Подключение меркурий 201 к сети

В данной статье рассматривается наглядная схема подключения счётчика с фото. Здесь не рассматриваются узлы крепления счётчика и место его установки, рассмотрен вопрос именно схемы подключения счётчика. Не забывайте, что прежде чем приступить к работам, необходимо снять напряжение с места производства электромонтажных работ.

Будем рассматривать схему подключения электрического однофазного счётчика на примере счётчика Меркурий 201. Счётчик Меркурий 201 имеет номинальный ток I _ном =5-50А. Поэтому для данного счётчика необходимо подобрать автоматический выключатель для его защиты от токов короткого замыкания. Как выбрать автоматический выключатель, подробно рассказано в статье – выбор устройств защиты .

При подключении однофазного счётчика сечение провода должно быть рассчитано под номинальный ток данного счётчика, как выбрать сечение провода, подробно рассказано в статье – выбор сечения провода .

Однофазный счётчик Меркурий 201 представлен на Фото №1.

Фото №1. Однофазный электрический счётчик Меркурий 201

Схема подключения счётчика указана на тыльной стороне крышки счётчика, которая изображена на Фото №2.

Фото №2. Схема подключения однофазного счётчика Меркурий 201

Приступаем. Первое что делаем, это снимаем крышку счётчика, смотрим Фото №3.

Мы видим четыре позиции для подключения проводов.

Первая позиция необходима для подключения фазного питающего провода от вводного автомата. Вторая позиция необходима для подключения фазного провода нагрузки, он идёт на питание потребителей. Третья позиция необходима для подключения нулевого провода от вводного автомата. Четвёртая позиция необходима для подключения нулевого провода нагрузки, он идёт к потребителям.

Далее откручиваем зажимы всех четырех позиций таким образом, чтобы можно было вставить провод в позиции. Смотрите Фото №4.

Снимаем изоляцию с провода примерно на 2,3 см. Обратите внимание, что с вставленного провода в позицию должно быть снято достаточно изоляции, необходимо чтобы изоляция не мешала при закручивании зажимов провода, иначе может создаться плохой контакт, а также возможен случай плавки изоляции. Обратите внимание на данное замечание, это распространённая ошибка начинающих электриков. Провод в позиции вставляем до упора. Фазный провод – белый, нулевой – синий.

На фото изображен медный провод сечением 2,5 мм 2 . Данный провод используется как пример схемы подключения однофазного счётчика и не является эталонным вариантом. В любом случае, выбор сечения провода зависит от установленной мощности потребителя, и как его определить, можно прочитать в статье – Выбор сечения провода .

Идём дальше. Подключаем фазный питающий провод от вводного автомата, затем подключаем фазный провод нагрузки так, как показано на фото №5:

Далее подключаем нулевые провода. Получаем следующее:

Хорошо затягиваем болтовые зажимы всех четырех позиций. Дальше необходимо установить крышку счётчика. В крышке имеются специальные места для выреза отверстий для проводов ( см. Фото №3). Вырезаем отверстия, устанавливаем и закручиваем крышку. Конечный вариант получается следующий :

Таким образом производится подключение однофазного электрического счётчика Меркурий 201. По такой же схеме подключаются однофазные электрические счётчики и других производителей.

Схема однофазного счетчика достаточно проста. В данной статье я расскажу вам, как подключить однофазный счетчик. Я уже писал ранее, как правильно выбрать электросчетчик для дома, квартиры . Теперь после покупки счетчика, стоит новая задача – подключить однофазный счетчик к электросети.

Однофазные счетчики для домов и квартир, изготавливают прямого включения, т.е. без дополнительных понижающих трансформаторов тока.

Ничего сложного в подключении однофазного счетчика нет, перед установкой счетчика внимательно изучите документацию, инструкции, примеры подключения схем однофазного счетчика и т. д.. Чтобы правильно подключить однофазный счетчик, нам, в первую очередь, понадобится схема однофазного счетчика, которую можно отыскать:

• документация, которой комплектуется электросчетчик – это паспорт, инструкция или формуляр на счетчик, где указываются все характеристики, заводской номер, даты выпуска и поверки счетчика, и конечно — сама схема однофазного счетчика;

• дополнительно в комплект документов на счетчик может входить и руководство по эксплуатации, в котором также будет указана схема однофазного счетчика;

• в обязательном порядке, на обратной стороне клеммной крышки любого электросчетчика, будет нанесена схема однофазного счетчика;

• ну и конечно, схема однофазного счетчика найдется в интернете.

Изучив схему однофазного счетчика «на бумаге», обратимся непосредственно к самому электросчетчику.

Простой однофазный счетчик имеет 4 контакта на клеммной колодке:

• клемма №1 – ввод фазы от внешней сети (к дому или квартире)
• клемма №2 – выход фазы (внутрь дома или квартиры)
• клемма №3 — ввод нуля от внешней сети (к дому или квартире)
• клемма №4 — выход нуля (внутрь дома или квартиры)

В такой же последовательности и подключаем провода к контактам нашего однофазного электросчетчика, не забыв, отключить автомат, пробки или рубильник, который установлен перед однофазным электросчетчиком, если у вас вводной кабель (провод) сразу приходит на счетчик, в этом случае, необходимо отключать линию.

При замене старого однофазного электросчетчика, если вы решили заменить его самостоятельно или позвали друга-соседа-электрика, как минимум, сделайте звонок в вашу сетевую компанию, управляющую компанию, ТСЖ и узнайте, что нужно сделать, чтобы заменить однофазный счетчик. Главный вопрос — кто будет срывать пломбу со старого счетчика.

Если вы сорвете пломбу со старого электросчетчика, и установите новый, и только лишь после этого сообщите об этом в электросети, могут возникнуть серьезные проблемы. Вас могут обвинить в воровстве электроэнергии (сорвана пломба) и выставят крупный штраф.

Схема однофазного счетчика с вводным автоматом

Схема однофазного счетчика, когда перед счетчиком установлен вводной автомат. Так должно быть по ПУЭ, но если вводной автомат нельзя опломбировать, сетевая организация не разрешит такую схему подключения счетчика.

Схема однофазного счетчика, когда вводной автомат установлен после счетчика. Этот вариант подключения электросчетчика применяется, если нет возможности опломбировать вводной автомат. Кабель (провод) подключается напрямую к электросчетчику, клеммная крышка пломбируется и нет возможности хищения электроэнергии.

Счетчик Меркурий 201 – это современный однофазный счетчик электроэнергии. Предназначен для использования в жилом секторе для бытового учёта электрической энергии. Является самым распространенным однотарифным счетчиком.

Модельный ряд счетчиков

Счетчик электроэнергии Меркурий 201 производит компания «Инкотекс». В серии 201 существует несколько модификаций: однотарифные счетчики – Меркурий 201.2, Меркурий 201.4, Меркурий 201.5, Меркурий 201.6, Меркурий 201.22, Меркурий 201.7, а так же многотарифный счетчик – Меркурий 201.8 TLO.

Компания «Инкотекс» специализируется на разработке и производстве электронных приборов учета энергоресурсов и автоматизированной системы коммерческого учета. Поставляет на рынок более 120 моделей приборов учета, которые отличаются высокой надёжностью, функциональностью, качеством и современным дизайном.

Меркурий 201 счетчик

Счетчик электрической энергии «Меркурий – 201» на данный момент является наиболее популярным в нашей стране прибором учета. Счетчики данной модели удачно заменяют старые модели с наличием крутящего диска.

В данной статье мы расскажем о том, какие особенности и характеристики имеет данный прибор учета, а также, каким образом проводится его подключение.

Особенности и технические характеристики счетчика

Данные приборы учета производит отечественная компания «Инкотекс» с 2001 года. Данный производитель зарекомендовал себя, как высококлассный, занимающийся выпуском как однофазных счетчиков для бытовых нужд, так и сложных трехфазных конструкций.

У данного прибора есть несколько модификаций от 201.1 до 201.8. А также все агрегаты из этой серии могут разделяться на виды в зависимости от допустимого рабочего тока и способа отражения информации о расходе электричества.

Счетчик «Меркурий 201» представляет собой прямоугольный пластиковый корпус с наличием на лицевой части ЖК-дисплея с информацией о потребляемой энергии. Справа на лицевой стороне находится техническая информация в виде таблицы. Корпус прибора отличается компактными размерами.

Нижняя часть корпуса счетчика снимается и открывает доступ к контактам прибора. Все провода подключаются путем винтового соединения. Для закрепления счетчика на вертикальной поверхности необходимо пользоваться DIN – рейкой, которой оснащают почти все современные приборы учета.

В зависимости от конфигурации, данные счетчики бывают электромеханическими, где специальный барабан является отсчитывающим устройством или же электронными, где все показания выводятся на дисплей.

Благодаря переполюсовке, все счетчики данной серии защищены от воровства электрической энергии. Также он отличается следующими характеристиками:

1. Определенными показателями рабочей температуры, которые находятся в промежутке между – 20 и +55 градусов.
2. Наличием гарантии на изделие в течение 3 лет с даты покупки.
3. Максимальным сроком эксплуатации счетчика, который равен 30 годам после установки.
4. Межповерочным интервалом – 15 лет.

Требования к счетчику

Перед покупкой электросчетчика необходимо проверить, соответствует ли он всем необходимым требованиям. Сюда относится наличие класса точности, обычно для приборов учета электроэнергии это первый или второй класс, которые разрешают погрешность в измерениях в 1-2%.

Также стоит заранее проверить указана ли дата производства и поверки счетчика. Обязательно нужно уточнить номер на наличие в базе данных Гостреестра измерительных средств и гарантийную пломбу на самом устройстве. И стоит удостовериться в наличии клейма поверителя и защитной голограммы.

Подключение счетчика

Заранее перед установкой счетчика с энергоснабжающей компанией согласовываются следующие детали:

• Место монтажа. Обычно это делается за пределами квартиры или дома, но установку можно осуществить и внутри.
• Модель устанавливаемого счетчика. Здесь понадобятся технические документы, которые получены при покупке.
• Проверка качества электрической схемы подключения и разводки.

Перед тем как подключить счетчик, необходимо максимально внимательно изучить технический паспорт к изделию, а также уточнить относительно схемы его подключения.  Если в своих силах мастер неуверен, то необходимо воспользоваться услугами профессионалов. Очень часто возникает много вопросов относительно, того, как подключить счетчик «Меркурий-201», но на самом деле в этом процессе нет особых сложностей.

Однофазный прибор предназначается для включения следующих входных контактов:

1. Контакт для осуществления входа фазы в помещение от внешней сети. Провод получают от предприятия – поставщика электричества.
2. Кабель ШВВП предназначается для выхода фазы внутрь подключаемого помещения.
3. Клемма подключения нуля от общей сети.
4. Клемма выхода нуля к нагрузке внутрь.

Подключение всех проводов выполняется в названной последовательности.

Важно! Перед началом работ система обесточивается. Для этого выключается рубильник, автомат, пробки и сам кабель, если он заходит на счетчик.

Подключенные провода аккуратнейшим образом располагаются на клеммной крышке при помощи перфорированных ячеек. Сама крышка монтируется на корпус максимально плотно.

После этого необходимо еще раз удостовериться в том, что схема подключения была соблюдена, и вызвать представителя электрокомпании, который проведет поверку и установит соответствующую пломбу на приборе учета.

Важно! Если на электросчетчике горит красная лампочка, то это означает его подключение к электрической сети.

Отзывы о приборе учета «Меркурий 201»

Можно посоветовать перед покупкой такого сложного устройства, как счетчик электричества ознакомится с отзывами на данный прибор. Именно поэтому мы размещаем несколько отзывов реальных покупателей, которые делятся своим мнением относительно данного агрегата.

Несколько лет назад произвели подключение счетчика Меркурий 201». Все это время он исправно работает. Понравилось то, что монтаж его достаточно быстро производится, даже мой сын студент технического ВУЗа разобрался со схемой подключения быстро.

Алевтина, Саратов

Купил данный счетчик для частного дома, но допустил ошибку и установил его на фасаде. За счет перепада температур возникают небольшие погрешности. Это, конечно, не так критично, но все же неприятно. Данный прибор по качеству неплохой и его можно посоветовать, но только при установке внутри дома.

Андрей, Ростов-на-Дону.

Долго выбирали счетчик для бани. Остановились на этой модели. Знакомый электрик быстро подключил и подсказал, что делать, чтобы не было погрешности при установке вне помещения. Для этого нужно установить специальный закрытый щиток, который не будет пропускать низкие температуры.

Олег, Воронеж

Не смогли найти лучшего устройства для снятия показаний. Этот счетчик идеален по всем параметрам и прекрасно выполняет свою работу. Поставили сначала маме, а потом и свой заменили на такой же. Теперь проблем не знаем.

Заключение

Учет электроэнергии сейчас является непростым процессом, для которого важно правильно подобрать качественное оборудование. Счетчик «Меркурий 201» российского производства выделяется среди ему подобных на рынке своим высоким качеством и приемлемой стоимостью. Этот прибор учета подойдет как для частного дома, так и для квартиры, причем установить его можно даже вне помещения. Масса положительных отзывов говорят о популярности и отличных характеристиках данного агрегата.

Меркурий 201: технические характеристики, монтаж, схема подключения

Из приборов учета электроэнергии выделим Меркурий 201, установленный в жилищах большинства наших сограждан. Простое подключение счетчика Меркурий вместе с низкой стоимостью дали ему огромную популярность. Предлагаем детально рассмотреть Меркурий 201 и схему подключения устройства, конструкцию, плюсы и минусы, теххарактеристики, пошаговый монтаж.

Из чего состоит Меркурий 201

Разобрать электросчетчик Меркурий 201 под силу не только мастеру, с этим справится и новичок-любитель. Итак, о каких составных частях и узлах однофазного счетчика надо знать начинающему электрику?

1. Прямоугольный корпус из пластика с интерфейсной и клеммной крышками на основании. Крышки предназначены для защиты “внутренностей” прибора от повреждения.
2. Крышка корпуса, зафиксированная парой стандартных винтов на основании. Через ее отверстие удобно снимать показания и наблюдать за светодиодным индикатором, как работает устройство учета.
3. Клеммная колодка, состоящая из 4 клемм, чтобы Меркурий 201 можно было подключать к сети и встроенному блоку питания.
4. Импульсный выход электрического счетчика Оптрон.
5. Память для хранения информации о потребляемом электричестве.
6. Оптопорт.
7. Микропроцессор.
8. ЖК монитор слева на лицевой части корпуса, благодаря которому выводятся данные по использованной электроэнергии.
9. Для вывода информации на отдельных моделях счетчиков предусмотрены счетный механизм и барабан вместо жидкокристаллического дисплея.

Что хорошего и плохого в Меркурии 201

Еще до того, как схема подключения счетчика Меркурий 201 будет составлена, надо разобрать и максимально применить все достоинства выбранной модификации. Перед подключением счетчика Меркурий 201 начнем с описания преимуществ:

• высокопрочный литой пластиковый корпус выдерживает загрязнение, защищает от пыли и влаги, препятствует неправомерному подключению для кражи электричества;
• приятная цена устройства позволяет рекомендовать его широкому кругу потребителей, при этом качество сборки и точность показаний находятся на достойном уровне;
• даже человек без значительного опыта и знаний поймет, как подключить счетчик Меркурий, для этого нужно знать конструкцию и схему подключения;
• показания снимать удобно как в светлое, так и темное время суток — большие цифры на LCD-дисплее видно даже людям со слабым зрением;
• если для прибора учета Меркурий 201 подключение прошло успешно, можете рассчитывать на потрясающий срок службы —до 20 лет, как обещает нам техническая документация, и даже более, если смотреть на реальные показатели на практике.

Профилактические мероприятия помогут продлить рабочий срок счетчика.

Всегда схема счетчика Меркурий 201 должна учитывать недостатки прибора:

• корпус крупный, зачастую в щитке для него не хватает места; мастер подберет или вырежет для него отдельный участок, но визуальное впечатление от такой конструкции будет не самым приятным;
• если ищете способ, как подключить счетчик Меркурий в квартире, вас может оттолкнуть его устаревший дизайн и громоздкость;
• устройство учета допускается к работе после постановки пломбы, но сделать это не так просто из-за непродуманной конструкции.

Что надо знать о технических параметрах

Знакомиться с технической документацией нужно до монтажа, поскольку однофазный электросчетчик Меркурий 201 по техническим характеристикам может немного отличаться в зависимости от модификации. Такое предварительное знакомство позволит правильно составить схему подключения счетчика Меркурий 201.

