СИСТЕМА КОНФИГУРИРОВАНИЯ, МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ IOT
SYSTEM FOR CONFIGURATION, MONITORING AND CONTROL OF IoT OBJECTS

Изобретение (группа изобретений) относится к интернету вещей (объект IoT - изделие, имеющее выход в Интернет и оснащенное средствами взаимодействия с окружающей средой) и  системам автоматизации  и может быть использовано для автоматизации технологических процессов, мониторинга и удаленного управления техническими системами.
Известна (RU 2664017 C1, МПК G06Q 10/08 (2012.01),  G06F 17/00 (2006.01), опубликовано 11.12.2017) система записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, требующих поддержания конкретных значений параметров, состоящая из  взаимодействующего с облачным сервером (компьютер 13) объекта IoT (устройство 1), который является обособленным звеном  и содержит:  вычислительный блок (ВБ) (микропроцессор) с аналоговыми и цифровыми входами; блок внутренней памяти (карта памяти 6), который служит дляхранения, чтения и записи полученной от ВБ информации, в том числе алгоритмов работы объекта IoT; контрольно-измерительные приборы (КИП) (детекторы 10),  которые  на основании полученной от ВБ однократной команды измеряют  параметры окружающей среды (температура, влажность и т.п.), преобразуют результаты измерений в электрический сигнал и передают их обратно в ВБ. ВБ интерпретирует полученные от устройства ввода сигналы как команды в соответствии с зашитой логикой, отправляет пакет данных, содержащий показания КИП (детекторов 10) в сетевой адаптер, обеспечивающий   связь объекта IoT с Интернетом (карта беспроводной связи 12) и с облачным сервером. Облачный сервер содержит «Базу показаний КИП» (база показаний на борту), где хранится протокол показаний КИП объекта IoT и  «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» (используется коммуникационный интернет-сервис (I)),  где хранится информация о структуре и наборе координат объекта IoT, протоколы, определяющие структуру пакетов данных, передаваемых объектом IoT облачному серверу..
К недостаткам указанного аналога следует отнести:
- невозможность настройки аппаратной части объекта IOT под свои нужды: объекты IoT статичны и не конфигурируются, связь с сервером односторонняя (объект IoT только передает данные на сервер);
- система не предназначена для конфигурирования и управления объектами IoT: объект IoT не воздействует на окружающую среду вследствие отсутствия исполнительных устройств;
- ограничена сложность выполняемых алгоритмов работы: объекты IoT не объединены в вычислительную сеть;
- невозможность выполнения объектом IoT не предустановленного действия или зацикленную последовательность действий (сценарий) вследствие односторонней связи между сервером и объектом IoT (команды на объект IoT не передаются), отсутствия в облачном сервере конструктора команд и сценариев и, соответственно, базы команд и базы сценариев;
- невозможность осуществления мониторинга и управления объектами IoT с мобильного устройства.
Известна (US 10637683 B2, опубликовано 28.04.2020, МПК G05B15/02, G08G1/09, H04L12/28), принятая за прототип, система и способ управления умным городом (Smart city apparatus, system, and method), состоящая из: являющегося обособленным звеном объекта IoT, облачного сервера и тонкого клиента пользователя. Объект IoT содержит устройство ввода/вывода (УВВ), предназначенное для двухстороннего взаимодействия объекта IoT с пользователем, блок внутренней памяти, предназначенный дляхранения, чтения и записи информации, в том числе алгоритмов работы объекта IoT; ВБ с аналоговыми или цифровыми входами;  исполнительные устройства, с помощью которых осуществляется воздействие на окружающую среду, которые через усилитель принимают от ВБ сигнал на выполнение сценария или команды согласно алгоритму работы объекта IoT; КИП, которые измеряют  параметры окружающей среды, преобразуют их в электрический сигнал для последующей передачи обратно в ВБ. ВБ при этом подает на исполнительное устройство преобразованный усилителями сигнал на выполнение сценария или однократной команды согласно алгоритму работы объекта IoT, получает от КИП измеренные параметры окружающей среды, передает их в блок внутренней памяти, отправляет в сетевой адаптер пакет данных, содержащий показания КИП, статус выполнения сценария работы или однократной команды. Сетевой адаптер служит для связи объекта IoT с Интернетом и облачным сервером. Облачный сервер  получает считанный устройствами ввода/вывода  объекта IoT код (команду),  подтверждает корректность кода или отдает отказ на выполнение команды, собирает показания КИП, хранит сценарии, содержит «Базу показаний КИП», где хранит протокол показаний КИП объекта IoT, содержит «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером», где хранит информацию о структуре поддерживаемых системой предустановленныхобъектов IoT,  о наборе их «координат», протоколы, определяющие структуру пакетов данных, передаваемых сервером объекту IoT и обратно, содержит «Базу сценариев» и «Базу команд», где хранит поддерживаемые системой предустановленные сценарии и команды, соответственно, которые могут быть вызваны через панель управления тонкого клиента пользователя. Тонкий клиент пользователя содержит: панель управления, где отображаются доступные пользователю предустановленные команды и сценарии, а также сформированные пользователем и считываемые устройствами  ввода/вывода объекта IoT коды (команды); панель мониторинга, которая служит для отображения структуры объекта IoT и всех привязанных к нему КИП с текущими показаниями параметров окружающей среды, а также для настройки «светофора» для КИП,  частоты опроса КИП, обновления текущих показаний КИП и просмотра графика показаний КИП.
