Aktualizované: 22.7.2020

Smart Grid

  Pojem smart grid (z angl.) popisuje "inteligentnú sieť", založenú na vzájomnej výmene digitálnych informácií za účelom plnoautomatického monitorovania a regulácie spotreby energie. Už v blízkej budúcnosti bude ľudstvo nútené pristúpiť na "inteligentnejšie" meranie spotreby a riadenie využívania rôznych druhov energií. Do roku 2020 sa očakáva, že u väčšiny slovenských domácností dôjde k náhrade súčasných meradiel spotreby plynu, vody, tepla a elektrickej energie za „inteligentné“ meradlá. Náklady na tento systém budú z veľkej časti musieť prehltnúť samotní spotrebitelia. Priemerné náklady na inštaláciu inteligentného systému môžu predstavovať približne 500 EUR, údajne však zákazníci dlhodobo ušetria tým, že budú môcť denne revidovať spotrebu a energetické náklady. Ide tu o pozoruhodnú "zelenú" iniciatívu, ktorá oslovuje tých, ktorí sa snažia znížiť spotrebu energie.

  Ak vezmeme do úvahy energiu, ktorú týmto spôsobom ušetríme, oficiálne analýzy predpovedajú, že celkovo si polepšíme približne o 50 EUR ročne, hoci tento údaj je kontroverzný a iné odhady môžu byť omnoho nižšie. Bude to najmä spotrebiteľ, ktorý spotrebuje menej elektriny, tepla, vody a plynu, a to vďaka zvýšenej informovanosti o vynakladaných prostriedkoch. Väčšina skutočných "úspor" však bude na strane poskytovateľov energií a ich pridružených distribučných spoločností, pretože nebudú musieť zamestnávať osoby, ktoré v súčasnosti sprostredkúvajú odčítanie stavov z meradiel. Energetický priemysel ušetrí ďalšie miliardy EUR znížením dopytu počas najväčších odberových špičiek. Pre väčšinu domácností však budú úspory v skutočnosti veľmi obmedzené.

  Na obrázku je vízia energetického „smart grid-u“ z dielne Európskej komisie v roku 2006. Všimnite si, že diaľkový prenos údajov je zabezpečený podzemnými sieťami a nie bezdrôtovo.

„Inteligentné“ meradlá spotreby
  Rozmach bezdrôtových technológií v poslednej dekáde spôsobil, že nad káblovými sieťami sa dnes už nikto ani nepozastaví. Automaticky prevláda názor, že všetko a všade musí byť prenášané bezdrôtovo. Staré analógové meradlá striedajú elektronické, ktoré popri základnej funkcii umožňujú aj prenos nameraných údajov na diaľku – napr. priamo do odpočtového centra. Zabezpečujú teda nepretržitý on-line prenos údajov, ktoré je možné ihneď spracúvať a zákazníkovi poskytovať takmer okamžitú spätnú odozvu napr. spustenie spotrebiča alebo otvorenie vodovodného kohútika. Niektoré meradlá majú pracovný cyklus na dennej/hodinovej báze, niektoré na týždennej a niektoré fungujú takmer off-line, ale umožňujú diaľkové odčítanie na vyžiadanie, tzv. režim „walk-by“. Vyžiadanie môže prísť napr. od okolo prechádzajúceho vozidla distribučnej spoločnosti jeden alebo dvakrát ročne, kde pracovník pomocou čítačky „prečíta“ všetky dostupné meradlá v rámci ulice. Tento systém nie je síce plne automatizovaný, ale odpadajú opakované návštevy nehnuteľností, v ktorých sa vlastníci alebo nájomníci dlhodobo nezdržujú, príp. ignorujú výzvy na sprístupnenie meradiel. Tieto meradlá budú postupne časom nahradené plnoautomatickými, "inteligentnými" meradlami.

  Mnoho domácností je už i dnes vybavených aspoň jedným automatickým odpočtovým systémom. Mnohé z nich však nie sú skutočné „inteligentné“ meradlá - v skutočnosti ide len o meradlá, ktoré sú na diaľku schopné odosielať údaje o spotrebe vody alebo tepla. Tieto meradlá sa skôr či neskôr budú integrovať do jednotného odpočtového systému.

  „Inteligentné“ meradlo, ktoré bude samozrejme obsahovať už aj spomínanú možnosť automatického odosielania údajov, je oveľa zložitejšie. Je určené predovšetkým na to, aby sa dopyt, napr. po elektrickej energii, mohol ovplyvniť zmenou ceny za jednotku v širokom rozsahu nákladov (podobne, ako je tomu u veľkých priemyselných odberateľov - ich výsledná taxa sa môže pohybovať od niekoľkých centov na jednotku až po desiatky EUR na jednotku, ak prevyšujú zmluvný odber v čase špičiek). „Inteligentné“ meranie je automatizovaná a rozšírená verzia existujúcich schém odberu elektrickej energie mimo špičiek.

