VET4SBO Level 2 module 6 - unit 4 - v0.9 srb

1. ECVET Training for Operatorsof IoT-enabledSmart Buildings (VET4SBO)
2018-1-RS01-KA202-000411
Nivo 2
Modul 6: Unapređena automatizacija i redukcija
intervencije čoveka
Poglavlje 6.4: Ograničenja automatizacije

2. Outline
1. Ograničenja IoT rešenja, u cilju smanjenja grešaka na poslu
2. Šta ne očekivati od IoT podržanihsistema.

3. Glavni izazovi u primeni IoT
Usvajanje IoT-a uslovljava se određenim tehnološkim ograničenjima,
tehnologija potrebnih za nesmetano funkcionisanje IoT sistema.
Ovi tehnološki izazovi uključuju: bezbednost, integraciju i interoperabilnost
(povezanost), kompatibilnost i dugovečnost, standarde komunikacije i
tehnologije povezane sa inteligentnom podrškom za analizu i odlučivanje.

4. (Cyber)-bezbednost i privatnost podataka
Što su više podataka i uređaja međusobno povezani, veća je briga oko cyber-sigurnosti i privatnosti
podataka. Hakeri lakše dobijaju pristup funkcijama zgrada, iskorišćavanjem ranjivosti pojedinih uređaja
proizvedenih od raznih proizvođača i zasnovanim na raznim komunikacionim protokolima.
Mnogo je bezbednosnih mera koje se preduzimaju radi zaštitepodataka i informacija, međutim, u toku
je borba između nivoa bezbednosti i praksi hakera; uvek postoji mogućnost da potonji uspeju da provale
u sistem i kompromituju podatke. Na primer, poznategrupe hakera, poput Anonimous-a, haraju
vladinim i drugim veb stranicama, i dobijaju pristup poverljivim informacijama.
Treba razmotriti slučaj, kada se svi naši podaci i podaci o radu zgrade skladište na internetu, putem IoT-
a; otkrilo bi se puno detalja o životnim obrascima stanara.
Postoje i slučajevi kompanija za upravljanje zgradama koje moguupotrebljavati podatke i informacije
neprimereno, i u loše svrhe; ti podaci imaju veliku vrednost. Zabrinutostipostaju veća ako se uzme u
obzir da se IoT industrija trenutno nalazi u ranom razvoju; tokom ove faze, u potrazi za kupcima i
konkurencijom, u fokusu su obično tehnologija i funkcionalnost, a na sigurnost se ne obraća velika
pažnja.

5. (Cyber)-bezbednost i privatnost podataka
Napadi u oblaku: Verovatno će provajderi servisa u oblaku biti jedna od
glavnih meta hakera. Kibernetička sigurnost nije tako napredna kao ostale IoT
tehnologije i uređaji. Izveštaj Svetskog ekonomskog foruma kaže da bi
„uklanjanje jednog pružaoca usluga servisa u oblaku, moglo da nanese 50 do
120 milijardi ekonomske štete - gubitak koji odgovara vrednosti između
uragana Sandi i uragana Katrina“.
Pitanja bezbednosti u vezi sa veštačkom inteligencijom (VI): Postoji
mogućnost da hakeri obore sigurnosne sisteme, ii da uvide šablone u
bezbednosnim sistemima i dođu do VI metoda koje se koriste za odlucivanje,
čime mogu da nanesu ogromnu štetu sistemima.

6. (Cyber)-bezbednost i privatnost podataka
Pitanja koja se tiču mreže mreže:Očekuje se da mali, jeftini, potrošački uređaji neće biti zaštićeni u
smislu izbegavanja napada. Postoji rizik da distribuirana mreža uređaja otvori velike sigurnosne rupe za
čitave mreže u zgradama, pa čak i komunalne usluge (kroz merenja komunalnih usluga) i gradsku
infrastrukturu.
Stoga je neophodno osigurati uređaje rešenjima za otkrivanje anomalije, kako bi se prepoznali događaji u
uređajima koji pokazuju nenormalno ponašanje.
Nedostatak poverenja:Izveštaji(npr. Izveštajo stanju IoT bezbednosti) kažu da 90% potrošača nema
poverenja u sigurnost IoT uređaja. Čak 96% preduzeća i 90% potrošača veruje da bi trebalo da postoje
IoT bezbednosni propisi.
Samo 14% potrošača veruje da imaju potrebno znanje o bezbednosti IoT uređaja. Oko 60% potrošača
zabrinuto je zbog curenja podataka. Jason Hart, CTO za zaštitu podataka u kompaniji Gemalto u
Holandiji, rekao je: "Jasnoje da i potrošači i preduzeća imaju ozbiljne zabrinutosti oko IoT bezbednosti i
malo poverenja da će provajderi IoT usluga i proizvođači uređaja moći da zaštiteIoT uređaje i još važnije,
integritet podataka koje stvaraju, čuvaju i prenose ovi uređaji ... Dok ne bude poverenja u IoT među
preduzećima i potrošačima, IoT neće biti globalno usvojen... “.