Основные недостатки  вышеуказанного технического решения:
- невозможность настройки аппаратной части объекта IoT под свои нужды (объекты IOT статичны и не конфигурируются);
- ограничена сложность выполняемых алгоритмов работы (отсутствует объединение объектов IoT в вычислительную сеть);
- недостаточная гибкость системы: пользователь не может под свои задачи создать новый объект IoT, новые команды и сценарии, так как архитектура объектов IoT является предустановленной, команды/сценарии предустановлены или отсутствуют.
Задача (техническая проблема), на решение которой направлено изобретение, состоит в создании удобного, не требующего специальных знаний инструмента для конфигурирования, мониторинга и управления оборудованием и техническими системами, поддерживающими концепцию IoT.
Единый  технический результат (ЕТР), получаемый в результате осуществления изобретения, заключается в  расширении функциональных возможностей  системы для решения указанной технической проблемы: дополнительно к управлению и мониторингу объектов IoT появляется возможность конфигурирования (создание и настройка)  объектов IoT, команд и сценариев.
Указанный ЕТР для заявленной системы конфигурирования, мониторинга, управления и конфигурации объектами IoT, состоящей  из объекта IoT, который является обособленным звеном, облачного сервера и тонкого клиента пользователя, достигается за счет того, что
объект IoT содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, с помощью которого осуществляется воздействие на окружающую среду, и/или по меньшей мере один  контрольно-измерительный прибор (КИП) для измерения параметров окружающей среды, сетевой адаптер, осуществляющий связь объекта  IoT с Интернетом и облачным сервером по защищенным протоколам, и вычислительный блок (ВБ), имеющий аналоговые и цифровые входы;
тонкий клиент пользователя содержит панель управления, на которой отображаются и через которую могут быть вызваны для последующей отправки (через  облачный сервер) объекту IoT доступные пользователю поддерживаемые системой команды и сценарии, и панель мониторинга, которая служит по меньшей мере для отображения структуры объекта IoT,
;
облачный сервер содержит, по меньшей мере «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером», «Базу команд» для хранения поддерживаемых системой, команд, и/или «Базу сценариев» для хранения поддерживаемых системой, сценариев, а также имеет являющиеся принадлежностью тонкого клиента пользователя сервисы:  «архитекторобъектов IoT», предназначенный для объектно-ориентированного описания  пользователем взаимодействующих с облачным сервером объектов IoT «конструктор сценариев» и/или «конструктор команд», которые служат для создания пользователем сценариев и/или  команд, соответственно,  и которые отображаются на панели управления тонкого клиента и могут быть вызваны им с панели управления для  последующей отправки объекту IoT.
Объекты IoT способны объединяться в единую вычислительную сеть и обеспечивать выполнение требуемого технологического либо бизнес-процесса. То есть, объект IoT может функционировать как обособленное звено, так и в составе состоящей из нескольких звеньев (объектов IoT) вычислительной сети - комплексный объект IoT.
В рамках комплексного объекта IoT одному из звеньев может быть присвоен статус «ведущий», а остальным – статус «ведомый». Когда в комплексном объекте IoT выбран объект IoT со статусом «ведущий», возможна автономная от облачного сервера работа по заранее записанному в объекте IoT со статусом «ведущий» сценарию.
Указанный ЕТР для заявленной системы конфигурирования, мониторинга и управления объектами IoT, состоящей  из объекта IoT, который является  комплексным объектом  IoT и представляет собой вычислительную сеть c по меньшей мере двумя объектами IoT, один из которых имеет статус «ведущий»  по отношению к другому/другим объектам IoT вычислительной сети, имеющему/имеющим статус «ведомый», облачного сервера и тонкого клиента пользователя, достигается за счет того, что:
объект IoT со статусом  «ведущий»  содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, с помощью которого осуществляется воздействие на окружающую среду, и/или по меньшей мере один  КИП для измерения параметров окружающей среды, сетевой адаптер, осуществляющий связь комплексного объекта  IoT с Интернетом и облачным сервером по защищенным протоколам, и ВБ, имеющий аналоговые и цифровые входы, который получает от облачного сервера информацию о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных конфигурациях и режимах работы комплексного объекта IoT, а также поддерживаемые системой предустановленные и/или вновь созданные сценарии и/или однократную команду; отправляет в облачный сервер  пакет данных, содержащий  статус выполнения полученных от облачного сервера сценария работы комплексного объекта IoT и/или однократной команды; хранит алгоритм работы комплексного объекта IoT, управляет объектом/объектами IoT со статусом «ведомый», отправляя ему/им соответствующие предустановленные и/или вновь созданные однократные команды,  полученные от облачного сервера, либо персонализированные команды из поддерживаемого системой предустановленного и/или вновь созданного сценария, который получен от облачного сервера;
объект IoT со статусом  «ведомый» содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, с помощью которого осуществляется воздействие на окружающую среду, и/или по меньшей мере один  КИП для измерения параметров окружающей среды, сетевой адаптер, осуществляющий связь данного объекта  IoT с Интернетом, облачным сервером и объектом IoT со статусом  «ведущий» по защищенным протоколам, и ВБ, имеющий аналоговые и цифровые входы;
;
облачный сервер содержит, по меньшей мере «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером», «Базу команд» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных команд и/или  «Базу сценариев» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных сценариев; и являющиеся принадлежностью тонкого клиента пользователя сервисы:  «архитекторобъектов IoT», предназначенный для объектно-ориентированного описания  пользователем объектов IoT вычислительной сети «конструктор сценариев» и/или «конструктор команд», которые служат для создания пользователем сценариев и/или   команд, соответственно,  и которые отображаются на панели управления тонкого клиента и могут быть вызваны им с панели управления для  последующей отправки объекту IoT со статусом «ведущий», при этом тонкий клиент пользователя содержит панель управления, на которой отображаются и через которую могут быть вызваны для последующей отправки комплексному объекту IoT  доступные пользователю поддерживаемые  системой предустановленные и/или вновь созданные пользователем в «архитекторе команд» и/или в «архитекторе сценариев» тонкого клиента пользователякоманды и/или  сценарии, и панель мониторинга, которая служит по меньшей мере для отображения структуры комплексного объекта IoT.
