Сочинение на тему IOT строительные блоки и архитектура

Введение IOT позволяет вещам в физическом мире (устройства / объекты IOT) взаимодействовать с виртуальным миром (облачными службами, платформами и приложениями) через сеть связи, позволяющую обмениваться информацией и получать информацию о контексте друг с другом. Итак, любая система IOT построена из физического мира, виртуального мира и сети связи. Эти три в целом являются основными блоками системы IOT. Система IOT может быть правильно представлена ​​следующей блок-схемой: – Концепция IOT была придумана членом сообщества разработчиков радиочастотной идентификации (RFID) в 1999 году, и в последнее время она стала более актуальной для практического мира в значительной степени из-за рост мобильных устройств, встраиваемых и вездесущих средств связи, облачных вычислений и анализа данных. Чтобы иметь представление об инфраструктуре сети IOT, важно понимать следующие термины: 1) Вещи. В контексте Интернета вещей любой объект физического мира или информационного мира, который имеет уникальную идентичность и может быть интегрирован в коммуникационную сеть, называется «Вещи». Вещи могут быть как физическими, так и виртуальными.

Физические вещи обычно называются «(IOT) устройствами». Концепция вещей в IOT также немного отличается от концепции устройств. Хотя вещи могут быть виртуальными или физическими вещами, когда используется термин «устройства», он относится к физическому оборудованию, которое может взаимодействовать в сети и может быть оснащено датчиками, исполнительными механизмами, процессорами, памятью и / или контроллерами. В то время как вещи могут быть виртуальными вещами, такими как облачные сервисы Такими виртуальными вещами являются программные приложения, API или прикладные решения, которые обмениваются данными и обрабатывают их самостоятельно. Поскольку такие приложения также имеют свои уникальные идентификационные или идентификационные ключи, они считаются вещами. Виртуальные вещи также могут быть информационным представлением физических вещей, таких как тени вещей в Amazon Web Services. Простым примером физических вещей может быть датчик температуры.

Датчик температуры может быть подключен к сети связи через контроллер, и он может собирать и передавать динамическую информацию о температуре окружающей среды в реальном времени. 2) Физический мир. В системе IOT могут быть как физические, так и виртуальные вещи. Физический мир в системе IOT относится к совокупности физических вещей или устройств. Физические вещи или устройства построены вокруг контроллеров или процессоров, состоящих из плат IOT. Платы IOT имеют встроенный микроконтроллер или микропроцессор, а также ограниченный ресурс памяти и один или несколько интерфейсов связи. Они имеют входные / выходные контакты общего назначения, через которые они взаимодействуют с одним или несколькими датчиками, исполнительными механизмами или каналами связи. Таким образом, эти физические объекты способны воспринимать, собирать, хранить, обмениваться и обрабатывать информацию и могут приводить в действие один или несколько исполнительных механизмов для воздействия в реальном мире. 3) Виртуальный мир. В системах IOT виртуальный мир – это совокупность виртуальных вещей. Обычно это виртуальные, облачные или мобильные приложения, API-интерфейсы или платформы приложений.

