Що таке Інтернет речей (IoT)?

План IntroductionWhat є Інтернет речей? Ключові особливості IoTIoT ArchitectureCommunication Моделі IoTPossible застосуванням автомобіля IoTHomeConsumer electronicsSmart транспортні systemIoT ApplicationsBuilding і Головна AutomationCitiesEnvironmentEnergyAgricultureIndustriesMedical і Здоров'я SystemsLogisticsIoT AdvantagesIoT DisadvantagesConclusionIntroductionA взаємозв'язку фізичних об'єктів або «речей» з вбудованою електронікою і програмним забезпеченням, спілкуючись один з одним це Інтернет речей. Це інтелектуальне поєднання передової автоматизації та аналітики, щоб забезпечити оптимізоване рішення нового віку, використовуючи технології мереж, зондування, великих даних і штучного інтелекту. З появою численних технологій електроніки та програмного забезпечення Інтернет перетворився з фази P2P простого з’єднання людей до фази M2P підключення людей до пристроїв і, ймовірно, досягне фази M2M підключення пристроїв разом. Простими словами, Інтернет речей визначає різні розумні пристрої, вбудовані з датчиками та іншою електронікою, що спілкуються один з одним через Інтернет. Що таке Інтернет речей? Інтернет речей – це світ, де все навколо нас, як-от телефони, телевізори, світло, холодильники, кондиціонери, автомобілі тощо. контролюють, відчувають і взаємодіють між собою з або без контролю людини. Багато хто вважає Інтернет речей або IoT наступною технічною революцією в Інтернеті. Інтернет речей (IoT) - це мережа вбудованих систем (пристроїв) з ​​можливістю підключення до Інтернету, що дозволяє їм підключатися та взаємодіяти з іншими вбудованими пристроями, послугами ( машини або прилади) та людей у ​​великому масштабі. Інтернет речей (IoT) - одна з найцікавіших тенденцій в розумному управлінні різними речами та об’єктами за допомогою дротових або бездротових систем зв’язку, яка дозволяє під’єднувати або контролювати речі в будь -який час, в будь -якому місці, з ким -небудь чи будь -чим, використовуючи будь -який шлях чи мережу та будь -яку послугу. Основна мета Інтернету речей (IoT) - значно полегшити контроль та моніторинг користувачів за допомогою Інтернету речей (IoT), систем автоматизації будинку чи офісу, екологічного чи біологічного моніторингу, розумних мереж тощо. можуть бути взаємопов’язані, дозволяючи їм обмінюватися інформацією, яка впливає на продуктивність один одного. IoT складається з речей або пристроїв, які мають унікальні ідентифікатори та під’єднані до Інтернету через мережу зв’язку. Це відноситься до мережі фізичних об’єктів, які вбудовані з електронікою, датчиками, виконавчими механізмами, програмним забезпеченням і комунікаційним підключенням, у якому вся система дозволяє обмінюватися даними, дистанційне зондування та керування різними об’єктами чи речами. ПК та пристрій, підключений до Інтернету. Цю концепцію можна розглядати як підключення будь-якого пристрою шляхом переміщення його вмикання та вимикання в Інтернеті. Використовуючи Інтернет речей, усі предмети повсякденного життя, такі як пральні машини, лампи, кавоварки, кондиціонери тощо. оснащені ідентифікаторами та бездротовим з'єднанням для забезпечення дистанційного керування та обміну інформацією під час виконання значущих програм для досягнення спільної мети користувача або машини. Просте рівняння для Інтернету речей показано на малюнку вище, на якому фізичний об’єкт виконує функцію речі і будучи підключеним до Інтернету, ним можна керувати та контролювати через Інтернет. Датчик всередині об’єктів або прикріплений до об’єктів під’єднано. доступ до Інтернету через дротове або бездротове підключення до Інтернету. Різні локальні з'єднання для цих датчиків включають ZigBee, Bluetooth, RFID, Wi-Fi тощо. Ці датчики також використовують глобальні мережі, включаючи GSM, GPRS, 3G, 4G тощо. Порада від Pro: остаточний список проектів IoT для студентів-інженерів [малий, середній та просунутий рівень] »»Ключові характеристики