В случае, если  во взаимодействующем с облачным сервером комплексном объекте IoT не выбран объект IoT со статусом «ведущий», каждое звено напрямую общается с облачным сервером, который в этом случае сам выполняет функции «ведущего» звена: собирает показания КИП, отправляет команды звеньям (объектам IoT) и т.п. В режиме offline такой комплексный объект IOT работать не может.
Указанный ЕТР для заявленной системы мониторинга, управления и конфигурации объектами IoT,  состоящей  из облачного сервера, тонкого клиента пользователя, и объекта IoT, который является комплексным объектом IoT из объединенных в вычислительную сеть по меньшей мере двух объектов IoT, каждый из которых является обособленным звеном, достигается за счет того, что:
каждый из объектов IoT содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, с помощью которого осуществляется воздействие на окружающую среду, и/или по меньшей мере один  КИП для измерения параметров окружающей среды, сетевой адаптер, осуществляющий связь данного объекта  IoT с Интернетом и облачным сервером по защищенным протоколам, и ВБ, имеющий аналоговые и цифровые входы, и взаимодействует с облачным сервером, получая от облачного сервера информацию о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных конфигурациях и режимах работы данного объекта IoT, а также поддерживаемые системой предустановленные и/или вновь созданные сценарии или однократную команду, и отправляя в облачный сервер  пакет данных, содержащий  статус выполнения полученных от облачного сервера поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных сценария работы или однократной команды;
;
облачный сервер при этом выполняет функции «ведущего» объекта IoT: управляет обособленными звеньями, отправляя им поддерживаемой системой предустановленные и/или вновь созданные сценарии или однократные команды, хранит алгоритм работы вычислительной сети и поддерживаемой системой предустановленные и/или вновь созданные сценарии или однократные команды; содержит, по меньшей мере «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером», «Базу команд» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных команд, «Базу сценариев» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных сценариев и являющиеся принадлежностью тонкого клиента пользователя сервисы:  «архитекторобъектов IoT», предназначенный для объектно-ориентированного описания  пользователем взаимодействующих с облачным сервером объектов IoT вычислительной сети «конструктор сценариев» и/или «конструктор команд», которые служат для создания пользователем сценариев  и/или команд, соответственно,  которые отображаются на панели управления тонкого клиента и могут быть вызваны им с панели управления для  последующей отправки в облачный сервер для соответствующего объекта IoT вычислительной сети,
при этом тонкий клиент пользователя содержит панель управления, на которой отображаются и через которую могут быть вызваны для последующей отправки в указанную вычислительную сеть доступные пользователю поддерживаемые  системой предустановленные и/или вновь созданные пользователем в «архитекторе команд» и/или в «архитекторе сценариев» тонкого клиента пользователякоманды и/или сценарии, и панель мониторинга, которая служит по меньшей мере для отображения структуры указанной вычислительной сети.
Объединение объектов IoT системы в вычислительную сеть (комплексный объект IoT) обеспечивает выполнения требуемого технологического либо бизнес-процесса на более высоком уровне: расширяется количество выполняемых алгоритмов работы и увеличивается их сложность (дополнительный технический результат).
Конфигурирование  в заявленной системе  подразумевает описание (создание и настройка) структуры самого объекта IoT: исполнительных устройств (двигатели, сервоприводы, насосы, компрессоры и т.д.), датчиков (КИП) (температуры, давления, тока и т.д.), поддерживаемых системных событий (открылась заслонка, провернулся вал и т.д.).