7. Integracija i interoperabilnost
Uprkos tehnološkom napretku i postojanju određenih otvorenih protokola poput BACnet,
Lonvorks, ModBus, itd., i dalje nedostaju industrijski standardi koji su opšte prihvaćeni, što
može biti prepreka uspostavljanju zgrada koje omogućuju IoT.
Mnogi standardni BMS-ovi koriste sopstvene standarde predstavljanja podataka i komunikacija,
što dovodi do nemogućnosti postizanja integracije nezavisne od proizvođača i tehnologije.
Rezultat toga je da u jednoj zgradi istovremeno bude omogućeno više protokola, što stvara
nepotrebne troškove instalacije, konfiguracije i održavanja.
Izazovi kompatibilnosti: Kako će uređaji različitih proizvođača biti međusobno povezani,
odnosno pitanje kompatibilnosti, je pitanje od velike važnosti. Malo je verovatno da će se svi
dobavljači u doglednoj budućnosti složiti oko jedinstvenog zajedničkog standarda (uzmite u
obzir neunificirane usluge u oblaku, nedostatak standardizovanih M2M protokola i raznolikosti
firmvera i operativnih sistema među IoT uređajima). Ovi problemi mogu dovesti do toga da
potrošači budu vezani za prodavce određenih uređaja, čime se sprečava široko usvajanje IoT-a i
ozbiljno ograničava njegova vrednost.

8. Integracija i interoperabilnost
Izazovi povezivanja: povezivanje velikog broja uređaja biće izazov za trenutne
komunikacione tehnologije. Na primer, mehanizmi za autentifikaciju servera /
klijenta / autorizaciju će trpeti veliki broj uređaja koji trebaju biti povezani sa
određenim nivoom sigurnosti. Šta će se dogoditi kada milijarde i stotine milijardi
uređaja zatraže da se pridruže postojećim mrežama? Čitav sistem može propasti
ako infrastruktura servera postane nedostupna.
Očekuje se da će budućnost IoT-a biti decentralizovane mreže. Premeštanje mnogo
obrade i analize podataka do granice, sa uređajima koji lokalno obavljaju neke
kritične operacije, može pomoći da ublažavanju problema povezivanja velikog broja
uređaja.
Standardi: Tehnološki standardi koji uključuju mrežne protokole, protokole
komunikacije i forme objedinjavanja podataka definišu načine rukovanja, obrade i
skladištenja podataka prikupljenih sa IoT uređaja.

9. Limitacije skalabilnosti
Čak i BMS podaci zasnovani na pametnim sistemima i danas trpe
zbog urođenog nedostatka skalabilnosti.
Kako u prošlosti, tako i danas nije praktičnoinstalirati opremu
samo jednog proizvođačau cilju održavanja kompatibilnosti.
Obično, prodavci nerado prihvataju otvorene protokole;posebno
„jaki“ igrači na tržištu, skloni su gurati svoje vlastite protokole za
komunikaciju,što zatvara vrata za bilo kakve integracije trećih
strana, čime se potire skalabilnost.