IoTA, згадані раніше, IOT є поєднання штучного інтелекту, електроніки та програмного забезпечення та мереж, що забезпечує більшу автоматизацію, аналіз та інтеграцію всередині системи. Основними функціями, які забезпечують належне функціонування IOT, є активне залучення, інтеграція, виявлення та аналіз, підключення та штучний інтелект. належний безпечний, надійний і двосторонній зв'язок. Для цього не обов’язково потрібен великий постачальник послуг, але це також можливо з дешевими й меншими постачальниками послуг. Активне залучення: IOT має найважливішу зміну в мережі від пасивного взаємодії між продуктами та керуванням послугами до нової парадигми для активного вмісту. , управління послугами або продуктами. Штучний інтелект: Найважливіша особливість або, точніше, досягнення IOT – це зробити світ навколо нас набагато розумнішим. Він покращує інтелект кожного пристрою навколо нас за допомогою збору даних, алгоритмів і мереж. Штучний інтелект дозволяє алгоритму збирати дані та зв’язуватися між підключеними пристроями для досягнення необхідних результатів. Відчуття та аналіз: наведені вище 3 функції IOT є неповними без основної функції або компонента IOT – Sensing and Analyzing. Без пристроїв, які сприймають природні параметри та надають необхідні дані для пристроїв, інтеграція в реальний світ неможлива. Малі пристрої: з новими інтеграційними технологіями, пристрої в наш час все більше зменшуються в розмірах і збільшуються в ефективності та потужності. IOT використовує ці дешеві, ефективні та потужні пристрої малого масштабу, щоб забезпечити більшу масштабованість, універсальність і точність. Архітектура IoT Подібно до моделі OSI, архітектура IOT також поділена на кілька рівнів, що складаються з різних протоколів на кожному рівні. На малюнку нижче показано архітектуру IOT, засновану на функціональних можливостях кожного рівня: підключення датчиків і мережевий рівень: він складається з датчиків/зчитувачів, які відповідають за збір даних із середовища, мережі для збору та передачі даних датчика/зчитувача та виконавчих механізмів для досягнення цілі. згідно даних датчика. Сенсорна мережа може бути Wi-Fi, Ethernet, XBee, Bluetooth або дротовою мережею. Шлюз і мережевий рівень: цей рівень зберігає велику кількість даних із датчиків, зчитувачів, тегів тощо. і передає ці дані на рівень служби управління, що є його наступним рівнем. Він також відповідає за різні мережеві протоколи для різних пристроїв IOT. Шлюзом може бути мікроконтролер, вбудована ОС, модуль радіозв'язку або процесор сигналу і модульний. Мережа може бути Wi-Fi, Ethernet, LAN або WAN. Рівень служби управління: цей рівень забезпечує аналіз пристроїв IOT, аналіз інформації та керування пристроями. Він включає службу оперативної підтримки для моделювання, налаштування та управління пристроями IOT, Систему підтримки платежів для підтримки виставлення рахунків та звітності та службу додатків IOT/M2M для контролю та шифрування даних, управління бізнес -правилами та процесами тощо. Простими словами, цей рівень дозволяє витягти необхідну інформацію з зібраних даних датчика. Вона включає домашню автоматизацію, охорону здоров’я, спостереження, роздрібну торгівлю, відстеження та промислову автоматизацію. Концепція Інтернету речей (IoT) не є абсолютно новою, оскільки сфера телекомунікацій, промислового контролю та контролю процесів уже використовує її. Але щоб втілити концепцію Інтернету речей до останніх тенденцій, розробляються численні технологічні архітектури навколо доцільності та застосовності Інтернету речей. Пропонується еталонна архітектура, яка зосереджується на наданні повного рішення для полегшення проектування, розробки та готовності розумне середовище відповідно до моделі Інтернету речей. На наступному малюнку показано спрощену архітектуру домену Інтернету речей (IoT). Як показано на малюнку, архітектуру моделі Інтернету речей можна розділити на три основні рівні. Найнижчий рівень