česky english Vítejte, dnes je pátek 03. květen 2024

Chytrá zařízení až chytré regiony - Terminologie

DPS 5/2022 | Články
Autor: RNDr. Karel Jurák, Ph.D.
uvod.png

Následující příspěvek je úvodem do terminologie z oblasti chytrých zařízení, chytrých sestav i chytrých činností. Chytrá zařízení zahrnují často elektroniku a umožňují komunikaci s dalšími objekty. Hranice mezi „chytrým“ a „inteligentním“ není přesně definována, proto právní a technické normy často překládají „smart“ jako „inteligentní“. Inteligentní sestava však vykazuje proti chytré sestavě navíc schopnost učení a samostatného myšlení při řešení situací, kde nestačí návykové chování.

Článek navazuje na předchozí terminologická témata: Karty chytré až biometrické, Internet věcí atp. Text vychází z dokumentů normalizačních komisí ISO/IEC JTC 1 /SC 41, IEC/TC 13, IEC/TC 65, dále z právních dokumentů EU i ČR a z článků české a anglické wikipedie.

Internet věcí (internet of things) je síť fyzických zařízení, např. vozidel, domácích spotřebičů a dalších zařízení, která jsou vybavena elektronikou, softwarem, senzory, pohyblivými částmi a síťovou konektivitou, která umožňuje těmto zařízením se propojit a vyměňovat si data.

 

Při komunikaci komponent chytrých sestav se používají komunikační protokoly (communication protocols), např:

WiFi(wireless local area network) založené na normách IEEE 802.11;

Bluetooth ‒ otevřený standard pro bezdrátovou komunikaci na krátkou vzdálenost;

LoRa ‒ řešení pro bezdrátový přenos dat, kdy je hlavním cílem co nejnižší spotřeba energie při malých pořizovacích nákladech, stačí malý datový tok;

Mobilní síť (Cellular network) ‒ lze použít pro přenos hlasu, dat atp.

 

Chytrá zařízení (smart devices) jsou elektronická zařízení, obvykle připojená k dalším zařízením nebo sítím, např, Bluetooth, NFC, WiFi, která mohou pracovat v jistém rozsahu interaktivně a autonomně. Příklady:

Chytrá bomba (smart bomb) ‒ druh řízené střely shazované z letadel (guided air-dropped missile);

Chytré hodinky (smartwatch) ‒ systém v podobě náramkových hodinek, jejichž funkcionalita přináší víc než jen informace o čase, např. funkci chytrého telefonu v podobě hodinek, včetně možnosti mobilního volání nebo alespoň upozorňování na příchozí zprávy a hovory;

Chytrá karta (smart card) ‒ plastová karta, která má informace uloženy v zabudovaném integrovaném obvodu;

Chytrý náramek (fitness band) ‒ mobilní zařízení, které měří tepovou frekvenci, čas, spánek, spálené kalorie atp.;

Chytré měřidlo (smart meter) ‒ elektronické zařízení, které zaznamenává údaje o spotřebě elektrické energie, plynu atp. a které je schopno odesílat naměřené hodnoty pravidelně příslušnému dodavateli;

Chytrý reproduktor (smart speaker) ‒ hlasem ovládané bezdrátové zařízení s funkcí virtuálního asistenta pro domácí automatizovaná zařízení;

Chytrý spotřebič (smart appliance) ‒ domácí spotřebič, např. chladnička vybavená monitorováním spotřeby energie, je často komponentou chytré domácnosti;

Chytrá tabule (smartboard) ‒ bílá interaktivní tabule (interactive whiteboard);

Chytrý telefon (smart phone) ‒ mobilní telefon s operačním systémem a aplikačním rozhraním, které umožňuje instalaci programů;

Chytrá TV (smart TV) ‒ technologická konvergence počítače, TV přijímače a set-top boxu s integrovaným internetem.

 

Chytré sestavy zahrnují např. senzory, výkonové prvky:

Chytrý distribuovaný systém (smart distributed system) ‒ určený pro použití v aplikacích průmyslové automatizace. Tyto aplikace mohou zahrnovat koncové spínače, bezdotykové snímače, elektro-pneumatické ventily, relé, spouštěče motorů, panely operátorů, analogové vstupy a výstupy a řídicí jednotky [enWIKI].

Chytrá domácnost (smart home) ‒ předpokládá sledování a ovládání na dálku, např: osvětlení, elektroinstalaci, termostat, domácí alarm, kamery nebo zámky dveří pomocí chytrého telefonu, tabletu, resp. počítače.

Chytrý přepravní systém (smart transportation system) ‒ zabezpečuje chytré řešení v rámci přepravních služeb nabízených v daném regionu.

Chytrá síť (smart grid) ‒ moderní energetická síť vybavená zařízením, které umožňuje obousměrnou digitální komunikaci mezi dodavatelem a spotřebitelem, chytrým měřicím systémem a systémy pro sledování a kontrolu.

Chytrý měřicí systém (smart metering system) ‒ elektronický systém, který může měřit spotřebu a výrobu energie, poskytnout více informací než klasický měřicí přístroj a může předávat a přijímat údaje ve formátu elektronické komunikace.

Chytré město (smart city) ‒ městská oblast, kde samospráva (municipality) využívá různé e-senzory v síti internetu věcí pro sběr dat a kde se tato data vyhodnocují pro efektivní správu této oblasti.

Chytrá silnice (smart highway) ‒ technologie pro zlepšení provozu připojených a autonomních vozidel, pro dopravní světla a osvětlení silnice, pro monitorování hustoty a rychlosti vozidel.

