей среды ................................. 163 
3.8.2. Контроль погоды ....................................................................... 164 
3.8.3. Сейсмический мониторинг ...................................................... 169 
3.9. Системы безопасности и охранные комплексы ..................... 171 
3.9.1. Безопасность и охрана жилища ............................................... 171 
3.9.2. Охрана территорий ................................................................... 173 
3.9.3. Системы «интеллектуального» видеонаблюдения ................ 173 
3.10. Перспективы развития Интернета вещей ............................... 177 
3.10.1. Развитие рынка Интернета вещей ........................................... 177 
3.10.2. Внедрение единых стандартов................................................. 180 

Заключение ................................................................................................. 182 

Используемая литература ......................................................................... 183 
 

Список принятых сокращений 
 
EDGE (EGPRS – Enhanced Data rates for GSM Evolution) – цифровая технология 
беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует 
как надстройка над 2G- и 2.5G- (GPRS) сетями. 
GPRS (General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего пользования) – 
надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную 
передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить 
обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том 
числе Интернет. 
GPS (Global Positioning System) – спутниковая система навигации США. 
GSM (Global System for Mobile Communications) – глобальный цифровой стан-
дарт мобильной сотовой связи. 
IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол. 
RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) – 
метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радио-
сигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых 
транспондерах, или RFID-метках. 
UPU (Universal Postal Union) – Всемирный почтовый союз. 
VPN (Virtual Private Network – виртуальная частная сеть) – обобщенное назва-
ние технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соеди-
нений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет). 
Wi-Fi – (Wireless Fidelity – беспроводная точность (передачи данных)) – торго-
вая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. 
WMS (Warehouse Management System – система управления складом) – система 
управления, обеспечивающая автоматизацию и оптимизацию всех процессов 
складской работы профильного предприятия. 
ГИС – географическая информационная система. 
ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) – российская 
спутниковая система навигации. 
ИС – интегральная схема. 
ИТ – информационные технологии. 
ЛВС – локальная вычислительная сеть. 
МККР – Международный консультативный комитет по радио. 
ПАК – программно-аппаратный комплекс. 
ПО – программное обеспечение. 
ПЗС – прибор с зарядовой связью (от английского CCD – Charge-Coupled 
Device). 
СКУД – системы контроля и управления доступом. 
СЭМПЛ – система электронного мониторинга подконтрольных лиц. 
ТСД – терминал сбора данных. 
ЭП – электронная пломба. 

Введение 
Информационное общество, существующее сегодня, активно ис-
пользует информационные технологии если не во всех, то в большин-
стве сфер частной и общественной жизни. Основой возникновения ин-
формационного общества стали различные сети передачи данных, при 
помощи которых их пользователи могли обмениваться с минимальными 
издержками в максимально короткий срок. Сегодня самой масштабной 
из подобных сетей стал Интернет, который во многом определяет уклад 
жизни для 25% населения Земли, имеющих к нему доступ. 
За несколько десятков лет с момента своего возникновения Интер-
нет смог сформировать глобальную информационную среду. Возникло 
коммуникационное пространство, при помощи которого миллионы лю-
дей получили возможность создавать и обрабатывать информацию, а 
также обмениваться ей. 
Тем не менее информационные технологии в целом и Интернет в 
частности всегда были оторваны от физической реальности. Можно ска-
зать, что человек был и остается посредником, который связывает их с 
физическим миром. Действительно, современные сети и различные 
электронные устройства позволяют хранить и обрабатывать информа-
цию. Но всю имеющуюся информацию они получают посредством че-
ловека, который самостоятельно создает ее. Такая информация зача-
стую несет в себе долю субъективности, поскольку ее получение напря-
мую связано с когнитивными особенностями каждого конкретного че-
ловека. 
Но на рубеже ХХ и ХХI веков ситуация стала меняться. Развитие 
технологий привело к возникновению сенсоров, способных восприни-
мать физический мир без непосредственного участия человека. А разви-
тие технологий передачи данных позволило объединять различные дат-
чики и сети, которые способны самостоятельно фиксировать информа-
цию о реальности. 
Совокупность устройств, способных фиксировать информацию о 
реальном мире и обрабатывать ее без непосредственного участия чело-
века, получила название Интернета вещей. Говоря формальным языком, 
Интернет вещей (от англ. Internet of Things) – это концепция вычисли-
тельной сети физических объектов, оснащенных встроенными техноло-
гиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Такая 
вычислительная сеть обладает специальными сенсорами для захвата 
данных об окружающем мире, средствами идентификации и передачи 
данных, а также различными средствами обработки полученной инфор-
мации. 
Сенсоры, датчики, а также узлы обработки и передачи информа-
ции, входящие в состав вычислительной сети, принято называть под-
ключенными вещами (Connected Things). Подключенным устройством 
может быть как смартфон с доступом к Интернету, так и пожарный дат-
чик, который способен оповестить диспетчера о задымлении. Подклю-
ченные вещи объединяет одно: они способны фиксировать объекты и 