Необходимыми условиями реализации сервиса, который позволяетсоздавать любой объект IOT,  а также обеспечивать настройку аппаратной части объекта IOT под свои нужды, предполагающие выполнение объектом IoT непредустановленного действия или сценария являются:
- двухсторонняя связь объекта IoT с облачным сервером: получение объектом IOT от облачного сервера информации о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и  режимах работы объекта IoT, а также поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценариев работы объекта IoT и/или однократной команды и последующая передача объектом IoT на облачный сервер пакета данных, содержащих  статус выполнения полученного от облачного сервера сценария работы и/или однократной команды;
»,
- наличие в облачном сервере «архитектора объектов IoT позволяющего пользователю создавать любой объект IoT; и, соответственно, «Базы объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером», где сохраняются сконфигурированные пользователем в «архитекторе объектов IoT» типы исполнительных устройств, информация об их структуре и наборе «координат»;
-  наличие в облачном сервере «конструктора команд» и/или «конструктора сценариев»,  и, соответственно, «базы команд» и/или «базы сценариев» для хранения  созданных пользователем сценариев и команд.
В архитекторе объектов IoT пользователем задаются состав и свойства объекта IoT,  количество и типы КИП, количество и типы исполнительных устройств, диапазоны измеряемых параметров окружающей среды, диапазоны координат исполнительных устройств и др.
Формирование сценариев (алгоритм, содержащий зацикленную последовательность действий и условий их выполнения) пользователем осуществляется в конструкторе сценариев.
Если требуется, чтобы некоторое действие (многомерный вектор, задающий новое положение объекта IoT в пространстве и статус опроса/передачи показаний КИП) или последовательность действий (сценарий) были выполнены объектом IoT однократно, вместо сценария формируется команда. Команды создаются в конструкторе команд.В конструкторе команд могут быть сформированы пользователем и коды, считываемые устройствами ввода/вывода  объекта IoT (QR-коды, пин-коды, штрих-коды и др.). Некоторые коды могут запускать выполнение команды в режиме offline (режим автономной работы без участия облачного сервера), например, когда корректность кода проверяется на основании текущего времени и уникального ID объекта IoT. В качестве алгоритма шифрования кода команды в таком случае может применяться TOTP-алгоритм.
Условия выполнения объектом IoT некоторогодействия делятся на следующие типы:
- по временной задержке
- по аппаратному событию
- по системной переменной
Список системных переменных и аппаратных событий формируется автоматически при создании объекта IoT в архитекторе объектов IoT. В качестве аппаратных событий могут быть выбраны показания булевых детекторов и регистраторов, статус выполнения звеном из состава комплексного объекта IoT некоторого действия, задействование устройств ввода/вывода. В качестве системных переменных могут быть выбраны показания КИП и значения координат объекта IoT.
Таким образом, конфигурирование в нашем случае – это ступень в системном проектировании, заключающаяся в выборе функциональных блоков системы, размещении блоков и определении их взаимосвязей. Возможность создания пользователем под свои задачи нового объекта IoT, новой команды и/или сценария увеличение гибкость системы.
Управлениеобъектами IoT системы заключается в передаче объекту IoT поддерживаемых системой (предустановленных или созданных пользователем)  сценариев и/или однократной команды и может быть реализовано двумя способами:
- онлайн (on-line) - с помощью панели управления тонкого клиента, где отображаются  поддерживаемые системой (созданные пользователем и предустановленные) сценарии и/или и/или однократные команды,
- офлайн (off-line) - с помощью устройства ввода/вывода (при его наличии).
Наличие в составе объекта IoT исполнительного устройства, предназначенного для воздействия на окружающую среду, и/или КИП, измеряющего параметры окружающей среды,  является необходимым условием управления  объектом IoT системы.
Для удобства мониторинга показаний КИП объекта IoT, особенно в том случае, когда объект IoT  лишен исполнительных устройств, выделена панель мониторингатонкого клиента пользователя, в которой отображается структура объекта IoT и все привязанные к нему КИП с текущими показаниями параметров окружающей среды. В панели мониторинга можно настроить «светофор» для каждого КИП, когда показания подсвечиваются определенным цветом в зависимости от того, какому диапазону значений они принадлежат. Также в панели мониторинга можно настроить частоту опроса КИП, обновить их показания в текущий момент времени, посмотреть график показаний каждого КИП.
Заявленная система в трех описанных выше альтернативных вариантах  подразумевает наличие всех выше перечисленных  сервисов облачного сервера. Однако,  в некоторых случаях пользователю может быть ограничен к ним доступ. Например, если пользователь покупает объект IoT с предустановленными и нередактируемыми конфигурациями, сценариями работы и командами. В этом случае  «архитектор объектов IoT» и «конструкторы команд» и/или «конструктор сценариев» ему недоступны. У разработчиков же есть доступ ко всем сервисам облачного сервера.
Все перечисленные выше сервисы тонкого клиента, а именно «архитектор объектов IoT», «конструктор сценариев» и/или «конструктор команд», панель управления и панель мониторинга в общем случае доступны для конфигурирования объектов IoT, конструирования команд и сценариев, управления объектами IoT, мониторинга объектов IoT пользователю в тонком клиенте. Однако для объектов IoT с ограниченной кастомизацией некоторые функции архитектора объектов IoT, конструктора сценариев и конструктора команд  могут быть недоступны.
