====== Internet věcí (IoT) a vestavěné systémy ======

**Internet věcí** (Internet of Things – IoT) představuje síť fyzických objektů vybavených senzory, softwarem a dalšími technologiemi za účelem propojování a výměny dat s jinými zařízeními a systémy přes internet. Základním stavebním kamenem IoT jsou **vestavěné systémy** (embedded systems).



===== 1. Co jsou vestavěné (embedded) systémy? =====

Vestavěný systém je počítačový systém s vyhrazenou funkcí v rámci většího mechanického nebo elektrického systému. Na rozdíl od PC není navržen pro univerzální použití, ale pro jednu konkrétní úlohu.

==== Charakteristiky embedded systémů: ====
  * **Real-time provoz:** Často musí reagovat na události v přesně definovaném čase (např. řízení ABS v autě).
  * **Omezené zdroje:** Nízký výpočetní výkon, malá paměť (v řádech KB nebo MB) a důraz na minimální spotřebu energie.
  * **Vysoká spolehlivost:** Tyto systémy běží roky bez restartu (např. v průmyslových robotech).

==== Architektura embedded systémů: ====
  * **Mikrokontrolér (MCU):** Integrovaný obvod obsahující procesor, paměť (RAM, Flash) i V/V rozhraní na jediném čipu (např. architektury ARM Cortex-M, AVR, ESP32).
  * **Firmware:** Software "vypálený" přímo v paměti zařízení, který ovládá hardware na nejnižší úrovni.
  * **Periferie:** [[it:hw:sensors|Senzory]] (vstup) a aktuátory (výstup, např. relé, motory).



---

===== 2. Architektura IoT: Od senzoru ke cloudu =====

Typický IoT systém se skládá ze čtyř základních vrstev:

==== A. Vrstva zařízení (Edge devices) ====
Zahrnuje samotné "věci" vybavené senzory. Provádějí sběr dat a základní předzpracování (tzv. **Edge Computing**).
  * *Příklad:* Chytrý termostat měřící teplotu a vlhkost.

==== B. Komunikační vrstva (Connectivity) ====
Způsob, jakým zařízení posílají data dál. Výběr závisí na dosahu a spotřebě:
  * **Krátký dosah:** Bluetooth (BLE), Zigbee, Z-Wave (vhodné pro chytrou domácnost).
  * **Dlouhý dosah / Nízká spotřeba (LPWAN):** LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT (pro chytrá města a zemědělství).
  * **Standardní:** Wi-Fi (vysoká spotřeba), Ethernet.

==== C. Vrstva zpracování dat (Cloud/Gateway) ====
Data z tisíců zařízení se sbíhají do cloudu (Azure IoT, AWS IoT, Google Cloud), kde dochází k jejich analýze, ukládání a vyhodnocování pomocí AI.

==== D. Aplikační vrstva ====
Koncové rozhraní pro uživatele – mobilní aplikace, webové dashboardy nebo automatizované systémy řízení.

---

===== 3. Klíčové protokoly v IoT =====

Standardní HTTP je pro IoT často příliš "těžkopádné". Proto se používají lehké protokoly:

  * **MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):** Funguje na principu Publish/Subscribe. Extrémně nenáročný na přenosové pásmo.
  * **CoAP (Constrained Application Protocol):** Podobný HTTP, ale optimalizovaný pro binární přenos přes UDP.
  * **LwM2M (Lightweight M2M):** Standard pro vzdálenou správu IoT zařízení (aktualizace firmwaru, diagnostika).



---

===== 4. Oblasti využití IoT =====

  * **Chytrá domácnost (Smart Home):** Osvětlení, zabezpečení, vytápění ovládané hlasem nebo automaticky.
  * **Průmysl 4.0 (IIoT):** Prediktivní údržba strojů (senzor vibrací pozná blížící se poruchu dříve, než nastane).
  * **Smart City:** Inteligentní parkování, řízení veřejného osvětlení podle pohybu osob, chytré odpadové hospodářství.
  * **Zemědělství (AgriTech):** Sledování vlhkosti půdy a automatické zavlažování šetřící vodu.
  * **E-Health:** Nositelná elektronika (wearables) monitorující srdeční tep a spánek pacienta.

---

===== 5. Rizika a výzvy =====

IoT přináší revoluci, ale i značná rizika:

  * **Bezpečnost:** Mnoho levných IoT zařízení nemá žádné zabezpečení. Útočníci je mohou zneužít k tvorbě botnetů (např. útok Mirai) pro DDoS útoky.
  * **Soukromí:** Neustálý sběr dat o pohybu a zvycích uživatelů v jejich domovech.
  * **Interoperabilita:** Problém "uzavřených zahrad" (zařízení od různých výrobců spolu často neumí mluvit). Tento problém se snaží řešit nový standard **Matter**.
  * **Standardizace napájení:** Jak napájet miliardy senzorů? Řešením je Energy Harvesting (získávání energie z okolního světla, tepla či vibrací).

----
//Související články://
  * [[it:hw:sensors|Senzory a měření dat]]
  * [[it:net:ip_routing|IP adresy (IPv6 a budoucnost IoT)]]
  * [[it:sec:cryptography|Zabezpečení a šifrování komunikace]]

//Tagy: {{tag>iot embedded_systems microcontroller mqtt smart_home industry_4.0}}//