Что такое Интернет вещей (IoT)?

Краткое содержание Введение Что такое Интернет вещей? Ключевые особенности архитектуры Интернета вещей? Модели связи Интернета вещей Возможные применения Интернета вещей Потребительская электроника Умный автомобиль или транспортная система Приложения Интернета вещей Строительство и домашняя автоматизация Интернет вещей. Это интеллектуальное объединение передовых средств автоматизации и аналитики для обеспечения оптимизированного решения нового века за счет использования технологий сетей, зондирования, больших данных и искусственного интеллекта. С появлением бесчисленного множества технологий электроники и программного обеспечения Интернет эволюционировал от фазы P2P простого соединения людей к фазе M2P подключения людей к устройствам и, вероятно, достигнет фазы M2M соединения устройств друг с другом. устройства, встроенные в датчики и другую электронику, обменивающиеся данными друг с другом через Интернет. Что такое Интернет вещей? Интернет вещей - это мир, в котором все вокруг нас, например телефоны, телевизоры, фонари, холодильники, кондиционеры, автомобили и т. д. контролируют, ощущают и взаимодействуют между собой под контролем человека или без него. Многие считают Интернет вещей или IoT следующей технической революцией в Интернете. Интернет вещей (IoT) - это сеть встроенных систем (устройств) с возможностью подключения к Интернету, которая позволяет им подключаться и взаимодействовать с другими встроенными устройствами, службами ( машины или приборы) и людей в больших масштабах. Интернет вещей (IoT) - одна из самых увлекательных тенденций в области интеллектуального управления множеством вещей или объектов через проводные или беспроводные системы связи. Он позволяет подключать или управлять вещами в любое время, в любом месте с кем угодно или с кем угодно, используя любой путь или сеть и любая услуга. Основная цель Интернета вещей (IoT) - значительно упростить различные задачи для управления и мониторинга пользователей с помощью Интернета вещей (IoT), систем автоматизации дома или офиса, экологического или биологического мониторинга, интеллектуальных сетей и т. Д. могут быть взаимосвязаны, что позволяет им обмениваться информацией между ними, которая влияет на производительность друг друга. Интернет вещей состоит из вещей или устройств, которые имеют уникальные идентификаторы и подключены к Интернету через сеть связи. Это относится к сети встроенных физических объектов. с электроникой, датчиками, исполнительными механизмами, программным обеспечением и средствами связи, в которых вся конструкция позволяет обмениваться данными, дистанционно определять и контролировать различные объекты или предметы. ПК и устройство, подключенное к Интернету. Эту концепцию можно рассматривать как подключение любого устройства путем переключения его переключатель ON и OFF для подключения к Интернету. Используя IoT, все объекты повседневной жизни, такие как стиральные машины, лампы, кофеварки, кондиционеры и т. д. оснащены идентификаторами и возможностью беспроводного подключения для обеспечения удаленного управления и обмена информацией при выполнении значимых приложений для достижения общей цели пользователя или машины. Простое уравнение для Интернета вещей показано на рисунке выше, на котором физический объект следует за функцией объекта и, будучи подключенным к Интернету, им можно управлять и контролировать через Интернет. Датчик внутри или прикрепленный к объектам подключен. к Интернету через проводное или беспроводное подключение к Интернету. Различные локальные соединения для этих датчиков включают ZigBee, Bluetooth, RFID, Wi-Fi и т. Д. Эти датчики также используют глобальные сети, включая GSM, GPRS, 3G, 4G и т. Д. Совет профессионала: полный список проектов IoT для студентов инженерных специальностей [малый, средний и продвинутый уровень] »» Ключевые особенности устройств IoTA, упомянутых ранее, IOT - это сочетание искусственного интеллекта, электроники, программного обеспечения и сетей, что обеспечивает большую автоматизацию, анализ и интеграцию в системе. Основные функции, которые обеспечивают правильное функционирование IOT, - это активное участие, интеграция, обнаружение и анализ, подключение и искусственный интеллект. правильная безопасная, надежная и двунаправленная связь. Это не обязательно требует наличия крупного поставщика услуг, но также возможно с дешевыми и менее масштабными поставщиками услуг. Активное взаимодействие: IOT представляет собой наиболее важное изменение в сети: от пассивного взаимодействия между продуктами и управлением услугами к новой парадигме для активного контента. , управление услугами или продуктом. Искусственный интеллект: Самая важная особенность или, скорее, достижение IOT - сделать мир вокруг нас намного умнее. Он увеличивает интеллект каждого устройства вокруг нас за счет сбора данных, алгоритмов и сетей. Искусственный интеллект позволяет алгоритму собирать данные и обмениваться данными между