Наличие тонкого клиента пользователя позволяет осуществлять мониторинг и управление объектами IoT с мобильного устройства.
В частном случае исполнения изобретения  объект IoT системы, являющийся обособленным звеном, содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, сетевой адаптер, и ВБ. ВБ через сетевой адаптер получает от облачного сервера информацию о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и  режимах работы объекта IoT, а также поддерживаемые системой предустановленные и/или вновь созданные пользователем сценарии работы объекта IoT и/или однократную команду, подает на исполнительное устройство  сигнал на выполнение полученных от облачного сервера сценария работы объекта IoT и/или однократной команды, отправляет в облачный сервер  пакет данных, содержащий  статус выполнения полученных от облачного сервера сценария работы и/или однократной команды. Указанный  пакет данных содержит сведения о конфигурации объекта IoT, о режиме работы объекта IoT (автономный режим/режим отладки и т.п.), сам сценарий работы либо однократную команду. Данную информацию ВБ передает в блок внутренней памяти (при его наличии) объекта IoT.
В другом частном случае исполнения являющийся обособленным звеном объект IoT системы дополнительно к исполнительному устройству, сетевому адаптеру и ВБ содержит по меньшей мере один  КИП, который получает от ВБ объекта IoT команду, созданную  на основе полученных от облачного сервера поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценария работы объекта IoT или однократной команды, на измерение параметров окружающей среды и передачу измеренных параметров обратно в ВБ для последующей их отправки в составе пакета данных в облачный сервер, при этом: облачный сервер содержит  «Базу показаний КИП» для хранения протоколов показаний КИП объекта IoT, «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем типов КИП, информации об их структуре и  наборе «координат», а панель мониторинга тонкого клиента пользователя служит для  отображения показаний привязанных к объекту IOT КИП с текущими показаниями параметров окружающей среды.
Являющийся обособленным звеном объект IoT  системы обычно содержит также:
-  блок внутренней памяти, который  служит для хранения, чтения и записи полученной ВБ от облачного сервера обработанной информации о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и режимах работы объекта IoT, а также о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценариях работы объекта IoT и/или однократных командах, причем блок внутренней памяти объекта IoT, содержащего по меньшей мере один КИП, хранит измеренные КИП параметры окружающей среды.
- усилитель, который преобразует  в силовой поступающий от ВБ на исполнительное устройство логический  сигнал на выполнение полученных от облачного сервера поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценария работы объекта IoT или однократной команды.
- устройство ввода/вывода (УВВ), используя которое, пользователь вводит код на  выполнениеобъектом IoT сценария или однократной команды, УВВ отправляет  указанный код на ВБ для последующей передачи  в облачный сервер, который подтверждает корректность кода и отправляет объекту IoT подтверждение на выполнение заложенных в коде команды или сценария или отдает объекту IoT отказ на ее/его выполнение, причем в случае двухстороннего взаимодействия УВВ с пользователем, УВВ преобразовывает полученные от ВБ сгенерированные на его цифровых или аналоговых выходах электрические сигналы в понятные для пользователя данные.
Объект IoT со статусом  «ведомый» комплексного объекта IoT, как правило, дополнительно содержит усилитель, который преобразует  в силовой поступающий от ВБ данного объекта IoT  на исполнительное устройство логический  сигнал на выполнение полученных от объекта  IoT со статусом  «ведущий» однократной команды или персонализированной команды из сценария, а блок внутренней памяти, который служит для хранения, чтения и записи полученной вычислительным блоком данного объекта IoT от объекта IoT со статусом «ведущий» обработанной информации о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и режимах работы объекта IoT, а также о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценариях работы комплексного объекта IoT и/или однократных командах.
В частном случае исполнения объект IoT комплексного объекта IoT со статусом  «ведущий» содержит по меньшей мере одно  исполнительное устройство, сетевой адаптер и ВБ, имеющий аналоговые и цифровые входы. Предпочтительно, когда объект IoT комплексного объекта IoT со статусом  «ведущий» дополнительно к вышеуказанному содержит по меньшей мере один  КИП, который получает от ВБ данного объекта IoT команду, созданную  на основе полученных от облачного сервера сценария работы комплексного объекта IoT или однократной команды, на измерение параметров окружающей среды и передачу измеренных параметров обратно в ВБ для последующей их передачи в составе пакета данных в облачный сервер, при этом: облачный сервер содержит  «Базу показаний КИП» для хранения протоколов показаний КИП комплексного объекта IoT,  «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем типов КИП, информации об их структуре и  наборе «координат», а панель мониторинга тонкого клиента пользователя служит для  отображения показаний привязанных к комплексному объекту IoT КИП с текущими показаниями параметров окружающей среды.
Кроме того, объект IoT со статусом  «ведущий» дополнительно содержит, как правило: блок внутренней памяти, который служит для хранения, чтения и записи полученной ВБ от облачного сервера обработанной информации о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и режимах работы комплексного  объекта IoT, а также о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценариях работы комплексного  объекта IoT или однократных командах,  усилитель, который преобразует  в силовой поступающий от ВБ данного объекта IoT на исполнительное устройство логический  сигнал на выполнение полученных от облачного сервера поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценария работы комплексного  объекта IoT или однократной команды, а также предназначенное для взаимодействия объекта IoT с пользователем УВВ. Причем блок внутренней памяти объекта IoT со статусом «ведущий», содержащего КИП,  хранит измеренные КИП данного объекта IoT параметры окружающей среды.
