IoT: principy, využití a rizika

Data, cloud a chytrá domácnost

V minulé kapitole jsme viděli, jak vypadá jedna zpráva ze senzoru. Ta sama o sobě řekne málo: teploměr ukáže aktuální teplotu 21,4 °C a tím to končí. Když se ale měření sbírají, ukládají a porovnávají v čase, získáme často velmi užitečnou historii, ze které lze lecos odvodit.

Role cloudu

Zprávy ze zařízení míří do cloudu, tedy na vzdálené servery, které je uloží, zobrazí v aplikaci a spouštějí nad nimi pravidla. Cloud převezme všechno, na co malé zařízení nestačí: dlouhou historii měření, náročnější výpočty, aktualizace softwaru i přístup odkudkoli.

Z jednotlivých zpráv tak v cloudu vznikne řada:

čas     teplota
06:00   18,9
06:30   18,8
07:00   20,1
07:30   21,2
08:00   21,4

Jedno číslo nám neřekne nic, ale z řady je vidět, že kolem sedmé někdo zatopil. A kdyby se to opakovalo každý všední den, víme, kdy se v bytě vstává.

Trochu zvláštní nám může připadat, že teploměr v obýváku posílá data na server třeba do jiné země, aby se ukázala v telefonu, který leží vedle něj. Má to svůj důvod: telefon nebude vždycky doma a server na rozdíl od něj běží pořád. Cenou za to je závislost na výrobci. Když svůj cloud vypne, zařízení přestanou fungovat – přesně to se stalo v roce 2022 zákazníkům firmy Insteon, kterým ze dne na den přestala fungovat celá chytrá domácnost.

Chytrá domácnost

V chytré domácnosti (smart home) spolu zařízení spolupracují podle pravidel. Každé pravidlo má stejnou stavbu: spouštěč (když se stane tohle), podmínku (a zároveň platí tohle) a akci (udělej tohle). Takhle vypadá pravidlo v systému Home Assistant:

automation:
  - alias: Světlo v chodbě po otevření dveří
    triggers:
      - trigger: state
        entity_id: binary_sensor.front_door
        to: "on"
    conditions:
      - condition: sun
        after: sunset
    actions:
      - action: light.turn_on
        target:
          entity_id: light.hallway

Když se otevřou vchodové dveře a venku je už po západu slunce, rozsvítí se v chodbě. Ve většině aplikací se pravidla skládají klikáním, ale pod povrchem mají tuhle trojici téměř vždy.

Pravidla se dají libovolně kombinovat: když čidlo pohybu hodinu nic nezaznamená, sníží se topení; když spotřeba klesne pod hranici, přijde upozornění. Z toho plyne pohodlí, ale i riziko: čím víc zařízení, tím víc dat o nás leží na jednom místě.

V praxi se můžete potkat s tím, že lidé, kteří nechtějí záviset na cloudu výrobce, provozují chytrou domácnost lokálně. Populární Home Assistant z ukázky běží na malém počítači doma (jakýkoliv starý notebook nebo Raspberry Pi), a i když vypadne internet, světlo v chodbě se rozsvítí stejně.

Big data a umělá inteligence

Miliony zařízení vyrobí obrovské množství měření, kterému se říká big data. Z jedné řady se dá vyčíst rozvrh jedné domácnosti, ze statisíců řad vzory celé společnosti: kdy lidé spí, kdy nejsou doma, jak se spotřeba mění s počasím.

Hledání takových vzorů je úloha pro strojové učení (machine learning). Chytrý elektroměr měří spotřebu po minutách a model z jejího průběhu pozná i to, které spotřebiče se zrovna zapnuly – pračka má jiný „podpis“ než rychlovarná konvice. Energetické firmě to pomáhá odhadnout, kolik elektřiny bude kdy potřeba, ale zároveň se o domácnosti dozví víc, než by si kdo pomyslel. K tomu se vrátíme v kapitole o rizicích.