подключенными устройствами для достижения требуемых результатов. Сенсирование и анализ: приведенные выше 3 функции IOT являются неполными без основной функции или компонента IOT - зондирования и анализа. Без устройств, которые определяют естественные параметры и предоставляют необходимые данные устройствам, интеграция в реальном мире невозможна. Маломасштабные устройства: с появлением новых технологий интеграции устройства в настоящее время все больше уменьшаются в размерах, а их эффективность и мощность возрастают. IOT использует эти дешевые, эффективные и мощные устройства малого масштаба для обеспечения большей масштабируемости, универсальности и точности. Архитектура IoT Как и модель OSI, архитектура IOT также разделена на несколько уровней, состоящих из разных протоколов на каждом уровне. На приведенном ниже рисунке показана архитектура IOT, основанная на функциональности каждого уровня: Подключение датчиков и сетевой уровень: он состоит из датчиков / считывателей, которые отвечают за сбор данных из окружающей среды, сети для сбора и передачи данных датчиков / считывателей и исполнительных механизмов для достижения цели. согласно данным датчика. Сенсорная сеть может быть Wi-Fi, Ethernet, XBee, Bluetooth или проводной сетью. Шлюз и сетевой уровень: на этом уровне хранится большой объем данных от датчиков, считывателей, тегов и т. Д. и передает эти данные на уровень службы управления, который является его следующим уровнем. Он также отвечает за различные сетевые протоколы для разных устройств IOT. Шлюз может быть микроконтроллером, встроенной ОС, модулем радиосвязи или сигнальным процессором, а также модульным. Сеть может быть Wi-Fi, Ethernet, LAN или WAN. Уровень обслуживания управления: этот уровень обеспечивает анализ устройств IOT, анализ информации и управление устройствами. Он состоит из службы оперативной поддержки для моделирования, настройки и управления устройствами IOT, системы поддержки биллинга для поддержки биллинга и отчетности и службы приложений IOT / M2M для контроля и шифрования данных, управления бизнес-правилами и процессами и т. Д. Проще говоря, этот уровень позволяет извлекать необходимую информацию из собранных данных с датчиков. Уровень приложения: этот уровень использует собранные данные для достижения требуемой цели. Он включает в себя домашнюю автоматизацию, здравоохранение, наблюдение, розничную торговлю, отслеживание и промышленную автоматизацию. Концепция Интернета вещей (IoT) не совсем нова, поскольку в области телекоммуникаций, промышленного контроля и управления процессами она уже используется. Но для реализации концепции Интернета вещей в соответствии с последними тенденциями, многочисленные технологические архитектуры разрабатываются вокруг осуществимости и применимости Интернета вещей. Предлагается эталонная архитектура, которая фокусируется на предоставлении полного решения для облегчения проектирования, разработки и готовности интеллектуальная среда в соответствии с моделью Интернета вещей. На следующем рисунке показана упрощенная архитектура домена Интернета вещей (IoT). Как показано на рисунке, архитектура модели Интернета вещей может быть подразделена на три основных уровня. Самый нижний уровень состоит из аппаратного сообщества, которое снова делится на две группы устройств. Первая группа устройств - это ограниченные устройства, которые имеют ограниченные ресурсы и функции и, следовательно, полагаются на другие устройства для выполнения некоторых процессов. Внешние устройства представляют собой интеллектуальные шлюзы, которые несут угрозу раскрытия функциональности для клиентов. Вторая группа устройств - это неограниченные устройства, которые имеют достаточно функций и ресурсов, необходимых для запуска процессов. Даже если неограниченные устройства не имеют необходимых функций для выполнения. конкретный процесс, у них есть компоненты промежуточного программного обеспечения, которые предоставляют функциональные возможности напрямую клиенту через платформу или стороннюю облачную службу. Следующим уровнем или промежуточным уровнем в архитектуре Интернета вещей является уровень программного обеспечения, который поддерживает открытый исходный код Задача этого уровня - предоставить механизм для определения и настройки функций аппаратного обеспечения, таких как датчики, исполнительные механизмы, управление процессами и т. д. а также организовать их, чтобы создать службы (простые или сложные). На уровне программного обеспечения также есть задача реализации необходимых протоколов, драйверов подключения и стандартов связи. Последний уровень в архитектуре Интернета вещей - это уровень пользователя. Этот уровень состоит из клиентов, которые используют услуги, предоставляемые программным уровнем. Клиентами могут быть смартфоны, телевизоры, ноутбуки, интеллектуальные машины, бытовая техника и т. Д. Модели связи IoT Ниже представлены различные типы моделей связи, используемые в IOT. Модель общения по подписке: эта модель