Документация производителя должна совпадать с реальными возможностями прибора:

1. Первый или второй класс точности означает, что погрешность замеров не превысит 1% — 2%.
2. Интервал между проверками составляет 16 лет, то есть в течение этого периода гарантируется оптимальная работа и самые точные данные по замерам потребляемого электричества.
3. Устройство функционирует при температурах от -40⁰С до 55⁰С. Это говорит о том, что подключение Счетчика Меркурий допускается как в доме, так и снаружи (потребуется усиленная защита от осадков).
4. Изделие должно быть проверено на производстве, о чем гласит дата изготовления и проверки. Кроме того, номер значения счетчика занесен в Государственный реестр измерительных средств. Также не лишней кажется проверка гарантийной пломбы, защитной голограммы от подделки и клеймо поверителя с датой процедуры.
5. Мы уже говорили, что электросчетчик Меркурий 201 по техническим характеристикам отличается в разных модификациях. Разница заключается в разном рабочем и максимальном токе, способе индикации и передаточном числе. Подробнее в таблице.

Рабочий ток	Максимальный ток	Модификация	Индикация	Передаточное число
5А	60А	201.1	механическая	6400 имп./кВт·ч
		201.2	ЖК
		201.22	ЖК
		201.5	механическая	3200
10 А	80 А	201.3	механика	6400
		201.4	ЖКИ
		201.6	механика	3200

Как монтировать счетчик Меркурий

Для вас мы расписали подключение счетчика Меркурий 201 пошагово. Не забудьте о технике безопасности:

• внимательно читать документы по эксплуатации и установке;
• обесточивать сеть на период монтажа, ремонта и профилактики;
• следить за допустимым током и напряжением при пользовании устройством учета;
• фиксация прибора на стене выполняется вне зоны доступа детей и животных, а также склонных к возгоранию предметов и горюче-смазочных материалов;
• в идеале для Меркурия 201 подключение заказывают у профессионалов, но при достаточном опыте можно пробовать установку своими руками.

А теперь о том, как подключить счетчик Меркурий собственноручно. Для этого вам понадобится стандартная схема счетчика Меркурий 201, но также надо пройти предварительные этапы.

1. Взять разрешение на демонтаж старого счетчика у представителей энергоснабжения.
2. Там же уточнить данные по классу точности для нового устройства.
3. Далее купить сам прибор учета и подобрать для него место. Оптимально крепить счетчик на стену с минимальным риском попадания влаги на корпус. Подводить проводку будет легче, если прибор поставить около входа.
4. Снять размеры устройства и разметить на стенке.
5. Маркером наметить места под крепления.
6. Просверлить отверстия в стене, качественно зафиксировать прибор винтами.
7. Выполнить проверку на ровность по горизонтали и вертикали.
8. Далее следует обесточить помещение, проверить отверткой-индикатором, если ли сетевое напряжение.
9. Подвести провода от щитка к электрическому счетчику.
10. Рекомендуем использовать стандартную схему подключения счетчика Меркурий 201.
11. Фазу мягко присоединить ко второй клемме справа предохранителя или УЗО, а ноль — к первой клемме на панели с той же стороны.
12. Далее следует проверка изоляции контактов и видимых глазу повреждений.
13. После подключения счетчика Меркурий надо написать заявление на опломбировку. Специалист прибудет через несколько дней и проверит, правильно ли реализована схема счетчика Меркурий 201 в вашем случае.
14. При положительном заключении счетчик тестируется.
15. Если по результатом тестов выявлена нормальная работоспособность, Меркурий получает свою пломбу.

Пломба — это официальное разрешение на использование счетчика электроэнергии у вас дома. Теперь вы можете следить за показаниями и на свое усмотрение регулировать энергопотребление.

Полезные видео

И, напоследок, видео-бонус для наших читателей, чтобы наглядно разобраться, как подключить счетчик.

Подключение счетчика Меркурий 201 и 230

Приборы учета электроэнергии способны точно определять объем потребленной электроэнергии и выполнять расчеты по ее оплате. В статье рассмотрим схему подключения счетчика Меркурий 201. При наличие опыта подключение по представленной ниже схеме возможно выполнить монтаж счетчика своими руками или воспользоваться услугами квалифицированных специалистов.

Технические характеристики

Приборы учета электроэнергии Меркурий 201 устанавливается в сетях, рассчитанных на 220 вольт. Подобные однотарифные устройства применяются в жилых помещениях, офисах, общественных зданиях, объектах коммерческого назначения. В современных частных домах чаще всего устанавливается трехфазный счетчик.

Счетчик Меркурий 201 завоевал широкую популярность у потребителей, благодаря своим качествам и техническим характеристикам:

• Компактные размеры и современный дизайн, простота и легкость подсоединения к сети.
• Эффективная система защиты, не позволяющая воровать электроэнергию.
• Возможность установки прибора несколькими способами, в том числе и на DIN-рейку. Точно так же выполняется монтаж и подключение счетчика Меркурий 230.
• Некоторые модели имеют разные планы, например, оборудуются модемом PLC, своевременно реагирующим на изменяющиеся состояния устройства. Основным датчиком для снятия показаний служит ток шунта.
• Функционирует при номинальных токах 60 и 80 ампер и напряжении 220 вольт, применяется схема подключения однофазного счетчика.
• По предварительным оценкам прибор может нормально функционировать не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации. Гарантийный срок электросчетчика Меркурий 201 составляет 3 года.
• Межповерочный интервал составляет 16 лет, после чего устройство подлежит проверке специалистами электроснабжающей организации.
• Меркурий 201 выпускаются в двух модификациях и присоединениях. Они могут быть электромеханическими, с передачей данных через вращающийся барабан и электронными, функционирующими на основе микросхем. В первом случае показания выводятся на механическое табло, а во втором – на жидкокристаллический экран.

Основным условием нормальной эксплуатации приборов учета электроэнергии является их надежное крепление в местах с надежной защитой от механических повреждений, атмосферных и других агрессивных воздействий. Прибор может эксплуатироваться в температурном диапазоне от минус 55 до плюс 40 градусов Цельсия. При высоких напряжения приборы учета подключаются с помощью трансформаторов тока.

Перед установкой необходимо проверить класс точности, указанный в паспорте. У счетчиков Меркурий 201 он равен 1. Сам прибор должен быть обязательно опломбирован заводом-изготовителей. На пломбу наносится дата изготовления, а на корпус устройства наносится клеймо госповерки, подтверждающее соответствие всем нормативным требованиям.

Правила подключения

Перед тем как устанавливать и подключать прибор учета электрической энергии, следует внимательно изучить его технический паспорт, руководство по эксплуатации, определиться со схемой подключения. Это поможет в решении задачи, как подключить счетчик Меркурий 201.

Клеммник однофазного счетчика состоит из 4 контактов различного назначения:

• Ввод фазы от наружной сети от проводника, расположенного на входе в жилье.
• Выходной контакт для подключения кабеля внутренней проводки. Как правило для этого используется провод марки ШВВП.
• Клемма нулевого проводника наружной сети.
• Клемма выходного нулевого проводника, идущего внутрь квартиры вместе с фазой. Для трёхфазной сети предусмотрено большее количество клемм, в соответствии с количеством используемых фаз.

Все перечисленные провода рекомендуется подключать в той же последовательности. Предварительно следует изучить их маркировку и расцветку. Перед началом подключения система подачи питания должна быть обесточена. С этой целью отключаются автоматы, пробки или рубильники, установленные между главной линией и прибором учета электроэнергии. В случае отсутствия отключающих устройств, необходимо отключить саму магистральную линию в щитке на лестничной площадке. Если напряжение превышает нормативное, выполняется подключение счетчика Меркурий через трансформаторы тока.

После подключения все провода нужно аккуратно сложить под клеммной крышкой в ячейки. После этого крышка плотно прикручивается к корпусу счетчика. После этого представитель электроснабжающей организации проверяет и опломбирует устройство. Подключенное состояние подтверждается горящей красной лампочкой-индикатором.

Монтаж и подключение

Электросчётчики Меркурий 201 устанавливаются в щиток и подключаются по стандартной схеме, размещенной под крышкой, закрывающей клеммы. Более точный порядок подсоединения может быть указан в приложенной технической документации. Он может существенно отличаться, например, подключение трехфазного счетчика Меркурий 230 осуществляется совершенно по другой схеме.

Процесс подключения счетчика Меркурий достаточно простой и выполняется в несколько этапов:

• Снимается крышка контактной группы, куда подключается входной и выходной провод. К двум контактам подключаются фазные проводники – входной и выходной, а к двум другим такие же нулевые проводники.
• Все контактные зажимы нужно ослабить, а концы проводов зачистить от изоляции. После этого выполняется непосредственное подключение счетчика Меркурий 201 к входной сети.
• Схема подключения эл счетчика предусматривает в первую очередь подключение фазных проводников – входного и выходного. После них присоединяются нулевые проводники. На всех контактных площадках винты нужно хорошо закрутить.
• После всех подключений и фиксации клемм, защитная крышка устанавливается на свое место. Это касается и трехфазного счетчика Меркурий 231. Далее нужно проверить, как работает устройство. Если все подключено правильно, должен загореться светодиод красного цвета. Если этого не произошло, следует еще раз свериться со схемой, в случае необходимости обратитесь к специалисту.

Кроме подключения электросчетчика в общую цепь обязательно включаются автоматические выключатели, защищающие прибор учета электроэнергии от сетевых перенапряжений. Защитные устройства устанавливаются перед вводом линии, подающей напряжение к счетчику. Если же защиту в виде автомата установить после прибора учета, то при больших перепадах напряжения он быстро выйдет из строя. При высоких напряжениях выполняется подключение счетчика Меркурий 230 через трансформаторы тока.

Нормативная документация предусматривает установку лишь одного автомата на проводник фазы. Однако модель защитного устройства лучше использовать двухполюсную, чтобы отключался не только подающий проводник, но и нейтральный. Таким образом, все подключение вначале осуществляется к вводному автомату, а уже потом подводятся для подключения к электросчетчику.

Самое главное правило, которое должно соблюдаться при соединениях, это правильное расположение проводов, особенно, когда используется схема подключения трехфазного счетчика. Сверху автомата и счетчика подключаются входные кабели, а в нижней части – проводники, идущие к нагрузке. В будущем при ремонте или замене приборов это позволит избежать путаницы при новых подключениях.

как подключить, схема для однофазного, счетчик электроэнергии и автоматы

Подключение электросчетчика можно выполнить самостоятельноПервым этапом подключения электросчетчика является его правильный выбор. После покупки можно приступать к установке однофазного устройства. Выполнить подключение электросчетчика сможет каждый, кто внимательно ознакомился с документацией и инструкцией. Для подключения однофазных счетчиков прямого подключения не нужно использовать дополнительные понижающие трансформаторы тока.

Как подключить электросчетчик: из чего состоит бокс

Чтобы подключить электросчетчик своими руками правильно, необходимо предварительно внимательно ознакомиться с документацией, инструкцией, примерными схемами подключения.

В документации, которая является паспортом счетчика, можно найти характеристики устройства, его заводской номер, узнать о дате выпуска и проверки. Именно в документации можно найти подробную схему счетчика.

Обратная сторона клеммной крышки на любом электросчетчике оснащена схемой однофазного устройства.

Клеммная колодка оснащена четырьмя контактами: вводом фазы от внешней сети, выходом фазы внутрь помещения, вводом нуля от внешней сети, выходом нуля. Эту последовательность необходимо соблюдать при подключении провода к контактам однофазного устройства. Важно не забыть отключить автомат, все пробки, рубильник.

Чтобы подключить счетчик правильно, необходимо ознакомиться с инструкцией

Из чего состоит бокс:

• Наружная часть. Характеризуется наличием защитной крышки с дверкой.
• Внутренняя часть. Состоит из нескольких реек. Количество реек может быть разным: на это влияет количество установочных позиций в боксе. Тут же расположена нулевая шина, которая способствует распределению питающего нуля между проводами.

Перед монтажом бокс необходимо тщательно подготовить. Для того чтобы снять крышку, откручивают четыре винта, которые крепятся к наружной крышке. По правилам электрический счетчик можно монтировать на приблизительную высоту: от 0,8 до 1,7 метра от основания пола. Это делают для того, чтобы пломбировщику было удобно снимать показания.

Схема подключения однофазного счетчика

Перед счетчиком энергии в обязательном порядке необходим монтаж защитного отключающего устройства. В большинстве случаев популярным является использование двухполюсного автоматического выключателя. Он предотвращает возникновение в счетчике короткого замыкания, возгорания, которое может произойти из-за слишком высокой нагрузки.

При помощи номинала автоматического выключателя регулируют ограничение мощности, которая разрешена.

Часто монтаж вводного автоматического устройства выполняют непосредственного в квартире или частном доме. Иногда его устанавливают на щитке, расположенном на лестничной площадке. Начинают монтаж электросчетчика с установки вводного выключателя (скорее всего он двухполюсный и автоматический).

Схема подключения однофазного счетчика

Поэтапное подключение счетчика:

• Используя специальную защелку, которая расположена на задней стенке выключателя, автомат устанавливают в верхней дин рейке.
• На задней стенке счетчика можно найти защелку, которой автомат прикрепляют к дин рейке.
• Приступают к монтажу отходящих однополюсных автоматов.

После установки электросчетчик необходимо подготовить к подключению. Для этого нужно открутить винт пломбировки, который расположен в центре крышки счетчика: она расположена внизу. После этого необходимо снять защитную крышку, на которой можно найти схему подключения электросчетчика.

Правила: как подключить однофазный электросчетчик

Подсчитывать расход электроэнергии нужно во всех помещениях, в которых проведено электричество. Отсутствие счетчика является нарушением закона, что влечет за собой привлечение к административной ответственности. Чтобы избежать обвинений и штрафов, нужно знать, как правильно самостоятельно подключить счетчик для учета электроэнергии.

Модели современных счетчиков различаются согласно принципам функционирования – это стоит учитывать при подключении.

Счетчики бывают механическими. Их принцип работы заключается в том, что проходящий ток приводит в движение металлические пластины, которые отличаются круглой формой. Пластины вращаются, что способствует учету электричества согласно оборотам. Более современные счетчики – электронные. Они работают на микросхемах.

Счетчики могут быть механическими или электронными

Правила для установки счетчиков:

• Помещение, в котором будет производиться монтаж, должно быть сухим. Это обеспечит безопасность использования прибора.
• Температура воздуха в помещении должна быть выше нуля.
• Монтировать счетчик можно на стену, в распределительный шкафчик, специальную панель или другом месте.
• Крепить счетчик можно на металлический или пластиковый щиток.
• Важно следить за тем. Чтобы наклон счетчика не превышал 1 градуса, так как это счетчику будет давать показания неправильно.
• Короб, в котором будет размещен электросчетчик, не должен быть слишком маленьких размеров. Доступ к электросчетчику должен быть удобным.
• Перед подключением проводов, нужно внимательно ознакомиться с их маркировкой и цветом.

Не следует забывать об обязательной установке автоматического выключателя. Для этого понадобится вызывать контролера, который опломбирует автоматы. Если этого не сделать, специальные службы могут обвинить владельца квартиры или дома в хищении электрической энергии.

Установка и схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Особенностью однофазного счетчика является то, что для подключения всех устройств используют один однофазный провод. Однофазное устройство оснащено четырьмя клеммными контактами, которые способствуют подаче электроэнергии внутрь помещения. Первым делом необходимо позаботиться об установке крепежа, с помощью которого монтируют счетчик.

Необходимо определить рабочий и нулевой провод, принадлежащий сети. Для этого нужно воспользоваться отверткой-индикатором, не отключая напряжения.

Если индикатор загорается, провод работает. Тот проводник, то остался, равен нулю. Чтобы было удобно, провода помечают.

Установка счетчика согласно схеме:

• Определить фазный провод на щите распределения очень просто – обычно он выполнен в красном цвете.
• Перед началом монтажа счетчика необходимо отключить электричество. Нижняя часть электросчетчика оснащена четырьмя клеммными контактами. Пару левых контактов используют для фазных проводов. Правые – для того, чтобы произвести подвод и отвод нулевых жил в помещение.
• Оголенные концы общего и квартирного фазного проводника вставляют в клеммники.

Установка счетчика должна проводиться строго по схеме

Нулевые провода следует вставить в клеммы, которые им соответствуют, а затем нужно хорошо их зажать. После проделанной работы подают электроэнергию и проверяют работу устройства. После все проделанной работы по установке нужно не забыть вызвать контролера, который составит акт приемки проведенных работ.

