NLJUG – Nederlandse Java User Group NLJUG – de Nederlandse Java User Group – is opgericht in 2003. De NLJUG verenigt software ontwikkelaars, architecten, ICT managers, studenten, new media developers en haar businesspartners met algemene interesse in alle aspecten van Java Technology.
Het Internet of Things is hét hot topic voor de komende vijf jaar en het zal andere IT-trends en IT-bewegingen zoals virtualisatie en BYOD verslaan in populariteit. De reden? IoT is leuk en er valt veel geld mee te verdienen. Daarnaast levert het nieuwe banen op en creëert het totaal nieuwe soorten ontwikkelaars en specialisten.
IoT heeft de aandacht van telecomaanbieders, internetproviders, internet cloud-bedrijven, hardware-ontwikkelaars van devices en infrastructuur en van softwareontwikkelaars. De hele IT-branche is geïnteresseerd in deze ontwikkelingen, die zich midden in de balans van het werk en leven bevinden en goed aansluiten bij lifestyle en gamification. Het is allemaal thuis begonnen en het begint zich steeds meer te verspreiden naar sectoren zoals de zorg, landbouw en productie. Ook het reguliere bedrijfsleven wordt verrast door deze ontwikkeling. Waar de afgelopen jaren IT, telecom en facility management nader tot elkaar zijn gekomen, voegt het IoT hier een elektronische (en soms zelfs chemische) component aan toe.
Het Internet of Things is een containerbegrip, dat sinds het begin van deze eeuw al bestaat, maar pas sinds 2009 meer en meer gebruikt wordt. Het heeft te maken met het idee dat alle devices en alle objecten zijn aangesloten op internet (de cloud), evenals alle mensen en dieren en dat alle deze ‘dingen’ met elkaar communiceren. IoT gaat uiteindelijk over in IoE: het Internet of Everything.
50 miljard connecties
Cisco heeft een Connections Counter op de website staan, die ‘precies’ aangeeft hoeveel mensen, processen, data en dingen met het internet communiceren. Hierbij wordt uiteraard uitgegaan van allerlei voorspellingen en aannames. Zo wordt gesteld dat in 2012 0,6% van alle ‘dingen’ ter wereld zijn aangesloten, wat neerkomt op 8,7 miljard dingen. Op het moment van het schrijven van dit artikel, gaat het richting 11 miljard aangesloten dingen en in 2015 moeten dat al 25 miljard dingen zijn. In 2020 zal dit nog verder groeien naar 3,6 % van alle dingen in de wereld: dit zijn 50 miljard aansluitingen. De Connections Counter is ook op jouw eigen website te plaatsen (zie links).
Niet alleen allerlei bekende apparaten zijn verbonden met internet, ook machines communiceren met internet of rechtstreeks met andere machines zonder tussenkomst van de mens (machine-2-machine communicatie). Sensoren in allerlei apparaten nemen eveneens een relevant deel van de connectiviteit voor hun rekening, doordat ze informatie monitoren en doorsturen indien nodig.
De dingen die direct zijn aangesloten op het internet hebben een netwerkadres nodig. Het internet heeft hierdoor behoefte aan meer IP-adressen dan het IPv4-bereik kan bieden. IPv6 voorziet in deze behoefte en kan 100 adressen toekennen aan elke atoom op deze aardbol. Naast de adresruimte speelt bij IoT de Big Data uitdaging. Elke ding verstuurt in theorie data van de ene naar de andere plek. Nu kan de hoeveelheid data per afzonderlijke ding nog wel meevallen, maar alles bij elkaar opgeteld, is dit zo verschrikkelijk veel dat het nooit real-time verwerkt kan worden. Daar komt nog bovenop dat het onmogelijk is om alles te bewaren: het gaat om orde van grootte van zetabytes. IoT en Big Data gaan dus hand in hand. Maar waar Big Data eerder als “probleem” werd beschouwd, is IoT juist een aanjager voor nieuwe fascinerende ontwikkelingen en ideeën. Het staat in de kinderschoenen en de boeiende mogelijkheden worden pas net ontgonnen.