складається з апаратної спільноти, яка знову ж таки поділена на дві групи пристроїв. Перша група пристроїв — це пристрої з обмеженими можливостями, які мають обмежені ресурси та функції і, отже, покладаються на інші пристрої для виконання деяких процесів. Зовнішні пристрої - це розумні шлюзи, які мають загрозу відкрити функціонал клієнтам. Друга група пристроїв - це необмежені пристрої, які мають достатньо функцій та ресурсів, необхідних для запуску процесів. Навіть якщо необмежені пристрої не мають необхідних функцій для виконання певний процес, вони мають компоненти проміжного програмного забезпечення, які надають функціональні можливості безпосередньо клієнту через платформу або хмарну службу третьої сторони. Наступний рівень або середній рівень в архітектурі Інтернету речей — це програмний рівень, який підтримує відкритий вихідний код. Завдання цього рівня — забезпечити механізм для визначення та налаштування функціональних можливостей апаратного забезпечення, такого як датчики, приводи, керування процесами тощо. а також організовувати їх, щоб створити сервіси (прості або складні). Рівень програмного забезпечення також має завдання впроваджувати необхідні протоколи, драйвери підключення та стандарти зв'язку. Останнім рівнем архітектури Інтернету речей є рівень користувача. Цей рівень складається з клієнтів, які користуються послугами, наданими програмним рівнем. Клієнтами можуть бути смартфони, телевізори, ноутбуки, розумні машини, побутова техніка тощо. Комунікаційні моделі IoT Нижче наведено різні типи комунікаційних моделей, що використовуються в IOT. Опублікувати передплату Комунікаційна модель: Ця модель включає видавців, брокерів або консультантів і споживачів. Джерелом даних є видавець, який надсилає дані на теми, якими керує брокер. Споживач підписується на теми від консультанта і не має прямого відношення до видавця. Модель відповіді на запит: передбачає двостороннє спілкування між клієнтом і сервером. Клієнт надсилає запит на сервер, який обробляє запити, отримує дані з ресурсів, готує та надсилає відповідь клієнту. Модель Push Pull: Вона передбачає прямий зв'язок між видавцем та споживачем, де дані висуваються у чергу видавця, а також витягнутий або отриманий споживачем із черги. Черга діє як буфер і забезпечує зв'язок між виробником і споживачем. Ексклюзивна модель пари: це двостороннє двостороннє двостороннє спілкування між клієнтом і сервером, в якому налаштування з'єднання між клієнтом і сервером залишається недоторканим, поки запит не буде надісланий Таким чином, виходячи з наведеного вище пояснення, давайте просто зрозуміємо, як насправді працює система Інтернету речей. Дані збираються з навколишнього середовища датчиками/пристроями. Тут датчик може бути окремим датчиком або пристроєм із вбудованими датчиками, такими як наш смартфон. Ці дані можуть бути простими даними, такими як зчитування температури або відстані, або складними даними, такими як відеоканал. Потім зібрані дані надсилаються в хмару (сховище Інтернету) за допомогою каналів підключення, таких як Wi-Fi, супутник, Bluetooth, локальна мережа тощо, вибраних як компроміс між різними параметрами, такими як споживання енергії, діапазон і пропускна здатність, відповідно до конкретної програми IOT. Після того, як дані отримані хмарою, вони піддаються обробці програмною програмою. Це передбачає вилучення необхідної інформації з отриманих даних. Це може бути так само просто, як визначити, чи є показники температури або відстані в прийнятних межах, або настільки ж складно, як ідентифікація об’єктів за допомогою отриманої відеоінформації. Після того, як дані обробляються програмним забезпеченням, кінцеві результати повідомляються користувачеві електронною поштою, текстом або сповіщення. Іноді, залежно від результатів, користувач може змінити необхідні параметри та вплинути на систему. Наприклад, якщо показник температури в будинку занадто низький, користувач