включает издателей, брокеров или консультантов и потребителей. Издатель является источником данных, который отправляет данные в темы, управляемые брокером. Потребитель подписывается на темы от консультанта и не имеет прямого отношения к издателю. Модель ответа на запрос: она включает двунаправленную связь между клиентом и сервером. Клиент отправляет запрос на сервер, который обрабатывает запросы, извлекает данные из ресурсов, подготавливает и отправляет ответ клиенту. Модель Push Pull: она включает прямую связь между издателем и потребителем, при этом данные помещаются в очередь с помощью издатель, и извлекается или извлекается из очереди потребителем. Очередь действует как буфер и обеспечивает связь между производителем и потребителем. Эксклюзивная парная модель: это двусторонняя дуплексная связь с полным состоянием между клиентом и сервером, при которой установка соединения между клиентом и сервером остается неизменной до тех пор, пока запрос не будет отправлен пользователем. клиент, чтобы закрыть соединение. Итак, основываясь на приведенном выше объяснении, позвольте нам получить простое представление о том, как на самом деле работает система Интернета вещей. Данные собираются из окружающей среды датчиками / устройствами. Здесь датчиком может быть автономный датчик или устройство, в которое встроены датчики, например, наш смартфон. Эти данные могут быть простыми, такими как температура или считывание расстояния, или сложными данными, такими как видеопоток. Собранные данные затем отправляются в облако (интернет-хранилище) через каналы связи, такие как Wi-Fi, спутник, Bluetooth, LAN и т. Д., Выбранные как компромисс между различными параметрами, такими как энергопотребление, диапазон и пропускная способность, в зависимости от конкретного приложения IOT. Как только данные получены облаком, они подвергаются обработке с помощью программного обеспечения. Это предполагает извлечение необходимой информации из полученных данных. Это может быть так же просто, как определение того, находятся ли показания температуры или расстояния в допустимых пределах, или так же сложно, как идентификация объектов с использованием полученной видеоинформации. После обработки данных программным обеспечением конечные результаты сообщаются пользователю по электронной почте, тексту или уведомление. Иногда, в зависимости от результатов, пользователь может изменить необходимые параметры и повлиять на систему. Например, если показание температуры в доме слишком низкое, пользователь может удаленно увеличить температуру обогревателя, чтобы повысить степень нагрева. Кроме того, время от времени данный параметр может автоматически корректироваться для получения желаемых результатов вместо вмешательства человека. Возможные применения Интернета вещей Разные технологи, книги и исследования имеют разные взгляды на возможные применения Интернета вещей (IoT). Некоторые исследования делят приложения IoT на три области. Они являются индивидуальными - для умного образа жизни Отрасль - для эффективных бизнес-операций Инфраструктура - для умных городов Ниже приводится небольшой список множества возможных приложений IoT в каждом из доменов. далее разделены на три категории. Это домашние системы безопасности, системы наблюдения, системы сигнализации (дым, движение, газ и т. Д.). видео, проекторы и т. д. Системы мониторинга личного здоровья, такие как артериальное давление, диабет, ЭКГ и т. д. Бытовая электроника Носимые устройства, такие как часы для качественной жизни, Фитнес-мониторинг и отслеживание для умной жизни Мониторинг детей, пожилых людей и домашних животных для безопасной жизниДосуг и развлечения для качественной жизниУмный автомобиль или транспортная системаБез водителя или автономное вождение. Информация о движении. Диагностика транспортных средств, например, двигатель, масло, тормоза и т. д. Услуги на основе местоположения, такие как GPS, для отраслей, позволяющих эффективно вести бизнес, интеллектуальная система для контроля и организации процесса. Некоторые из возможных рынков, связанных с промышленностью, упомянуты ниже. Сельское хозяйство включает в себя ирригацию, производство, крупный рогатый скот, животноводство и т. Д., На заводах - концепция автоматизации, робототехники, управления машинами и процессами и т. Д. Строительные и строительные работы включают интеллектуальные здания и офисы, отопление. , кондиционирование, вентиляция, HVAC, освещение, мониторинг энергии и т. д. Связь Производство В секторе здравоохранения, мониторинг здоровья, клинические и исследовательские лаборатории, диагностика, лечение и страхование. Умные магазины включают торговые автоматы, банкоматы, электронные точки продаж, умные розничные подразделения, гостиничный бизнес Умная среда включает в себя наблюдение и мониторинг воздуха и воды на предмет загрязнения. умные сети, такие как водопроводная сеть, энергосеть, газовые и нефтепроводы и т. д., для создания и развития умных городов и сообществ основным