Chytrá zahrada (smart garden) zahrnuje např:

    – chytré květináče (click and grow),

    – chytré zavlažování (smart watering),

    – chytré sekačky (smart lawnmovers).

Obr. 1  Konference chytrý region, Bratislava 2017 [WikiComm]

Příklady chytrých činností

Chytré farmaření (clever farming) ‒ inovace a chytrá řešení pro zemědělství vedou k udržitelnému a ekonomicky efektivnímu farmaření [CleverFarm].

Chytrá správa (smart governance) ‒ zvyšující se angažovanost obyvatel při rozvoji udržitelných měst / regionů zejména díky novým technologiím, které umožní integraci ITC do péče o město, region atp.

Konference chytrý region ‒ řada akcí, kde byli obyvatelé informováni o SMART trendech ve správě jejich města, okresu atp.

 

Studiem chytrých zařízení se zabývají např.:

Laboratoř #VodafoneUniLab, VUT Brno, zaměřená na sítě 5G, kde se mimo jiné testují zařízení z oblasti internetu věcí, který se využívá třeba pro chytré domácnosti [LoRa].

Katedra kybernetiky (Departemet of Cybernetics), FAV ZČU v Plzni, sleduje také internet věcí jako základ chytré domácnosti.

Centrum RICE, ZČU v Plzni vyvíjí např. chytré zásahové obleky pro hasiče.

Obr. 2  Chytré květináče (Click and grow smart garden) [WikiComm]

Související dokumenty EU

2021/C 440/03, Strategie pro udržitelnou a inteligentní mobilitu (Sustainable and Smart Mobility Strategy).

2014/724/EU, Šablona pro posouzení dopadů inteligentních sítí a inteligentních měřicích systémů na ochranu údajů (Data protection impact assessment template for smart grid and smart metering systems).

 

Související legislativa v ČR:

Zákon 99/2019/1997 Sb., o přístupnosti internetových stránek a mobilních aplikací na chytrých telefonech a tabletech.

Občanský zákoník (§ 504, 89/2012 Sb.) se vztahuje na chytrá zařízení poskytovaná zaměstnavatelem, např. na chytré telefony.

 

Související normalizace:

Normalizační pracovní skupina IEC/TC 13/WG 15, zajišťuje normy pro chytré funkce a procesy pro měření energie (Smart Metering Functions and Processes), např.:

    – ČSN EN 62056-1-0, Výměna dat pro odečet elektroměru ‒ Soubor DLMS/COSEM ‒ Část 1-0: Standardizační rámec pro inteligentní elektroměry (Electricity metering data exchange ‒ The DLMS/COSEM suite ‒ Part 1-0: Smart metering standardization framework).

Normalizační pracovní skupina IEC/TC 65/WG 23, zajišťuje normy pro chytrou výrobu z pohledu měření, řízení a automatizace průmyslových procesů (Smart Manufacturing Framework and Concepts for industrial-process measurement, control and automation).

Normalizační subkomise ISO/IEC JTC 1/SC 41, zajišťuje normalizaci v oblastech internetu věcí a souvisejících technologií (Internet of things and related technologies, IoT), včetně

    – senzorových sítí (sensor networks),

    – nositelných technologií (wearable technologies) a

    – aplikací.

 

Vysvětlivky k souvisejícím zkratkám a termínům

Click and Grow ‒ Estonská společnost pro chytré zahradničení v krytých prostorách (indoor gardening).

COSEM (Companion Specification for Energy Metering) Společná specifikace pro měření energie.

DLMS (Device Language Message Specification) Specifikace jazyka pro zprávy zařízení.

DLMSLoRa umožňuje přenos na velkou vzdálenost (Long- Range) s nízkou spotřebou (low power consumtion).

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) vydává normy řady IEEE 802 pro komunikaci v rámci chytrých sestav.

Internetová konektivita (internet connectivity) značí schopnost (zařízení) komunikovat (s dalšími zařízeními) přes internet.

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ‒ síť vhodná pro propojení senzorů atp. do chytré sestavy.

M2M (Machine-to-Machine) značí komunikaci mezi „stroji“, bez lidské intervence nebo s omezenou lidskou intervencí.

SMART Technologies je kanadská společnost, která vyvinula např. známou bílou interaktivní tabuli (SMART board).

 

Literatura:

Chytrá města, https://mmr.cz/cs/microsites/sc/smart-cities

Chytré zásahové obleky, https://plzensky.denik.cz

Smart City Plzeň, https://smartcity.plzen.eu

[LoRa] LoRa-LoRaWAN, https://www.vut.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=209640

[CleverFarm], www.cleverfarm.ag

WikiData, https://wikidata.org/

WikiSlovník, https://cs.wiktionary.org/wiki/

Wikislovn%C3%ADk:Hlavn%C3%AD_strana

[csWiki] csWikipedia:

– Chytré hodinky

– Chytrý televizor

– Chytré město

– Chytrý reproduktor

– Internet věcí

[DPS-AZ]

Internet věcí, DPS-AZ, č. 4/2018

Karty chytré až biometrické, DPS-AZ, č .5/2017

[enWiki] enWikipedia:

– SDS Protocol

– Smart grid;

– Smart highway;

– Smart TV

[WikiComm] Wikimedia Commons: (obr. 1 a 2)

– Konferencia Bratislava SMART region (23901937058).jpg, autor: Bratislavská župa

– Click & Grow Smart Garden 27.jpg, autor: Janar Raidla