10. Prikupljanje podataka i ograničenja
Prema naučnicima i inženjerima, analiza i vizualizacija BMS podataka ponudit će operaterima sredstvaza
kreiranje idealnog okruženja za stanare, na energetski i ekonomičniji način. Međutim, trenutno postoje
praktična ograničenja u podacima koji se mogu pripisati sistemima upravljanja zgradama, kao i
ograničenja u kojoj se BMS podaci mogu koristiti za postizanje gore navedenog cilja.
Od danas je prikupljanje i održavanje podataka još uvek skupo. Iako je cena senzora tokom poslednjih
godina znatno opala, cena kompletnog uvođenja BMS rešenja je i dalje visoka.
Čak i najjeftinije opcije koštaju oko 5 evra po kvadratnom metru. Što je mnogočak i za rešavanje
pojedinačnih problema, kao što su napr. kontrole osvetljenja.
Pored toga, postoje troškovi koji se odnose na korišćenje podataka. Potrebni su stručni i predani
građevinski inženjeri koji će analizirati podatke i prilagođavatizadatevrednosti i konfiguracije da stvorili
određenu korisnu vrednost. Ovo zahteva mnogo vremena i dosta je skupo.
Dobavljači telefonskih usluga kao što su Verizon i AT&T više ne nude neograničeno korišćenje podataka
za mobilne telefone jer je preskupo, ali očekuje se da će se do 2020. godine povezati50 milijardi uređaja,
prikupljati i čuvati podatke. [1]
[1] Evans, D. (2011) The Internet of Things: How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything.
http://www.cisco.com/web/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pdf

11. Ograničenja vrednosti podataka
Podaci sami nemaju ili/i imaju malu vrednost; ono što nosi vrednost su informacije
o odlučivanju koje se kriju unutar skupova podataka.
U slučaju zgrada, relevantne odluke uključuju raspored opreme, zadate vrednosti,
optimizaciju sistema i njegove konfiguracije, itd.
Na primer, mogu se smanjiti operativni troškovi zgrade jednostavnim isključivanjem
određenih uređaja / funkcija (npr. grejanje, osvetljenje), kada se ne koriste.
Međutim, korist je mnogo izraženija u određenim tipovima zgrada, poput hotela ili
velikih kancelarijskih kompleksa, koji imaju vrlo dinamičan profil obrazaca upotrebe.
Nema mnogo prostora za optimizaciju, a posle toga i za uštede, kada je reč o
stambenim ili iznajmljenim poslovnim zgradama sa konzistentnim obrascima
upotrebe. Da li bi bilo vredno uložiti u snimanje i vizualizaciju podataka, ako se čini
da je prostor za optimizaciju mali?

12. Ograničenja vrednosti podataka
Inteligentna analiza podataka i akcione odluke
U mnogim slučajevima, analizu podataka pokreću kognitivne tehnologije i prateći modeli koji olakšavaju
upotrebu kognitivnih tehnologija. Modeli veštačke inteligencije moguse obučiti i poboljšati pomoću
velikih skupova podataka, koji će biti dostupni preko oblaka i servisa u njima.
Novi algoritmi, kao i unapređeni postojeći, postaće dostupni kroz povećanu dostupnost podataka.
Međutim, uvek postoji mogućnostnetačne analize zbog nedostataka u podacima i / ili modelima koji
opisuju podatke, čime se uspostavljajuodređena ograničenja u primeni algoritama.
To je povezano sa činjenicom da većina IoT interakcija generiše nestrukturirane podatke i ne postoje
široko usvojeni načini upravljanja tim podacima. Štaviše, tradicionalni softver za analitiku još uvek nije
spreman za analizu protoka podataka u realnom vremenu, imajući u vidu obim, brzinu i raznolikost
prikupljenih informacija. Izazovise sumiraju kao:
• sporo nastajanje tehnologija za obradu podataka u realnom vremenu i njihovo analiziranje
• akcije mašina u nepredvidivim situacijama i
• ljudsko ponašanje