ингредиентом является умная инфраструктура. Возможные применения в инфраструктуре умных городов: умное образование, безопасность, оборона и управление стихийными бедствиями, общественная безопасность, включая скорую помощь, полицию, пожарную охрану и наблюдение. Общественный транспорт включает поезда, автобусы, самолеты, грузы, умные автомобили и т. Д., Автомобильные дороги включают освещение, парковку. , дорожные сборы, счетчики и т. д. Приложения Интернета вещей Интернет вещей (IoT) может использоваться для самых разных приложений, включая дома, энергетические системы, сельское хозяйство, здравоохранение, промышленность, логистику и окружающую среду. Обсуждаются некоторые из наиболее важных областей применения Интернета вещей. ниже. В зависимости от конкретной области применения продукты IoT в основном подразделяются на умные носимые устройства, умный город, умный дом, умную среду и умное предприятие. Автоматизация строительства и дома Умное освещение позволяет экономить электроэнергию, адаптируя освещение к условиям окружающей среды, а также затемняя или выключая. фары при необходимости. Это интеллектуальное освещение достигается за счет использования твердотельных источников света (например, светодиодных фонарей) и освещения с поддержкой IP. При обнаружении изменений окружающей среды и движений людей управление освещением осуществляется с помощью интеллектуальных устройств. Приложения Интернета вещей, такие как мобильные приложения и веб-приложения, позволяют дистанционно управлять этими светильниками с беспроводным подключением и подключением к Интернету. Умные бытовые приборы в домашних условиях значительно упрощают управление и контроль, чем устройства, имеющие собственные элементы управления или пульты дистанционного управления. Интернет вещей позволяет пользователю получать информацию о состоянии, а также возможность удаленного управления. Некоторые из устройств, работающих на основе Интернета вещей, включают интеллектуальные холодильники (которые отслеживают различные элементы, хранящиеся с помощью RFID-меток), интеллектуальные термостаты для контроля температуры, интеллектуальные стиральные машины / сушилки, смарт-телевизоры и т. д. В системе обнаружения вторжений используются различные датчики (например, инфракрасные датчики и датчики дверей) и камеры видеонаблюдения, чтобы обнаруживать вторжения и затем подавать сигналы тревоги. Устройства Интернета вещей в домах отправляют оповещения о вторжении в виде SMS или электронного письма пользователю и ближайшей полиции. Системы вторжения основаны на технологии Universal-Plug and-Play, которая генерирует сообщения о вторжении с помощью методов обработки изображений для распознавать и извлекать объект вторжения. Датчики дыма и газа в домах и зданиях обнаруживают дым (который является ранним признаком возгорания) и вредные газы (например, угарный газ, сжиженный нефтяной газ и т. д.). Эти интеллектуальные датчики могут выдавать предупреждения и отправлять электронные письма или SMS-сообщение пользователю или местному отделу безопасности. Системы CitySmart для движения и парковки используют датчик и схемы на основе Интернета вещей для передачи данных через Интернет. Датчик определяет количество свободных парковочных мест и, соответственно, отправляет информацию в основную базу данных через Интернет. Затем приложение интеллектуальной парковки в смартфонах, планшетах и ​​в автомобильной навигационной системе постоянно отображает информацию о парковке водителю. Точно так же и о пробках на дорогах. может быть уменьшена за счет использования распределенной системы сенсорных сетей, способных воспринимать информацию на дорогах и передавать информацию на главный сервер через Интернет. Интеллектуальное освещение экономит энергию, управляя освещением на дорогах, в парках, зданиях и т. д. Эти умные фонари подключаются к Интернету для дистанционного управления, расписания освещения и управления интенсивностью освещения. Датчики, прикрепленные к источникам света, способны управлять освещением в зависимости от условий окружающей среды, а также взаимодействуют с другими источниками света (схемами) для обмена Информация. Интеллектуальная система видеонаблюдения обеспечивает безопасность за счет наблюдения за инфраструктурой, общественным транспортом и событиями. Эта система состоит из большого количества подключенных к Интернету и распределенных камер видеонаблюдения, которые отправляют информацию в центральную облачную систему хранения. Система мониторинга погоды на основе EnvironmentIoT собирает данные различных датчиков (температура, давление, влажность и т. Д.) И отправляет их в Данные, собранные в облаке, затем анализируются и визуализируются в приложениях для мониторинга погоды на основе Интернета вещей на мобильных устройствах, компьютерах и других устройствах отображения. Он также отправляет оповещения о погоде подписанным пользователям из облачных приложений. Системы мониторинга загрязнения воздуха и шума на основе