Jak funguje propojování informací ve světě IoT pomocí protokolu MQTT a jaké to přináší výhody?

Protokol MQTT se stal de facto standardem sdílení zpráv mezi propojenými zařízeními – v síti, kterou označujeme jako internet věcí (IoT). Prostřednictvím uvedeného protokolu spolu komunikují nejrůznější senzory IoT (včetně kamer) v chytrých městech, chytrých budovách i v různých vertikálách, jako jsou např. maloobchod, zdravotnictví či výroba.

Proč MQTT?

Protokol MQTT je k tomuto použití ideální volbou, protože jde o extrémně spolehlivou a nenáročnou metodu pro přenos zpráv s minimálními požadavky na šířku pásma i prostor k ukládání programového kódu. Protokol založený na modelu publikování a odběru pomocí zprostředkovatele zpráv (‚publish-subscribe‘) zajišťuje efektivní řazení zpráv do front i jejich sdílení a předávání, a je tak vhodný pro propojování zařízení nasazených ve vzdálených lokalitách s omezenými prostředky nebo omezenou šířkou pásma síťového připojení. Protokol je navíc založený na otevřených standardech, a tak jej lze flexibilně upravovat pro nejrůznější zařízení pro prakticky jakékoli aplikace včetně uličního osvětlení, řízení přístupu, sledování dopravy, správy parkovacích míst nebo monitorování kvality životního prostředí.

Protokol MQTT umožňuje celé řadě síťových kamer Hanwha Vision hladce komunikovat s libovolným počtem dalších senzorů v dané instalaci. To znamená, že systémy video dohledu dnes mají mnohem širší možnosti využití nad rámec pouhého zabezpečení – mohou najít uplatnění v nejrůznějších oblastech použití v komerční i veřejné sféře. Lze tak bez nadsázky konstatovat, že spojením MQTT a videa lze uskutečnit mnoho chytrých nápadů, ať již jde o chytrá města, budovy či prodejny.

Poznatky využitelné v reálném čase

Počet zařízení IoT roste exponenciálním tempem. Podle aktuálních předpovědí by koncem roku 2023 měl počet těchto zařízení celosvětově přesáhnout 13,1 miliardy. To znamená ohromné množství dat a také spoustu příležitostí k posílení inteligence a efektivity organizací, resp. přizpůsobování jejich služeb na míru. 

Vezměme si kupříkladu příchod návštěvníka do dosud prázdné budovy. Pomocí protokolu MQTT coby prostředku komunikace mezi zařízeními instalovanými v budově může příchod hosta spustit akce různého druhu. Když systém rozpozná, že někdo vstoupil do budovy, může zapnout chytré osvětlení společně s topením nebo klimatizací ke zpříjemnění prostředí v interiéru. Jelikož je MQTT otevřeným protokolem, může spolupracovat s bezpočtem chytrých zařízení – včetně chytrého kávovaru. Takže když návštěvník projde chytrou budovou do kuchyně, může zde na něj čekat čerstvě uvařená káva!

V rušnějších provozech lze využívat např. analýzu video obsahu ke sledování míry obsazenosti a aktivaci výstrah, pokud počet návštěvníků překročí bezpečnou úroveň. Na základě komunikace zařízení přes protokol MQTT a předem daného postupu je pak možné návštěvníky automaticky přesměrovávat z přeplněných prostor do méně rušných zón. Další možností je posílit personální obsazení, kdy systém rozešle oznámení na chytré telefony či tablety s požadavkem přejít na místo s rušnějším provozem. To může být obzvláště užitečné v nákupních centrech nebo dopravních uzlech, kde je pro celkovou spokojenost zákazníka nutné zajistit dobrou osobní zkušenost a dojem.

Aby chytré město bylo konečně chytré

V měřítku měst lze využívat většího počtu senzorů ke sledování kvality ovzduší v ulicích. Tato data lze prostřednictvím MQTT propojit s údaji o dopravě získávanými v reálném čase pomocí kamer a senzorů ve vozovkách, a zjišťovat tak, jak se dopravní zácpy promítají do poklesu kvality ovzduší. Dopravu lze následně přesměrovávat na méně vytížené silnice, aby znečištění pokleslo na přijatelnou úroveň.