може дистанційно підвищити температуру нагрівача, щоб збільшити ступінь нагрівання. Крім того, час від часу даний параметр може бути автоматично скоригований для отримання бажаних результатів, а не будь -якого втручання людини. Деякі дослідження поділяють застосування Інтернету речей на три області. Вони Індивідуальні – для розумного життя. Промисловість – для ефективного ведення бізнесу. Інфраструктура – ​​для розумних міст. Нижче наведено невеликий список багатьох можливих застосувань Інтернету речей у кожному з доменів. Додатки IoT. далі розділені на три категорії. Це системи домашньої безпеки, системи спостереження, системи сигналізації (дим, рух, газ тощо), системи моніторингу енергії, такі як освітлення, термостат, побутова техніка, лічильники енергії, системи управління водою, такі як управління двигуном, контроль рівня, спринклерна система тощо. відео, проектори тощо. Системи моніторингу особистого здоров'я, як-от кров'яний тиск, цукровий діабет, ЕКГ тощо. Споживча електроніка. Пристрої для носіння, як-от годинники для якісного життя. Моніторинг і відстеження фітнесу для розумного життя. Моніторинг дітей, літніх людей та домашніх тварин для безпечного життя. Відпочинок та розваги для якісного життя. Розумний автомобіль або транспортна система без водія або автономне водіння. Інформація про дорожній рух. Діагностика транспортних засобів, як-от двигун, масло, гальма тощо. Послуги на основі місцезнаходження, як-от GPS. Для галузей для ефективного ведення бізнесу, інтелектуальна система для контролю й організації процесу. Нижче наведено деякі з можливих ринків, пов’язаних із промисловістю. Сільське господарство включає зрошення, виробництво, скотарство, тваринництво тощо. На фабриках концепція автоматизації, робототехніки, керування машинами та процесами тощо. Будівельні та цивільні роботи включають розумні будівлі та офіси, опалення , кондиціонування повітря, вентиляція, HVAC, освітлення, моніторинг енергії тощо. КомунікаціяВиробництвоВ секторі охорони здоров'я, моніторинг здоров'я, клінічні та науково-дослідні лабораторії, діагностика, лікування та страхування. Розумні магазини включають торговельні автомати, банкомати, електронні точки продажу, розумні торговельні підрозділи, гостинність Інтелектуальне середовище включає нагляд і моніторинг повітря та води на предмет забруднення. Розумні мережі, такі як водопровідна мережа, енергосистема, газо- та нафтопроводи тощо. Для побудови та розвитку розумних міст і громад основним компонентом є розумна інфраструктура. Можливі застосування в інфраструктурі розумних міст: Розумна освіта Безпека, оборона та управління катастрофами. Громадська безпека включає швидку допомогу, поліцію, пожежу та спостереження. Громадський транспорт включає потяги, автобуси, літаки, вантажі, розумні транспортні засоби тощо. Автомагістралі включають освітлення, паркування , збори, лічильники тощо. Застосування IoT. Інтернет речей (IoT) можна використовувати для широкого спектру застосувань, включаючи будинки, енергетичні системи, сільське господарство, охорону здоров’я, промисловість, логістику та навколишнє середовище. Обговорюються деякі з найбільш відомих областей застосування IoT нижче. Виходячи з певної області застосування, продукти IoT в основному класифікуються на розумні носії, розумне місто, розумний дім, розумне середовище та розумне підприємство. Автоматизація будівель та домуРозумне освітлення заощаджує енергію, адаптуючи освітлення до навколишніх умов та зменшуючи або вмикаючи або вмикаючи. світло за потреби. Це розумне освітлення досягається за допомогою використання твердотільних ліхтарів (наприклад, світлодіодних) і ламп із підтримкою IP. Виявлення змін навколишнього середовища та рухів людей, світлом керують за допомогою розумних пристроїв. Додатки Інтернету речей, такі як мобільні та веб-додатки, дозволяють дистанційно керувати цими бездротовими і підключеними до Інтернету лампами. Розумні