Виртуальный мир или коллекция виртуальных вещей играют главную роль в регистрации данных, интеллектуальном анализе данных и аналитике в системе IOT. Данные от физических вещей передаются программным приложениям (веб-сервисы или облачные сервисы), где они хранятся, анализируются и обрабатываются для получения полезной информации или получения информации, необходимой для работы исполнительных механизмов. 4) Сеть связи. В IOT сеть связи является связующим звеном, которое позволяет взаимодействовать между физическим миром и виртуальным миром. Практически это глобальная сеть или сеть Интернет, которая позволяет платам IOT, загруженным датчиками и исполнительными устройствами, обмениваться данными с веб- или облачными серверами или разрешать им обмениваться данными друг с другом. Он ничем не отличается от типичной сети Интернет, реализуемой через несколько уровней (физический, канальный, сетевой, транспортный и прикладной уровни). На каждом уровне существуют различные протоколы связи для обеспечения безопасного и эффективного обмена данными. Данные, передаваемые через различные уровни, обмениваются между физическим миром (платы IOT, загруженные датчиками и исполнительными механизмами) и виртуальным миром (веб-или облачные сервисы и приложения), причем каждая передача или обмен данными имеет определенную цель или понимание. На физическом или канальном уровне используются некоторые популярные протоколы связи: LR-WPAN, 6LoWPAN, Bluetooth / LE, 802.15.4, LTE, GPRS, CDMA, NFC, Zigbee, 802.11 Wi-Fi, WIRELESSHART, Zwave, Sigfox, DASH7, LoRaWAN, Thread, INSTEON и т. Д. Наиболее распространенными протоколами сетевого уровня являются IPv4 и IPv6. Некоторые из общих протоколов транспортного уровня включают в себя TCP, UDP, DTLS и TLS. Некоторыми из популярных протоколов прикладного уровня являются DDS, MQTT, REST, CoAP, LLAP, XMPP, SSI, AMQP, XMPP-IOT и MQTT-SN. Архитектура системы IOT Различные организации и поставщики услуг определяют, внедряют и распознают архитектуру IOT по-разному. Тем не менее, базовая архитектура системы IOT остается неизменной для каждой реализации и бизнес-модели. Базовая архитектура системы IOT может быть понята из четырехслойной модели следующим образом: 1) устройства и шлюзы IOT 2) сеть связи 3) облако или сервер 4) приложение IOT Данные генерируются, транспортируются, обрабатываются и преобразуются в полезные понимание системы IOT. Базовая архитектура системы IOT может быть представлена ​​следующей блок-схемой – Архитектура системы IOT 1) Устройства IOT. Любое устройство или оборудование считается устройством IOT, если оно удовлетворяет следующим условиям: – а) оно способно обмениваться данными с другими устройствами и подключаться к сети Интернет. Он должен иметь аппаратные интерфейсы и встроенное ПО или операционную систему, которая может устанавливать связь с другими устройствами или подключаться к сети Интернет. б) Он должен быть оборудован датчиками и / или исполнительными механизмами. Датчики могут собирать статическую или динамическую информацию из физического мира.

Информация или данные, собранные датчиком, должны передаваться или передаваться на сервер или в облако. Устройство может также иметь исполнительные механизмы, которые воздействуют на обработанные данные или данные, отправленные обратно облаком или сервером, или в соответствии с ними. в)

Устройство должно иметь контроллер или процессор для захвата данных, память для их хранения (часто временно) и встроенное программное обеспечение или операционную систему для обработки захваченных данных или данных, полученных с сервера или облака. Большинство устройств IOT построены с использованием стандартных плат IOT. Эти платы могут быть платами микроконтроллеров или дочерними платами (одноплатные компьютеры). Некоторые из популярных досок IOT включают Arduino, Raspberry Pi, Beagle Bone, CubieBoard, Pinnocio, Banana Pi и многие другие. Платы поставляются с микроконтроллером или процессором, интегрированным с платами встроенной памяти (RAM и ROM), цифровыми и аналоговыми выводами GPIO (входной выход общего назначения) и различными каналами связи (такими как USB, I2C, SPI, TWI, Ethernet). Эти платы могут быть объединены с другими платами или датчиками и исполнительными механизмами для формирования устройства IOT (физического устройства).

Устройства IOT также могут быть построены путем расширения сетевых интерфейсов, радиочастотных или сотовых трансиверов с помощью популярных микроконтроллеров или процессоров. Такие устройства IOT создаются на заказ для критически важных приложений. Некоторые из ведущих производителей микроконтроллеров включают Texas Instruments (TI), ARM, Freescale, Intel, Microchip Technology, Atmel и Broadcom. В зависимости от конструкции и возможностей аппаратного обеспечения устройства IOT можно распределить по категориям следующим образом: 1) Общие устройства 2) Сенсорные и исполнительные устройства Общие устройства. Общее устройство – это устройство в домене приложений IOT, которое имеет встроенные возможности обработки и связи. Обычное устройство может обрабатывать некоторую информацию и может подключаться к сети связи через проводной или беспроводной интерфейс. По сути, эти устройства только собирают данные и информацию из облака или сервера и соответственно работают или выполняют обработку данных.

Например, промышленные машины или бытовые приборы, управляемые через Интернет, могут рассматриваться как общие устройства IOT. Сенсорные и исполнительные устройства. Чувствительные и исполнительные устройства оснащены датчиками и исполнительными механизмами, которые позволяют им взаимодействовать и воздействовать на реальный мир. Датчики собирают информацию, касающуюся реальных физических величин, таких как температура, влажность, интенсивность света, сила, плотность и т. Д., И передают ее на бортовой контроллер / процессор. Контроллер или процессор хранят информацию (временно) и передают ее в сеть связи. Через различные уровни сети связи оно принимается в облаке или на сервере. Облачный процесс обрабатывает информацию и отправляет полезную информацию для управления приводами.