Интернета вещей могут отслеживать вредные газы в воздухе, вызываемые автомобилями и заводами, а также уровни шума в данной среде с помощью различных датчиков. . Газовые и метрологические датчики используются для мониторинга загрязнения воздуха и размещены на нескольких распределенных станциях мониторинга. Все эти станции связаны друг с другом с помощью межмашинной связи. Точно так же в случае систем мониторинга шума различные распределенные станции мониторинга шума развертываются в разных местах, из которых данные о шуме собираются на серверах или в облаке. Системы обнаружения пожара используют ряд сенсорных или контрольных узлов, которые размещены в различных местах леса. Эта система обеспечивает раннее обнаружение пожаров путем обнаружения данных различных датчиков (температуры, уровня освещенности, влажности и т. Д.) В узлах. Сети EnergySmart собирают и анализируют данные, собранные из различных электрических сетей, и, соответственно, предоставляют прогнозную информацию и рекомендации для коммунального предприятия. компании. Мониторинг работоспособности оборудования и целостности сети можно оценить с помощью сенсорных и измерительных технологий, основанных на IoT. Интеллектуальные счетчики могут фиксировать потребление энергии в реальном времени от различных клиентов и могут передавать данные удаленно на главный сервер, удаленно включая / Отключите источник питания, когда это необходимо, и предотвратите кражу энергии. Системы на основе Интернета вещей с трансформатором в точке подключения различных возобновляемых источников энергии к сети помогают определять различные электрические параметры и, следовательно, избегать проблем со стабильностью и надежностью сети. вода и энергия, улучшая урожайность. Датчики влажности почвы вместе с устройствами IoT определяют количество влаги в почве и, соответственно, включают ирригационные насосы. Кроме того, эта интеллектуальная система полива непрерывно собирает данные о влажности почвы на сервере, которые можно использовать для планирования графиков полива. в промышленных приложениях для мониторинга условий работы машин, прогнозирования и диагностики машин во время неисправностей и удаленного управления машинами, когда это необходимо. Устройства Интернета вещей с датчиками и исполнительными механизмами обеспечивают оптимизацию производственных сетей цепочек поставок и их производства в реальном времени. Устройства IoT позволяют осуществлять непрерывный мониторинг различных физиологических параметров, что обеспечивает систему оповещения о чрезвычайных ситуациях и системы удаленного мониторинга здоровья. Эти носимые устройства с датчиками, такими как температура тела, частота пульса, частота сердечных сокращений, артериальное давление и т. Д. собирает данные о параметрах здоровья, определяет отклонения и, соответственно, генерирует сигналы тревоги или уведомления для пользователей или врачей.Устройства LogisticsIoT могут эффективно управлять различными транспортными системами, обеспечивая взаимосвязь между транспортными средствами и водителями или пользователями.Они могут обеспечивать расширенное руководство по маршруту, маршрутизацию транспортных средств и составление графиков путем комбинирования схем маршрутов и графиков транспортировки в зависимости от наличия транспортных средств. Интеллектуальная транспортная система включает в себя отслеживание транспортных средств, автоматический сбор платы за проезд, системы безопасности и помощи на дороге. Преимущества Интернета вещей Он способствует обмену данными между устройствами, тем самым обеспечивая большую прозрачность с меньшей эффективностью и лучшими качествами для достижения требуемых конечных результатов. С прямой связью с устройством без вмешательства человека. , автоматизация стала реальностью, что, в свою очередь, привело к быстрому и своевременному выпуску продукции. IOT открыло двери для огромного количества информации, особенно из реальных сценариев, которые позволяют быстро принимать решения. С IOT теперь можно отслеживать на более точных и точных данных благодаря эффективному мониторингу и, таким образом, обеспечивает быстрый ответ на основе отслеживаемых параметров. IOT предоставляет больше реальной информации, что может привести к эффективному управлению ресурсами. между собой, чтобы работать с общими стандартами. В экосистеме часто подключенных устройств, обменивающихся данными по сети, данные более подвержены атакам со стороны злоумышленников или хакеров. Сложность: со сложным дизайном, развертыванием и обслуживанием IOT довольно сложен с использованием множества технологий и разнообразия. Автоматизация, существует высокий риск того, что многие квалифицированные рабочие потеряют работу, что приведет к проблемам с безработицей. Заключение Вкратце, Интернет вещей может быть благом при эффективном использовании, максимально эффективно используя полученную информацию, улучшая наш образ жизни и улучшая наши знания.

Оставить сообщение 

Список сообщений