  Namiesto stanovených časov, počas ktorých je dodávaná komodita lacnejšia, spoločnosti budú upravovať cenu komodity v rôznych intervaloch v závislosti od dopytu, dostupnosti a prebytku a to na základe druhu zmluvy. Napr. ak budú obmedzené dodávky plynu kvôli tuhej zime, je pravdepodobné, že elektronický regulátor plynového kotla bude prepojený s komunikačným systémom „inteligentného“ meradla tak, aby mohol obmedziť spotrebu plynu, ak sa dopyt blíži k maximálnej kapacite dodávky plynu. Zároveň oznámi elektrickému vykurovaciemu systému, že bude nutné vykryť dodávku chýbajúceho tepla. Domácnosti vyrábajúce vlastnú elektrickú energiu pomocou strešných slnečných kolektorov alebo veterných elektrární ju budú môcť odovzdávať späť do rozvodnej siete taktiež pomocou „inteligentných“ meradiel.

  „Inteligentné“ meradlá komunikujú s dodávateľom komodity prostredníctvom káblovej alebo bezdrôtovej technológie. V závislosti od toho, ako boli nastavené, zapínajú alebo vypínajú energetické okruhy alebo používajú systém typu Wi-Fi na "komunikáciu" napr. s Vašou práčkou, elektrickým podlahovým kúrením a inými výkonnými zariadeniami, aby sa zariadenie (v závislosti od toho, ako ste ho nastavili) mohlo rozhodnúť, kedy sa má spustiť. Súčasťou systému má byť aj voliteľný alarm, ktorý Vás upozorní, že už cena presahuje predvolenú hranicu, ktorú ste si vybrali. To znamená, že pranie alebo umývanie riadu môže byť drahšie napr. v nedeľu (medzi 8:00 a 18:00 alebo medzi 11:00 a 15:00 hod.). Ale ak ste práčku alebo umývačku naplnili večer predtým a umožníte jej, aby sa zapla automaticky akonáhle bude pranie alebo umývanie lacnejšie (napríklad o 04:00 hod. ráno), potom Vás umytie riadu alebo vypranie prádla môže vyjsť stotinu nákladov za elektrinu alebo za vodu v porovnaní s časovou špičkou. Dokonca aj chladničky a mrazničky by sa mohli vypínať v čase keď je energia najdrahšia, pokiaľ by nastavená teplota chladenia nebola príliš vysoká pre bezpečnosť potravín.

Wide Area Network - prenosová dátová sieť (WAN)
  Takmer všetky inteligentné meradlá používajú v interiéri určitý druh rádiových vĺn (RF): Wi-Fi/Zigbee/Z-Wave apod. Systém potom následne komunikuje s centrom distribučnej spoločnosti cez veľkoplošnú prenosovú sieť (Wide-Area Network - WAN) prostredníctvom verejných mobilných telefónnych sietí a pridelenej SIM karty (GSM / 3G / 4G). Niektoré čítacie zariadenia používajú vlastnú RF komunikáciu, pokiaľ je iniciovaná napr. z vozidla pracovníkom odpočtárne. V budúcnosti nie je vylúčené pripojenie meradiel na bezdrôtový systém MESH, (ktorý je už v prevádzke v Kanade a USA) alebo Power Line Carrier – PLC, ktorý umožňuje prenos údajov na diaľku pomocou existujúcich elektrických rozvodov (v prevádzke v Nemecku a Francúzsku).

  MESH je typ siete, kde každý uzol môže fungovať ako nezávislý smerovač bez ohľadu na to, či je pripojený k chrbtovej (zbernej) časti siete alebo nie. Umožňuje nepretržité pripojenie a rekonfiguráciu poškodených alebo zablokovaných ciest "poskakovaním" z uzla do uzla až do dosiahnutia cieľa. MESH meradlá sa po väčšinu času „dohovárajú“ a údaje si vzájomne posúvajú ďalej, až kým sa nakoniec dostanú do bodu Area Access Point (AAP), ktorý je zvyčajne založený už na komunikácii cez technológiu bežnej mobilnej siete. Výrazne to znižuje náklady na infraštruktúru a väčšina implementácií veľkého rozsahu už v Kanade a USA používa túto metódu.