13. Preveliko oslanjanje na tehnologiju
Zamislite scenarije:
Frižider može da prepozna da vam je ponestalo mleka; kontaktira supermarket i naručuje
količinu koja vam je obično potrebna, a takođe vas obaveštava slanjem poruke na vaš telefon.
Alarm zvoni u 6:30; sledi buđenje i gašenje alarma. Čim se isključi alarm, on šalje informaciju
bojleru da zagreje vodu na temperaturi koju želite i takođe aparat za kafu počne da pravi kafu!
Postaje očigledno da će, kao što se to dogodilo sa internetom i mobilnim uređajima, naš život
sve više biti kontrolisan i zavistan od tehnologije. Moramo doneti ranu odluku o tome koliko
smo svakodnevnog života spremni da kontrolišemo tehnologijom. Moramo shvatiti da nijedan
sistem mašina nije potpuno bezgrešan. Što se više poverimo i što više zavisimo od IoT-a, to bi
moglo dovesti do potencijalno katastrofalnog događaja ukoliko se stvari uruše. IoT sistemi će
biti složeni, stvarajući tako više mogućnosti neuspeha. Zamislite scenarije u kojima greška u
softveru automatski završi uključivanjem i isključivanjem klima uređaja i svetala svakih nekoliko
minuta.

14. Potencijalan gubitak posla
Velika je zabrinutost da će oslanjanje na IoT i pružanje napredne automatizacije na
kraju rezultovati gubitkom radnih mesta.
Očekuje se da će uticaj biti veći na radnike sa nižim nivoom obrazovanja. Na primer,
ljudi koji upravljaju zalihama izgubit će posao, jer uređaji ne samo da mogu
međusobno komunicirati, već te informacije prenose vlasniku. Već su izgubljeni
poslovi na automatizovanim mašinama, kao što je linija za odjavljivanje u
supermarketima, pa čak i na bankomatima.
To rezultuje smanjenjem zaposlenosti osnovnog osoblja! Nekvalifikovani radnici i
asistenti mogu na kraju izgubiti posao usled automatizacije dnevnih aktivnosti. To
može dovesti do (barem privremenog) problema nezaposlenosti u društvu. Odgovor
je obrazovanje. Biće ogromna potreba za visoko obrazovanim osobljem za
upravljanje automatizovanim sistemima, obukom AI algoritama i održavanjem istih.

15. Problemi vezani za poslovanje
Ako preduzeća počnu da ulažu u IoT bez validnih planova, tada kreirnai model neće
uspeti.
Očekuje se da će provajderi sveobuhvatnih rešenja koji posluju u vertikalnoj
industriji i pružaju usluge korišćenjem analitike u oblaku, biti najuspešniji u
unovčavanju velikog dela vrednosti u IoT-u.
• IoT se može podeliti u 3 kategorije, na osnovu korišćenja i baze klijenata:
• Potrošački IoT - uključuje povezane uređaje poput pametnih automobila,
telefona, satova, laptopa, povezanih uređaja i zabavnih sistema.
• Komercijalni IoT - uključuje stvari poput kontrola zaliha, i povezanih medicinskih
uređaja.
• Industrijski IoT pokriva stvari poput povezanih električnih brojila, sistema za
otpadne vode, merača protoka, monitora cevovoda, izrade robota i drugih vrsta
povezanih industrijskih uređaja i sistema.

16. Problemi vezani za poslovanje
Uređaji bez IoT mogućnosti u budućnosti mogu biti skuplji jer će im
nedostajati podaci koje proizvođači mogu koristiti.
Nedostajući regulatorni standardi: Za sve primenjene IoT uređaje i mreže,
kao i tržište podataka, moraju postojati regulatorni standardi; Treba da
regulišu kompanije koje prodaju podatke prikupljene iz različitih izvora.
Postoji nedostatak transparentnosti o tome ko dobija pristup podacima i kako
se ti podaci koriste za razvoj proizvoda ili usluga, i prodaju oglašivačima i
trećim stranama. Potrebne su jasne smernice o zadržavanju, upotrebi i
sigurnosti podataka, uključujući metapodatke (podatke koji opisuju ostale
podatke).