Трехфазный прибор: как подключить счетчик электроэнергии

Схема подключения трехфазного счетчика не сильно отличается от схемы подключения однофазного. Но токовая нагрузка при подключении не должна превышать 100 ампер. Если нагрузка больше, необходимо позаботиться об установке трансформатора.

Многотарифный трехфазный счетчик отличается от однофазного и двухфазного наличием восьми клеммных контактов.

При подключении трехфазного счетчика необходимо позаботиться об установке специального автоматического выключателя, который следит за тем, как работает фазный провод. Клеммы, расположенные справа, предназначены для того, чтобы выполнить подсоединение нулевого провода. В одном контакте зажимают общедомовой ноль, на другом – производят зажим внутриканального провода.

Что нужно для правильной установки:

• Выбрать прибор;
• Изучить схемы счетчика.

Метод установки зависит от образца счетчика. Для примера можно рассмотреть схему подключения счетчика «Меркурий 201». Подсоединить счетчик в квартире, доме, на даче или в гараже можно самому, если внимательно изучить схемы и инструкции.

Как подключить электросчетчик однофазный (видео)

Когда приходит время, чтобы заменить старый счетчик, многие не знают, как поступить: обратиться к мастеру или можно справиться собственными силами. Подсоединение механического или электронного счетчика для учета электроэнергии можно выполнить своими руками. Важно внимательно изучить схему подключения счетчика и правильно соединить провода, при этом, не испортив проводку. При установке вводного выключателя необходима опломбировка. Это важно, так как владельца могут обвинить в хищении электричества. Как подключается счетчик, можно наглядно посмотреть в интернете.

Добавить комментарий

Счетчик Меркурий 201: технические характеристики, требования

Учету электрической энергии в настоящее время уделяется много внимания. При этом главное выбрать качественно измерительное электрооборудование. Счетчик Меркурий 201, который изготавливают российские производители, считается очень востребованным продуктом. Благодаря своей невысокой цене и хорошему качеству измерительные приборы прибыли на смену конструктивно устаревшим электрическим счетчикам с крутящимися элементами.

Счетчик Меркурий 201

Преимуществом данных моделей является универсальность в использовании. Они предусматриваются как для частного сектора, так и для многоквартирных домов. Счетчик Меркурий 201 и его разработчики гарантируют срок службы прибора в тридцать лет.

Что делать если человека ударило током? Это должен знать каждый читать всем!

Счетчик Меркурий 201 — технические характеристики

Электрические счетчики этого образца имеют несколько моделей, которые отличаются по способу отражения информации и допустимой величины токовой характеристики.

Электрические счетчики могут иметь электромеханическую конструкцию и электронную. Данный прибор оснащен переполюсовкой, что исключает риск расхищения электрической энергии. Это значит, что даже если при установке счетчика поменять полюса, он будет показывать такой же результат.

На лицевой панели измерительного механизма расположен жидкокристаллический дисплей, возле которого нанесены основные технические параметры.

Основными техническими характеристиками Меркурия 201 являются:

1. Температурный режим, при котором сохраняется работоспособность измерительного прибора, и он варьируется от -20 до +55 градусов.
2. Эксплуатационный период электрического приспособления обладает сроком в тридцать лет после его установки, что говорит о его надежности и долговечности.
3. Гарантийный срок службы составляет три года.
4. Интервал во времени между проверками имеет срок в пятнадцать лет.

Какие провода лучше использовать для проводки в квартире. Большая сравнительная статья тут.

Счетчик Меркурий 201 — монтаж и подключение

Данный вид электрического счетчика может устанавливаться двумя способами: на дин-рейку и на заднюю стенку распределительного щитка.

Электросчетчик счетчик Меркурий 201

Предварительно необходимо изучить инструкцию по использованию и схему подсоединения. Схему подсоединения можно найти в инструкции, а также для удобства производители наносят схему на обратную сторону прибора. Однофазные типы приспособления имеют четыре входных клеммы.

При этом первая клемма служит для подсоединения вводного фазного провода в квартиру. Из второй клеммы выходит этот фазный провод. Третья клемма предназначается для нейтрального проводника, идущего от внешнего источника питания. Четвертая клемма выводит этот нулевой провод от счетчика в квартиру.

При подключении счетчика нужно отключить автоматический выключатель, который стоит перед счетчиком. В случае если измерительный прибор устанавливается непосредственно сразу на входную линию, необходимо обесточить эту линию.

Если старый электрический счетчик подлежит замене и потребитель решил это сделать самостоятельно, следует позвонить в сетевую организацию и узнать процедуру замены. Особое внимание необходимо уделить срыву пломбы. Если это сделать собственноручно, компания может выставить огромные штрафные санкции и обвинить в хищении электроэнергии.

Схема подключения однофазного измерительного прибора предусматривающего монтаж автоматического выключателя перед Меркурием, предполагает установку пломбы на автомат. В случае невозможности этой процедуры сетевая компания запретит данную схему подсоединения электрического счетчика.

В случае если автоматический выключатель монтируется непосредственно после измерительного прибора, и кабель подсоединяется напрямую к нему, пломба устанавливается на сам электрический счетчик.

Монтаж счетчика должен выполняться согласно нижеприведенным нормам:

• расстояние от счетчика до пола должно быть не более 1,7 метра;
• электропроводка, идущая до счетчика не должна иметь скруток и спаек;
• электрический прибор должен надежно фиксироваться в распределительном щитке и монтироваться в специализированном контейнере или шкафу.

После проверки правильности подключения и установления клеммной крышки, измерительный прибор подвергается опломбировке через специально отведенное для этой цели отверстие. Эту процедуру должен производить представитель сетевой компании.

Далее прибор подсоединяется в электрическую сеть, о чем говорит загоревшийся красный светодиод.

Какие требования предъявляются к счетчику

Перед тем как приобрести данный измерительный механизм следует произвести проверку на наличие требований, которым должен отвечать электрический счетчик.

Устройство Меркурий 201

Во-первых, класс точности в соответствии с требованиями должны составлять не выше 2. У Меркурия 201 этот показатель равен единице.

Во-вторых, дата изготовления, которая соответствует дате проверки, для однофазных счетчиков должна быть два года, а у трехфазных – один год.

В-третьих, данный прибор имеет номер, который заносится в Госреестр.

Измерительное устройство должно иметь гарантийную пломбу, которая содержит дату выпуска изделия. Также на Меркурий 201 наноситься клеймо госпоревителя, дата проверки и голограмма.

Счетчик Меркурий 201 и его аналоги

Меркурий 234 ART направлен на учет электроэнергии в одном или двунаправленном тарифе. Счетчик предусмотрен для использования только в закрытом помещении. Электрический прибор также соответствует требованиям, предъявляемым к электрическим счетчикам.

Меркурий 238 эксплуатируются как в открытых, так и закрытых зданиях, а также предусмотрен для монтажа на опоры воздушных электрических линий. Счетчик данной модели предусмотрен для трехфазных четырехпроводных электрических сетей, имеющих переменный ток.

Меркурий 230 ART учитывает электрический показатель по одному или двум тарифам. Преимуществом данного образца является выявления ошибок и вывод результата на экран прибора.

Меркурий 230 предназначается только для закрытых помещений электрических сетей, три фазы и три или четыре провода в системе переменного тока.

Меркурий 236 ART ведет учет электроэнергии как в одно, так и двунаправленном тарифном плане. Измерительные приборы эксплуатируется также только в закрытых строениях.

Меркурий 231 АТ предусмотрен для помещений закрытого типа. Ведет учет электроэнергии по многотарифному плану в электрических трехфазных линиях, имеющих три или четыре провода.

Как подключить электросчетчик: пошаговая инструкция :: SYL.ru

Немногие вспомнят то время, когда расчет платы за электроэнергию осуществлялся исходя из числа в доме осветительных приборов, что, естественно, не позволяло точно определить количество израсходованной энергии.

На сегодняшний день подобный способ, само собой, неприемлем, так как существует множество современных приборов учета, обладающих высоким классом точности.

Если вы планируете подключить новый прибор учета собственными силами, и вам нужна простая схема его подключения, то внимательное изучение данной статьи позволит избежать затруднений в процессе установки.

Основные требования

Итак, перед тем как подключить электросчетчик, необходимо согласовать с энергоснабжающей организацией следующие детали:

• Предполагаемое место установки. Несмотря на то что в большинстве случаев счетчики стараются выносить за пределы жилья, при необходимости их допускается устанавливать и внутри.
• Модель счетчика. Важно, чтобы прибор был сертифицирован согласно законодательству и внесен в единый государственный реестр измерительного оборудования, об этом должна свидетельствовать отметка в паспорте. Не рекомендуется приобретать старые индукционные счетчики, ведь они могут оказаться не только устаревшими, но и неисправными.
• Проверка правильности установки электрической схемы подключения как прибора, так и схемы разводки.

Так как далеко не все знают, как правильно подключить электросчетчик, при монтаже многие допускают ошибки, хотя ничего сложного здесь нет.

Рекомендации по установке автоматов

Рассмотрим более подробно, как подключить электросчетчик и автоматы:

• чтобы защитить измерительное устройство от перенапряжения в сети, до ввода линии в счетчик устанавливают автоматы;
• если же автоматы будут установлены после ввода, при значительных колебаниях напряжения прибор попросту выйдет из строя;
• по нормативной документации на фазный провод допускается устанавливать лишь один автомат, но при возможности предпочтительнее поставить двухполюсный, который будет отсекать как подачу, так и нейтраль.

Закрепляются автоматы на DIN-рейку, при этом она должна быть обязательно заземлена на корпусе электрического щита, в случае если она не является его составным элементом.

Однофазный электросчетчик

Однофазный электросчетчик устроен следующим образом – все потребители электрической энергии в доме запитаны от одного провода (фазы). Однофазный прибор имеет четыре клеммы, через которые производится подача электроэнергии в помещения, а также связь общей электросетью.

Подключение однофазного прибора учета

Рассмотрим поэтапно, как подключить электросчетчик однофазный:

1. В первую очередь необходимо обесточить помещение, после чего снять старый счетчик.
2. Новый прибор закрепляется на заранее подготовленном месте.
3. К клемме № 1 подсоединяется фазный провод. Как правило, он красного цвета, но если у вас появились сомнения, можно протестировать его индикаторной отверткой – на фазном проводе должен загореться индикатор.
4. Фазный провод от сети квартиры подключается к клемме № 2. Таким образом, первая цепь готова.
5. Подобным образом к клеммам № 3, 4 подключается нулевой провод от квартирной и общей сети.

Перед тем как подключить электросчетчик, ознакомьтесь со схемой его подсоединения.

Подключение трехфазного счетчика

В данном случае потребители электрической энергии разделяются на группы, что считается более безопасным.

Трехфазный прибор учета подключить несколько сложнее, однако принцип все тот же. Такой контроллер имеет 8 клемм. Рассмотрим пошаговую инструкцию, как подключить электросчетчик трехфазный:

1. Провода одного цвета из внешней сети присоединяются к клеммам №№ 1, 3, 5, 7.
2. К клеммам №№ 2, 4, 6, 8 подсоединяются провода одного цвета из домашней сети.
3. В результате должно получиться: красный провод из внешней цепи подсоединен к контакту № 1, к контакту № 2 подключен фазный провод от домашней сети.
4. Для обеспечения безопасности входной кабель рекомендуется подключать через четырехполюсный вводной автомат.
5. Дополнительно для каждой группы потребителей желательно поставить однополюсные автоматы.

Электросчетчик «Меркурий 201»

Перед тем как подключить электросчетчик «Меркурий», желательно рассмотреть его конструктивные особенности. Прибор учета выполнен в пластиковом прямоугольном корпусе. На лицевой панели электросчетчика расположен ЖК-дисплей. С правой стороны находится «табличка» с основными характеристиками. Для прибора учета характерны компактные габаритные размеры и небольшой вес.

Нижняя съемная панель счетчика осуществляет защиту контактов устройства. Присоединение кабеля к этим контактам осуществляется посредством винтового присоединения.

Схема подключения счетчика «Меркурий»

Прибор учета «Меркурий» подключается таким же образом, как любой прибор учета электрической энергии. Основное требование – выбор выходного и входного проводника. Входной ввод будет таким, каким его определит электроснабжающее предприятие. В данном случае в качестве выходных проводников допускается использовать любые провода.

Схема подключения прибора учета выглядит следующим образом:

Как подключить электросчетчик «Меркурий 201»: пошаговая инструкция

1. В первую очередь необходимо приобрести электросчетчик. Для этого в энергосбыте нужно заранее узнать, какой класс точности должен быть у прибора учета.
2. Устанавливается оборудование на стене в специально отведенном для него месте. Важно, чтобы оно было сухим, а также находилось недалеко от входа в помещение, к которому можно без проблем подвести кабель, проводящий электрический ток.
3. В соответствии с установочными размерами прибора учета выполняется разметка отверстий под крепления. После чего электросчетчик закрепляется на стене при помощи трех винтов.
4. Перед тем как подключить электросчетчик, важно убедиться в том, что после установки прибор расположен строго вертикально.
5. К счетчику подключается проводка, которая ведет на распределительный щит, от которого осуществляется подача электроэнергии к потребителям. Подключение следует выполнять согласно схеме, одинаковой для всех типов приборов учета.
6. На УЗО подсоединяется фаза. Автоматы или предохранитель, «а ноль» в большинстве случаев, крепятся на общую клеммную панель. Клемма фазы располагается на счетчике второй справа, первой справа – «а ноль».
7. При подключении проводов к клемным зажимам устройства важно оставить свободный запас примерно 60 мм. Это позволит выполнять замеры посредством электроизмерительных клещей и в случае неправильно собранной схемы легко произвести переподключение.
8. И в завершение нужно вызвать специалиста электроснабжающего предприятия. Он проверит правильность подключения квартирной сети к прибору учета, а также произведет подключение и опломбирование устройства.

Теперь вы знаете, как правильно подключить электросчетчик, однако не стоит забывать, что самостоятельная замена устройства без согласования с компанией, которая осуществляет поставку электрической энергии, строго запрещена. Без разрешающей документации на установку нового оборудования старый электросчетчик также запрещается снимать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

% PDF-1.2 % 5805 0 объект > эндобдж xref 5805 157 0000000016 00000 н. 0000003496 00000 н. 0000003681 00000 н. 0000003714 00000 н. 0000003771 00000 н. 0000007500 00000 н. 0000007730 00000 н. 0000007800 00000 н. 0000007899 00000 н. 0000007990 00000 н. 0000008048 00000 н. 0000008206 00000 н. 0000008263 00000 н. 0000008447 00000 н. 0000008542 00000 н. 0000008643 00000 п. 0000008763 00000 н. 0000008821 00000 н. 0000008934 00000 н. 0000008991 00000 п. 0000009115 00000 п. 0000009172 00000 н. 0000009290 00000 н. 0000009347 00000 п. 0000009491 00000 п. 0000009548 00000 н. 0000009664 00000 н. 0000009721 00000 н. 0000009835 00000 п. 0000009892 00000 н. 0000009998 00000 н. 0000010055 00000 п. 0000010176 00000 п. 0000010233 00000 п. 0000010403 00000 п. 0000010460 00000 п. 0000010619 00000 п. 0000010676 00000 п. 0000010796 00000 п. 0000010853 00000 п. 0000010910 00000 п. 0000011045 00000 п. 0000011102 00000 п. 0000011159 00000 п. 0000011336 00000 п. 0000011434 00000 п. 0000011491 00000 п. 0000011661 00000 п. 0000011800 00000 н. 0000011894 00000 п. 0000011951 00000 п. 0000012065 00000 п. 0000012122 00000 п. 0000012308 00000 п. 0000012417 00000 п. 0000012512 00000 п. 0000012657 00000 п. 0000012799 00000 п. 0000012937 00000 п. 0000013151 00000 п. 0000013258 00000 п. 0000013386 00000 п. 0000013509 00000 п. 0000013566 00000 п. 0000013686 00000 п. 0000013743 00000 п. 0000013873 00000 п. 0000013930 00000 п. 0000014042 00000 п. 0000014099 00000 н. 0000014212 00000 п. 0000014269 00000 п. 0000014383 00000 п. 0000014440 00000 п. 0000014497 00000 п. 0000014623 00000 п. 0000014680 00000 п. 0000014850 00000 п. 0000014997 00000 п. 0000015108 00000 п. 0000015287 00000 п. 0000015469 00000 п. 0000015636 00000 п. 0000015801 00000 п. 0000015970 00000 п. 0000016103 00000 п. 0000016235 00000 п. 0000016363 00000 п. 0000016501 00000 п. 0000016638 00000 п. 0000016784 00000 п. 0000016932 00000 п. 0000017061 00000 п. 0000017200 00000 н. 0000017368 00000 п. 0000017507 00000 п. 0000017695 00000 п. 0000017873 00000 п. 0000017980 00000 п. 0000018091 00000 п. 0000018246 00000 п. 0000018369 00000 п. 0000018489 00000 п. 0000018617 00000 п. 0000018797 00000 п. 0000018904 00000 п. 0000019012 00000 п. 0000019131 00000 п. 0000019257 00000 п. 0000019380 00000 п. 0000019500 00000 н. 0000019640 00000 п. 0000019770 00000 п. 0000019896 00000 п. 0000020002 00000 п. 0000020120 00000 н. 0000020254 00000 п. 0000020388 00000 п. 0000020511 00000 п. 0000020642 00000 н. 0000020768 00000 п. 0000020890 00000 н. 0000021009 00000 п. 0000021138 00000 п. 0000021204 00000 п. 0000021344 00000 п. 0000021460 00000 п. 0000021533 00000 п. 0000021720 00000 н. 0000023223 00000 п. 0000023833 00000 п. 0000024554 00000 п. 0000025106 00000 п. 0000025192 00000 п. 0000025946 00000 п. 0000025970 00000 п. 0000031002 00000 п. 0000031026 00000 п. 0000034214 00000 п. 0000034238 00000 п. 0000037056 00000 п. 0000037080 00000 п. 0000040696 00000 п. 0000040720 00000 п. 0000045398 00000 п. 0000045422 00000 п. 0000049871 00000 п. 0000049895 00000 п. 0000054257 00000 п. 0000054281 00000 п. 0000058690 00000 п. 0000063535 00000 п. 0000063661 00000 п. 0000069002 00000 п. 0000398758 00000 н. 0000003814 00000 н. 0000007476 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 5806 0 объект > эндобдж 5807 0 объект [ 5808 0 руб. ] эндобдж 5808 0 объект > / Ж 40 0 ​​Р >> эндобдж 5809 0 объект > эндобдж 5960 0 объект > поток HV} XS? Pr! MHċ | SI2DǗt + VkY + GAѩˀ = ! 8> & BEDT ܽ ٳퟝ nN} {y