Cisco Connection Counter
Stroomverbruik
Dit wil niet zeggen dat elk van die dingen geheel zelf communiceert via internet. Veel producten zijn zo gemaakt dat het ding communiceert met een gateway en een speciaal ontwikkeld protocol. De gateway is aangesloten op internet voor verdere communicatie. De dingen die indirect communiceren hoeven dan geen uniek IP-adres te hebben, maar moeten wel als uniek exemplaar herkenbaar zijn, bijvoorbeeld met een serienummer in chip of een RFID-tag. Puristen vinden dat ook een object met bijvoorbeeld een passieve RFID-chip herkenbaar is en derhalve een internet-connected device is. Dit gaat wellicht wat ver, want als straks alle producten in de supermarkt een dergelijke RFID-tag hebben, communiceren deze toch niet met internet? Ze kunnen echter wel gedetecteerd worden. Uw koelkast zou zelf kunnen detecteren dat de melk op is en automatisch een bestelling plaatst bij uw plaatselijke supermarkt.
Voor IoT is het veel handiger om uit te gaan van een definitie met stroomverbruik: als een ding is aangesloten op netspanning (of voorzien is van een accu, batterij, zonnecel of andere energiebron), dan is het een potentieel internetding. De koelkast is dus het ding en niet het getagde voedsel dat in de koelkast ligt. Er komen echter ook steeds meer actieve RFID-kaartjes met accu en zelfs beperkte opslag voor data. Waar RFID veelal in één richting communiceert van RFID naar de RFID-lezer, maakt NFC (Near Field Communication) tweeverkeer mogelijk. NFC-toepassingen hebben dus eveneens potentieel allemaal te maken met IoT.
RFID-readers
Domotica
Bij IoT ligt het voor de hand om eerst te denken aan Home Automation/Domotica. Deze technologie bevat namelijk allerlei ‘dingen’ in huis die op afstand bediend en geprogrammeerd worden. Soms zijn ze al op afstand te benaderen. Zo zijn alarminstallaties in huizen al vele jaren op afstand te benaderen, door bijvoorbeeld de firmware bij te werken en instellingen aan te passen. Nu is dat bij een alarmcentrale altijd al relatief simpel geweest, want dit hangt namelijk aan de telefoonlijn. Echter werden tot voor kort in de domotica veel proprietary en erg dure oplossingen gebruikt en was nog geen sprake van internetkoppeling. Maar de trend is hier dat alles internet-enabled wordt, waardoor vele extra ‘dingen’ op internet ontstaan. Een eenvoudig voorbeeld is KlikAanKlikUit. Deze al jaren bestaande eenvoudige oplossing om lampen met een afstandsbediening (en volgens een programma) aan- en uit te schakelen, is uitgebreid met een gateway: de ICS-1000 Internet Control Station. U koppelt dit apparaatje met het netwerk, waarna de lampen via internet en een app te besturen en programmeren zijn. Philips Hue heeft dit concept al vanaf de introductie: u schakelt lampen in huis aan en uit en ook de kleuren kunnen veranderen via een app. Het maakt niet uit waar je bent, dit kan zelfs vanuit de trein.
ICS-1000 Internet Control Station
In de domotica herkennen we controllers (dit zijn apparaatjes die iets aansturen: het licht uitschakelen, een gordijn openen, een garagedeur dichtdoen) en sensoren (dit zijn apparaatjes die iets meten: luchtvochtigheid, temperatuur, beweging e.d.). Sensoren zijn invoerapparaten en controllers zijn uitvoerapparaten. In het midden hebben we dan nog iets anders nodig. Vroeger was dit pure elektronica, tegenwoordig is het ‘smart’. De elektronica wordt dan uitgebreid met een app en een cloud-oplossing.
Smart
In de marketing worden termen als ‘smart’ of ‘intelligent’ gebruikt voor allerlei oplossingen en producten. De toevoeging van dit bijvoeglijke naamwoord staat synoniem voor IoT: hier worden slimme sensoren, slimme apparaten en slimme dingen gebouwd. En zo krijgen we te maken met smart meters, intelligente productieprocessen, smart homes, smart buildings, smart lightning, intelligente bruggen enzovoort. Smart wil ook zeggen dat de sensornetwerken zelf beslissingen mogen nemen. In smart buildings kan door middel van sensoren de temperatuur en luchtvochtigheid worden gemeten en worden geconstateerd dat ergens een raam openstaat. De verwarming past zich vervolgens automatisch aan en automatische deuren sluiten zich waar mogelijk. Zo wordt niet alleen energie bespaard, maar het comfort in het gebouw wordt eveneens verbeterd. Zijn al die communicerende dingen wel echt te vertrouwen? Ze mogen je niet in de steek laten of verkeerde beslissingen nemen, bijvoorbeeld door een programmeerfout of een storing. Wat kan er gebeuren als je de terrasverwarming in jouw tuin laat regelen door temperatuursensoren via een cloud-app en een storing treedt op? Dan is jouw 7500kWatt verwarming een dag voor niets aan het stoken. Maar het nog veel erger! Stel je eens voor dat een smart pacemaker zijn accuniveau aan de specialist doorgeeft via een smartphone app, maar dat door een onvoorziene programmeerfout de verkeerde waarde wordt gemeten. Om deze reden is het vanzelfsprekend dat hoge eisen worden gesteld aan deze intelligente IoT-oplossingen.