Предпочтительно, когда по меньшей мере один из являющихся обособленным звеном объектов IoT  комплексного объекта IoT (вычислительной сети) содержит по меньшей мере один  КИП, который получает от ВБ объекта IoT команду, созданную  на основе полученных данным объектом IoT от облачного сервера поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценария работы и/или однократной команды, на измерение параметров окружающей среды и передачу измеренных параметров обратно в ВБ данного объекта IoT для последующей их отправки в составе пакета данных в облачный сервер, при этом: облачный сервер содержит  «Базу показаний КИП» для хранения протоколов собранных им показаний КИП обособленных звеньев вычислительной сети,  «Базу объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» для хранения поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем типов КИП, информации об их структуре и  наборе «координат», а панель мониторинга тонкого клиента пользователя служит для  отображения показаний КИП обособленных звеньев вычислительной сети  с текущими показаниями параметров окружающей среды;
Являющийся обособленным звеном объект IoT указанной вычислительной сети дополнительно  может содержать:
- блок внутренней памяти, который служит для хранения, чтения и записи полученной ВБ данного объекта IoT от облачного сервера обработанной информации о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем конфигурациях и режимах работы данного  объекта IoT, а также о поддерживаемых системой предустановленных и/или вновь созданных пользователем сценариях работы данного объекта IoT и/или однократных командах, причем блок внутренней памяти объекта IoT, содержащего КИП, хранит измеренные КИП данного объекта IoT  параметры окружающей среды;
- усилитель, который преобразует  в силовой поступающий от ВБ данного объекта IoT на исполнительное устройство логический  сигнал на выполнение полученных от облачного сервера предустановленные и/или вновь созданные однократные команды,  полученные от облачного сервера, либо персонализированные команды из поддерживаемого системой предустановленного и/или вновь созданного сценария;
а также предназначенное для взаимодействия объекта IoT с пользователем УВВ.
Для пояснения сущности заявленного изобретения представлены следующие графические материалы:
Фиг. 1 – схема типового объекта IoT;
Фиг. 2 – схема комплексного объекта IoT с разделением звеньев на «ведущий» и «ведомый»;
Фиг. 3 – общая схема системы конфигурирования, мониторинга и управления объектами IoT;
Фиг. 4 – алгоритм конфигурирования объекта IoT.
Доказательства промышленного осуществления заявленного изобретения представлены на примере функционирования системы с типовым объектом IoT и алгоритма конфигурирования объекта IoT.
Типовой объект IoT включает в себя (фиг. 1): ВБ 1,  блок внутренней памяти 2, сетевой адаптер 3, КИП 4, УВВ 5, исполнительные устройства 6 и усилитель 7.
Блок внутренней памяти2 состоит из ОЗУ (оперативное запоминающее устройство/оперативная память) и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и служит для хранения, чтения и записи информации, в том числе алгоритмов работы объекта IoT.
ВБ1 занимается  обработкой алгоритмов работы объекта IoT. В состав ВБ 1 могут входить контроллеры и процессоры. ВБ получает от сетевого адаптера 3 пакет данных с облачного сервера. Данный пакет данных содержит сведения о конфигурации объекта IoT (в общем случае объект IoT не знает, из чего он сам состоит), о режиме работы объекта IoT (автономный режим/режим отладки и т.п.), сценарий работы либо однократную команду. Данную информацию ВБ 1 передает в блок внутренней памяти 2 для записи в ОЗУ либо в ПЗУ. ВБ 1 отправляет обратно в сетевой адаптер 3  пакет данных, содержащий показания КИП 4, статус выполнения сценария работы или однократной команды: например, ВБ 1 сообщает облачному серверу, что действие номер 1 выполнено, приступаю к действию номер 2, при этом давление p1 100 МПа, напряжение U1 12 вольт.
При помощи исполнительных устройств(механических, электрических, акустических, оптических и др.) 6 осуществляется воздействие на окружающую среду. Примером воздействия на окружающую среду может быть  перемещение предмета из точки «А» в точку «Б», отрезание заготовки, возбуждение акустической волны и т.п.
При необходимости (необходимость того или иного действия обусловлена сценарием работы устройства)  логический сигнал с ВБ 1 объекта IoT преобразуется усилителем 7 в силовой сигнал (сигнал на выполнение сценария или команды согласно алгоритму работы объекта IoT) и подается на исполнительное устройство 6. Примером может служить подача логического сигнала (например, 5 вольт) на пин ВБ 1, преобразование логического сигнала  усилителем 7 в силовой сигнал (например, в 220 вольт), как правило посредством транзистора, и последующая подача уже силового сигнала с усилителя 7 на исполнительное устройство 6.