Большие возможности и огромные сомнения

Индустрия интеллектуальных устройств позволяет разработчикам и дизайнерам встраивать различные датчики, процессоры и память в электронные устройства небольшого размера.Датчики добавлены для повышения удобства использования этих устройств и повышения качества обслуживания за счет сбора и анализа данных. Однако в эпоху больших данных и машинного обучения данные датчиков могут обрабатываться различными методами для получения различной скрытой информации. Извлеченная информация может быть полезной для пользователей устройств, разработчиков и проектировщиков для улучшения управления, работы и разработки этих устройств. Однако извлеченная информация может быть использована для компрометации безопасности и конфиденциальности людей в эпоху Интернета Всего (IoE).В этой работе мы пытаемся рассмотреть процесс получения значимых данных с датчиков смарт-устройств, особенно смартфонов. Кроме того, показаны различные полезные приложения машинного обучения на основе данных датчиков смартфонов. Кроме того, рассматриваются различные атаки по побочным каналам с использованием одних и тех же датчиков и одних и тех же алгоритмов машинного обучения.

1. Введение

Интернет всего (IoE) — это информационный технологический термин, объединяющий в одном устройстве функции зондирования, вычислений, извлечения информации и связи.IoE позволяет различным электронным устройствам с разными возможностями распознавать окружающую среду и обмениваться данными [1]. IoE — это общая форма беспроводных сенсорных сетей [2]. Узлы IoE могут иметь разные классы, типы и возможности. Например, смартфоны, планшеты, ноутбуки, бытовая техника и даже автомобили являются примерами узлов в IoE. Эти узлы могут определять среду, используя свои различные датчики и обрабатывать данные, извлекать полезную информацию, обмениваться данными через Интернет и адаптивно управлять своим поведением.Интеллигентность и интеллект узлов IoE заключается не в их вычислительных возможностях, а в их способности общаться и обмениваться информацией. Каналы связи позволяют этим устройствам учиться на полученных ими данных. Он обучает эти устройства использовать свою информацию для выполнения новых полезных задач [3]. Например, холодильник со встроенным процессором не является умным, пока у него нет возможности общаться с людьми, другими холодильниками и супермаркетами, чтобы заказывать недостающие продукты. Более того, он должен выбирать из разных супермаркетов, чтобы покупать товары с ценовыми предложениями.Эта хитрость появилась благодаря передаче данных через Интернет.

IoE — это комплексный подход с огромными приложениями, мечтами и мифами. Он находит бесчисленное множество приложений в здравоохранении, инженерии, информатике, маркетинге и даже в социальных науках [4, 5]. Однако у него есть много вопросов, требующих дальнейшего изучения. Безопасность и конфиденциальность преобладали в области исследований IoE [6]. Как защитить ваши данные и приложения — горячая тема исследования IoE. Тем не менее, безопасность людей как недостаток парадигмы IoE должна быть изучена.В этой области возникло много вопросов. Что ощутить из окружения и что закачать в Интернет? Как повысить конфиденциальность, если датчики есть везде в жизни людей? Как научить людей ответственно относиться к IoE? Может ли IoE быть вредным?

Смарт-устройства играют основную роль в IoE [7]. Они оснащены мультикоммуникационными интерфейсами, такими как Wi-Fi, Bluetooth, связь ближнего поля (NFC) и сотовая связь. Кроме того, они оснащены огромным количеством датчиков.Более того, у них есть встроенные операционные системы (ОС), которые называются ОС IoT [3]. Когда в этом обзоре упоминаются смартфоны, мы имеем в виду смартфоны, планшеты и умные часы, поскольку они имеют одинаковые характеристики с небольшими отраслевыми отличиями. Согласно статистике, предоставленной Statista (https://www.statista.com/statistics/330695/number-of-smartphone-usersworldwide), количество смартфонов во всем мире превысило 2,8 миллиарда с оценкой в ​​5 миллиардов в 2019 году. активно использовались для управления и мониторинга сотен продуктов для умного дома.Например, продукт WeMo (Belkin Wemo: домашняя автоматизация, http://www.belkin.com/us/Products/home-automation/c/wemo-home-automation/) позволяет пользователям управлять несколькими функциями в своих домах, например, потребление энергии различными приборами. Этот продукт управляется смартфонами. Другой пример — Apple HomeKit (https://developer.apple.com/homekit/) для систем безопасности и наблюдения. Третий пример — Reemo (http://www.getreemo.com/), который превращает дома в умные дома. Смартфоны играют в этих приложениях роль мониторинга и управления.Однако возможности и датчики смартфонов позволяют им играть большую роль в обеспечении здоровья, идентификации, локализации и отслеживания.

Датчики используются для повышения удобства использования смартфонов. Однако исследователи и разработчики попытались использовать эти датчики в гораздо более сложных приложениях, таких как идентификация пользователей, отслеживание подписчиков и даже личностные особенности. Эти приложения требуют извлечения скрытой информации из данных датчиков смартфонов. Другими словами, данные датчиков используются новыми косвенными способами для прогнозирования и оценки новых характеристик, которые напрямую не предназначены для оценки этими датчиками.Эта новая парадигма использования сенсоров смартфонов выявляет проблемы с конфиденциальностью и безопасностью, поскольку пользователи смартфонов готовы загружать свои собранные данные, не зная об информации, которую они могут получить [8]. Эта проблема была названа аварией с большими данными [9]. Автор в [10] предложил систему, основанную на теории обычных аварий, чтобы показать недостатки аварий с большими данными. Он показал, что большие данные могут быть превращены во «зло» при добыче информации, загружаемой бесплатно. В [8] автор показал, что пользователи имеют ограниченный контроль над загружаемыми данными, что является одной из основных проблем конфиденциальности в IoE.В [9] авторы предложили десять правил для решения проблем конфиденциальности и безопасности в больших данных и этические нормы, которые должны возникать. Основная мотивация в этой работе — получить больше информации о проблемах конфиденциальности смартфонов как устройств в IoE.

В этой работе некоторые из интересных приложений, которые были предложены и разработаны для использования данных датчиков интеллектуальных устройств, показаны как большие возможности в новую эру IoE. Тем не менее, точность этих приложений показана как один из существенных вопросов, требующих ответов.С другой стороны, проблемы безопасности и конфиденциальности вводятся как сомнения этих устройств. В этой работе мы стремимся показать, что безопасность, конфиденциальность и точность больших данных интеллектуальных устройств в эпоху IoE — это данные, хранящиеся не только на устройстве, но и на серверах Интернета. Однако даже необработанные данные, извлеченные с датчиков интеллектуальных устройств, могут представлять больше угроз, чем хранимое содержимое.

Наш вклад в эту работу резюмируется следующим образом: (i) Исследование применений скрытых данных датчиков интеллектуальных устройств, которое было проведено в период с 2004 по 2018 г. (ii) Разделение угроз скрытых данных датчиков интеллектуальных устройств на три основные категории и предложение различных сценариев этих угроз (iii) ) Обсуждение нескольких предлагаемых решений для скрытых угроз данных (iv) Предложение простого подхода для начала вывода скрытой информации из данных датчиков интеллектуальных устройств без глубоких навыков программирования

Остальная часть этого документа организована следующим образом: Раздел 2 содержит обзор архитектуры интеллектуальных устройств и их внутренние компоненты.В разделе 3 показано, как интеллектуальный анализ данных и IoE сталкиваются в области интеллектуальных устройств. В разделе 4 показаны полезные приложения для извлечения скрытых данных. В разделе 5 показаны недостатки извлечения скрытых данных сенсора и способы начать копать скрытые данные смарт-устройства. Наконец, мы завершаем эту работу в Разделе 6.

2. Архитектура интеллектуального устройства

Смарт-устройства в этой работе определяются как портативные устройства. К ним относятся смартфоны, планшеты и умные часы. Эти устройства имеют примерно одинаковую внутреннюю архитектуру, но отличаются скоростью, размером, количеством датчиков и емкостью памяти.Кроме того, они используют те же операционные системы и программные пакеты. Приложения, разработанные для смартфона, работают и работают в планшетах. На рисунке 1 показана блок-схема внутренней архитектуры интеллектуального устройства. Как показано на рисунке, интеллектуальные устройства состоят из двух основных частей: процессоров и датчиков. Существуют также другие элементы интерфейса, которые соединяют датчики с процессорами, такие как аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), голосовые кодеки и основная память для обработки инструкций приложений смарт-устройств. .В следующих разделах рассматривается основная часть рисунка с упором на датчики.

2.1. Процессоры для смартфонов

Современная архитектура смартфонов содержит два или более процессора. К ним относятся процессоры приложений и основной полосы частот. Ниже представлены эти процессоры.

2.1.1. Прикладной процессор

Этот процессор аналогичен центральному процессору (ЦП) в персональных компьютерах (ПК) или портативных компьютерах. Тем не менее, у него есть три основных конструктивных особенности.Во-первых, в нем есть механизм энергосбережения. Во-вторых, он отвечает за управление всеми датчиками, SD-картой и коммуникационными модулями смартфона. Встроенные в смартфон датчики — это аналоговые датчики. Для этих датчиков требуются аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Чтобы уместить все эти компоненты в тонкие смартфоны, используется технология «система на кристалле» (SoC), как и в микроконтроллерах. Кроме того, технология микроэлектромеханических систем (MEMS) используется для разработки небольших датчиков. В-третьих, он использует доверенную среду выполнения, которая отвечает за хранение данных в надежной, безопасной и защищенной области [11].В дополнение к этим компонентам может быть встроен другой сопроцессор, например Huawei Kirin 970, Apple M7 и Motorola X8. Этот сопроцессор представляет собой маломощный электронный компонент, имеющий собственную структуру и способный выполнять обработку естественного языка (NLP) и обработку контекстных вычислений (CCP). CCP обрабатывает данные акселерометра, гироскопа и датчика магнитометра в режиме реального времени. Сопроцессор всегда включен и обрабатывает данные датчиков в реальном времени, даже если процессор приложения находится в режиме пониженного энергопотребления и сенсорный экран выключен.Аудиопоиск Google «Google Go» в смартфонах Android является хорошим примером возможностей НЛП. Новые сопроцессоры обладают возможностями нейронной сети, например Huawei Kirin 970, который можно найти в Huawei Mate 10.

2.1.2. Процессор основной полосы частот

Этот процессор представляет собой аппаратно изолированный компонент, который имеет соединения с картами модуля идентификации абонента (SIM), микрофоном и динамиками. Он отвечает за сотовую связь, SMS и передачу данных по сотовой сети. Он оснащен операционными системами реального времени (RTOS).Этот процессор изолирован, чтобы голосовые вызовы продолжались в обычном режиме, даже если другие компоненты и приложения смартфона перегружены. Наконец, этот процессор отвечает за процесс передачи обслуживания между ячейками сотовой сети. Стоит упомянуть, что все эти процессоры могут быть спроектированы в методе SoC для обеспечения доступа к общей памяти.

2.2. Датчики

Датчики интеллектуальных устройств были встроены в эти устройства, чтобы повысить их удобство использования, управляемость и управление.Например, датчик приближения был добавлен для улучшения управления питанием устройства; то есть, если устройство находится рядом с ухом пользователя, экран автоматически выключится. Другой пример — акселерометр, который определяет положение экрана и поворачивает его содержимое в соответствии с положением пользователей. И последний пример — датчик батареи, который контролирует процесс зарядки и температуру батареи.

Исследование скрытых данных показало, что данные, полученные от этих датчиков, можно использовать и интерпретировать для отображения другой информации, как в следующих разделах.Кроме того, в разделе 3 показано, как компоненты связи и сети, оснащенные интеллектуальными устройствами, могут быть использованы в качестве скрытых датчиков сбора данных. Это приводит к разделению сенсоров интеллектуальных устройств на активные и пассивные сенсоры в соответствии с их функциями. Любой датчик может действовать как активный или пассивный датчик в зависимости от его использования. Другими словами, если данные, собранные с датчика, используются так же, как разработчики интеллектуальных устройств или разработчики их спроектировали, это называется активной функциональностью.Однако, если собранные данные были интерпретированы по-новому, эти датчики работают пассивно. Если датчики используются таким образом, возникает проблема со скрытой информацией. В следующих разделах представлены различные датчики интеллектуальных устройств.

2.2.1. Сенсорный экран

Сенсорный экран — это электронный компонент, который отвечает за основные операции ввода и вывода. Он используется для нажатия и набора символов. Для сенсорного экрана определены три основные процедуры взаимодействия.Во-первых, касание или касание определяется как процесс щелчка по экрану в любом месте для открытия, закрытия или ввода символа. Это основное действие сенсорного экрана. Во-вторых, мультитач — это процесс касания экрана более чем одним пальцем одновременно. Эта функция широко используется в игровых приложениях [12]. В-третьих, жест определяется как процесс рисования определенного рисунка на сенсорном экране. Жесты могут быть реализованы одним пальцем в режиме перетаскивания или несколькими пальцами, как в процессе изменения размера фотографий и изменения масштаба камеры.Было проведено множество научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с целью использования данных этих трех видов деятельности различными методами для получения некоторых скрытых данных. Один из методов визуализации данных с сенсорных экранов — тепловые карты.

(1) Тепловые карты . Один из новых методов визуализации данных с помощью мультитач или жестов на экране смартфона известен как тепловые карты [13]. Разработчики разработали несколько методов для создания этих карт [14]. На рисунке 2 показан пример этих карт.

Эти карты, как упоминалось ранее, используются для визуализации данных.Многие приложения для смартфонов были написаны для использования этих карт для отладки написанных приложений и изучения поведения пользователей при отладке проблем приложений, таких как Appsee [15]. Более того, было проведено множество работ по изучению сенсорных жестов с использованием сенсорных карт для диагностики состояния здоровья, таких как синдром Дауна [16], воспринимаемая трудность [17] и проблемы с мелкой моторикой и глазами [18].

(2) Сенсорный экран как пассивный датчик . Во всех примерах, которые мы покажем, сенсорный экран используется активным образом: скорость касания, задержка, время набора текста и жесты.Однако исследователи нашли другой метод получения полезных данных с сенсорного экрана, который можно использовать с другими сенсорами смартфонов для изучения поведения пользователей во сне, подсчитывая, сколько раз сенсорный экран открывается и закрывается [19]. Более того, его можно использовать с приложением будильника, чтобы изучить, насколько быстро пользователи реагируют на будильник [20].