события реального мира, а затем передавать информацию внутри какой-
либо сети или самостоятельно обрабатывать ее. 
Интернет вещей – относительно новая технологическая концепция, 
которая активно изучается современной наукой и практиками из сферы 
бизнеса. Если посмотреть на количественную сторону вопроса, то «Ин-
тернет людей» уже превратился в «Интернет вещей». Сегодня Интерне-
том пользуется порядка 1,7 млрд жителей Земли, на которых приходит-
ся 35 млрд устройств. Однако количественная разница не может счи-
таться определяющей. Важнейшей чертой Интернета вещей является не 
число подключенных устройств, а их способность самостоятельно или 
при минимальном участии человека идентифицировать реальный мир и 
собирать информацию о нем. 
К технологиям Интернета вещей сегодня относится множество 
«умных» технологий самого разного направления. Однако многие при-
боры и устройства, без которых невозможно возникновение полноцен-
ного автономного Интернета вещей, по-прежнему не изобретены. Ин-
тернет вещей во многом остается технологической концепцией будуще-
го. Вероятнее всего, недалекого, но оценить полномасштабное развер-
тывание данных технологий в настоящее время все еще невозможно. 
Тем не менее присутствие Интернета вещей в нашей жизни можно 
ощутить уже сейчас. Отдельные технологии Интернета вещей, начиная 
RFID-метками и заканчивая пилотными проектами «умной» инфраструктуры, 
существуют и активно развиваются. 
Данное исследование нацелено на всесторонний анализ концепции 
Интернета вещей. Структура содержит в себе следующие главы: 
первая глава посвящена детальному рассмотрению Интернета вещей 
как концепции, явления и совокупности технологий; 
вторая глава рассматривает отдельные информационные технологии, 
относящиеся к сфере Интернета вещей; 
в третьей главе приводится практическое применение технологий 
Интернета вещей. 

Глава 1. 
Концепция Интернета вещей 

1.1. 
Развитие концепции 

Прежде чем говорить о техническом и концептуальном развитии 
Интернета вещей, необходимо обратить внимание на используемую терминологию. 
С технической точки зрения Интернет вещей – это объединяющий 
термин для совокупности технологий, которые обеспечивают 
захват разного рода данных из внешней среды и их дальнейшую обработку 
при минимальном участии человека. Использование непосредственно 
Интернета при этом не играет принципиальной роли. В широком пони-
мании слово «Интернет» в контексте исследуемой концепции означает не 
только Интернет как таковой, но и любые другие средства передачи со-
бранных данных об окружающем мире. 
Сегодня все объекты, относящиеся к Интернету вещей, принято 
называть общим термином «подключенные вещи» (Connected Things). 
Однако на практике имеет смысл ввести дополнительное разделение объ-
ектов на «подключенные устройства» и «подключенные вещи». Под под-
ключенным устройством будет пониматься узел в составе технологий 
Интернета вещей, способный самостоятельно воспринимать окружаю-
щую действительность. А термином «подключенная вещь» будет обозна-
чаться объект, имеющий уникальную идентификацию в информационном 
пространстве, но не обладающий способностью захватывать данные из 
внешней среды. В случае, когда речь идет сразу об обеих группах, допу-
стимо использование общей категории «подключенный объект». 
Отдельно стоит добавить, что не все технологии, которые сегодня 
могут быть отнесены к сфере Интернета вещей, изначально задумыва-
лись как ее компоненты. Так, различные датчики разрабатывались не 
как подключенные устройства в составе Интернета вещей, а как само-
стоятельные технологические решения. Однако дальнейшее развитие 
технологий связи и идентификации позволило отнести некоторые из 
них к технологиям Интернета вещей. Иными словами, все технологии, о 
которых пойдет речь далее, можно условно разделить на две группы: 
созданные непосредственно для сферы Интернета вещей (например, 
«умная» дверь) и созданные для иных областей применения. Их объ-
единяет тот факт, что и те, и другие сегодня имеют непосредственное 
отношение к исследуемой концепции. 
Таким образом, в рамках обозначенной терминологии исторически 
первой технологией Интернета вещей является радиочастотная иденти-
фикация (RFID). Технологические решения, использующие радиоча-
стотную идентификацию, зачастую могут функционировать и без ис-
пользования Интернета. Тем не менее RFID вписывается в общее опре-
деление Интернета вещей, поскольку позволяет получить объективные 
данные об окружающем мире без непосредственного участия человека в 
случае, если сама идентификация дополняется различными информаци-
онными технологиями. 