Информацию о параметрах окружающей среды (температуре воздуха, давлении в трубопроводе, положении заготовки на координатно-расточном станке и т.д.) объект IoT получает при помощи КИП 4, который измеряет параметр окружающей среды, преобразует его в электрический сигнал и передает в ВБ 1. То есть, ВБ 1 на основе сценария работы объекта IoT и/или однократной команды дает команду КИП 4 на измерение параметров окружающей среды и передачу измеренных параметров обратно в ВБ 1. ВБ 1 сигнал с КИП 4 преобразует в переменную (набор 0 и 1), которую записывает в блок внутренней памяти 2.
Для двухстороннего взаимодействия с пользователем объект IoT оснащен УВВ 5.Тип передаваемой пользователем объекту IoT/получаемой пользователем от объекта IoT  информации и ее вид зависят от того, что из себя представляет УВВ 5 объекта IoT. Возможны разные варианты и комбинации УВВ 5, которыми оснащен объект IoT:  клавиатура, QR-считыватель (сканер), мышка, датчик отпечатков пальцев, сенсорный дисплей и т.д. Примером информации от пользователя могут служить последовательность нажатия клавиш, QR-код, отпечаток пальца.
Информация с устройства ввода/вывода 5 преобразуется в набор электрических сигналов, поступающих на цифровые либо аналоговые входы ВБ 1. ВБ 1 интерпретирует эти сигналы как команды в соответствии с той логикой, которая зашита в ВБ 1. Если требуется вывести информацию, ВБ 1 генерирует на цифровых либо аналоговых выходах набор электрических сигналов, которые устройством ввода/вывода преобразуются в понятные пользователю данные, как правило, графические либо звуковые. Примером информации для пользователя могут являться текст на дисплее, звуковой сигнал, мигающий светодиод.
Связь объекта IoT с Интернетом и другими объектами IoT осуществляется при помощи сетевого адаптера (ethernet-адаптеры, wifi-модули и т.п.) 3 по защищенным протоколам.
Простейшим примером объекта IoT может служить умная розетка Яндекс YNDX-0007W (https://market.yandex.ru/product--umnaia-rozetka-yandex-yndx-0007w-belyi/446896089/spec?cpa=0&track=tabs). В такой умной розетке микроконтроллер – ВБ, wifi-модуль – сетевой адаптер, полупроводниковое реле, выполняющее, по сути, функцию усилителя (преобразует логический сигнал ВБ в силовой из сети 220 В), исполнительное устройство – это устройство, которое включается (например, чайник) пользователем  в розетку. Связь с пользователем осуществляется посредством тонкого клиента пользователя через wifi-модуль. Когда на ВБ поступает команда включить розетку, ВБ на цифровом выходе генерирует высокий уровень логического сигнала, который подается на полупроводниковое реле. Реле включается и замыкает цепь 220 Вольт. Условный чайник начинает работать.
Примерами тонкого клиента пользователя являются такие приложения, как WhatsUp, Delivery Club.
На фиг. 2 показана схема комплексного объекта IoT - вычислительная сеть из нескольких звеньев, где объект IoT со статусом «ведущий» 8 является звеном, хранящим алгоритм работы вычислительной сети.  Объект IoT со статусом «ведущий» 8 управляет объектами IoT со статусом «ведомый» 9-11, отправляя им команды,  полученные от облачного сервера, либо команды, вырезанные из сценария, который получен от облачного сервера. Объекты IoT со статусом «ведомый» 9-11 передают объекту IoT со статусом «ведущий» 8 рабочую информацию: показания КИП, данные, считанные с устройства ввода/вывода,  системные данные и т.п. У каждого звена из состава комплексного объекта IoT свой набор координат -  положение исполнительного устройства в пространстве допустимых для данного типа исполнительных устройств значений. Например, объект IoT, в состав которого входят два исполнительных устройства: сервопривод [0,180] градусов и  клешня [20,100] Н. Положение объекта IoT описывается как двухкоординатный вектор ([0,180] градусов, [20,100] Н).
На фиг. 3 представлена общая схема заявленной системы конфигурирования, мониторинга и управления объектами IoT, где объект IoT может являться как обособленным звеном 12, так и функционировать в составе вычислительной сети – комплексный объект IoT 12`.
Объект IoT (12, 12`) имеетсвязь с облачным сервером 13. Содержащуюся в исходящем от объекта IOT пакете данных информацию облачный сервер 13 отправляет в тонкий клиент пользователя 14, чтобы пользователь ее видел на панели мониторинга. В том случае, когда облачный сервер 13 выступает «ведущим» звеном в вычислительной сети (комплексный объект IoT), он на основании полученных от тонкого клиента данных координирует работу комплексного объекта IoT 12`.
«
Облачный сервер 13 имеет следующие сервисы, которые являются принадлежностью тонкого клиента 14 пользователя: «архитекторобъектов IoT» 15, конструктор сценариев» 16, «конструктор команд» 17, панель мониторинга 18 и панель управления 19, на которой отражаются доступные пользователю (предустановленные или сформированные пользователем)  команды и сценарии. Прямой связи между УВВ 5  и панелью управления 19 не существует: пользователь не видит на панели управления 19 как таковые УВВ 5, он видит лишь возможные команды и сценарии. В некоторых случаях УВВ 5 позволяют продублировать вызов этих команд и сценариев либо УВВ 5 дают доступ к каким-то особенным командам, которые отсутствуют на панели управления 19.