2.2.2. Датчики движения

В современные интеллектуальные устройства для обнаружения движения встроены три основных датчика: акселерометр, гироскоп и магнитометр.Акселерометр определяет изменения смещения, ориентации и наклона устройства вокруг трех осей, измеряя силы ускорения. Его принцип работы зависит от изменения значения емкости, в то время как подвижная масса свободно перемещается между фиксированными пластинами в МЭМС. Полные изменения напряжения со всех пластин могут быть записаны и использованы. На рисунке 3 показана простая двухмерная структура акселерометра.

С другой стороны, гироскоп измеряет, насколько быстро устройство вращается по трем осям [21].Его внутреннее устройство аналогично устройству акселерометра. Однако сила вращения перемещает массу, чтобы изменить значения емкости внутренних неподвижных пластин. На рисунке 4 показана простая двухмерная структура гироскопа. Фактически, гироскопы и акселерометры часто используются вместе в приложениях, как показано в разделе 4.1.

Магнитометр — это датчик, который измеряет силу магнитного поля вокруг телефона, с помощью которого телефон может определить его абсолютное направление относительно геомагнитного поля Земли [22].Большинство магнитометров зависят от величины напряжения, обнаруживаемого на металлическом элементе при наличии магнитного поля. Поэтому магнитометры в основном используются в электронных компасах [23, 24].

Датчики движения — аналоговые датчики. На выходе этих датчиков разный уровень напряжения. Изменение напряжения преобразуется с помощью АЦП в цифровое число, которое можно прочитать и отобразить в цифровом мире. Датчики движения имеют разные частоты, которые определяют, сколько новых измерений выполняется каждую секунду.Функции извлекаются для извлечения полезной информации из данных датчика движения. Для извлечения этих признаков устанавливается частота чтения. Более того, значения многопоточности группируются вместе, образуя окно. Размер этих окон варьировался в проведенных исследованиях от 10 до 120 отсчетов. Наконец, из этих окон рассчитываются различные характеристики. Эти функции делятся на три основных класса: время, частота и вейвлеты. В таблице 1 показаны наиболее популярные функции временной области, а в таблице 2 показаны функции частотной области, которые доминируют при извлечении скрытой информации с этих датчиков.Определения этих характеристик и их уравнений можно найти в [25].

Признак Цитирование Определение Среднее значение [18, 74, 18020, ], суммирование точек данных, разделенных на их количество Стандартное отклонение [18, 58, 74, 75, 180, 183, 184] Это квадратный корень из дисперсии Среднее отклонение [18, 58, 74, 180, 183] Среднее расстояние между точками данных и их средним или средним значением Асимметрия [18, 180, 183] Измеряет асимметрию от среднего значения.Он использует среднее значение и дисперсию Эксцесс [18, 180, 183] Оценивает частоту экстремальных значений. В его формуле используется среднее значение RMS-амплитуда [18, 180, 183, 184] Используется для вычисления мощности сигнала. Он использует максимальное значение набора Наименьшее значение [18, 180, 182–184] Максимальная точка данных Наивысшее значение [18, 180, 182–184] Минимальная точка данных ZCR [18, 183] Частота пересечения нуля — это счетчик того, сколько раз точки данных пересекают нулевое значение Неотрицательный счет [18, 183] Общее количество положительных точек данных в наборе Средняя абсолютная разница [75, 185] Среднее значение общих различий между всеми точками данных в наборе Время между пиками [75, 184, 185] Число точек между двумя высокими или низкими пиками Групповое распределение [75] Процессы группировки точек данных в меньшее количество точек или «интервалов» 90 120

Характеристика Citation [18, 180, 183] Спектральное стандартное отклонение [180, 183] Спектральный эксцесс [18, 180, 183] Спектральная асимметрия [18, 180, 183] угол Неровность-J [18, 180, 183] Гладкость [18, 180, 183] Плоскостность [18, 180, 183 ] Откат [18, 180, 183] Энтропия [18, 183] Яркость [18, 183] Roughn ess [18, 183]

2.2.3. Мультимедийные датчики

В интеллектуальные устройства встроены два основных мультимедийных датчика: камера, отпечаток пальца и микрофон. В следующих разделах описывается процесс получения изображения с камеры и датчики отпечатков пальцев.

(1) Камера . Фотосъемка с помощью камеры смарт-устройства проходит пять различных сложных этапов. Процесс начинается со сбора света через объектив камеры и его фокусировки на внутреннем фильтре. Впоследствии выходные цвета RGB передаются на датчик основной камеры, датчик CCD / CMOS.На этом этапе каждый цвет обрабатывается как отдельные компоненты. Для просмотра последнего изображения требуется интерполяция цвета и этап постобработки изображения. Каждый из этих этапов оставляет отпечаток пальца на полученном изображении. Этот сбой можно использовать для отслеживания любой фотографии обратно в камеру, которая сделала ее, как показано в следующих разделах. На рисунке 5 показана конвейерная процедура сбора изображений камеры смартфона.

(2) Отпечаток пальца . Отпечаток пальца — это разновидность систем биометрического распознавания.Биометрическое распознавание можно определить как процесс, при котором личность пользователя устанавливается посредством идентификации или проверки [26]. Он набирает популярность, поскольку его процесс зависит от пользователей, а не от того, что они носят или помнят, как другие традиционные системы безопасности. Функция биометрического распознавания сильно зависит от физических, химических и поведенческих характеристик тела пользователя, таких как отпечаток пальца, радужная оболочка глаза, лицо, голос или даже запах тела или тепло тела [27].Делак и Грджич провели хороший обзор методов биометрического распознавания, охватывающий большинство из них [28]. Среди этих определяющих характеристик отпечаток пальца является наиболее часто используемым в системах идентификации пользователя, поскольку у пользователей есть отличительные образцы отпечатков пальцев для каждого пальца [29]. Следовательно, системы отпечатков пальцев — это в основном системы распознавания образов для пальцев [30], где датчик измеряет расстояния и обнаруживает образцы между выступами и канавками, которые формируют отпечаток пальца [31].После этого система либо сравнивает результат с биометрическими данными, которые были ранее получены от пользователя — процесс проверки, — либо сравнивает его с базой данных биометрических данных отпечатков пальцев от разных пользователей — процесс идентификации [26].

Существует два основных типа датчиков отпечатков пальцев, которые по-прежнему популярны и широко используются в различных системах биометрического распознавания [32, 33]: оптические датчики, в которых улавливается свет, отражающийся от выступов и впадин отпечатков пальцев, и формируется изображение отпечатка пальца. создан [34, 35], как показано на рисунке 6, и емкостные датчики, где та же процедура выполняется с использованием разницы емкостей в отпечатке пальца для создания такого же изображения, как показано на рисунке 7.Основное внимание здесь будет уделяться емкостным датчикам, поскольку почти все смартфоны, поддерживающие биометрическое распознавание, оснащены емкостными датчиками отпечатков пальцев. Этот метод идентификации пользователя становится все более популярным среди пользователей мобильных телефонов. Фактически, исследования показали, что около 35% людей используют распознавание отпечатков пальцев в качестве метода проверки пользователя на своих телефонах [36]. Подсчитано, что более половины мобильных телефонов, которые будут проданы в 2019 году, будут оснащены датчиками отпечатков пальцев [29, 37].И хотя отпечаток пальца можно считать безопасным способом блокировки и разблокировки мобильного телефона, существуют некоторые приемы и методы, которые можно использовать для создания имитации отпечатков пальцев для взлома или разблокировки мобильного телефона. Цао и Джайн показали, что смартфон можно успешно взломать или разблокировать с помощью двухмерного отпечатка пальца первоначального пользователя [29]. Другие исследования пошли еще дальше, построив изображение отпечатка пальца по мелочам. Результаты показали, что существует очень большое сходство между оригиналом и восстановленным отпечатком пальца [38].Бен-Ашер и др. предложил двухэтапный метод аутентификации, при котором отпечаток пальца в сочетании с сенсорным экраном используется для проверки или идентификации пользователя [39].

2.2.4. Барометр

Барометр — один из датчиков, которые недавно добавлены в смартфоны. Он измеряет изменения атмосферного давления вокруг телефона. Он очень чувствителен, поскольку может измерять изменения атмосферного давления внутри одного и того же здания или сооружения. Его можно использовать для предсказания погоды.Более того, он может измерять высоту устройства [40]. Wu et al. показали, что барометры смартфонов могут использоваться для обнаружения событий открытия / закрытия дверей в любом месте внутри здания на основе внезапных изменений показаний атмосферного давления [41].

2.2.5. Датчик внешней освещенности

Датчик внешней освещенности — это фотодетектор, который определяет окружающий или внешний свет интеллектуального устройства и изменяет яркость экрана интеллектуального устройства. Он также используется для уменьшения яркости экрана, чтобы снизить энергопотребление аккумулятора.В [42] он использовался для изучения психического здоровья пользователей умных часов. Более того, в разделе 4 будет показано, что этот датчик широко используется для извлечения пользовательских шаблонов блокировки экрана.

2.2.6. Другие датчики

В интеллектуальные устройства встроены и другие датчики, например датчик приближения и датчик температуры батареи. Однако в литературе можно найти несколько приложений, связанных с этими датчиками. Датчик температуры батареи использовался в медицинских приложениях для решения смертельных ситуаций, когда температура тела быстро падает [43].Для датчиков приближения, насколько нам известно, не проводилось никаких приложений или исследований, позволяющих вывести различную информацию из собранных данных.

3. Смартфоны, интеллектуальный анализ данных и IoE

Интеллектуальный анализ данных — это наука извлечения полезной информации из записей и репозиториев больших данных. Эти репозитории создаются из пользовательского содержимого и машинных датчиков. Вопрос не в том, как собрать эти данные. Вопрос в том, как его добыть. Смартфоны оснащены десятками датчиков и электронных компонентов, которые генерируют данные в режиме реального времени [44].Эти электронные компоненты и датчики были встроены в смартфоны для повышения удобства использования этих устройств. Однако исследователи нашли огромные методы использования этих компонентов и датчиков для получения различной информации. За прошедшие годы было собрано множество наборов данных с открытым доступом. Их можно бесплатно скачать из Интернета. Одним из таких наборов данных является набор данных LiveLab [45], который состоит из мобильных журналов 100 добровольцев за 14-месячный период. Набор данных состоит из пятнадцати различных таблиц SQL.По данным Google Scholar, он был изучен в более чем 278 научных статьях. Из него извлекается различная скрытая информация. Другой набор данных, доступный в Интернете, можно найти в [46], который цитировался в 342 статьях. В его сборе участвовали 30 волонтеров. Сделал упор на датчик акселерометра. Он был расширен в [47] и получил еще 130 цитирований. Они расширили его на большее количество экземпляров. Однако больше датчиков не добавили. Другой пример набора данных, который был собран, находится в [48].Этот набор данных сосредоточен на модуле Wi-Fi в смартфоне, акселерометре и гироскопе. Кроме того, были записаны данные умных часов. Последним примером является массивный набор данных [49, 50], который состоит из данных 35 пользователей, зарегистрированных в течение двух месяцев. Он записывал все действия пользователей смартфонов. Этот набор данных получил около 100 ссылок. Общей чертой всех этих наборов данных является то, что они не записывали ни контент пользователей, ни какие-либо личные данные. Другими словами, собранные данные обрабатываются как обычные данные пользователей смартфонов.Поскольку опубликовано более тысячи статей с различной извлеченной информацией из этих наборов данных, не являющихся личными, становится очевидным, как эти нечастные данные привели к извлечению массивной информации, которая может отслеживать и идентифицировать действия пользователей.

Как уже упоминалось, проблема не в сборе самих данных. Настоящая проблема в том, как связать данные с разных датчиков, чтобы сосредоточиться на другом скрытом значении. Процесс майнинга также не является проблемой; Алгоритмы машинного обучения полезны при поиске моделей для получения необходимой сфокусированной информации [44].Этот процесс похож на взлом системы. Информация собирается из активного и пассивного зондирования, например, данные датчиков. Впоследствии майнинг используется для поиска ошибок, нарушений и недочетов в системе. Наконец, пишутся алгоритмы для использования системы. Трудным шагом в интеллектуальном анализе данных для системы больших данных является подключение входов. Другими словами, извлеките полезные функции из данных и найдите информацию из собранных данных.

Алгоритмы машинного обучения (MLA), контролируемые и неконтролируемые, широко используются в различных хорошо известных приложениях, таких как фильтрация спама, экспертные системы и предложения друзей в социальных сетях.Было написано множество программных библиотек на всех языках программирования, позволяющих реализовать MLA в несколько строк. Это позволяет исследователям сосредоточиться на разработанном приложении и интерпретации данных. На рисунке 8 показан наиболее популярный MLA, используемый в проводимых работах по извлечению скрытых данных с датчиков интеллектуальных устройств. Как показано на рисунке, количество этих алгоритмов огромно, и они не могут быть описаны в одной статье. Однако в следующих разделах будут представлены три основных алгоритма: случайный лес, машина опорных векторов (SVM) и искусственная нейронная сеть (ANN).Эти алгоритмы были выбраны, поскольку они использовались более чем в 70% проведенных исследований, рассмотренных в этой статье.

3.1. Случайный лес

Случайный лес — это управляемый MLA, который имеет два основных приложения: регрессию и классификацию. Случайный лес — это улучшенная версия деревьев решений, появившихся в 80-х годах. В случайном лесу деревья множественных решений строятся из одних и тех же обучающих данных. Впоследствии эти деревья усредняются для получения требуемого результата.Случайный лес был предложен для решения двух основных проблем классических деревьев решений: переполнения и высокой дисперсии [51]. Как и в деревьях решений, случайный лес использует метод обучения «мешковины» для получения стабильных и точных результатов.

3.2. Машина опорных векторов (SVM)

Как и случайный лес, SVM — это управляемый MLA, который можно использовать для регрессии и классификации. Однако классификация SVM преобладала. В SVM точки данных отображаются виртуально в размерной области признаков, и запускается процесс поиска гиперплоскости, которая разделяет эти точки на мультиклассы.Этот процесс инициируется выбором ряда опорных векторов из собранных данных. SVM — это расширенная версия MLA с логистической регрессией, в которой можно получить мультиклассы.

3.3. Искусственная нейронная сеть (ИНС)

Подобно случайному лесу и SVM, ИНС представляет собой контролируемую MLA, которую можно использовать для регрессии и классификации. ИНС имеет много типов и классов. Самый простой и распространенный тип — это многоуровневые сети прямого распространения. В этом типе разное количество узлов используется в трех основных слоях: входных, выходных и скрытых.Этот тип является усовершенствованием логистической регрессии. SVM и ANN схожи во многих технических областях. Однако ИНС имеет фиксированное количество скрытых узлов в скрытых слоях и фиксированное количество узлов в первом слое, равное количеству функций плюс смещение. С другой стороны, SVM выбирает ряд данных из обучающих данных в качестве вектора поддержки. Это означает, что количество узлов в SVM не фиксировано. Более того, ИНС поддерживает несколько выходов, в отличие от SVM, которая поддерживает один выход.

4.Приложения для вывода скрытой информации

Далее будет рассмотрен обзор пяти основных применений данных, полученных с помощью сенсоров смартфонов. Точность извлеченной информации проверяется в разделе 4.2.

4.1. Применение датчиков смартфона

Некоторые из следующих приложений были рассмотрены в [22]. Каждое из этих приложений будет показано с примерами проведенных работ в данной области.

4.1.1. Аутентификация нажатием клавиши

Аутентификация нажатием клавиши (KA) — это набор методов и инструментов, которые аутентифицируют пользователя компьютера или смартфона на основе его поведения.Были написаны тысячи исследовательских работ, чтобы показать, как различные особенности прикосновений могут различать пользователей. Одной из первых попыток изучения КА с помощью клавиатуры является [52]. Авторы попытались изучить КА статистически. 15 различным пользователям было предложено 11 раз ввести предложение из 43 символов. Были собраны и сравнены пять различных функций: продолжительность нажатия клавиш, относительная скорость нажатия клавиш, относительный порядок нажатия клавиш, клавиша Shift и ее классы. Длительность нажатия клавиш была изучена в первую очередь.Они заметили, что поведение одних и тех же пользователей при вводе одного и того же предложения 11 раз не изменилось; тем не менее, это зависит от разных пользователей. Однако наиболее эффективной функцией определения пользователей является скорость нажатия клавиш.