  Spôsoby prenosu údajov z meradiel po elektrických rozvodoch PLC (teda nie bezdrôtovo) sú testované a používané najmä v Nemecku a vo Francúzsku. Tento systém však prináša aj problémy, najmä tam, kde musí signál preniknúť do interiéru domu. Francúzsko používa metódu kódovania frekvenčným posuvom na 80 kHz. Pri tomto systéme sa síce nevytvára žiadne mikrovlnné pole, nedochádza ani k zmenám amplitúdy (t. zn. nejde o "pulzujúcu" moduláciu). Značne sa však zvyšuje množstvo „špinavej“ elektriny, ktorá je už v domácnostiach merateľná. Táto technológia však môže byť užitočná alternatíva pre budovy s viacerými jednotkami, akými sú byty alebo kancelárie.

  Radi by sme zdôraznili, že všetky „inteligentné“ meradlá by bolo možné pripojiť na sieť využitím optických vlákien, čo by eliminovalo pridanú RF expozíciu. Pre jednotlivé domy je však optická kabeláž relatívne drahá technológia. Cena by bola ešte vyššia v prípade vidieckych oblastí, kde je kvalitného optického pripojenia dostupného najmenej.

  Určitý kompromis by mohla priniesť kombinácia komunikačných sietí. Údaje by mohli byť prenášané aj cez káblové telefónne linky, teda infraštruktúru, ktorá už existuje a veľká časť telefónnych ústrední je prepojená optickými vláknami. Dobrým riešením by bolo začlenenie širokopásmového smerovača ADSL na báze telefónnej linky do každého inteligentného meradla s prídavným ethernetovým konektorom na pripojenie domácej širokopásmovej siete. Takýto káblový systém by umožnil poskytnúť každému domu širokopásmové pripojenie, príjmy na rozšírenie a zlepšenie infraštruktúry optických sietí a v konečnom dôsledku by znížil expozíciu z mikrovlnných zariadení.

Home Area Network - domáca dátová sieť (HAN)
  Súčasnosť prináša veľkú snahu o zavedenie "inteligentných“ zariadení, ktoré budú komunikovať s „inteligentnými“ meradlami a regulovať svoju prevádzku s cieľom využívať najlacnejšiu elektrickú, vodnú a tepelnú energiu a znížiť zaťaženie elektrickej siete počas odberových špičiek.

  HAN bude pracovať nepretržite – podobne ako Wi-Fi. Konkurenčný systém Z-Wave je pravdepodobne lídrom u výrobcov vyššie spomínaných spotrebičov. Z-Wave využíva voľné frekvencie bezlicenčného pásma ISM 868 MHz. Typický dosah je do 30 metrov a krátky pracovný cyklus na prenos údajov zaberá niečo medzi 0.1% až 1% času – ide teda výlučne o pulzujúci signál; rádiový signál je prítomný pri každom prenose údajov.

  Bolo by dobré zabezpečiť, aby sme v domácnostiach nemuseli z dôvodu zvýšenej expozície používať RF/mikrovlnné signály na komunikáciu medzi meradlami a rôznymi spotrebičmi. Neexistuje dôvod, prečo by HAN nemohla ponúkať káblové riešenie, dnes sa to však zdá skôr nepravdepodobné. Možnosť využitia d-LAN (teda technológie prenosu cez elektrické rozvody) je stále aktuálna. Avšak takéto zmeny v implementácii budú vyžadovať značnú podporu samotných užívateľov systému.

RF expozície z inteligentných meradiel
  Údaje z bezdrôtových inteligentných meradiel sa odosielajú v krátkych prenosových intervaloch, ktoré zvyčajne trvajú niečo medzi 12 až 120 milisekundami. Tieto intervaly sa označujú ako pracovné cykly.

  100% pracovný cyklus zodpovedá nepretržitej prevádzke, napr. 24 hodín denne. Zodpovedajúci 1% pracovný cyklus predstavuje necelých 14 a pol minúty denne.

  Pri posudzovaní bezdrôtových inteligentných meradiel je najkontroverznejšou otázkou frekvencia intervalov za deň. Túto krátku časovú sekvenciu je možné správne vyhodnotiť len pomocou meračov RF polí s detekciou špičiek, príp. spektrálnymi analyzátormi. Skutočnú periodicitu intervalov určuje typ meradla, metóda zberu údajov a aktuálna spotreba. Grafické znázornenie intervalov v čase poskytne lepší prehľad o dobe expozície. Priemerovanie nameraných expozičných úrovní je v prípade inteligentných meradiel všeobecne zavádzajúce, pretože výrazne podhodnocuje skutočné špičkové expozičné úrovne.

  Vzdialenosť od meradla, rovnako ako počet a hrúbka stien medzi meradlom a exponovanou osobou má významný vplyv na veľkosť expozície. Pracovný cyklus by sa mal zaznamenať a extrapolovať. Ak sa vyskytnú zdravotné problémy po inštalácii inteligentných meradiel, je vhodné spraviť kontrolné meranie na mieste. Spotrebiteľom by mali byť poskytnuté jasne zrozumiteľné informácie o rádiovej frekvencii, intervaloch a výkone jednotlivých meradiel. 