Тонкий клиент пользователя 14 – это приложение, установленное на устройство пользователя. Между устройством пользователя (например, смартфоном) и облачным сервером 13 устанавливается интернет-соединение, например, TCP/IP, по которому передается информация о том, какую команду/сценарий вызвал пользователь через панель управления 19. После расшифровки и интерпретации полученной информации облачный сервер 13 дожидается сеанса связи с объектом IoT 12 и «объясняет» объекту IoT 12, что делать. Сам облачный сервер 13 не может напрямую связаться с объектом IoT 12. Инициировать соединение может только объект IoT (который в логике «клиент-сервер» является клиентом) 12.
Примером реализации системы, построенной по принципам, схожим с «архитектором объектов IoT», является программа Simulink (Симулинк) – среда динамического междисциплинарного моделирования сложных технических систем и основной инструмент для модельно-ориентированного проектирования. Simulink содержит базу готовых электронных компонентов, из которых можно собирать электронное устройство.
Примером реализации системы по принципам, схожим с «конструктором сценариев» и «конструктором команд», является «Скретч» - визуальная событийно-ориентированная среда программирования, созданная для детей и подростков. Основными компонентами скретч-программы являются объекты-спрайты. Спрайт состоит из графического представления — набора кадров-костюмов и сценария-скрипта.
«База показаний КИП» 20 хранит протокол показаний КИП объекта IoT. Показания приборов КИП передаются объектом IoT на облачный сервер, который все эти показания заносит в  указанную базу. Из этой базы данные передаются в тонкий клиент пользователя 14 и отображаются на панели мониторинга 18.
«База команд» 21 хранит те команды, которые созданы пользователем в «конструкторе команд» 17 и которые могут быть вызваны через панель управления 19.
«База сценариев» 22 хранит те сценарии, которые созданы пользователем в «конструкторе сценариев» 16 и которые могут быть вызваны через панель управления 19.
Указанные базы данных являются составной софтверной частью облачного сервера.
Поддерживаемые системой сценарии (предустановленные или созданные пользователем в конструкторе сценариев 16) могут быть вызваны пользователем через панель управления 19 и  хранятся на облачном сервере  в «Базе сценариев» 22, а такжев объекте IoT со статусом «ведущий» 8, если объект IoT является комплексным объектом IoT 12`, в котором такой объект IoT 8 назначен.
Библиотекой  «архитектора объектов IoT» 15 является «База объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» 23 облачного сервера 13, в которой хранятся поддерживаемые системой  предустановленные и созданные пользователем типы исполнительных устройств и типы КИП, предустановленные и сконфигурированные в «архитекторе объектов IoT» 15  объекты IoT, информация об их структуре, наборе «координат» (степенях свободы объекта IoT, связанных с исполнительными устройствами и варьируемых в диапазоне действия исполнительных устройств), а также протоколы, определяющие структуру пакетов данных, передаваемых облачным сервером 13 объекту IoT (12, 12`) и обратно.
Алгоритм конфигурирования объекта IoT приведенный схематично на фиг. 4 включает следующую последовательность действий:
24 – открыть в тонком клиенте «архитектор объектов IoT» 15,
25 – создать новый объект IoT в «архитекторе объектов IoT» 15, если требуемый объект IoT отсутствует  в «Базе объектов IoT и протоколов их взаимодействия с сервером» (библиотека объектов IoT) 23,
26 – выбрать из библиотеки объектов IoT требуемый объект IoT, если требуемый объект IoT есть в библиотеке объектов IoT,
27 – открыть в тонком клиенте пользователя 14 «конструктор сценариев» 16, если требуется добавить новый сценарий работы объекта IoT,
28 – создать в «конструкторе сценариев» 16 новый сценарий и добавить его в список доступных сценариев на панели управления тонкого клиента, если требуемый сценарий отсутствует в «Базе сценариев» (библиотека сценариев) 22,
29 – выбрать из библиотеки сценариев требуемый сценарий, если таковой там есть, и добавить его в список доступных сценариев,
30 – открыть в тонком клиенте пользователя 14 «конструктор команд» 17, если требуется добавить новую команду для объекта IoT,
31 – создать в «конструкторе команд» 17 новую команду, если требуемая команда отсутствует в «Базе команд» 21 (библиотеке команд), и добавить ее в список доступных команд на панели управления тонкого клиента,
32 – выбрать из библиотеки команд требуемую команду, если она в ней присутствует, и добавить ее в список доступных команд,
33 – войти в панель мониторинга 18 и настроить «светофор» и частоту обновления показаний КИП 4 объекта IoT, если не требуется добавления нового сценария и/или новой команды (созданных в соответствующих конструкторах или взятых из соответствующей библиотеки) в  требуемый объект IoT.
В общем случае объектом IoT может быть многоквартирный дом, газоперекачивающий агрегат, компрессорная станция, электростанция, рука-манипулятор, выключатель света. Иными словами, любая техника, поддерживающая IoT.