Эти попытки были выполнены на смартфоне. В [53] смартфон на базе Android был использован для сбора паттернов прикосновений 20 пользователей. Были собраны три основных столбца данных: действия (нажатие вниз и нажатие вверх) и расположение экрана.21 различная характеристика была извлечена из этих собранных столбцов. Были оценены два классификатора машинного обучения: ИНС и предлагаемый оптимизированный PSO-RBFN. По результатам было замечено, что нормальная ИНС достигла точности более 93%. В [54] сравнивались семь алгоритмов машинного обучения для KA. Была использована строка, состоящая из 664 символов. Были записаны три разных столбца данных: символ, продолжительность удержания клавиши и системное время. Впоследствии на основе этих данных были построены признаки с использованием техники -рограмм.Были построены 4-, 3- и 2-граммовые элементы. Результаты показывают, что более высокие -граммы дают лучшие результаты и меньше ошибок. Наконец, в [55] авторы предложили KA для смартфонов, основанную на четырех различных характеристиках: время удержания, промежуточное время, расстояние (между двумя разными нажатыми символами (в пикселях)) и скорость. Более того, они выбрали эти функции после изучения и разделения функций КА на три основных класса. Первая категория — это способ, которым пользователи вводят сообщение на сенсорном экране, где данные были собраны для извлечения функций.В этом стиле проводились разные работы [55–57]. Сравнивались разные алгоритмы машинного обучения. Полученные результаты обнадеживают. Во второй категории используются датчики движения с сенсорным экраном, как в [58]. Последняя категория — жестовая, как в [59, 60]. Стоит отметить, что о популярности КА в смартфонах написано множество обзоров [61–63]. Более того, в [61] показана популярность исследований КА и публикации статей.

Помимо смартфонов, в последние годы большую популярность приобрели умные часы KA.В [64] авторы использовали датчики движения умных часов с функциями временной области для аутентификации пользователей. Алгоритм KNN был применен к 20 пользователям. Сообщается о точности, превышающей 80%. В [65] была предложена система непрерывной аутентификации пользователей в реальном времени, использующая умные часы и алгоритм нейронной сети. В [66] была предложена система для использования KA для разблокировки умных часов на основе шаблонов взмахов рук. Другие примеры рассмотрены в [64]. Еще одна работа с акселерометром была проведена в [67] для аутентификации между устройствами при подключении гарнитур и смарт-часов к смартфонам.

Методы КА можно резюмировать в три этапа. Во-первых, из пользовательского ввода извлекается множество функций, таких как скорость набора текста, время задержки между разными символами во время нажатия и использование мультитач [68, 69]. Впоследствии эти функции нормализуются и преобразуются в матрицу входных функций и выходных результатов. Наконец, эти данные вводятся в алгоритм машинного обучения, такой как искусственная нейронная сеть (ИНС), машина опорных векторов (SVM) или логистическая регрессия (LR), для обучения.Модель вывода может использоваться для процесса аутентификации [55, 70]. Все проведенные методы следовали одной и той же процедуре с разными функциями или разными алгоритмами.

Эти системы показали высокую точность аутентификации пользователей. Однако, поскольку точность не 100%, она может не подтвердить подлинность реального пользователя смартфона. Чтобы преодолеть эту проблему, эти системы используются в качестве второй системы аутентификации и повторной аутентификации [57] или систем непрерывной аутентификации [71, 72].В этом методе имя пользователя и пароль по-прежнему используются для аутентификации; однако для непрерывной аутентификации пользователя во время сеансов телефон отслеживает поведение пользователя при касании и касании.

4.1.2. Личные качества

Прогнозирование личных качеств на основе использования смартфонов было рассмотрено за последнее десятилетие. Проведенные работы начались с опросов и анкет, которые владельцы смартфонов заполняли, чтобы лучше понять их психологические особенности. В [73] были изучены пять различных черт, названных большой пятеркой.Эти характеристики — покладистость, сознательность, экстраверсия, невротизм и открытость. Логистическая регрессия и линейная регрессия были использованы для анализа результатов анкетирования. Телефонные звонки, текстовые сообщения, просмотр веб-страниц и игры изучались с учетом возраста, пола и пола. Авторы заявляют о положительном отношении к дружелюбию и телефонным звонкам, но отрицательное отношение к коротким сообщениям. Об этой связи также сообщалось в [74], что означает «меньше согласия, больше использования телефона.Кроме того, они сообщили, что больше игр означает меньше удовольствия [75].

Другие личные качества были проведены для оценки взаимодействия между пожилыми людьми и смартфонами [76]. Анкеты и образцы использования смартфона были записаны для трех приложений для смартфонов. Они попытались изучить связь между возрастом и моделями касания экрана. Результаты могут быть использованы для улучшения разработки приложений или прогнозирования возраста пользователей. В [77] было проведено сравнение более 13 классификаторов ML, чтобы отличить детей от взрослых с помощью прикосновения к клавиатуре.С точностью более 92% у системы есть потенциал в будущем.

Еще один интересный пример, характеризующий состояние пользователей смартфонов через сенсорный экран, — это снижение мелкой моторики у пользователей смартфонов в холодную погоду, когда температура их пальцев падает [78, 79]. Это условие можно использовать для изучения местоположения пользователей, их состояния здоровья или других проблем. В [80] авторы получили точность более 90% гендерной классификации. Однако в [81] они сообщили о точности всего 61%.Несмотря на то, что количество датчиков, используемых в [81], превышает количество в [80], выбранный алгоритм и функции ML были оптимизированы.

Другим примером в этой категории является работа, проведенная в [82], в которой данные игрового поведения пользователей сенсорных экранов были собраны и использованы для прогнозирования игроков, которые играют. Этот метод зафиксировал точность 80%. Более того, предлагаемое приложение Falcon использует поведение пользователей для сокращения времени запуска приложений [83].

Другая интересная работа была проведена в [84], где авторы попытались определить настроение пользователей смартфонов, используя данные, полученные с датчиков.Настроение пользователей не считается личным. однако в будущем люди могут быть персонализированы по своему настроению.

Другие личные характеристики, полученные со смартфонов, — это физические характеристики, такие как пол, вес, рост, возраст, раса и даже размер обуви. Эти характеристики были оценены с помощью различных датчиков смартфонов. Прогнозирование этих характеристик с помощью датчиков смартфона называется мягкой биометрией. В [85] представлен обзор огромного количества мягкой биометрии и ее приложений.Более того, в [86] показаны проблемы и возможности в этой области. Стоит отметить, что в этой области преобладают функции датчика акселерометра. Тем не менее, датчик отпечатков пальцев, используемый в смартфоне, также использовался для классификации по полу и возрасту [87–89]. Таблица 3 суммирует некоторые из интересных и ранних работ, проведенных в этой области. Следует отметить, что на личные качества, оцениваемые с помощью сенсоров смартфонов, влияет одежда и обувь [90, 91].

1151 902 9 0115 [87] Работа Датчик Функции Алгоритм Черты Результаты ANN, алгоритмы дерева решений J48 [187] и обучение на основе экземпляров (IBk) [188] Вес, рост и пол 71,2% для пола с использованием IBk, 85.7% для роста с использованием ИНС и 78,9% для веса с использованием IBk [182] Акселерометр и сенсорный экран Характеристики временной области, давление прикосновения и размер — средний ближайший сосед Идентификация пользователя Более 96% для идентификации [77] Сенсорный экран Задержка между нажатием двух разных клавиш ИНС, ближайший сосед, SVM, градиентный спуск bp, Евклидово расстояние, линейный дискриминантный анализ и еще 5 алгоритмов Отнесение детей к взрослым Более 92% для SVM и 89% для линейного дискриминантного анализа [80] Сенсорный экран Задержка и продолжительность нажатия SVM Гендерная классификация Точность 91% [81] Сенсорный экран, акселерометр и гироскоп 29 функций, включая: специальные клавиши, общий все нажатые клавиши, количество использованных обратных пробелов, расстояние редактирования, общее время завершения, среднее время между клавишами Дерево решений (количество клавиш), линейное ядро ​​SVC (возраст), линейное ядро ​​SVC (пол), логистическая регрессия, -ближайший, и по Гауссу NB Количество используемых пальцев, пол и возраст 80% для количества пальцев, 75% для возраста и 60% для пола [189] Жесты сенсорного экрана, гироскоп, акселерометр 14 характеристик жеста, общая длина, общее время, ширина, высота, площадь, давление, скорость, ускорение, расстояние дуги и угол от начала до конца SVM, логистическая регрессия, наивный байесовский метод, J48 Гендерная классификация 71% точность для логистической регрессии [190] Отпечаток пальца Особенности вейвлетов и разложение по сингулярным числам — ближайший Гендерная классификация Превышена точность 88% Сенсорный экран Скорость движения пальца в четырех направлениях и другие функции из [189] Статистический Длина большого пальца и высота пользователя Точность 72% соотношения между длиной большого пальца и высотой

4.1.3. Отпечаток устройства

Отпечаток устройства определяется как метод обнаружения и различения различных интеллектуальных устройств, даже если они были произведены одной и той же компанией в один и тот же день в одном и том же месте. Исследователи обнаружили, что электронные датчики, разработанные и реализованные в интеллектуальных устройствах, имеют определенные шумные выходы, которые можно использовать как отпечатки пальцев этих устройств. В таблице 4 приведены некоторые из проведенных работ по распознаванию интеллектуальных устройств по отпечаткам пальцев.

920111111 Android , акселерометр, магнитометр, микрофон и вибратор имеет собственный отпечаток пальца Работа Устройства Датчики Сценарий Функции Алгоритмы Результаты 4 сценария: (а) смартфон на столе с вибрацией и без нее и (а) смартфон в руке с вибрацией и без нее Характеристики временной и частотной области Случайный лес и наивный байесовский Точность акселерометра выше, чем у обоих датчиков.С комбинацией всех датчиков точность идентификации превышает 90% [191] 17 устройств Android и 17 iOS Микрофон, динамики и акселерометр Три сценария (деревянный стол, металлический шкаф и подоконник) Частотная характеристика и значение БПФ Оценка максимального правдоподобия (MLE), простая евклидова классификация на основе расстояния и классификация -NN Точность 95% для микрофона и динамика и более 98% для обоих [180] 10 Android-устройств Акселерометр, гироскоп, магнитометр, микрофон, камера и вибратор Плоская деревянная поверхность и портативный Неоднородность фотоотклика (PRNU), особенности временной и частотной областей Пакетное дерево решений Высокая точность для гироскопа и акселерометра, 100% для комбинации обоих [192] 4 IOS, 1 Blackberry, и 8 устройств Android Камера — Особенности вейвлетов, неоднородность фотоотклика (PRNU) SVM Точность примерно 94% [193] 8000 IOS Все датчики и контекстные функции — 29 различных функций SVM и случайный классификатор Точность приблизительно 97% [194] 6 камер и 3 смартфона Камера — Характеристики цвета, качества и частотной области SVM Точность от 66% до 97% [195] 12 смартфонов и камера Камера — Цвет, качество, частотная область и функция вейвлета + PRUN SVM Для всех функций точность увеличивается.Некоторые функции позволяют получить лучшие результаты в определенных сценариях [196] Arduino и акселерометр Акселерометр На плоском столе Функции временной области Статистические Каждый чип акселерометра [25] 3 смартфона от трех поставщиков Акселерометр и гироскоп На плоском столе Характеристики во временной области SVM Точность более 90% [181 30 между IOS ] и Android Акселерометр и гироскоп На столе Характеристики во временной и частотной области SVM, наивный байесовский алгоритм, многоклассовое дерево решений, ближайший сосед (KNN), классификатор квадратичного дискриминантного анализа (QDA) и деревья решений Упакованные деревья решений имеют самую высокую точность

4.1.4. Статус пользователя

Статус пользователя делится на две категории: активность и локализация в помещении. Обзор этих двух категорий представлен ниже.

(1) Активность пользователей . Это массивный зонтик, охватывающий множественные действия. Тем не менее, эти действия можно разделить на три основных класса: простые, сложные и полезные. Простые действия могут быть определены одним действием, например, ходьба, подъем по лестнице, спуск по лестнице, прилегание и сон. Сложные занятия сочетают в себе различные действия, которые происходят одновременно, например, вождение автомобиля, катание на велосипеде или переодевание.Наконец, здоровая деятельность — это комплексная деятельность, сочетающая в себе множество действий, влияющих на здоровье пользователей, например, упражнения и падение. В этих приложениях преобладают датчики движения. У них более высокая точность, чем у других датчиков. Однако какова мотивация определения статуса пользователей? Чтобы ответить на этот вопрос, будет показано несколько примеров обнаружения активности.

В [92] авторы утверждали, что извлечение действий пользователей из данных акселерометра и гироскопа предсказывает поведение водителя автомобиля.Они классифицировали водителей на агрессивных и нормальных водителей. Алгоритм DTW был реализован с функциями временной области. Авторы сообщили, что данные гироскопа повышают точность данных акселерометра при прогнозировании поведения водителей. В [93] авторы также использовали акселерометр и гироскоп для обнаружения пьяных водителей. Авторы предложили и разработали приложение, которое определяет, пьян ли водитель, предупреждает водителя и вызывает полицию. Статистический алгоритм был развернут в реальном времени.

В [94] авторы попытались классифицировать способы передвижения (ходьба, езда на велосипеде, автомобиль, автобус и поезд), используя данные GPS и акселерометра в реальном времени. Они попытались максимально уменьшить вектор признаков, чтобы уменьшить вычислительную мощность. KNN и случайный лес сравнивались с целью классификации. Для процесса сокращения признаков использовались анализ главных компонентов (PCA) и рекурсивное исключение признаков (RFE). Сообщается о точности более 96% на основе случайного классификатора лесов.Данные, представленные в этой работе, могут быть использованы для составления статистического отчета о способах передвижения в городах. Однако для проведения работ необходимы данные GPS. Этот датчик требует разрешения пользователей для работы и сбора данных. Обнаружение физической активности — еще одно приложение для прогнозирования статуса пользователей. В этом классе смартфоны используются для классификации физических нагрузок, таких как ходьба, езда на велосипеде или сон. В [95] авторы использовали показания акселерометра и гироскопа с алгоритмом SVM для классификации физических нагрузок.Были классифицированы шесть различных видов деятельности. Из этих датчиков было извлечено 17 различных характеристик во временной и частотной областях. Авторы сообщили о точности более 95% при ходьбе, 79% при спуске по лестнице, 72% при подъеме по лестнице, 92% при стоянии, 94% при сидении и 100% при лежании. В [96] авторы сравнили ИНС с глубоким обучением с несколькими алгоритмами, основанными на одних и тех же датчиках движения. Они сообщили, что ANN с глубоким обучением превышает точность 95% по сравнению с другими алгоритмами.Тем не менее, они сообщили, что SVM имеет более высокую точность для стационарных действий. В [97] авторы попытались измерить производительность 6 различных позиций смартфонов с пользователями. Алгоритмы SVM, KNN и случайного леса с функциями времени, частоты и вейвлета используются для сравнения эффективности и точности действий различных пользователей в зависимости от положения смартфона. В [98, 99] обнаружение физической активности использовалось на основе датчика магнитометра для уменьшения шума датчика акселерометра, особенно при нахождении смартфона в различных областях тела.В [97] было собрано более 27 тысяч выборок данных от десяти различных субъектов. Характеристики вейвлета, частоты и временной области были извлечены из датчиков движения. Были использованы мультиалгоритмы, такие как случайный лес, SVM и KNN. Извлеченные результаты показывают высокую точность прогноза ежедневной активности. В [100] Actitracker было предложено использовать собранные данные с датчиков движения для обнаружения физической активности пользователей в качестве приложения для мониторинга состояния здоровья. Характеристики временной и частотной области были собраны и переданы в случайный классификатор леса.Приложение Actitracker позволяет пользователям определять пороговые значения своей повседневной активности для их измерения. В [101] оценивалось приложение для смартфонов Happito, отслеживающее активность. Исследование показывает, что пользователи обращаются к приложению в среднем в течение 5 секунд только для проверки своего статуса, и их не интересуют свои исторические журналы. Это показывает, что эти данные следует удалять ежедневно в целях безопасности.