WAN: Elektrické meradlá pripojené do MESH systému (USA a Kanada) vytvárajú súvislejšiu úroveň RF expozície na základe vzájomnej komunikácie meradiel medzi sebou. Plynové inteligentné meradlá zvyčajne posielajú údaje len raz za deň. Úrovne rádiového signálu môžu v interiéri dosiahnuť intenzity až 0.6 V/m vo vzdialenosti 1 m a 0.1 V/m vo vzdialenosti 5 metrov od meradla. Vykonané merania zistili, že údaje sa prenášali nepravidelne, asi každých 30 sekúnd. Podľa výrobcu meradiel sú intervaly medzi impulzami kratšie, ak sú odosielané údaje o spotrebe a dlhšie počas zvyšného času "dohovárania sa". 

HAN: Ide o ekvivalent extra Wi-Fi siete v domácnosti, pričom hlavný vysielač je umiestnený v elektromeri. Pokiaľ si zakúpite "inteligentnú" domácnosť, ekvivalent Wi-Fi vysielača bude umiestnený v každom spotrebiči. Ak už máte nainštalované nejaké „inteligentné“ meradlo, jediný spôsob, ako zistiť veľkosť RF emisií, je vykonať vlastné merania. Na tento účel môžete použiť aj prístroj z nášho e-shopu, príp. z našej požičovne. Namerané úrovne vo vzdialenosti 1 m od meradiel sa pohybujú medzi 0.5 a 1 V/m.

Riziká mikrovĺn a milimetrových vĺn
  Riziká milimetrového žiarenia chystanej "technológie 5G" a "Internetu vecí" opísané skutočným expertom. Malé vysielače, ktoré budú možno už zanedlho umiestnené v blízkosti domácností, ak nie priamo v nich, nás môžu vystaviť škodlivému karcinogénnemu, neurotoxickému a genotoxickému elektromagnetickému žiareniu, z ktorého nebude ľahkého úniku. Požadovaný preklad titulkov do slovenčiny zapnite priamo na videu.

Bezpečnosť a súkromie
  Pri diaľkovom prístupe k údajom z elektrického, plynového, vodného a tepelného hospodárenia bytu alebo domu sa ľahko môže stať, že sa súkromný životný štýl spotrebiteľa stane veľmi prehľadný pre čitateľa údajov, nachádzajúceho sa kdekoľvek na svete. "Určite ste odcestovaní, nakoľko za posledné dva dni nemáte žiadnu spotrebu vody...".

  Snifovanie a hackovanie (odpočúvanie) prenosu údajov z meradiel je ďalším problémom. "Náhodou sa práve nesprchujete? Vidno to v priebehu niekoľkých sekúnd na základe častej aktualizácie údajov z „inteligentného“ vodomeru".

  Spotrebitelia sa stretávajú aj s výrazným zvýšením ceny za prevádzku systému. Inteligentné meracie jednotky umožňujú monitorovanie a fakturáciu pomocou systému viazaných sadzieb, ktorý môže významne zvýšiť spotrebiteľské náklady.

Skúsenosti s inteligentnými meradlami v iných krajinách
  Počas inštalácie inteligentných meradiel boli vo viacerých krajinách nastolené obavy týkajúce sa zdravia, životného prostredia, ochrany súkromia a fakturácie. Vznikli občianske akčné skupiny a webové stránky. Mnoho mestských zastupiteľstiev udalo moratórium na inštaláciu meracích prístrojov, kým nebudú k dispozícii ďalšie informácie.

Zdravotné problémy
  Vo vzťahu k inštaláciám a prevádzke inteligentných meradiel uvádza veľké množstvo ľudí významné zmeny na zdraví a pohodlí. Hlavné symptómy sú na prvý pohľad nevinné poruchy spánku, nespavosť, zvonenie v ušiach, únava, nevoľnosť, závrat, podráždenosť, srdcové arytmie a zmeny v kognitívnom správaní.

Životné prostredie
  S inštaláciou miliónov inteligentných meradiel a ich siete narastá  dramaticky aj počet rádiových vysielačov, ktoré viac alebo menej menia mieru trvalej expozície mikrovlnám. Elektromagnetické vlny týchto frekvencií a modulácií sa v prirodzenej forme v prírode nevyskytujú. V druhej fáze, akonáhle začnú spotrebiče bezdrôtovo komunikovať s inteligentnými meradlami, dôjde s najväčšou pravdepodobnosťou k celkovému zvýšeniu expozičných úrovní v domácnostiach a budovách, nakoľko súbor meradiel bude generovať tisíce mikrovlnných impulzov za deň. Väčšina inteligentných meradiel je však navrhnutá tak, aby fungovala aj prostredníctvom káblového pripojenia, ktoré sa vo väčšine prípadov nepoužije.