Slimme meter
Thuis gaat het snel
Thuis begint IoT steeds meer door te dringen. Het begint bij domoticasystemen (bijvoorbeeld verlichting en slimme energiemeters) en mediasystemen (denk aan smart TV’s en mediastreaming). Ook wearable electronics zorgen voor apparaten met internetconnectie, denk aan Nike’s Fuelband, de Jawbone Up, de Fitbit, de Withings Pulse of de Nymi. Op dit moment is het nog vooral in lifestyle-, sport- en gezondheidshoek waar het IoT op komt borrelen. Persoonlijke sensoren worden steeds slimmer en meten beweging, hartslag, bloeddruk, temperatuur, zuurstofgehalte in het bloed, slaappatronen e.d. In de sport zien we dat kleding, ballen en sticks smart worden. Zo is een golfbal in ontwikkeling met ingebouwde sensoren en GPS. Dit maakt tracking van de bal mogelijk, maar ook is af te lezen hoe hard de slag was. Door dit te koppelen met een sensor in de golfstick is per golfer bij te houden wie welke bal, hoe hard, hoe vaak, hoe snel en hoe ver sloeg. Tennisrackets met sensoren? Zij houden bij hoe hard je slaat, welke richting je slaat en meer. Sensoren bij tennis, voetbal en schaatsen maken tevens een nauwkeurige persoonlijke analyse mogelijk. De eerste smart watches zijn van Qualcomm en Samsung en ook de eerste smart bril van Google is te koop. Stofzuigen, dweilen en zelfs de goten schoonmaken kan met de Roomba, de Scooba of de Looj. Je kunt reeds een slimme wc of een slimme kraan kopen, maar ook de eerste sensorgestuurde wasmachines doen hun intrede, evenals het scheerapparaat met WiFi en social media koppeling. Nog verder gaat de aanschaf van een koffiezetapparaat met WiFi of een weegschaal met internetkoppeling. Je kan het zo gek niet bedenken of het is mogelijk. Omdat een huishouden honderden elektrische apparaten heeft, slaat het IoT hier snel om zich heen.
De verwachting is verder dat IoT zinvol is op de plekken waar ‘supplies’ nodig zijn. Printers die zelf inkt bestellen, Nespresso-apparaten die zelf cups bestellen, stofzuigers die via een tweet melden dat de zak vol is, keukenweegschalen die via email vertellen dat de batterij aan vervanging toe is en elektrische tandenborstels die melden dat de borstel versleten raakt. En misschien meldt jouw toilet wanneer het wc-papier bijna op is en sms’t jouw stoomoven wanneer deze ontkalkt moet worden.
Privacy blijft een gevoelig punt, zoals ook weer blijkt uit de NSA-onthullingen. Er wordt al veel meer van ons bijgehouden dan we ons realiseren en we werken daar zelf intensief aan mee door te Twitteren, Facebooken, Linkedinnen, instagrammen en whatsappen. Door IoT wordt ons leven met nog meer detail vastgelegd.
Zakelijk gaat het gestaag
Bij bedrijven zijn het vooral HVAC-systemen waar IoT nu een rol speelt. HVAC staat voor Heating, Ventilation en Air Conditioning, dus het gaat voornamelijk om klimaatcontrole. Maar in industrieën waar al veel gemeten wordt, waar sensoren al langer gebruikt worden en waar met tags gewerkt wordt, heeft IoT eveneens zijn intrede gedaan. Dit is bijvoorbeeld in de gezondheidszorg, de transport en logistiek, de landbouw, de veeteelt en niet te vergeten de automotive industrie. Dat auto’s vol met sensoren zitten, is allang bekend. Maar sensoren komen overal. Sensoren in gebouwen of bijvoorbeeld bruggen kunnen bijhouden hoeveel en hoe intensief trillingen plaats vinden. Hiermee worden ongelukken door schade voorkomen. Parkeerplaatsen worden voorzien van sensoren, zodat je op je smartphone snel een vrije plek vindt. Er zijn koeien met sensoren, die niet alleen de koe identificeren, maar zelfs meten of ze drachtig zijn en wanneer de kalfjes geboren worden. Momenteel zijn zelfs implanteerbare nanotube sensoren in ontwikkeling die in jouw lichaam waardes kunnen meten om bepaalde ziektes te detecteren.