В области мониторинга здоровья с помощью датчиков движения выявляются различные заболевания, такие как болезнь Паркинсона, эпилепсия и инсульты [102, 103].В этой области преобладали приложения для обнаружения падений. В [104] авторы использовали четыре различных алгоритма классификации: наивный байесовский алгоритм, дерево решений J48, дерево решений случайного леса и SVM для обнаружения падения. Были зарегистрированы четыре типа падений: вперед с использованием рук, вперед с использованием колен, вбок и назад. Авторы утверждают, что точность превышает 99% для всех временных и частотных характеристик. В других работах использовались другие алгоритмы машинного обучения для обнаружения падений с учетом времени, частоты и вейвлетов [105, 106].Наконец, было написано приложение, использующее данные датчика движения для обнаружения падения и сигнализации [107].

В этой области используются умные часы. В [108] авторы использовали умные часы для распознавания шести различных видов деятельности с использованием пяти различных ГНД. Зарегистрирована точность обнаружения нетрезвых людей с точностью более 90%. В [109] было предложено шесть различных действий с тремя разными алгоритмами, использующими функции временной области. Сообщается о точности 90% для алгоритма J48.Интересным детектором физических действий является приложение для подсчета шагов. В этом приложении классификатор сначала определяет шаги; впоследствии он пытается подсчитать эти шаги [110]. Это приложение можно использовать в качестве первого шага в процессе локализации в помещении.

(2) Локализация в помещении . GPS доминирует в системе наружной локализации. Приемник GPS встроен во все новые интеллектуальные устройства. Однако внутренняя среда — это область без GPS. Это сделало его горячей темой для исследований в последние несколько лет, особенно в процессе локализации в метро, ​​небоскребах и торговых центрах.Локализация внутри помещений в основном делится на два класса: локализация Wi-Fi и определение мертвых точек пешехода (PDR). Первый класс отличается высокой точностью. Однако для этого требуется установка сетевой инфраструктуры и точек доступа. В [111] датчики смартфонов и сигнал Wi-Fi были использованы для построения точной системы локализации в помещении с частотой ошибок около 1,1 м. Алгоритм KNN был принят из-за его простоты. Чтобы исключить установку точки доступа и инфраструктуры, предлагается PDR.В [112] данные гироскопа и акселерометра были записаны для локализации в помещении. В [113] авторы предложили приложение для точной локализации и отслеживания в помещении на основе магнитометра и камеры. Для сравнения изображений написана модель нейронной сети. В этом исследовании были заявлены три разных факта. Во-первых, магнитные показания датчиков различаются в зависимости от их расположения в здании. Во-вторых, чтение не зависит от времени. Наконец, магнитное считывание наполовину невосприимчиво к фоновому шуму.Другие исследования показали, что магнитометры, наряду с акселерометрами, могут использоваться для создания систем слежения с очень высокой точностью, которые могут эффективно работать в помещениях и иметь низкое энергопотребление, в отличие от GPS [114] в приложениях PDR. Другие исследователи показали метод создания внутренних карт зданий с помощью магнитометров и акселерометров [115]. Другой вид локализации в помещении — это высотная локализация. В этой области доминировал датчик барометра. Барометр может создавать модели определения местоположения телефона и, следовательно, пользователя телефона внутри зданий со 100% точностью [116].Телефонные барометры также использовались для определения уровня пола пользователя с высокой точностью [40]. Другие исследования показали, что местоположение пользователя можно оценить и отследить с приличной точностью только с помощью телефонного барометра [117]. Хотя акселерометры также могут использоваться в методах определения местоположения в помещении, барометры оказались более точными, особенно когда телефон отвлекается другими действиями, такими как игры или телефонный звонок [116]. Другое исследование продемонстрировало точные показания высоты телефона, в первую очередь, с помощью гироскопа телефона вместе с акселерометром [118].

4.1.5. Приложения для здравоохранения

Интеллектуальные устройства в приложениях для здравоохранения получили распространение за последнее десятилетие. Эти приложения подразделяются на три основных области: мониторинг состояния здоровья в реальном времени, отслеживание активности и обнаружение проблем со здоровьем и заболеваний. В приложениях для мониторинга здоровья интеллектуальные устройства могут использоваться для мониторинга различных аспектов и частей человеческого тела в активном или пассивном режимах. В активном режиме пользователь отвечает за выполнение определенной операции с использованием интеллектуального устройства для считывания внутренних органических сигналов.Например, в приложении Cardiio [119, 120] камера смартфона была адаптирована для измерения сердцебиения путем определения изменений цвета кожи во время циркуляции крови по телу. В приложениях для бесконтактного мониторинга здоровья преобладают акустические сигналы. Микрофоны и динамики получили широкое распространение. В [121] было предложено приложение для смартфона, использующее микрофон и динамик для отслеживания сердцебиения. В [19] было предложено приложение для мониторинга качества сна на основе акустических сигналов.Еще одно приложение для мониторинга здоровья — это мониторинг процесса реабилитации после травм. В [122] данные гироскопа и акселерометра были записаны дома для отслеживания прогресса реабилитации после тотального артропластики коленного сустава.

В литературе широко распространены интеллектуальные устройства и их сенсорные приложения в области отслеживания активности. В [123] было разработано приложение для смартфонов для отслеживания и предотвращения инсульта.

В обнаружении болезней интеллектуальные устройства продемонстрировали огромный потенциал.В разных приложениях используются разные датчики интеллектуальных устройств. В [124] камера смартфона использовалась для определения гемоглобина крови на анемию. Зарегистрирована точность от 76% до 85%. Другой пример применения контактной или активной камеры тестирования был предложен в [125] для проверки поражения кожи на предмет различных бактериальных заболеваний, таких как язва Бурули. В [126] были записаны все данные датчиков смартфонов для мониторинга психического здоровья и выявления депрессии, стресса и одиночества.Другой пример обнаружения заболеваний с помощью приложения для смартфонов — это обнаружение влияния кожных заболеваний на процесс идентификации по отпечатку пальца. Было обнаружено, что некоторые симптомы кожных заболеваний могут влиять на цвет кожи или структуру сосочковых гребней, что может влиять на сканеры отпечатков пальцев [127, 128]. Более того, исследования показали, что существует корреляция между образцами отпечатков пальцев и диабетом. Кан и др. обнаружили, что диабет был связан со средней разницей в количестве дерматоглифических гребней между большим пальцем и мизинцем с учетом поправки на пол и возраст [129].Другие также показали, что завитки, петли и дуги отпечатков пальцев у пациентов с диабетом значительно отличаются от пациентов без диабета [130, 131]. Хотя образцы отпечатков пальцев связаны только с диагностикой генетических заболеваний [132], это все еще поднимает вопрос о том, смогут ли мобильные телефоны, оснащенные сканерами отпечатков пальцев, выполнять такие задачи, как прогнозирование развития диабета или обнаружение определенных типов. кожных заболеваний у пользователей.

4.2. Точность извлеченной информации

Как упоминалось в предыдущем разделе, многие полезные приложения были предложены и разработаны на основе процесса обучения различных наборов данных.Процесс обучения, а также тестирование и проверка этих приложений проводились в контролируемой среде. Более того, собранные данные фильтруются перед использованием в MLA. Эти проблемы вызвали вопросы о точности разработанных приложений в реальной жизни и вне контролируемой среды [133].

Другая выявленная проблема — это количество функций, которые были извлечены и использованы в различных приложениях. Как упоминалось в предыдущем разделе, одни и те же функции использовались снова и снова для получения разных выводов.Те же функции использовались как для личных качеств, так и для личной деятельности. Если одни и те же характеристики раскрывают всю информацию, как личные качества не повлияют на извлеченные действия? Например, в [134] авторы показывают, как зашумленные данные в приложениях для здоровья смартфонов с большими данными могут привести к ошибочным выводам. Авторы исследовали точность приложения для подсчета шагов в смартфонах Apple и Android. Они выявили большой диапазон ошибок в этих приложениях на обеих платформах. В [135] было проведено исследование качества работы приложений для здоровья на смартфонах.Полученные результаты выявили различные вопросы пользователей относительно достоверности, точности и конфиденциальности информации. Это показывает, что точность — одна из проблем пользователей. В [136] авторы сравнили классификацию приложений для смартфонов по личной повседневной деятельности двух разных групп: первой группы из 20 молодых людей и второй группы из 37 пожилых людей. Они обучили классификатор на основе данных, собранных из первой группы, и протестировали модуль во второй группе. Тот же эксперимент был повторен с другим модулем, обученным на данных второй группы и протестированным на первой группе.Они сообщили о сильном влиянии на точность в обоих сценариях. Это означает, что в эти исследования следует добавлять личные черты в качестве характеристик или собирать массивные наборы данных из разных стран для всех возрастов. В [137] авторы провели эксперимент по распознаванию походки с использованием гироскопа и акселерометра для умных часов, используя данные за один и тот же день и в разные дни для процесса тестирования и проверки. Они сообщили об увеличении количества ошибок в распознавании походки при использовании данных в разные дни.

Третья проблема — размер набора данных. Если эти приложения будут использоваться в разных странах и от людей разного возраста, как следует собирать набор данных и какого размера он должен быть? В [138] авторы провели эксперимент с данными, собранными у более чем 700 тыс. Человек из 111 стран, для изучения ситуации с ожирением в странах. В других исследованиях участвовало только 10-50 человек [134, 135].

Вопрос точности приложений для смарт-устройств, использующих MLA, требует различных процедур тестирования и проверки в реальной жизни.

5. Проблемы, связанные с выводом скрытой информации

Как упоминалось выше, было предложено множество полезных приложений, использующих скрытую информацию открытого доступа датчиков. Однако использование этих данных позволяет выявить множество проблем. В следующих разделах представлены атаки на безопасность и вопросы конфиденциальности. Кроме того, будут выявлены и другие реальные проблемы физической безопасности.

5.1. Атаки по побочным каналам

Атаки по побочным каналам определяются как любые компьютерные атаки, которые могут быть реализованы с использованием собранных данных из системы законными способами, а не ошибок в развернутых алгоритмах [139].Эти атаки делятся на девять основных категорий. Четыре из этих категорий были реализованы в смартфонах, как показано в Таблице 5.

Программная клавиатура1 гироскоп, барометр, IP и часовой пояс 901 21 0 901 Микрофон Работа Тип Датчики Функции Комментарии Результаты Алгоритм [58] Motion Гироскоп и сенсорный экран Временная область, угол верхней биссектрисы и угол нижней биссектрисы Программная клавиатура только для цифр Точность 70% для 4-значного PIN-кода Классификатор предположений TapLogger [197] Движение Гироскоп, акселерометр и сенсорный экран Временной интервал и изменения угла Мягкая клавиатура для цифр 90% точность с 3 признаками для 8-значного PIN-кода SVM с использованием LIBSVM [198] TapPrints [183] ​​ Motion Гироскоп и Акселерометр Временная область, частотная область и значения FTT Программная клавиатура для английских символов 90% точность для английских символов с выводом — ближайшего соседа (KNN), полиномиальной логистической регрессии, SVM, случайных лесов [199] и упакованные деревья решений Аксессуар [184] Движение Акселерометр Временная область, среднее время от выборки до пика, общее время окна и количество выборок в окне Soft клавиатура для английских символов 6 символов пароля в 4.5 трейлов Случайный лес, ИНС, SVM и дерево решений C4.5 [200] Акустический Микрофон Функции Cepstrum [201] и распознавание речи утверждают, что это лучше, чем FFT Мягкая клавиатура для английских символов Точность 96% Использовались скрытые марковские модели [202], линейная классификация, ИНС и языковые модели Атака по времени [142] Время Микрофон FFT Мягкая клавиатура и аппаратная клавиатура Выведение ПИН-кода без активации предупреждений Цепи Маркова с атакой грубой силы Soundminer [203] Акустический Микрофон FFT, запись голоса и двухтональный многочастотный режим (DTMF) Вывод PIN-кода, паролей, клавиш увеличения и уменьшения громкости Распознавание речи Google Powerspy [145] Power Энергопотребление беспроводной связи Файлы энергопотребления в виде временных рядов — Выведение маршрутов и динамическое отслеживание в реальном времени Деформация времени (DTW) [204] и оптимальное смещение последовательности подпоследовательностей (OSB ) [205] [149] Питание Энергопотребление смартфона Файлы энергопотребления в виде временных рядов — Вывод приложений, геолокации, длины пароля и пользовательского интерфейса Статистика [153] Время Прерывания Файл прерываний — Вывод приложений и разблокировка телефона DWT и скрытая марковская модель (HMM) PinMele 9011rometer 01 Данные датчика — Вывод и отслеживание пользователей по всему миру SVM [157] Acoustic Микрофон Данные строки — Точность более 70% для 5-минутных аудиофайлов Статистический [156] Acoustic 901 Данные строки — 1.5 частота ошибок Неконтролируемый алгоритм

Идея атаки по побочному каналу зародилась давно. В этой области появилось много методов и алгоритмов. Один из старейших методов — электромагнитное излучение, предложенный в 1980-х годах. В этом методе исследователи обнаружили, что электронные компоненты излучают электромагнитные волны при переключении между различными состояниями. Этот метод использовался в различных атаках.В [140, 141] авторы попытались вывести компьютерные пароли с помощью электромагнитных волн нажатия клавиш. Авторы утверждали, что нажатие клавиши будет излучать электромагнитные волны, которые могут определить нажатую клавишу. Были оценены различные сценарии, такие как спад и нарастание. В [142] авторы попытались изучить уникальную звуковую обратную связь при нажатии клавиш для определения нажатых клавиш. Более того, авторы попытались изучить расстояние от клавиатуры, чтобы распознать эти звуки обратной связи.Они обнаружили, что этот метод можно использовать с помощью грубой силы, не вызывая никаких предупреждений.

Атаки по побочным каналам перешли на смартфоны за счет использования их датчиков. Некоторые данные датчиков получить труднее по сравнению с другими. Например, данные GPS требуют разрешения пользователей смартфонов, чтобы начать процесс сбора урожая. Однако для других датчиков разрешения не требуются. Например, W3C опубликовал спецификацию событий DeviceOrientation, которая позволяет JavaScript на веб-сайтах получать доступ к данным акселерометра и гироскопа в Android и IOS без разрешения пользователя [143].Одна из первых работ, которые были проведены для выявления угроз атак на сенсорные данные и защиты от сенсорных атак, содержится в [144]. Было проведено множество работ, чтобы показать, что все типы атак по побочным каналам жизнеспособны в смартфонах. Например, использование энергии в качестве атаки по побочному каналу было использовано в [145]. В смартфонах Android есть два файла с открытым доступом, которые отслеживают потребление энергии (/ sys / class / power supply / battery / Voltage now и / sys / class / power supply / battery / current now). Любой процесс или приложение могут получить доступ к этим файлам без разрешения.Авторы использовали эти файлы для отслеживания смартфонов и различения маршрутов. Были показаны два сценария для различения маршрутов, отслеживания в реальном времени и определения новых маршрутов. Были задействованы два алгоритма машинного обучения. Авторы показали, что потребление энергии смартфоном одинаково для одного и того же маршрута, даже если используются два разных смартфона. Предлагаемый метод не требует ни идентификаторов сот, ни SSID точек доступа, как в [146–148]. Все эти методы отслеживают смартфоны и определяют маршруты на основе атак по побочным каналам.Другой пример использования энергии в качестве побочной атаки был показан в [149]. В этой работе использовались те же два файла мониторинга мощности. Было показано четыре различных атаки: идентификация приложения, определение пользовательского интерфейса, определение длины пароля и геолокация. Они показали, как статистический метод используется для получения точных результатов во всех этих ситуациях. В [150] авторы показали, как трассы питания могут использоваться для различения различных криптографических алгоритмов в Android-смартфонах.

Другой пример атак по побочным каналам — это атаки движением. В [151] авторы предложили PinMe, алгоритм, который может отслеживать пользователей по всему миру. Использованы датчики часового пояса, IP-адреса, акселерометра, гироскопа и барометра. PinMe может отслеживать пользователей при выполнении различных действий, таких как ходьба, вождение автомобиля, поездка и даже самолет. В [152] авторы предложили метод, который использует акселерометр и гироскоп для поиска маршрутов в городе, по которому въезжает пользователь.Предложен алгоритм поиска, основанный на карте в виде графа. Метод был протестирован в 30 городах с точностью более 50%, чтобы найти список из десяти возможных маршрутов.

Другой пример атак по побочным каналам — это атаки по времени. В [153] авторы показали еще один файл с открытым доступом на платформе Android, который называется (/ proc / interrupts). Этот файл отслеживает все запросы аппаратных прерываний в системе. Используя этот файл, авторы успешно вывели шаблоны блокировки, выделенные пользовательские интерфейсы и идентифицированные приложения.