Pokles kvality ovzduší však nemusí být způsoben jen dopravní kolonou, ale i nouzovou situací. Rychlá odezva za podpory komunikace mezi zařízeními může v takových případech dokonce zachraňovat životy. Náhlý pokles kvality ovzduší může aktivovat obrazovku v operačním středisku s daty z termálních kamer na potvrzení výskytu požáru, který je zdrojem toxických zplodin. Pomocí digitálních tabulí a místního rozhlasu je pak možné veřejnost bezpečně nasměrovat na jiné místo. Zamezí se tak dalšímu zhoršování situace, a navíc vytvoří místo i čas pro příjezd záchranářů.

Dlouhodobé výhody

Komunikace pomocí MQTT je užitečná nejen kvůli okamžitým přínosům, ale i z pohledu dlouhodobého strategického rozhodování. Manažeři firem při plánování budoucího směřování stále častěji využívají poklady ukryté v datech. Video zařízení a IoT senzory jsou bohatým zdrojem audio a video informací, údajů o prostředí, teplotě a dalších dat. Spojení všech datových zdrojů do soudržného a intuitivního rozhraní dává manažerům do ruky nástroj k využití všech těchto poznatků.

V maloobchodě to pak může znamenat ještě lepší vhled do vytíženosti prodejen, návštěvnosti konkrétních částí prodejen zákazníky, nasazování optimálního počtu pracovníků a využívání energie. Povědomí o tom, kdy do prodejen přicházejí největší vlny zákazníků, lze využít k optimálnímu nasazování pracovníků v do provozu. Ke změnám uspořádání prodejen lze zase využít data o návštěvnosti konkrétních míst zákazníky (a dávat tak nejdražší a nejprodávanější položky na místa, kolem nichž projde více lidí). Podle dat o počtu osob navštěvujících prodejnu lze dokonce programovat systémy vytápění a ventilace – což samozřejmě vede ke zvýšení energetické účinnosti, protože systémy HVAC se zapínají pouze podle potřeby.

V chytrých městech pak znalost toků vozidel a lidí v daném prostoru pomáhá urbanistům navrhovat vozovky, chodníky a veřejné prostory, které budou vyhovovat všem občanům bez ohledu na zvolený způsob dopravy. Pro rušnější vozovky lze zajistit častější údržbu, zatímco pro málo navštěvovaná místa lze doporučit častější výskyt strážníků. Přáním všech vedoucích představitelů chytrých měst je spokojenost a bezpečí občanů. Využívání IoT v kombinaci s video daty je snadnou cestou, jak prakticky v reálném čase vidět, co se děje, a zkrátit tak dobu odezvy a přizpůsobit město potřebám jeho obyvatel.

MQTT plus umělá inteligence: ideální spojení!

Bylo by chybou nezmínit roli umělé inteligence v těchto aplikacích. Dnešní video kamery kromě všudypřítomného strojového učení a základní analýzy video obsahu disponují funkcemi hlubokého učení. Více analytických funkcí lze tak dnes zajišťovat přímo na samotném zařízení (tj. ‚na periferii‘), a tak je další přísun dat pomocí komunikace MQTT jednoduše neocenitelný. Zařízení tak mohou generovat výstrahy, spouštět akce a poskytovat poznatky, které jsou mnohem lépe zasazeny do kontextu, mají vyšší informační hodnotu a jsou ještě užitečnější.

Protokol MQTT je v mnoha ohledech pro AI klíčový, aby bylo možné v odvětví video dohledu dosahovat dalšího pokroku, neboť kamerám umožňuje komunikovat s ostatními zařízeními. V opačném případě by data získávaná kamerami zůstávala pouze uložena na místě, a bylo by tak obtížné je pravidelně a konzistentně využívat.