koe met tag
Standaarden ver gezocht
Alle dingen communiceren met middleware en een backoffice in de cloud, maar nog niet met elkaar. Dit komt omdat het nog ontbreekt aan één standaard. Er ontstaan allerlei initiatieven om onderling communiceren mogelijk te maken. Een bekende en toegankelijk gratis cloud-dienst is IFTTT. Deze dienst is voor eindgebruikers en je koppelt hier bijvoorbeeld social media met ondersteunde apparaten aan elkaar. Een andere insteek om het simpeler te maken, is een universele gateway. De Staples Connect is één gateway die in staat is meerdere (huis-) gateways van andere merken te vervangen, zeg maar de universele afstandsbediening van IoT. Ook zijn diverse bedrijven bezig om specifieke elektronica te ontwikkelen om in een Internet of Things-wereld allerlei apparaten aan te sturen. Kijk bijvoorbeeld eens naar de WiBird WiFi-module of de xPICO van Lantronix. De elektronicazijde van IoT is een bijzondere tak van sport. De computertjes -want dat zijn het eigenlijk- en de gebruikte chips moeten zeer klein, energiezuinig, temperatuurbestendig en betrouwbaar zijn. En het liefst moeten ze gebruik maken van zonne-energie of andere niet-batterij gebaseerde bronnen. Want het laatste dat je wilt, is het periodiek vervangen van miljoenen batterijen ingebouwd in devices die nauwelijks bereikbaar zijn.
In de zakelijke IoT-wereld wordt veel gebruik gemaakt van Java voor het ontwikkelen van de noodzakelijke applicaties zoals middleware, communicatie en data-uitwisseling in backoffice applicaties en ook wordt het gebruikt voor snelle UI-ontwikkeling. Veel platforms maken gebruik van OSGi om modulaire cloud-apps te ontwikkelen in Java.
Het leven is vurrukkulluk
Een ding is zeker. Het leven wordt een stuk aangenamer als alles goed werkt. Een klein voorbeeld: je hebt om 08:00 uur een vergadering met een persoon die uit de VS komt. Je wekker is automatisch ingesteld op 06:45 aan de hand van jouw agenda en de reistijd naar het werk. Zowel de reistijd als de tijd die je nodig hebt om wakker te worden en op te staan, is automatisch afgeleid uit je eigen historische gegevens. De vlucht van jouw afspraak blijkt een uur vertraging te hebben. Jouw agenda wordt automatisch door de luchtvaartmaatschappij bijgewerkt en de afspraak wordt een uur verplaatst. De andere afspraak om 10:00 uur wordt geannuleerd op basis van prioriteiten. Een email is al gestuurd naar de geannuleerde afspraak om een nieuwe afspraak in te plannen. Het wekkeralarm wordt automatisch verzet naar 07:30, de tijd dat je normaal opstaat als je geen vroege vergaderingen heeft. De koffieautomaat begint eveneens 15 minuten later met opwarmen. Je vrouw moet wel om 07:15 op, maar om te voorkomen dat haar wekkerradio jou wakker maakt, trilt haar persoonlijke bewegingsarmband om haar te wekken. De verwarming in huis wordt om 06:55 uur ingeschakeld op basis van de opwarmtijd en de tijd dat jouw vrouw opstaat. De waterkoker zorgt voor heet theewater om 07:20. Later blijkt de vlucht van jouw gast nog anderhalf uur vertraging te hebben. De bespreking wordt opnieuw aangepast in de agenda en de afspraak bij de garage wordt van morgen verplaatst naar vandaag 09:00 uur. Gaat onze IoT-toekomst er echt zo uit zien?
Referenties
Opensense middleware/ontwikkelplatform voor bouwen van IoT
LogmeIn middleware/ontwikkelplatform voor bouwen van IoT