  V Dánsku a Holandsku klesla úspora energie po 6 mesiacoch od inštalácie meradiel pod 5%.
Poniektorí spotrebitelia v USA, ktorí už majú inteligentné meradlá, sa sťažujú na nevysvetliteľne vysoké účty a v niektorých prípadoch požadujú zachovať staré meradlá vedľa inteligentných. Zdá sa, že moderná technológia, použitá v senzoroch inteligentného meradla, započítava aj krátke odberové špičky, ktoré staršie meradlá s rotujúcimi diskami nevedeli zachytiť.
V Austrálii asi 10% populácie odmieta bezdrôtové inteligentné meradlá.
V San Franciscu hlásili tisíce ľudí symptómy zlého zdravotného stavu, vrátane bolestí hlavy, nevoľnosti, búšenia srdca a hučania v ušiach, v dôsledku silných expozičných impulzov z meradiel. Nezávislé merania odhaľujú expozíciu, ktorá je oveľa väčšia ako pri bežných bezdrôtových zariadeniach v domácnosti, potenciálne viac ako 100-násobok expozičnej úrovne z mobilných telefónov. 42 miestnych zastupiteľstiev požadovalo zastavenie programu implementácie inteligentných meradiel pre problémy so zdravím a obáv z dlhodobej kumulatívnej expozície.
Vyše 22 miest a 3 kraje v Kalifornii vzniesli formálne námietky proti povinnému zavádzaniu inteligentných meradiel, pretože mnohí ľudia sa obávajú možných dlhodobých účinkoch na zdravie.

Technológia

AMR
Automatic Meter Reading sú sytémy pre hromadný diaľkový odpočet dát z meracích zariadení, napr. z plynomerov, elektromerov, vodomerov a meradiel vykurovacích nákladov z domácností a/alebo z distribučnej siete. Sú to jedny z najdynamickejších komplexných systémov v oblasti zberu dát spadajúcich do kategórie Internetu vecí.

Základné charakteristiky

• rádiová technológia s prenosom v pásme ISM 868 MHz
• dosah až 1 km v exteriéri
• dosah 200 m v interiéri
• vyžiarený výkon: 10 µW až 10 mW (-20 dBm až 10 dBm)
• citlivosť prijímača: -98 až -117 dBm
• typ komunikácie: obojsmerná, nastavovanie parametrov na diaľku
• nízka spotreba, životnosť batérií až 15 rokov

Wireless M-BUS
Protokol wireless M-Bus je navrhnutý pre bezdrôtový prenos údajov medzi senzormi (vodomery, plynomery, elektromery, meradlá vykurovacích nákladov) a tzv. koncentrátormi s centrálnym vyhodnocovacím systémom. Wireless M-Bus ponúka niekoľko režimov rádiového prenosu, ktoré sa líšia prenosovou rýchlosťou a možnosťou obojsmernej komunikácie.

Jednosmerná komunikácia je vhodná pre prenos dát z meradiel vykurovacích nákladov a vodomerov. Obojsmerný režim umožňuje okrem čítania stavu meradiel aj spätne ovládať rôzne akčné členy (napr. ventily), vykonávať časovú synchronizáciu meradiel a redistribúciu šifrovacích kľúčov. Tieto systémy boli vyvinuté pre častý prenos údajov. Dopĺňa ich pomalší systém, ktorý vyhovuje aj pre malý objem informácií, pravidelne prenášaných napr. len raz za deň (prenos stavu vodomerov alebo meradiel pomerových rozdeľovačov vykurovacích nákladov do centrálnej jednotky v dome).

Súbor niekoľkých meracích jednotiek/snímačov prenáša namerané údaje do centrálnej jednotky, ktorá je obvykle tvorená tzv. koncentrátorom. Ten slúži pre príjem a zhromažďovanie dát z niekoľkých meracích miest. Vzájomnú komunikáciu inicializuje vždy meracia jednotka (klient). Koncentrátor pracuje ako server, čaká na prijatie údajov z meracej jednotky. V prípade nastavenej obojsmernej komunikácie prechádza meracia jednotka/snímač do prijímacieho režimu len na krátky čas po odoslaní údajov. Len v tomto momente môže koncentrátor vyslať meracej jednotke riadiace dáta.

Bezdrôtová komunikácia pomocou protokolu Wireless M-BUS priebeha na 12 kanáloch v bezlicenčnom pásme ISM 169 MHz a 868 MHz. Maximálny výkon meracej jednotky je 2 mW (3 dBm) a koncentrárora 25 mW (14 dBm). I napriek týmto malým výkonom môže byť expozícia z meradiel pomerne vysoká vďaka malým vzdialenostiam od lôžka, pohovky alebo kresla, kde sa osoby najdlhšie zdržujú.