В [154] авторы показали, как открытые файлы контроля и мониторинга с нулевым доступом используются для различных атак. Например, файл (/ proc / uid-stat /), который показывает статистику использования сети приложениями, может быть показан для вывода установленных приложений и наиболее популярных приложений, которые используют пользователи. Было показано, что случай позволяет сделать вывод о состоянии здоровья пользователя путем вывода страниц статей о заболеваниях, которые пользователи читают в приложении WebMD. Кроме того, авторы показали, как файл (/ proc / net / arp) может использоваться для определения местоположения пользователей.

В [155] была предложена легкая атака по побочному каналу на основе данных, собранных с датчика внешней освещенности. Автор показал, что сила света, регистрируемая этим датчиком, изменяется при изменении положения пальца на сенсорном экране. Этот процесс использовался для предсказания PIN-кода, вводимого с помощью касания сенсорного экрана смартфона. Автор показал высокую точность определения ПИН-кодов. Однако для повышения точности следует включить другие методы.

Другая интересная атака по побочным каналам предложена в [156].Авторы утверждали, что количество людей в месте можно подсчитать, используя микрофон и неконтролируемую ВПП. Ошибка 1,5 была зафиксирована при разных уровнях шума фона.

Наконец, новая интересная акустическая атака по боковым каналам была показана в [157]. В этом методе авторы утверждали, что любые записанные голосовые или видеофайлы по всему миру имеют отпечаток местоположения. Этот отпечаток поступает из сигналов частоты электрической сети (ENF), которые можно обнаружить в записанных файлах.Загрузив сотни видеороликов с YouTube из разных стран и городов, а затем извлекая информацию ENF из этих видеороликов, можно сравнить новые записанные звуковые или видеофайлы с загруженными файлами, чтобы найти похожие ENF. Авторы заявили о точности более 70% для аудиофайлов продолжительностью более 5 минут. Другая акустическая боковая атака была показана в [158].

В таблице 5 представлена ​​сводка атак по побочным каналам, реализованных на смартфонах.

5.2. Конфиденциальность

Конфиденциальность определяется как состояние отсутствия общественного внимания.Другими словами, любой хранит свою жизнь в тайне, не сообщая другим подробностей своей жизни. В настоящее время Интернет и социальные сети позволяют подписчикам делиться своими фотографиями, комментариями, местоположениями и статусами. Тем не менее, конфиденциальность была рассмотрена в новом методе, при котором люди или подписчики могут контролировать, чем они делятся и с кем делиться. Это настроило определение конфиденциальности для управления контентом и вниманием людей. В эпоху больших данных MLA позволили разработчикам интерпретировать массивные данные по-разному, отличные от интеллектуальных устройств [159, 160].Это увеличивает нагрузку на разработку алгоритмов и типа собираемых данных. В [8] автор показал, что одна из самых больших проблем конфиденциальности в IoE заключается в том, что пользователи имеют ограниченный контроль над тем, какие данные следует совместно использовать и распространять. В правах человека упоминается, что люди имеют право хранить личные вещи в секрете [161]. Однако, как упоминалось ранее, большие данные могут помешать этому праву, выкапывая секретную информацию из свободно доступных бессмысленных данных.

Основная проблема конфиденциальности при интеллектуальном анализе данных заключается в том, что она неявная.Пользователи не знают, какую информацию можно обнаружить с помощью их собственных датчиков. В анкетах, проведенных в [162], авторы попытались измерить конфиденциальность пользователей смарт-устройств. В исследовании сравнивался уровень конфиденциальности пользователей компьютеров и пользователей смартфонов. В анкете было написано девять различных вопросов, разделенных на категории. Исследование авторов показало, что 68% подписчиков смартфонов не вводят свой PIN-код в смартфонах из соображений конфиденциальности и безопасности.Более того, что касается отчетов о состоянии здоровья, 38% людей не хотят открывать такие отчеты со своих смартфонов. Девять человек сказали: «Чем больше у вас проблем со здоровьем, тем более частным они становятся, и чем более частными они становятся, тем меньше вероятность, что я сделаю это по мобильному телефону». Наконец, что касается служб определения местоположения, большинство людей, которые боятся использовать такой комментарий службы, что они боятся ограбления. Этот опрос показывает, что подписчики смарт-устройств обеспокоены своей конфиденциальностью.Однако что они могут сделать, чтобы защитить свою конфиденциальность от интеллектуального анализа данных?

В [163] авторы показали, что конфиденциальность интеллектуальных устройств сложна, поскольку она состоит из различных уровней оборудования, операционной системы и приложений. Поверх этого многоуровневого стека добавляется еще один уровень процесса интеллектуального анализа данных датчиков. Это показывает, как конфиденциальность интеллектуальных устройств в эпоху IoE требует нового устройства, чтобы улучшить ее без какого-либо влияния на удобство использования устройств.

5.3. Сценарии угроз безопасности

В этом разделе будут показаны некоторые реальные атаки интеллектуальных устройств.Эти атаки иногда можно отнести к категории атак по побочным каналам. Однако в этих атаках используются некоторые физические явления с использованием интеллектуальных устройств. Например, в [158] авторы используют уровни частотной чувствительности микрофона для модуляции команды, которая не слышна для человека. Команду можно получить с микрофона смартфона, интерпретировать и запустить последовательность действий с помощью службы голосового помощника, например Siri. Команда записывается и модулируется сигналом с частотой выше 20 кГц.Авторы заявили об успехе с очень высокой точностью. В [164] авторы использовали акселерометр и гироскоп в умных часах для обнаружения комбинаций механических замков. Другими словами, всякий раз, когда пользователи умных часов открывают сейф, код может быть обнаружен любым приложением, собирающим данные акселерометра и гироскопа. Эта атака может быть представлена ​​как атака по побочному каналу; однако собранные данные были использованы для взлома реального оборудования. Вот почему мы думаем, что он принадлежит к этой категории.Можно использовать многие другие угрозы безопасности. Другой пример был предложен в [165] для вывода информации о производственной плоскости и машинах, использующих магнитометр и микрофон. Авторам удалось выделить станки с ЧПУ, 3D-принтеры, их виды и виды. Далее мы показываем три различных возможных сценария, которые могут быть реализованы в будущем.

Первый сценарий — кража со взломом. В этом сценарии грабителю необходимы три части информации для успешного ограбления дома: активность владельцев, местоположение и количество людей в доме.В [19, 20] авторы показали, как режим сна пользователей смартфонов может быть записан с использованием света сенсорного экрана, состояния зарядки аккумулятора и подключения кабеля к зарядному устройству. Эти особенности могут быть использованы для изучения деятельности домовладельца в сочетании с акселерометром и гироскопом [160]. Вторая часть информации — это местоположение в доме. В ходе локализации в помещении мы обнаружили, что можно найти пользователя в закрытом помещении, используя только акселерометр и гироскоп.Для подсчета людей в доме можно использовать данные микрофона, как в [156].

Второй сценарий — это отслеживание местоположения, как в [166]. Если поведение пользователей сенсорных экранов было собрано и записано из различных приложений для смартфонов в течение длительного периода времени. Эти данные могут быть косвенно использованы для отслеживания и поиска пользователя. Даже если пользователь сменил смартфон и создал новые учетные записи электронной почты и новые имена и пароли, приложения и компании могут отслеживать пользователей, чтобы показать сходство между любыми новыми пользователями и существующими пользователями.Другими словами, в этом цифровом мире никто не будет снова начинать с нуля. Более того, если ваши прикосновения собираются в течение длительного времени, можно создать тепловые карты для визуализации этих данных перед анализом. Впоследствии эти данные можно использовать для прогнозирования учетных данных пользователей, таких как имена пользователей и пароли для различных приложений. Другими словами, можно написать новую эру программного обеспечения для регистрации ключей.

Третий сценарий — атаки, основанные на личных характеристиках. Предположим, что это вирус, который взламывает только умные устройства женщин или детей.Такие вирусы могут распространяться по разным устройствам; однако он работает только в зависимости от поведения пользователей. Более того, приложение запускается / закрывается в зависимости от настроения пользователей.

Это откроет дверь для новых атак на поведение / личные черты.

Это несколько примеров тысяч угроз и сценариев безопасности, которые могут быть реализованы и предложены. Эти сценарии — открытое поле для инноваций.

5.4. Как и где начать копать скрытую информацию

С распространением смартфонов, планшетов, смарт-телевизоров и умных часов стало быстро развиваться инструменты и методы разработки приложений для них.Было предложено, разработано и коммерциализировано множество методов и инструментов [167]. Тем не менее, эти инструменты относятся к одному из трех классов: программируемые инструменты, инструменты кодирования с нулевой строкой и гибридные инструменты. Инструменты программирования определяются как интегрированные среды разработки (IDE), которые требуют навыков хотя бы одного языка программирования для программирования достойного приложения. Android studio [168], требующий глубоких навыков программирования на XML и Java, является официальной IDE для разработки приложений для Android. DroidEdit [169] — еще один пример из этой категории, который также требует навыков языка программирования Java.Третий пример — Cordova, для которого требуются навыки работы с языками внешнего веб-программирования, такими как CSS, HTML и JavaScript. Как уже упоминалось, эта категория инструментов требует глубоких знаний в области компьютерных наук и языков программирования для разработки приложений. В этом случае будет легче отследить и отследить код до его разработчиков [170]. Более того, хакерам-любителям или взломщикам сложно писать приложения для сбора данных датчиков пользователей, обновления их на сервере и минимального использования приложений.Однако такой стиль программирования может снизить удобство использования интеллектуальных устройств. В [171] авторы попытались использовать студию Android, чтобы написать приложение для сбора данных датчиков пользователей и загрузки их на сервер. Авторы попытались показать законность и этичность использования таких данных.

Была предложена еще одна группа инструментов: инструменты кодирования нулевой строки [172]. В этой категории приложение используется для преобразования веб-приложений и веб-страниц в приложения для смарт-устройств. Любое онлайн-приложение или сайт можно преобразовать в приложение, не написав ни одной строчки кода.Этот инструмент опасен, поскольку к некоторым датчикам интеллектуальных устройств можно получить доступ из JavaScript без каких-либо разрешений [143], как упоминалось в Разделе 5.1. Однако разработчикам приложений сначала необходимо преобразовать веб-приложение. Это также требует глубоких навыков.

Третий и наиболее сложный инструмент разработки приложений для смарт-устройств — гибридный [173]. В этом инструменте простой логический поток приложения требуется для разработки сложного кода. Навыки программирования не требуются. Однако требуется написание алгоритма.Одним из наиболее популярных примеров этого инструмента является MIT App Inventor (MAI) [174], который определяется как стиль программирования, управляемый событиями. MAI позволяет программистам получить все функции любой сложной IDE без каких-либо навыков программирования. Любой датчик можно забрать. Данными можно легко обмениваться с помощью Wi-Fi, мобильной сети, Bluetooth и NFC [175]. Бесплатная учетная запись Google — единственное требование, чтобы начать писать любое сложное приложение. Эта среда использовалась в приложении для мониторинга умного дома [176], приложении для фитнеса [177], приложении для мониторинга состояния здоровья [178] и конструкции умной лампы, использующей датчики смартфона [179].

Категория гибридных инструментов показывает, что атаки по побочным каналам легко реализовать. Чтобы начать реализацию приложений, на экране 9 показаны необходимые шаги. Во-первых, требуются дампы данных со смарт-устройств. Эти дампы, как показано, доступны через Интернет. Любой из этих дампов можно скачать. Во-вторых, должен быть реализован процесс извлечения признаков. Как уже упоминалось, из данных могут быть извлечены характеристики данных во временной, частотной и вейвлетной областях, а также в строках. Наконец, требуется механизм машинного обучения, такой как R, Python или MATLAB, для сравнения различных MLA, чтобы выбрать точный и простой.Иногда принятие самого простого в реализации преобладало над точным. Наконец, математическая модель готова к развертыванию.

Для развертывания обученного алгоритма в реальном мире требуется приложение для смарт-устройства. МАИ упрощает эту задачу. Алгоритм должен быть встроен в приложения любого типа. Шаги развертывания показаны на рисунке 10. Процесс развертывания состоит из двух основных частей: на стороне клиента и на стороне сервера. Клиентская сторона — это приложение для смарт-устройства. Это приложение должно содержать как минимум четыре разных модуля.Первый модуль — это модуль таймера, который будет записывать показания датчика в течение предварительно сконфигурированных периодов. Кроме того, отметка времени сбора данных датчика была использована как функция в различных алгоритмах, как было показано. Второй модуль — это сенсорные модули. На этом этапе следует собрать данные о том, какие данные датчиков использовались в процессе обучения. Все датчики, кроме дактилоскопического, реализованы в МАИ. Третий модуль — это модуль сохранения данных. Этот модуль необходим для уменьшения использования сети и любых модулей обработки данных, необходимых в приложении для смарт-устройства.MAI позволяет программисту сохранять данные приложения во внутренней уникальной базе данных. Заключительный этап — передача данных через Интернет-модуль. Для этого шага можно использовать протокол HTTP.

На стороне сервера веб-приложение должно быть написано и размещено в сети. Приложение должно извлечь все полученные данные из процесса передачи данных. Адрес интернет-протокола (IP) отправителя должен быть записан, чтобы различать пользователей приложения. Кроме того, он должен записывать временные метки.Второй шаг в этом приложении — извлечение признаков из полученных данных. Наконец, обученный математический модуль используется в собранных функциях для получения скрытой информации. Можно сделать другой выбор.

Другой метод может использоваться для уменьшения использования сети. Все шаги перенесены в приложение для смарт-устройства. В этом методе использование сети будет сведено к минимуму, поскольку устройство будет отправлять только скрытую информацию. Однако вычислительная нагрузка увеличится.Чтобы снизить вычислительную нагрузку на приложение, модуль таймера можно настроить для использования извлечения функций и математического модуля MLA в очень длительные периоды. Эти два сценария реализации показывают, насколько легко взломать безопасность пользователей смарт-устройств в эпоху IoE.

6. Заключение и обсуждение

Умные устройства есть везде. Наступила эра IoE. Преимущества, приложения и удобство использования этой парадигмы были представлены во многих исследовательских работах. Конфиденциальность и безопасность интеллектуальных устройств в IoE на протяжении многих лет привлекали исследователей к созданию безопасных систем.Тем не менее, машинное обучение и большие данные усложнили ситуацию. В этой статье мы покажем, как машинное обучение, большие данные и данные датчиков интеллектуальных устройств используются для поиска полезной скрытой информации. Было показано, как датчики интеллектуальных устройств, которые используются для повышения удобства использования устройств, могут быть использованы в полезных приложениях, с одной стороны, и при взломе и атаках, с другой стороны. Более того, было показано, как эти угрозы и атаки могут быть реализованы и развернуты простым методом с использованием программирования, управляемого событиями, без глубоких навыков программирования.

К сожалению, не существует скрытого руководства по защите данных, которое можно было бы загрузить и использовать для решения проблем точности, конфиденциальности и безопасности. Однако разработчики приложений и пользователи могут использовать множество методов, чтобы максимально уменьшить эти проблемы.

Осведомленность пользователей — самый важный шаг для предотвращения проблем со скрытыми данными. Пользователи должны знать, что загружать в Интернет. Перед установкой новых приложений следует внимательно прочитать разрешения для приложений. Пользователи не должны устанавливать приложения из неизвестных источников или разработчиков.Пользователи не должны предоставлять какие-либо разрешения, требуемые от какого-либо приложения, до тех пор, пока они не поймут, почему такое приложение требует таких разрешений. Например, для различных игр на рынке Android требуется доступ к мультимедийным файлам и файлам смартфона. Почему? Пользователи должны быть умнее своих умных устройств.

Разработчики операционных систем для интеллектуальных устройств должны увеличить и улучшить разрешения на доступ к датчикам интеллектуальных устройств. Пользователям следует предоставить больше контроля. Все время должно отображаться больше предупреждающих сообщений.Больше не показывать это сообщение использовать не следует. Требуются дополнительные исследования и разработки в этой области. Для повышения точности необходимо собрать больше данных из разных возрастов, полов и стран, чтобы уменьшить влияние различных переменных на конечный результат. Разработанные приложения следует протестировать в реальной жизни с помощью разных пользователей в течение определенного периода времени, прежде чем объявлять обоснованность своих выводов. Социальные сети — удобная среда для этого шага.

Наконец, мы считаем, что статическая конструкция интеллектуальных устройств является одной из основных проблем в области скрытых угроз для данных.Например, многие пользователи смарт-устройств не знают, какие датчики у них есть и как их использовать.

No related posts.