побутові прилади значно полегшують керування та керування, ніж прилади, які мають власні елементи керування або пульти дистанційного керування. Інтернет речей дозволяє користувачеві отримувати інформацію про стан, а також можливість дистанційного керування. Деякі з приладів, що працюють на основі IoT, включають розумні холодильники (які відстежують різні предмети, що зберігаються за допомогою RFID -тегів), розумні термостати для контролю температури, розумні пральні/сушильні машини, смарт-телевізори тощо. Система виявлення вторгнень використовує різні датчики (наприклад, PIR та датчики дверей) та камери безпеки, щоб виявити вторгнення, а потім подати тривогу. Пристрої Інтернету речей у будинках надають сповіщення про вторгнення у вигляді SMS або електронного листа користувачеві та поліції поблизу. Системи проникнення засновані на технології Universal-Plug and-Play, яка генерує повідомлення про вторгнення, використовуючи методи обробки зображень. розпізнавати та вилучати предмет вторгнення. Детектори диму та газу в будинках та будівлях виявляють дим (який є ранньою ознакою пожежі) та шкідливі гази (наприклад, чадний газ, LPG тощо). Ці розумні датчики можуть сповіщати та надсилати електронний лист або SMS для користувача або місцевого відділу безпеки. CitiesSmart системи дорожнього руху та паркування використовують датчик і схему на основі IoT для передачі даних через Інтернет. Датчик визначає кількість порожніх паркувальних місць і відповідно надсилає інформацію в основну базу даних через Інтернет. Тоді програма розумного паркування в смартфонах, планшетах та автомобільній навігаційній системі постійно відображає інформацію про паркування водієві. Аналогічно, затори на дорогах можна зменшити, використовуючи розподілену систему сенсорних мереж, яка може сприймати інформацію про дороги та передавати інформацію на головний сервер через Інтернет. Розумне освітлення економить енергію, керуючи освітленням на дорогах, парках, будівлях тощо. Ці розумні ліхтарі під’єднані до Інтернету, щоб отримати пульт дистанційного керування, графіки освітлення та регулювання інтенсивності освітлення. Датчики, приєднані до світильників, здатні керувати освітленням залежно від умов навколишнього середовища, а також спілкуватися з іншими лампами (схемою) для обміну інформаційна. Розумна система спостереження забезпечує безпеку, контролюючи інфраструктуру, громадський транспорт та події. Ця система складається з великої кількості підключених до Інтернету та розподілених камер відеоспостереження, які надсилають інформацію до центральної хмарної системи зберігання даних. Система моніторингу погоди на основі EnvironmentIoT збирає дані різних датчиків (температури, тиску, вологості тощо) та надсилає на хмарні програми. Дані, зібрані хмарою, далі аналізуються та візуалізуються в програмах моніторингу погоди на основі Інтернету речей на мобільних телефонах, комп’ютерах та інших пристроях відображення. Він також надсилає сповіщення про погоду підписаним користувачам із хмарних програм. Системи моніторингу повітря та шумового забруднення на базі IOT можуть відстежувати шкідливі гази в повітрі, викликані автомобілями та заводами, а також рівень шуму в даному середовищі за допомогою різних датчиків .Газоподібні та метрологічні датчики використовуються для моніторингу забруднення повітря і розміщені на кількох розподілених станціях моніторингу. Усі ці станції з’єднані одна з одною за допомогою зв’язку «машина-машина». Аналогічно, у випадку систем моніторингу шуму різні розподілені станції моніторингу шуму розгорнуті в різних місцях, з них дані шуму агрегуються на серверах або в хмарі. Ліс на основі IoT Системи виявлення пожежі використовують ряд сенсорних або моніторингових вузлів, які розгорнуті в різних місцях лісу. Ця система забезпечує раннє виявлення пожеж шляхом виявлення різних даних датчиків (температури, рівня освітленості, вологості тощо) у вузлах. Сітки EnergySmart збирають та аналізують дані, зібрані з різних електричних мереж, і відповідно надають прогностичну інформацію та рекомендації утиліті компаній. Моніторинг працездатності обладнання та цілісності мережі можна оцінити за допомогою технологій зондування та вимірювання на основі IoT. Розумні лічильники можуть фіксувати споживання енергії в режимі реального часу від різних клієнтів і здатні віддалено передавати дані на головний сервер, віддалено вмикаючи/ Вимикайте джерело живлення, коли це необхідно, і запобігає крадіжкам електроенергії. Системи на основі IoT з трансформатором у точці підключення різних відновлюваних джерел енергії до мережі, допомагає визначати різні електричні змінні, а отже, уникає проблем із стабільністю та надійністю мережі. води та електроенергії, покращуючи врожайність. Датчики вологості ґрунту разом із пристроями IoT визначають кількість вологості ґрунту та відповідно включають зрошувальні насоси. Крім того, ця розумна іригаційна система постійно збирає дані про вологість ґрунту на сервері, які можна використовувати для планування графіків поливу. IndustriesIoTs відіграє важливу роль в промислових додатках для моніторингу умов роботи машини, прогнозування та діагностики машин під час несправностей та дистанційного керування машинами, коли це необхідно. Пристрої IoT з датчиком та виконавчими механізмами забезпечують оптимізацію виробництва мереж ланцюгів постачання та їх виробництва в режимі реального часу. Медичні та медичні системи Пристрої Інтернету речей дозволяють безперервно контролювати різні фізіологічні параметри, що забезпечують систему оповіщення про надзвичайну ситуацію та системи дистанційного моніторингу стану здоров'я. Це носійні пристрої з датчиками, такими як температура тіла, частота пульсу, частота серцевих скорочень, кров'яний тиск тощо. збирає дані про параметри здоров'я, визначає відхилення та відповідно генерує сигнал тривоги або сповіщення для користувачів або лікарів. Пристрої LogisticsIoT можуть ефективно керувати різними транспортними системами, реалізуючи взаємозв'язок між транспортними засобами та водіями чи користувачами. Він може забезпечити розширене керівництво маршрутом, маршрутизацію транспортного засобу та складання графіка шляхом поєднання моделей маршрутів та розкладів транспортування залежно від наявності транспортних засобів. Розумна транспортна система включає в себе відстеження транспортних засобів, автоматичний збір плати, системи безпеки та допомоги на дорозі. Переваги IoT Заохочує зв'язок між пристроями, забезпечуючи таким чином більшу прозорість з меншою ефективністю та кращими якостями для забезпечення необхідних кінцевих результатів. , автоматизація стала реальністю, що, в свою чергу, призвело до швидкого та своєчасного виведення. IOT відкрила двері для широкого спектру інформації, особливо зі сценаріїв реального світу, які дозволяють приймати швидкі рішення. За допомогою IOT тепер можна відстежувати на більш точних і точних даних за допомогою ефективного моніторингу і, таким чином, дозволяє швидко реагувати на основі відстежуваних параметрів. IOT надає більше реальної інформації, що може призвести до ефективного управління ресурсами. між собою, щоб працювати з єдиними стандартами. Безпека: З а В екосистемі часто підключаються пристроїв, що спілкуються через мережу, дані більш схильні до атаки зловмисників або хакерів. Складність: Завдяки складним конструкціям, розгортанню та обслуговуванню IOT досить складний із використанням різноманітних технологій та різноманітності. автоматизації, існує високий ризик того, що багато кваліфікованих робітників втратять роботу, що призводить до проблем із безробіттям. Висновок: коротко кажучи, Інтернет речей може бути корисним при ефективному використанні, використовуючи отриману інформацію для максимального використання, покращуючи наш спосіб життя та покращуючи наші знання.

Залишити повідомлення 

список повідомлень