Internet vecí

  Internet vecí (z angl. Internet of Things - IoT) je sieť fyzických objektov alebo zariadení, vybavených softvérom, senzormi a rádiovými modulmi pre pripojenie k jednotnej dátovej sieti, ktorá týmto objektom umožňuje zbierať a vymieňať si údaje medzi sebou. Internet vecí umožňuje na diaľku tieto objekty ovládať cez bezdrôtovú infraštruktúru, vytvára možnosti pre ďalšie priame integrácie objektov a počítačových systémov a vedie k zlepšeniu efektivity, presnosti a k ekonomickým prínosom.

  Internet vecí zahŕňa technológie „inteligentných“ sietí (smart-grid), „inteligentných“ domov (smart-home), „inteligentnej“ dopravy (smart-traffic) a „inteligentných“ miest (smart-city). Každý objekt je jednoznačne identifikovateľný prostredníctvom vstavaného výpočtového systému, schopný začleniť sa do existujúcej infraštruktúry internetu. Odhaduje sa, že do roku 2020 by sa internet vecí mal skladať z takmer 20 miliárd objektov.

  Od internetu vecí sa očakáva, že ponúkne pokročilé možnosti pripojenia zariadení, systémov a služieb prostredníctvom celého radu protokolov, domén a aplikácií. Prepojenie týchto zariadení prinesie automatizáciu takmer vo všetkých oblastiach.

  "Veci" predstavujú širokú škálu zariadení, srdcové senzorové implantáty, biočipy u hospodárskych zvierat, senzory v autách, analyzátory DNA na monitoring potravín a patogénov, senzory pre pátracie a záchranné akcie, sledovacie čipy pre riadenie dopravy a logistiky. Všetky tieto zariadenia môžu zhromažďovať užitočné údaje a následne si ich vymieňať s inými zariadeniami. Medzi už fungujúce aktuálne príklady na trhu patrí tzv. „inteligentná domácnosť“ vybavená senzormi pohybu, kvality vzduchu, detekcie ohňa, meradlami spotreby vody, elektriny, tepla a plynu, po priame ovládanie niektorých spotrebičov. Systém používa pripojenie na internet pre vzdialené monitorovanie a komplexné ovládanie napr. cez smartfón. Podobný princíp vo väčšom meradle poskytne tzv. „inteligentné mesto“ (smart-city).

  Jedným z prvých krokov zavedenia internetu vecí je vybavenie všetkých „vecí“ na svete malým strojovo-čitateľným identifikátorom. Všadeprítomné sledovanie pohybu a riadenie toku zásob bude samozrejmosťou. V konečnom dôsledku pôjde o vzájomné prepojenie všetkého so všetkým, od dopravy cez zdravotnícke zariadenia až po domáce spotrebiče. Integrácia s internetom znamená, že každé zariadenie bude musieť používať vlastnú IP adresu ako jednoznačný identifikátor.

  Systémy internetu vecí budú popri „vnímaniu“ okolia zodpovedné aj za vykonávanie akcií. Napr. inteligentné nákupné systémy budú sledovať nákupné zvyklosti spotrebiteľov pri nákupe. Spotrebitelia budú následne dostávať špeciálne ponuky na svoje obľúbené produkty. Ďalším príkladom je už spomínané automatizované riadenie spotreby tepla a elektriny a následné „inteligentné“ hospodárenie s energiou. Internet vecí tiež umožní prevádzku domácich bezpečnostných systémov a riadenia kvality ovzdušia. Pojem "internet živých vecí" bol navrhnutý pre sieť biologických senzorov, ktoré by mohli využívať analýzy DNA a iných molekúl. Aplikácie internetu vecí sa ale neobmedzujú len na tieto oblasti. Na základe aplikačnej domény, možno produkty internetu vecí rozdeliť zhruba do piatich rôznych kategórií: inteligentné nositeľné zariadenia (smart-wearables), inteligentná domácnosť (smart-home), inteligentné mesto (smart-city), inteligentné prostredie (smart-environment) a inteligentná továreň (smart-factory).

Ochrana osobných údajov, strata súkromia a neustála kontrola
  Mnoho ľudí vidí v Internete vecí krok smerom k lepšiemu svetu. Nie všetci však zdieľajú toto nadšenie. Internet vecí ponúka obrovský potenciál pre transparentný a rozšírený prístup k informáciám nielen pre prevádzkovateľov systému, ale aj pre mocnosti sveta. Ohrozenie súkromia je obrovské, rovnako ako potenciál pre spoločenskú kontrolu a politickú manipuláciu.