1.1.1. Радиочастотная идентификация (RFID)  
как предпосылка к возникновению концепции  
Интернета вещей 

Самая отдаленная отсылка к возникновению радиочастотной идентификации 
относится к 1926 году. Тогда Никола Тесла в интервью для 
журнала Collier’s сказал, что в будущем радио превратится в «большой 
мозг», вещи станут частью единого целого, а инструменты, благодаря 
которым это станет возможно, будут легко помещаться в кармане1. 
Впрочем, сегодня данное высказывание имеет только культурно-
историческую ценность, как пример футурологии прошлого. 
В 1945 году Лев Сергеевич 
Термен (рис. 1) изобрел для Советского 
Союза устройство, которое 

позволило 
накладывать 
аудиоинформацию на случайные 
радиоволны. 
Звук 
вызывал 
колебание 
диффузора, 
которое 
незначительно 
изменяло форму резонатора, 

модулируя 
отраженную 
радиочастотную волну. И хотя 
устройство представляло лишь 
пассивный передатчик, это изобретение 
причисляют к первым 
предшественникам RFID-техно- 
логии. 
Технология, наиболее близкая 
к данной, – система распознавания 
«
свой-чужой» 
IFF 
(Identification 
Friend 
or 
Foe), 
изобретенная Исследовательской лабораторией ВМС США в 1937 году. 
Она активно применялась союзниками во время Второй мировой войны, 
чтобы определить, своим или чужим является объект в небе. Подобные 
системы до сих пор используются как в военной, так и в гражданской 
авиации. 
Еще одной вехой в использовании RFID-технологии является работа 
Гарри Стокмана (Harry Stockman) под названием «Коммуникации 
посредством отраженного сигнала» (англ. “Communication by Means of 
Reflected Power”). Стокман отмечает, что «…значительные работы по 
исследованию и разработке были сделаны до того, как были решены 
основные проблемы в связи посредством отраженного сигнала, а также 
до того, как были найдены области применения данной технологии». 

                                                           
1 Интернет вещей – а что это? // HABRAHABR.RU : Информационный портал. 2012. URL: 
http://habrahabr.ru/post/149593/ (дата обращения 25.02.2014). 

Рис. 1. Лев Сергеевич Термен 

Первая демонстрация современных 
RFID-чипов, как пассивных, 
так и активных, была проведена 
в Исследовательской лаборатории 

Лос-Аламоса 
(англ. 
Los 

Alamos 
Scientific 
Laboratory) 
в 

1973 году. Портативная система 
работала на частоте 915 МГц и использовала 
12-битные метки. 

Первый 
патент, 
связанный 

собственно с названием RFID, был 
выдан Чарльзу Уолтону (Charles 
Walton) (рис. 2) в 1983 году. 
 
 
 
 
 

 

1.1.2. Возникновение понятия «Интернет вещей» 

 
Термин «Интернет вещей» был введен в употребление Кевином 

Эштоном в 1999 году на презентации RFID-меток для Procter&Gamble. 
Основатель исследовательского центра Auto-ID Кевин Эштон справед-
ливо предполагал, что внедрение радиочастотной идентификации по-
может облегчить работу логистических подразделений этой компании. 
Каждая метка хранит достаточно большой уникальный код, содержа-
щий информацию о физическом объекте. Таким образом, RFID-чипы 
позволяют интегрировать данные об объектах внешней среды в инфор-
мационное пространство. 

 

 

Рис. 3. Современные RFID-метки 

Рис. 2. Чарльз Уолтон 

Первое подключенное устройство (в сегодняшней терминологии) 
было создано еще до возникновения понятия «Интернет вещей». Им 
стал обыкновенный тостер, который выпускник MIT Джон Ромки (один 
из «отцов» протокола TCP/IP) подключил к Интернету2. 
Примерно в то же время, в 1996 году, Марк Вейзер утверждал, что 
вычислительные мощности становятся более доступными, в результате 
чего уменьшается степень их наблюдаемости. Наиболее совершенными 
Марк Вейзер называет технологии, которые люди перестают замечать. 
Мобильные телефоны, терминалы и т.п. так сливаются с обыденной 
жизнью, что становятся ее неотъемлемыми частями. Далее эта идея раз-
вивалась в форме концепции «исчезающего (проникающего) компьютин-
га» Норберта Стрейтца3. 
Переломным моментом для концепции Интернета вещей стали 
2008–2009 годы. В это время произошел переход от «Интернета людей» 
к «Интернету вещей». Изначально число людей, пользующихся Все-
мирной Сетью, было больше числа подключенных к ней устройств. Но 
в 2008–2009 годах эта ситуация изменилась. Консалтинговый отдел 
Cisco IBSG утверждает, что именно в это время Интернет вещей транс-
формировался из понятия в явление, поскольку число подключенных к 
Интернету устройств превысило число жителей Земли4. 
Футуролог компании Cisco приводит интересную статистику соот-
ношения пользователей Интернета и подключенных к нему устройств5. 
В 2003 году на планете было 6,3 млрд людей и 500 млн подключенных к 
Сети устройств (в среднем 0,08 устройства на жителя Земли). При таком 
распространении подключенных устройств Интернета вещей еще не 
существовало. Однако к 2010 году за счет распространения смартфонов 
и планшетов количество устройств выросло до 12,5 млрд, тогда как 
население Земли составило 6,8 млрд. В среднем на человека приходится 
1,84 единицы устройства, но если брать только пользователей Интерне-
та, то получается 6,25 единицы на человека. Планируется, что как ми-
нимум к 2015 году динамика сохранится. 
В том же 2008 году вышел в свет отчет Национального разведыва-
тельного совета США, где Интернет вещей фигурировал в качестве од-
ной из шести потенциально разрушительных технологий. Данная техно-
логия, по мнению американских аналитиков, несет прямую угрозу 
национальной информационной безопасности. 
 

                                                           
2 Интернет вещей – а что это? // HABRAHABR.RU : Информационный портал. 2012. URL: 
http://habrahabr.ru/post/149593/ (дата обращения 25.02.2014). 
3 Чеклецов В.В. Чувство планеты: Интернет вещей и следующая технологическая револю-
ция. – М.: Российский исследовательский центр по Интернету вещей, 2013. – С. 14. 
4 Про автомобили, голландских коров и уникальные свойства Интернета вещей //  
CISCO.COM: Новости. 2011. URL: http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/ 
070711d.html (дата обращения 25.02.2014). 
5 Эванс Д. Интернет вещей: как изменится вся наша жизнь на очередном этапе развития 
Сети 
// 
CISCO.COM 
: 
Новости. 
2012. 
URL: 
http://www.cisco.com/web/RU/ 
news/releases/txt/2011/062711d.html (дата обращения 25.02.2014). 

0

5

10

15

20

25

30

2003
2010
2015

Люди, млрд

Подключенные 
устройства, 
млрд

Соотношение

Рис. 4. Динамика числа жителей Земли 

и числа подключенных устройств 

1.2. 
Определение понятия 

Интернет вещей может пониматься как совокупность технологий, 

как концепция и как явление. Различное понимание обуславливает су-
ществование множества различных определений, каждое из которых 
делает акценты на соответствующих особенностях понятия. 

Таблица 1 

Определение понятия «Интернет вещей» 

Интернет 
вещей – 

это…

Совокупность 

технологий 
Концепция 

Вектор 

технологического 

развития

Акценты 

Составные 
технологии, 

относящиеся к 
сфере Интер-
нета вещей

Интернет вещей 
как средство сов-
мещения физиче-
ского и информа-
ционного миров

Потенциальные 

возможности  
технологий  

Интернета вещей 

 

Определение Интернета вещей как совокупности различных тех-

нологий приведено во введении. Интернет вещей – это концепция вы-
числительной сети физических объектов, оснащенных встроенными 
технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. 
Таким образом, Интернет вещей может быть представлен как совокуп-
ность технологий сбора информации об окружающем мире, технологий 
идентификации, технологий передачи данных, технологий хранения и 
обработки информации.