17. Problemi vezani za društvo
RazumevanjeIoT-a iz perspektive kupaca i regulatora nije lak zadatakiz sledećih razloga: Zahtevi
korisnika se dinamično menjaju.
Pojavljuju se nove upotrebe uređaja - kao i novi uređaji. Izum i ponovna integracija neophodnih funkcija i
mogućnosti, su skupi i za to treba vremena i resursa.
Primene za IoT tehnologiju takođe se dinamički proširuju.
Povjerenje potrošača: Gore navedeno može ograničiti volju potrošača da usvoje IoT i vežu svoj život sa
internetom. Ovaj izazov postaje veći sa nedostatkom razumevanja ili obrazovanja od strane potrošača o
najboljim praksama za sigurnost IoT uređaja, kako bi se poboljšala privatnost.
Izvanprivatnosti podataka: razmislite o integrisanju uređaja u naše okruženje bez da ih svesno koristimo,
npr. uređaji za praćenje telefona i automobila, kao i pametni televizori sa funkcijama prepoznavanja
glasa, koji mogu neprestano slušati razgovore, ili gledati aktivnosti i selektivno prenositi te podatke u
oblak, odnosno servis za obradu, koji ponekad uključuje i treću stranu.
Pored toga, postoje IoT scenariji koji uključuju međunacionalne i međukulturne razmene, povećavajući
tako izazove interoperabilnosti koji se odnose na društveno pitanje. Privatnost ljudi i podataka mora
uzeti u obzir ne samo tehnološke dimenzije, već i kulturne i društvene.

18. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Uloga mreže stvari u IoT [2]
Trenutno ne postoje jasne granice šta je IoT ili nije. Internet se širi u fizički
svet. Kao što je rečeno, "Internet stvari (IoT) je sistem fizičkih objekata koji se
mogu otkriti, nadzirati, kontrolisati ili sa kojima se može komunicirati s njima
pomoću elektronskih uređaja koji komuniciraju preko različitih mrežnih
interfejsa i na kraju se mogu povezati sa širim Internetom".
Scenariji u kojima fizički objekti osećaju svet pomoću senzora, a zatim
analiziraju, čuvaju i razmenjuju informacije postaju stvarnost. Ti se objekti
obično nazivaju: pametne stvari.
Takve stvari nadilaze fizičke objekte, praćene digitalno pohranjenim
informacijama i opisom stvari, a to mogu biti senzori, aktuatori, računarske
komponente, komunikacioni interfejsi.
[2] https://www.manning.com/books/building-the-web-of-things?a_bid=16f48f14&a_aid=wot

19. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Fizički svet se proširuje na različite načine, kroz čitav niz tehnologija koje su počele
upotrebom oznaka na objektima (QR kodovi, RFID tagovi), a zatim su se pojavili uređaji
poput Arduino i Raspberri Pi, nastavile se sa mašinama kao što su svi ti pametni senzori
i pametni automobil, i nastavlja se sa automatizacijom čitavog okruženja poput zgrada i
gradova.

20. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Internet deo IoT-a omogućava Stvarima (tj. Pripadajućim podacima i uslugama, ulazima /
izlazima) pristup i obradu nad podacima od strane trećih aplikacija preko postojeće Internet
infrastrukture.
To znači da Stvar može postojati na Internetu čak i u slučajevima kada fizički nije povezana sa
Internetom.
Od danas ne postoje jedinstveno i univerzalno formatiranje podataka, i protokoli za aplikaciju u
IoT. To znači da je današnji IoT zbir izolovanih Intraneta stvari koji nisu u mogućnosti da
međusobno interaktuju. Da bi sve te stvari neometano komunicirale, potreban bi bio zajednički
„jezik“, kako bi se uređaji i aplikacije međusobno razumeli, bez obzira na njihove fizičke
tehnologije.
Tehnologija je već prisutna, ali još uvek se ne koristi u potpunosti. Prošlo je više od 20 godina
upotrebe veb tehnologija bilo je dosta vremena da podaci i usluge postanu interoperabilni.
Takve tehnologije su povezane sa semantičkim vebom, koji se odnosi na stvari na Internetu i
široko usvojenim veb protokolima i standardima, koji podatke i usluge koje nude objekti, nude
većem skupu (veb) programera. [3]
Milis, George, Panayiotou, Christos, & Polycarpou, Marios. (2017). SEMIoTICS: Semantically-enhanced IoT-enabled Intelligent Control Systems. IEEE
Internet of Things Journal, (Special Issue IoT Feedback Control). http://doi.org/10.5281/zenodo.1053854

21. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Bilo bi korisno da IoT upotrebi tehnologiju koja omogućava Facebook-u ili
Google-u da se povežu sa milion korisnika, bez ugrožavanja sigurnosti ili
performansi.
Do danas su IoT zajednice uglavnom radile na pitanjima uređaja i
umrežavanja.
S druge strane, Semantički veb se decenijama fokusira na aplikativni sloj i
interoperabilnost podataka i usluga.
Pravilno mapiranje uređaja u veb sloj čini sve Stvari agnostičnim na protokole
fizičkog i transportnog sloja, koje koriste podržani uređaji. Potreban je samo
skup „semantičkih veb drajvera“ koji će sadržavati deo informacija povezanih
sa stvarima, i njenim virtuelnim postojanjem na Internetu.

22. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Veb je već postao platforma globalne integracije za distribuirane aplikacije putem Interneta.
Stoga se to može proširiti i na integraciju aplikacija i usluga fizičkog sveta, sakrivanjem
složenosti i razlika između različitih transportnih protokola koji se koriste u IoT-u.
Programeri IoT aplikacija trebalo bi da se fokusiraju na logiku svojih aplikacija, bez potrebe za
bavljenjem podcrtanim tehničkim karakteristikama.
Ako ne postoji nijedan jezik kojim bi svi uređaji mogli govoriti, onda nam je potreban
transparentan prevodilac koji će interakcije učiniti neprimetnim. Imajući takav „semantički sloj“
umanjio bi napor potreban za održavanje sistema svaki put kada se uređaj ili usluga dodaju,
uklone ili ažuriraju.
Takav korak je danas realan, jer uređaji mogu da ugrade veb servere sa naprednim funkcijama
po niskoj ceni.
Kombinujući ovo sa napretkom JavaScripta, obrada podataka za održavanje prevoda može se
raditi na klijentskim uređajima ili na servisima u oblaku, čime se štedi snaga računara na
ugrađenim uređajima.

23. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
Kada se Stvari povežu na Veb, oni će koristiti iste standarde i tehnike
kao i tradicionalne veb usluge.
To znači da će programeri moći da pišu IoT aplikacije koje
komuniciraju sa ugrađenim uređajima na potpuno isti način kao što
pišu aplikacije za interakciju sa bilo kojim RESTful servisima preko Veb
API-ja.
REST je arhitektura na vebu za razvoj distribuiranih aplikacija, i osnova
je na kojoj se gradi savremeni Veb.
Suština REST-a je da se fokusira na stvaranje povezanih servisa koji se
mogu lako ponovo koristiti, a koji se implementira koristeći URI, HTTP
i standardizovane vrste medija.

24. Tehnološka ograničenja vezana za IoT
• U praksi to znači da programeri
mogu započeti interakciju sa
Stvarima putem veb pregledača.
Podaci prikupljeni od distribuiranih
senzora u stvarnom vremenu mogu
se lako preuzeti, obraditi i prikazati
na Internetu, koristeći HTML, CSS i
JavaScript tehnologije. Ovo je
posebno zanimljivo jer omogućava
svakome sa osnovnim veštinama
programiranja da kreira veb
elemente i aplikacije sa podacima u
realnom vremenu iz fizičkog sveta.

25. Resources
• https://www.enertiv.com/resources/blog/4-limitations-bms-data
• https://sites.google.com/a/cortland.edu/the-internet-of-things/disadvantages
• https://www.linkedin.com/pulse/advantages-disadvantages-internet-things-iot-
tommy-quek/
• https://www.manning.com/books/building-the-web-of-
things?a_bid=16f48f14&a_aid=wot
• https://iot.ieee.org/newsletter/march-2017/three-major-challenges-facing-
iot.html
• https://www.cmswire.com/cms/internet-of-things/7-big-problems-with-the-
internet-of-things-024571.php
• https://dzone.com/articles/problems-with-internet-of-things-you-need-to-know

26. Izjava o odricanju odgovornosti
Za dodatneinformacije o VET4SBO projektu,posetite sajt projektana adresi https://smart-building-operator.euili
posetite https://www.facebook.com/Vet4sbo.
Preuzmite mobilnu aplikaciju:https://play.google.com/store/apps/details?id=com.vet4sbo.mobile.
Projekat (2018-1-RS01-KA202-000411) se finasniraod strane Evropske komisije(Erasmus+ Program). Ova publikacija
odražava stavovesamo autora i Komisija ne može biti odgovorna za bilo kakvuupotrebu informacijama sadržanim u
njoj.