Moderné odčítavanie spotreby energií, pomerové rozdeľovače vykurovacích nákladov, odpočet spotreby vody, elektriny a plynu, Internet vecí... V tejto 4-minútovej animácii nájdete niekoľko spôsobov, ako sa Vaše osobné údaje, životný štýl a správanie zlúčia do dátového súboru, ktorý je speňažený a predávaný tretím stranám. Neberme to však len ako satiru, toto je reálna blízka budúcnosť!

  Technológia môže ovplyvňovať morálne rozhodovanie, súkromie a autonómiu ľudí. Čo sa chystáme stratiť, je naše súkromie. Vlastne je to ešte horšie. Nebude to len tak, budeme sledovať, ako sa samotný pojem „súkromie“ mení pred našimi očami.

  Niektoré autority vyjadrujú obavy týkajúce sa schopnosti Internetu vecí erodovať kontrolu ľudí nad svojimi vlastnými životmi. Neexistuje žiadny spôsob, ako predpovedať, ako sa budú tieto obrovské sily neúmerne hromadiť v rukách korporácií a mocností, ktoré túžia po stále väčšej kontrole. Internet vecí bude riadiť naše vlastné životy.

  Existujú tiež obavy, že Internet vecí sa rýchlo vyvíja bez vhodného zváženia bezpečnostných a regulačných zmien. Ochrana osobných údajov by mala predstavovať jeden zo základných parametrov systému.

• Užívateľský  súhlas – od užívateľa systému by mal byť vyžiadaný informovaný súhlas na zber dát.
• Sloboda voľby – užívatelia by z hľadiska ochrany súkromia mali mať právo rozhodnúť o implementácii systému alebo jeho časti.
• Anonymita – užívateľ systému by mal mať právo zostať v anonymite. 

Technológia

SIGFOX
  Sigfox je francúzska spoločnosť založená v roku 2009, ktorá v súčasnosti i na Slovensku zakladá a prevádzkuje bezdrôtové siete pre pripojenie nízkoenergetických objektov (Internet vecí a smart-grid), ktoré musia byť nepretržite zapnuté a prenášajú malé množstvo údajov.

  Sigfox využíva technológiu, ktorá umožňuje komunikáciu v bezlicenčnom frekvenčnom rádiovom pásme ISM 868 MHz. Využíva úzkopásmový signál rozdelený naprieč týmto pásmom, ktorý má len malý útlm v budovách a vyžaduje obzvlášť nízku energiu (Low-Power Wide-Area Network - LPWAN). Signál sa dá použiť aj na pokrytie veľkých plôch a na dosiahnutie podzemných objektov. Priaznivá prenosová bilancia umožnené vytváranie veľmi dlhých komunikačných trás, s omnoho väčším dosahom ako mobilná telefónna sieť. Dosah je až 15 km od základňovej stanice v exteriéri a 1 km v interiéri.

  Sigfox dovoľuje obojsmernú komunikáciu, pričom komunikácia je vždy iniciovaná zariadením. Je určená pre krátke a časté odosielanie správ. Nie je vhodná pre multimediálnu komunikáciu a trvalé vysielanie. Existujúci štandard podporuje 140 odchádzajúcich správ denne a 4 prichádzajúce správy za deň. Životnosť zabudovanej batérie vo „veciach“ sa odhaduje na 10-12 rokov. Sigfox sieť je už v súčasnosti plne nasadená v Európe, v Južnej Amerike, Ázii a časti USA.

Základné charakteristiky

• Modulácia: DBPSK
• Príjem: bez synchronizácie
• Veľkosť správy: 0-12 B
• Prenosová rýchlosť: 100 b/s
• Doba prenosu a spracovania: 4-6 sekúnd
• Zabezpečenie: certifikáty, šifrovanie

  Uplink (prenosová cesta: vec -> základňová stanica)

• frekvenčné pásmo: 868 MHz – 868.6 MHz
• maximálny výkon veci/zariadenia: 25 mW (14 dBm)
• prenosová bilancia: 155 dB
• maximálny pracovný cyklus: 1% (14.5 minút denne)

  Downlink (prenosová cesta: základňová stanica -> vec)

• frekvenčné pásmo: 869.4 MHz – 869.65 MHz
• maximálny výkon základňovej stanice: 500 mW (27 dBm)
• prenosová bilancia: 153 dB
• maximálny pracovný cyklus: 10% (2.5 hodiny denne)

  "Vec" alebo zariadenie pravidelne vysiela namerané údaje alebo „správy“ v danom frekvenčnom pásme. Každá správa je autentifikovaná pomocou šifry a súkromného kľúča, ktorý je špecifické pre dané zariadenie. Signál je prijatý najbližšími základňovými stanicami, dekódovaný a správa odovzdaná do siete. Následne sú správy sprístupnené pomocou Sigfox API rozhrania.

Frekvencie, časový priebeh, modulácia:

Domácnosť a kancelária
ZDROJ	FREKVENČNÁ DOMÉNA	ČASOVÁ DOMÉNA
ISM 868 868 - 870 MHz "Inteligentné" merače spotreby s rádiovým prenosom údajov komunikujú v rôznych časových intervaloch (sekundy až dni). Šírka kanála 12 - 100 kHz, frekvencia impulzov 1200 Hz, dĺžka impulzu 270 - 4150 µs
ISM 868 868 - 870 MHz "Inteligentné" merače spotreby s rádiovým prenosom údajov komunikujú v rôznych časových intervaloch (sekundy až dni). Šírka kanála 12 - 100 kHz, frekvencia impulzov 1200 Hz, dĺžka impulzu 270 - 4150 µs

Normy a limitné úrovne expozície pre bežné obyvateľstvo:

Veľkosť intenzity elektrického poľa [E] sa udáva v jednotkách Volt na meter (V/m).
Veľkosť hustoty výkonového toku [S] sa udáva v jednotkách Watt na meter štvorcový (W/m²).
Watt na meter štvorcový je však príliš veľká jednotka, častejšie sa preto používa jednotka menšia -
miliWatt (1 W/m² = 1000 mW/m²), resp. mikroWatt (1 mW/m² = 1000 µW/m²) na meter štvorcový.
Medzi E a S platí vzťah: S = E² / 377, resp. E = √S x 377   (1 µW/m² = 0.194 V/m, 1 V/m = 2653 µW/m²)

Chcete si premerať úrovne u Vás doma alebo na pracovisku?
Z našej požičovne si môžete prenajať:

	SAFE AND SOUND PRO II  - presný vreckový merač RF polí v rozsahu 200 MHz - 8 GHz Extrémne citlivý, zabudovaná všesmerová anténa, úroveň intenzity zobrazená číselne na OLED displeji, vynikajúca viditeľnosť aj v tme, 4 farebné LED pre indikáciu expozície, revolučná odozva < 3 µs (!), zvuková demodulácia signálu (3 úrovne hlasitosti), meranie špičky a priemeru, podržanie špičky MAX, tlačidlo nulovania MAX, výstup na slúchadlá, možnosť napájania cez USB. Rozsah merania: 0.001 - 3 000 000 µW/m²  (0.001 - 30 V/m) Zmeria:  základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, WiMAX, mikrovlnné rúry, TV vysielače, TETRA, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapožičanie: 35 €/24 hodín, vratná kaucia 400 € (+ poštovné)
	SAFE AND SOUND MICRO  - náramkový detektor RF polí v rozsahu 700 MHz - 9 GHz Jedinečný detektor s vizuálnou indikáciou expozície pomocou 4 farebných LED (8 hladín) so vstavaným vibračným alarmom (4 stupne vibrácie). Programovateľná úroveň pre alarm, ovládanie jedným tlačidlom, vynikajúca viditeľnosť aj v tme, odozva < 5 µs, zabudovaný akumulátor, nepretržitý monitoring 3 dni na jedno nabitie, USB-C nabíjací konektor. Rozsah merania: 0.1 - 1 000 000 µW/m²  (0.006 - 19.4 V/m) Zmeria:  základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, WiMAX, mikrovlnné rúry, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapožičanie: 30 €/24 hodín, vratná kaucia 300 € (+ poštovné)
	ARINST SIGNAL HUNTER  - real-time spektrálny RF analyzátor v rozsahu 35 MHz - 6.2 GHz Plnofarebný dotykový displej, vynikajúca citlivosť, externá anténa, ľubovolný rozsah (SPAN), 4 markery špičky, rýchlosť skenu 2 GHz/s, odozva < 5 µs, waterfall, phosphor, trace min/max, možnosť napájania cez USB, robustné kovové puzdro, vreckový. Rozsah merania: od -120 dBm do -30 dBm Zmeria:  základňové stanice mobilnej siete 2G/3G/4G/5G, mobilné telefóny (GSM/UMTS/LTE/NR), bezdrôtové telefóny (DECT), Bluetooth, Wi-Fi 2.4/5, rozhlasové a TV vysielače, TETRA, radary, inteligentné zariadenia, Internet vecí Zapožičanie: 45 €/24 hodín, vratná kaucia 450 € (+ poštovné)

V našom eshope nájdete:

Merače RF polí

Tieniace tkaniny

Tieniace tapety

Tieniace pletivá a flísy

Tieniace okenné fólie

Tieniace odevy

Súvisiace články: