Nesnelerin internetinin ağ teknolojileri. Nesnelerin İnterneti - nedir bu? Rusya'da Nesnelerin İnternetinin Gelişimi

“Nesnelerin İnterneti”, Nesnelerin İnterneti (IoT) - bugün moda olan bu ifade, BT yayınlarında en çok alıntı yapılan terimlerden biridir. Analistler hızla büyüyen IoT pazarından, sosyal, bulut ve elbette mobil teknolojilerin bu pazardaki etkisinden bahsediyor ancak bu IoT pazarının neleri içerdiği tam olarak belli değil. Terimin kendisinin yorumu da tamamen açık değildir. Satıcıdan satıcıya, yazardan yazara tanımlar oldukça farklılık göstermektedir. Dahası, yoruma bağlı olarak, olgunun kendisi ya gelecekteki bir olasılık ya da oldu bitti gibi görünmektedir. Bu makalenin yazarı, “IoT pazarı” kavramının ne anlama geldiğini ve son zamanlarda bu kavrama neden daha fazla ilgi gösterildiğini anlamak için bu konuyla ilgili yayınların karşılaştırmalı bir analizini yapmaya çalıştı.

IoT kavramı ve teknolojisi

Piyasadan bahsetmeden önce IoT'nin ne olduğunu öğrenmek ve bu terimin bir tanımının olup olmadığını anlamak gerekiyor. Ancak sorun tanımların eksikliği değil, tam tersine fazlalığıdır. Nesnelerin İnterneti konusuyla ilgili birkaç düzine makale ve raporu inceledikten sonra yazar, bu terimin yorumlanmasında ciddi tutarsızlıklar olduğuna ikna oldu. Aslında, en saygın kaynaklardan alınan tanımları sunuyoruz. Analist şirket Gartner, “Nesnelerin İnterneti” kavramını, bu nesnelerin kendi durumlarının veya ortamın durumunun parametrelerini ölçmesine, bu bilgileri kullanmasına ve iletmesine olanak tanıyan yerleşik teknolojiyi içeren fiziksel nesneler ağı olarak yorumluyor. Bu arada en sık alıntı yapılan bu tanımda “İnternet” kelimesinin tamamen bulunmadığına dikkat edin. Yani Nesnelerin İnterneti ağından bahsederken İnternetin bir parçası olduğu belirtilmemektedir. Dahası, FirstMark Capital'ın genel müdürü IoT uzmanı Matt Turck'un belirttiği gibi, "İronik bir şekilde, Nesnelerin İnterneti ismine rağmen, nesnelerin kendisi genellikle İnternet'in kendisi yerine M2M protokolleri kullanılarak birbirine bağlanıyor." Ancak tanımlardaki tek farklılık İnternet bağlantısının varlığı veya yokluğu değildir. Cisco Business Solutions Group'tan (CBSG) uzmanların yorumuna göre IoT, World Wide Web'e bağlanan "nesne veya nesnelerin" sayısının gezegenin nüfusunu aştığı andan itibaren İnternet'in durumudur. CBSG bulgularını hesaplamalarla destekliyor. Şirkete göre, akıllı telefon ve tablet bilgisayarların hızla büyümesi, internete bağlanan cihaz sayısını 2010 yılında 12,5 milyara çıkarırken, Dünya'da yaşayan insan sayısı da 6,8 milyara çıktı; Böylece kişi başına bağlanan cihaz sayısı 1,84 adet oldu. Cisco Business Solutions Group, bu basit aritmetiğe dayanarak aslında Nesnelerin İnterneti çağının giriş noktasını belirlemiştir (Şekil 1). 2003 ile 2010 yılları arasında bağlı cihazların sayısı dünya nüfusunu aştı ve bu da Nesnelerin İnterneti'ne geçişe işaret etti. Aynı zamanda çalışmanın yazarları, 2010 yılında İnternet kullanıcısı başına düşen bağlı cihaz sayısının 6,25 olduğunu düşünüyor.

Pirinç. 1. Kişi başına bağlanan cihaz sayısında artış
(kaynak: Cisco İş Çözümleri Grubu)

Cisco, IoT terimiyle bağlantılı olarak İnternet'e bağlanan akıllı telefonların patlayıcı büyümesine atıfta bulunuyorsa, o zaman örneğin IDC, IoT konseptindeki cihazların otonom olarak İnternet'e bağlanması ve insan müdahalesi olmadan sinyal iletmesi gerektiğini açıkça söylüyor. Bu nedenle kullanıcı tarafından kontrol edilen bir akıllı telefon, IoT cihazı olarak sınıflandırılamaz.

IDC'ye göre Nesnelerin İnterneti (IoT), kendi gücünü sağlayan, üst düzey bir işletim sistemiyle donatılmış akıllı sistemler tarafından kontrol edilen, internete otonom olarak bağlanan, yerel veya bulutta çalışabilen, cihazları birbirine bağlayan kablolu veya kablosuz bir ağdır. tabanlı uygulamalar ve toplanan verileri analiz eder. Ayrıca diğer sistemlerden yakalama, analiz etme ve iletme (veri alma) yeteneklerine de sahiptirler.

Açıkçası, eğer analistler "IoT pazar hacmi" kavramıyla çalışıyorsa, o zaman "İnternetin belirli bir yeni durumu" gibi belirsiz bir tanıma güvenmek imkansızdır. Aynı zamanda, İnternet'in yeni bir kaliteye geçişi olarak IoT'den yalnızca CBSG uzmanları bahsetmiyor. Şekile dikkat edelim. 2 Nesnelerin İnterneti (IoT) ve Teknolojiler ve Platformlara Göre Makineden Makineye İletişim Pazarı raporundan (marketsandmarkets.com) alınmıştır. Ayrıca Nesnelerin İnterneti'ni İnternet'in gelişimindeki bir aşama olarak nitelendiriyor: "Yalnızca insanların değil, aynı zamanda nesnelerin de birbirleriyle etkileşime girmeye, işlemleri başlatmaya ve birbirlerini etkilemeye başladığı dönem."

Pirinç. 2. Geliştirme aşamaları Web 1.0, Web 2.0, Web 3.0
(kaynak: Nesnelerin İnterneti (IoT) ve Makineden Makineye (M2M) Communication Market
Teknolojiler ve Platformlar (marketsandmarkets.com)) tarafından

Bu bağlamda, başka bir şema gösterge niteliğindedir: Koreli yazar Sunsig Kim'in 2012 yılında i-bada.blogspot.ru/ web sitesinde yayınlanan bir makalesinden bir örnek. Burada IoT durumu bir geçiş noktası olarak sunuluyor; bu, M2M teknolojisine kıyasla bir sonraki adımdır (Şekil 3). Tam tersine, aralarında IDC'nin de bulunduğu birçok yazarın yayınlarında, M2M'in IoT teknolojisinin atası olan ve şu anda onun ayrılmaz bir parçası olan bir teknoloji olduğu okunabiliyor.

Pirinç. 3. M2M teknolojilerinden IoT teknolojilerine geçiş (kaynak: Sunsig Kim 8 Ağustos 2012 i-bada.blogspot.ru/)

Tanımladığımız tanımlar eldeki olguya değiniyorsa, örneğin Freescale Semiconductor'ın küresel strateji ve iş geliştirmeden sorumlu yöneticisi Kaivan Karimi'nin formülasyonunda, Nesnelerin İnterneti daha çok bir olasılıktır: milyarlarca akıllı, bağlantılı Hayatımızın her yönünü kapsayacak bir tür evrensel küresel sinir ağı oluşturan “şeyler”. IoT, diğer makineler, nesneler, çevre ve altyapı ile etkileşime giren ve iletişim kuran akıllı makinelerden oluşur. Böyle bir sistem, hayatlarımızı daha rahat ve güvenli hale getirmek ve çevre üzerindeki etkimizi azaltmak için işlenmeleri bir şeyleri yönetmek ve kontrol etmek için kullanılabilecek çok büyük miktarda veri üretecektir.

Neden bu kadar çok tanım var ve hepsi farklı?

Birincisi, teknolojiler o kadar hızlı gelişiyor ki, terimin önceki yorumlara her zaman uymayan yeni anlamları sürekli ortaya çıkıyor. Bu, Şekil 2'de anlamlı bir şekilde gösterilmektedir. 4, IoT'nin evriminin birkaç aşamayla ve aslında farklı teknolojilerle tanımlandığı yer.

Pirinç. 4. Nesnelerin İnterneti teknolojisinin gelişimi

İkinci olarak, çoğu zaman yeni bir teknoloji, onu öncekinden ayıran bir dizi faktör olarak tanımlanır ve daha sonra bu önceki teknoloji, yeni kavrama dahil edilir. Satıcılar, pazarlama hedeflerinden hareketle eski teknolojilere yeni isimler vermek istiyor. Analistler de modayı takip ederek ve açıklanan pazarın önemini ortaya koymaya çalışırken, birçok kavramı birleştiren şemsiye terim olarak adlandırılan bir terim kullanıyorlar.

Diğer yeni terimlerle ilgili olarak da benzer bir durum gözlenmektedir. Örneğin, ASP teknolojisinin geliştirilmesinde bir sonraki aşamayı ifade etmek için ortaya çıkan SaaS terimini ele alalım. Günümüzde bir takım yayınlarda ASP projelerinin SaaS pazarına dahil edilmeye başlandığı görülmektedir ki bu kesinlikle yanlıştır.

Aşağı yukarı aynı şey IoT terimi için de geçerlidir: Bir yandan bu M2M teknolojilerinin geliştirilmesindeki bir sonraki aşamadır, diğer yandan birçok kaynak M2M çözümleri pazarının IoT'nin bir alt kümesi olduğunu söylüyor ve bazı kaynaklar IoT/M2M kısaltmasını kullanın.

Terimin belirsizliğinin bir diğer nedeni de farklı sınıflardaki sorunların IoT temelinde çözülmesidir. Kayvan Karimi özellikle IoT terimiyle birleştirilen en az iki görev sınıfının varlığından bahsediyor. İlk görev, her biri altyapı nesneleri ve fiziksel ortamla etkileşime girebilen, birbirine bağlı bir dizi ağ cihazının uzaktan izlenmesi ve yönetilmesidir. Örneğin, bir sıcaklık ve nem sensörü, akıllı bir binanın iklim sistemini (pencereler, panjurlar, klimalar vb.) kontrol eden bir cihaz ağını kontrol eder. Daha egzotik bir örnek, akıllı ev sahibinin elindeki bir sensörün, ağdaki tüm akıllı cihazlara sahibinin psikofiziksel durumu hakkında bir sinyal göndermesidir; her biri belirli bir şekilde tepki veriyor ve bunun sonucunda aydınlatma, arka plan müziği ve klima değişiyor. Burada ana fonksiyon analitik değil kontroldür. İkinci zorluk, ek iş değeri sağlamak amacıyla eyleme geçirilebilir bilgiler üretebilecek eğilimleri ve ilişkileri belirlemek amacıyla uç düğümlerden (bağlantı ve algılama özelliğine sahip akıllı cihazlar) toplanan verileri akıllı analiz için kullanmaktır. Örneğin, ürünler üzerindeki etiketleri kullanarak bir mağazadaki ziyaretçilerin davranışlarını izlemek: ziyaretçilerin ne kadar süreyle ve hangi ürünlerin yakınında durduğu, hangi ürünleri aldıkları vb. Bu bilgilere dayanarak salondaki eşyaların dizilişini değiştirebilir ve satışları artırabilirsiniz. Bir başka örnek ise otomobil sigorta endüstrisinden geliyor. Otomobillere ivmeölçerle donatılmış cihazların yerleştirilmesi, sigorta şirketinin müşterinin dikkatli sürüş derecesine ilişkin veri toplamasına olanak tanıyacak. Yalnızca çarpışmalar değil aynı zamanda örneğin bir nesneye veya kaldırıma keskin bir çarpışma da kaydedilebilir. Müşteri ne kadar dikkatli araç kullanırsa sigorta o kadar ucuz olur ve dikkatsiz sürücü daha fazla öder. En son örneklerde herhangi bir yönetim görevi yoktur; burada veriler modern analiz yöntemleri kullanılarak toplanır ve işlenir. Tüm müşterilere ilişkin istatistiksel bilgiler, şirketin risklerini doğru bir şekilde tahmin etmesine olanak sağlayacaktır.

Kayvan Karimi, "Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) Gerçekliğe Dönüşmesi İçin Neye İhtiyaç Duyuyor?" başlıklı makalesinde IoT çözümünün genel bir taslağını sunmaya çalışıyor (Şekil 5). Bu şemaya göre bu, altı katman içeren bir yığındır: algılama cihazları ve/veya akıllı cihazlar, bağlantı düğümleri, yerleşik işlem düğümleri katmanı, uzaktan bulut veri işleme katmanı; altıncı katman iki işlevi yerine getirebilir. “Uygulama/eylem” olarak adlandırılan ilki, çözümün bir cihazı uzaktan kontrol etmek veya algılama cihazlarına dayalı bir süreci otomatik olarak kontrol etmek için kullanıldığı anlamına gelir. İkinci seçenek olan analitik/büyük veri, misyonun, yararlı iş bilgileri üretebilecek eğilimleri ve ilişkileri analiz etmek ve belirlemek için algılama cihazlarından toplanan verileri kullanmayı amaçladığı anlamına gelir.

Pirinç. 5. Bir IoT çözümünün tipik mimarisi (kaynak: Freescale Semiconductor)

Microsoft, bir IoT çözümü için benzer bir tipik mimari sağlar (Şekil 6).

Pirinç. 6. IoT uygulamalarının tipik mimarisi (kaynak: Microsoft)

Kayvan Karimi, çalışmalarında yalnızca tipik bir mimarinin görüntüsünü değil, aynı zamanda tüm IoT ekosisteminin grafiksel bir yorumunu da sunuyor (Şekil 7).

Pirinç. 7. Nesnelerin İnterneti ekosistemi

Pirinç. 8. “Ağlar Ağı” olarak IoT (kaynak: CBSG)

IoT pazarı ve katılımcıları

Nesnelerin İnterneti pazarı nedir? Nasıl hesaplanır? Katılımcıları arasında kimler yer almalıdır? Şekil 2'de sunulan şemaya giren tüm projeleri sayarsak. 5, o zaman pazar çok küçük olacak. Bu programda potansiyel olarak uygulanabilecek unsurların oluşturulmasıyla uğraşan şirketlerin cirosunu hesaplarsak tamamen farklı bir rakam elde edeceğiz. Yayınlara dayanarak analistlerin ikinci yaklaşımı seçtikleri açık: pazarı, bağlantılı akıllı cihazlar ve sensörler yaratan, IoT çözümleri oluşturmak için platformlar hazırlayan, internete bağlanmak için teknolojiler geliştiren tüm oyuncuların işinin bütünü olarak sunuyorlar. Ağa şeyler ve yardımcı hizmetler sağlar. Yani analistler, IoT çözümleri pazarını (dar anlamda) değil, daha ziyade hizmet ve teknoloji sağlayıcıları ekosistemindeki tüm katılımcıların IoT çözümlerinin inşası etrafındaki işini düşünüyor.

“IoT pazarı” tabirini kullanan şirketlerin izlediği yol da bu gibi görünüyor. IDC özellikle IoT pazarının beş segmentini ve ilgili oyuncuları tanımlıyor.

Bunlardan ilki (“Cihazlar/Akıllı Sistemler”) kablolu/kablosuz ağlara bağlanabilen, verileri yakalayıp iletebilen, kendi veya bulut uygulamalarını çalıştırabilen ve akıllı bir sistemle otomatik olarak etkileşim kurabilen akıllı cihaz ve sensör üreticilerini içerir. .

İkinci segment “IoT hizmetlerini bağlamak ve desteklemek için araçlar” olarak adlandırılıyor. Bu, kablolu, hücresel (2G, 3G, 4G), Wi-Fi ve fatura yönetimi gibi ek hizmetler dahil olmak üzere farklı teknolojilere dayalı iletişim hizmetleri sağlayabilen telekom sağlayıcıları için potansiyel bir iştir.

"Platformlar" olarak adlandırılan üçüncü segmentte IDC, cihazları, ağları ve uygulamaları etkinleştirmeye yönelik platformları tanımlar.

Cihaz etkinleştirme platformları, aktivasyon, yönetim ve teşhis fonksiyonları da dahil olmak üzere uç cihazlara veri akışının sağlanmasından sorumlu yazılımı temsil eder.

Ağ platformları, müşterilere bilgi toplamak ve analiz etmek için IoT/M2M cihazlarını bağlamaya yönelik yazılım sağlar. Platform, abonelikleri yönetmeyi, tarife planlarını kontrol etmeyi ve yönetmeyi mümkün kılar. Bu katman müşterilere bir hizmet düzeyi anlaşması sağlar ve çözümlerin kalitesini ve güvenliğini artırmayı amaçlar.

Uygulama dağıtım platformları, kurumsal uygulamaları ve belirli IoT uygulamalarını entegre etmeye yönelik yatay odaklı çözümlerdir.

Dördüncü segment olan “Analitik”, Büyük Veri teknolojisinin kullanımı da dahil olmak üzere IoT teknolojisi kullanılarak toplanan verilere dayanarak daha etkili kararlar alarak iş verimliliğinizi artırmanıza olanak tanıyan çözümler sunuyor. Bu sektör aynı zamanda IoT ve sosyal medya takibinden elde edilen verilerin entegrasyonuna olanak sağlayacak yeni ortaya çıkan analitik çözümleri de içeriyor.

Ve son olarak beşinci segment, çeşitli sektörlere özel işlevleri uygulayan dikey çözümleri destekleyen uygulamalardır.

“Nesnelerin İnterneti Ekosistemi” haritasının yazarı, FirstMark Capital'in genel müdürü Matt Turck, yalnızca pazar segmentasyonunu sunmakla kalmıyor, aynı zamanda her segmentteki en önemli oyuncuların spesifik isimlerini de sunuyor (Şekil 9). Bu çalışma, IoT pazarı katılımcıları hakkındaki konuşmayı daha pratik bir düzeye taşıyor.

Pirinç. 9. “Nesnelerin İnterneti Ekosistemi” (kaynak: Matt Turck, Sutian Dong & First Mark Capital)

Mat Truck, IoT pazarının son yıllarda neden ilgi çektiği sorusuna da yanıt veriyor. Piyasaya olan ilginin artmasının ve gelişiminin birkaç temel faktörün birleşiminden kaynaklandığını belirtiyor. Öncelikle akıllı cihazların üretimi kolaylaştı ve ucuzladı; bu tür projelerin finansmanıyla ilgilenen distribütörler ve şirketler ortaya çıktı. İkincisi, son birkaç yılda kablosuz iletişim teknolojileri gelişim açısından çarpıcı bir ilerleme kaydetti. Günümüzde her kullanıcının Nesnelerin İnterneti için evrensel uzaktan kumanda olarak kullanılabilecek bir cep telefonu veya tableti vardır. Her yerde bağlantı gerçeğe dönüşüyor (Wi-Fi, Bluetooth, 4G). Üçüncüsü, Nesnelerin İnterneti ilgili alanlarda ortaya çıkan tüm altyapıdan yararlanabilmektedir. Bulut bilişim, zekanın uç noktadan buluta taşınabilmesi nedeniyle basitleştirilmiş, düşük maliyetli uç noktalara olanak tanır. Hadoop gibi açık kaynaklı programlar da dahil olmak üzere Büyük Veri araçları, IoT cihazları tarafından yakalanan büyük miktardaki verinin analiz edilmesini mümkün kılar.

Ekosistemde (bkz. Şekil 9), yazar IDC ile hemen hemen aynı pazar unsurlarını tanımlamaktadır, ancak bunlar farklı segmentlere bölünmüştür. Mat Truck üç ana parçayı tanımlar: yatay platformlar, dikey uygulamalar ve yapı taşları. Ekosistemin yazarı, dikey çözümler yaratma alanındaki aktif işlere rağmen iddialı pazar oyuncularının Nesnelerin İnterneti alanındaki tüm dikey çözümlerin inşa edileceği yatay bir platform olmayı hedeflediklerini vurguluyor. Bu nedenle, ev otomasyonu sektöründeki birçok oyuncu (SmartThings, Ninja Blocks, vb.) yatay yazılım platformlarının geliştiricileridir. GE ve IBM gibi büyük şirketler platformlarını aktif olarak geliştiriyor. AT&T ve Verizon gibi telekom şirketleri de bu yarışa katılmak için iyi bir konumdalar. Bir sınıf dikey çözümler için inşa edilen yatay bir platformun başka bir sınıftaki dikey çözümlere ne kadar kolay uyarlanabileceği sorusu hala cevapsızdır. Ayrıca hangi platformların (kapalı veya açık) bu alanda lider konum alma potansiyeline sahip olduğu da henüz belli değil.

Şekil 2'deki dikey çözümler. 9 oldukça fazla işaret var, bunlar daha küçük bloklar halinde gruplandırılmış. Bir inceleme yazısı çerçevesinde hepsine yorum yapmak mümkün olmadığından sadece birkaçı üzerinde duracağız.

Örneğin, "giyilebilir bilgi işlem" bölümü, ilk kez Şubat 2012'de duyurulan yeni çıkan Google Glass cihazını öne çıkarıyor. Android tabanlı cihaz (Şekil 10), sağ gözün üzerinde bulunan şeffaf bir ekranla donatılmıştır ve yüksek kaliteli video kaydedebilir, artırılmış gerçeklik işlevlerini gerçekleştirebilir, mobil iletişim, İnternet erişimi ve video günlüğü tutabilir.

Pirinç. 10. Google Camı

Son zamanlarda kullanıcıların fiziksel aktivite seviyelerini izleyebildikleri ve yakılan kalorileri sayabildikleri Fitbit, Nike + Fuelband, Jawbone gibi giyilebilir fitness cihazları popüler hale geldi (Şekil 9'da ayrı bir kategoriye yerleştirilmiştir).

Bu grubun tipik bir temsilcisi, iPhone ve Android platformuyla çalışabilen bir spor bileklik olan UP Jawbone cihazıdır (Şekil 11). Cihaz uykuyu, diyeti, atılan adımları ve yakılan kalorileri takip etmenize olanak tanır. Bileklik, alarm görevi görebilecek veya kullanıcıya kullanıcının çok uzun süre oturduğunu hatırlatabilecek bir titreşim motoruna sahiptir. Bilezik, uyku aşamalarını takip edebiliyor ve sahibini, uyanmanın çok daha kolay olduğu hafif uyku aşamasında tam olarak uyandırabiliyor.

Pirinç. 11. UP Çene Kemiği liderlik etmenizi sağlar
egzersiz izleme

Cihaz, egzersize ekstra bir motivasyon katmanı eklemeye yardımcı olan bir sosyal uygulama içerir. Kullanıcılar arkadaşlarının verilerini görüntüleyebilir, spor sonuçlarını paylaşabilir ve yarışabilir.

Bu tür giyilebilir cihazlar tıbbi amaçlar için, örneğin hastanın durumunu (tansiyon, kalp atış hızı vb.) uzaktan izlemek ve göstergeler artarsa ​​sevdiklerini veya sağlık personelini bilgilendirmek için kullanılabilir. IoT teknolojileri genellikle tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır; ilaçların alınmasına ilişkin en basit hatırlatma sistemlerinden, karmaşık bir teşhis koymak amacıyla organların işleyişini izlemek üzere vücuda yerleştirilen problara kadar.

IoT en aktif olarak akıllı ev teknolojilerinde kullanılır: ev cihazlarının İnternet üzerinden uzaktan kontrolü, ısıtma sistemlerinin, aydınlatmanın, medya cihazlarının, elektronik güvenlik sistemlerinin, izinsiz giriş uyarılarının, yangın koruma sistemlerinin vb. uzaktan izlenmesi ve kontrolü.

Şekil 2'deki ev otomasyonu bölümünde vurgulanan oyunculardan. 9'da, Wi-Fi desteği ve kendi kendine öğrenme işlevlerine sahip programlanabilir termostatlar ve duman dedektörleri tasarlayan ve üreten Nest Labs şirketinin dikkat edilmesi ilginçtir. 2010 yılında iki Apple mezunu tarafından kurulan girişim, birkaç yıl içinde 130'dan fazla çalışanı olan bir şirkete dönüştü.

Şirket ilk ürünü olan termostatı (Şekil 12) 2011 yılında piyasaya sürdü. Ekim 2013'te Nest Labs, duman ve karbon monoksit izleme cihazının piyasaya sürüldüğünü duyurdu. Nest termostatı, termostat internete bağlı olduğundan cihazla yalnızca dokunmatik ekran arayüzü aracılığıyla değil, uzaktan da etkileşime girmesine olanak tanır. Şirket, hataları düzeltmek, performansı artırmak ve ek özellikler eklemek için güncellemeler dağıtabilir. Güncelleme yapmak için termostatın Wi-Fi'ye ve güncellemelerin indirilmesine ve kurulmasına izin vermek için 3,7V'yi destekleyen bir pile bağlı olması gerekir.

Pirinç. 12. Nest Labs Termostatı

IoT teknolojisi enerji sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır (akıllı sayaçlar, elektrik şebekesindeki kayıp veya hırsızlıkları tespit etmeye yönelik sistemler). Örneğin petrol ve gaz sektörü boru hatlarının uzaktan izlenmesini kullanıyor.

Daha güvenli araç kullanımı için birçok çözüm geliştirilmektedir. Bağlantılı araç teknolojisi, acil ambulans çağrı sistemlerini yerleşik bir SIM karttan kullanmanıza olanak tanır. Kasko sigortalarında kullanıcıların sürüşlerinin uzaktan izlenmesine dayalı sigorta hesaplamaları uygulanmaya başlandı. Taşımacılıkta araç rota takip sistemleri, kargo taşıma takibi, sevkiyat ve depolama kontrolü yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomatik hava trafik kontrol sistemi kullanılıyor. Belediye yönetimleri, yakıt tüketimini optimize etmek, tren hareketlerini kontrol etmek ve yönetmek amacıyla toplu taşıma sistemlerini çalıştırmak, işletmek ve izlemek için IoT çözümlerini kullanabilir. Perakendede lojistik görevlerin otomasyonu, RFID etiketleriyle donatılmış malların uzaktan izlenmesi ve muhasebeleştirilmesi, gerçek zamanlı envanter ve kablosuz ödeme çözümleri gelişiyor. Kamu güvenliği sistemlerinde - endüstriyel tesislerin, köprülerin, tünellerin vb. durumunun izlenmesi ve kontrolü. Endüstriyel üretimde - üretim sürecinin kontrolü, uzaktan teşhis, robotik komplekslerin kontrolü. Tarımda - sulama sistemlerinin uzaktan kontrolü, hayvanların durum ve davranışlarının izlenmesi, rezervuarlardaki su seviyelerinin izlenmesi vb.

Peki “Nesnelerin İnterneti” nedir; gerçeklik mi yoksa beklenti mi? Yapılan analizler dikkate alındığında bunun yavaş yavaş gerçeğe dönüşen bir beklenti olduğu söylenebilir.

İyi günler sevgili Khabra sakinleri! Bugün Nesnelerin İnterneti için geliştirilen çeşitli ağ teknolojilerini açıklamaya odaklanmak istiyoruz.

Nesnelerin İnterneti (IoT, Nesnelerin İnterneti), buhar motorunun icadına veya elektriğin sanayileşmesine benzer şekilde, gelişimde bir sonraki devrim niteliğindeki sıçrama haline geliyor. Günümüzde dijital dönüşüm, ekonominin çeşitli sektörlerinde devrim yaratıyor ve tanıdık çevremizi değiştiriyor. Aynı zamanda, bu tür durumlarda sıklıkla olduğu gibi, bu dönüşümlerin nihai etkisini yolculuğun başında tahmin etmek zordur.

Başlayan sürecin tek tip olamayacağı açıktır ve bugün bazı sektörler değişime diğerlerinden daha hazırdır. İlki tüketici elektroniği, taşımacılık, lojistik ve finans sektörünü içerir; ikincisi ise örneğin tarım. Burada da ilginç sonuçlar vaat eden başarılı pilot projeler var.

TracoVino projesi, modern Almanya'nın en eski bağcılık bölgesi olan ünlü Mosel Vadisi'nde IoT kullanımına yönelik ilk girişimlerden biri. Çözüm, hammaddelerin yetiştirilmesinden şişelemeye kadar bağdaki tüm süreçleri otomatikleştiren bir bulut platformuna dayanıyor. Karar verme için gereken veriler sisteme çeşitli sensör türlerinden gelir. Sıcaklık, toprak nemi ve çevresel izlemenin yanı sıra güneş ışınımının miktarını, toprağın asitliğini ve içindeki besin içeriğini de belirleyebilirler. Bu ne veriyor? TracoVino, şarap üreticilerinin yalnızca bağlarının sağlığı hakkında genel bir fikir edinmelerine olanak sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda bağın belirli alanlarını analiz ederek sorunları tespit etmelerine, olası kirlenme hakkında erken bilgi almalarına ve hatta şarabın kalitesi ve miktarı hakkında tahminler almalarına olanak tanıyor. Şarap üreticilerinin vadeli sözleşmeler yapmasına olanak tanıyor.

Ağlara başka neler bağlayabilirsiniz? IoT kullanımına yönelik en gelişmiş senaryolar arasında “akıllı şehirler” yer alıyor. Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics ve ABD Ulaştırma Bakanlığı'nın araştırmasına göre, bugün dünya çapında bu projelerin bir parçası olarak su temini, kentsel ulaşım yönetimi, kamu hizmetleri gibi çeşitli işlevlerden sorumlu bir milyardan fazla cihaz bulunuyor. sağlık ve güvenlik sistemleri. Bunlar, park alanlarının kullanımını optimize eden akıllı otoparklar, şehir sakinleri tarafından tüketilen suyun kalitesini izleyen akıllı bir su temin sistemi, gerekli ulaşım için bekleme süresi hakkında doğru bilgi almanızı sağlayan akıllı otobüs durakları ve çok daha fazlasıdır. Daha.

Endüstride hâlihazırda çalışır durumda, bağlanmaya hazır yüz milyonlarca cihaz bulunmaktadır. Bunlar arasında akıllı bakım ve onarım, lojistik muhasebesi ve güvenliğin yanı sıra akıllı pompalar, kompresörler ve vanalar da yer alıyor. Enerji, konut ve toplumsal hizmetler sektörlerinde çok sayıda cihaz kullanılmaktadır: çok sayıda ölçüm cihazı, dağıtım ağlarının otomasyon unsurları, tüketici ekipmanları, elektrikli şarj altyapısı ve yenilenebilir ve dağıtılmış enerji kaynaklarına yönelik altyapı. Sağlık alanında teşhis araçları, mobil laboratuvarlar, çeşitli implantlar ve teletıp cihazları Nesnelerin İnterneti'ne bağlanıyor ve bağlanacak.

Makine bağlantı sayısının önümüzdeki yıllarda yılda %25 oranında artması bekleniyor ve 2021 yılına kadar gezegende 28 milyar bağlı cihaz bulunacak. Bunlardan yalnızca 13 milyarı tanıdık tüketici cihazlarından (akıllı telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar ve PC'ler), 15 milyarı ise tüketici ve endüstriyel cihazlardan (çeşitli sensörler, satış terminalleri, arabalar, ekranlar, göstergeler vb.) oluşacak.

Yakın gelecekte ortaya çıkacak şaşırtıcı rakamlara rağmen bunlar nihai değil. Nesnelerin İnterneti her yerde uygulanacak ve ne kadar ileri giderse, basit ve karmaşık olsun, daha fazla cihazın bağlanması gerekecek. Teknoloji geliştikçe ve özellikle 2020'den sonra 5G ağlarının kullanıma sunulmasından etkilendikçe, bağlı cihazların sayısı hızla artacak ve çok yakında 50 milyara yaklaşacak.

Bağlantıların muazzam doğası ve çeşitli kullanım durumları, geniş bir yelpazedeki IoT ağ teknolojilerine yönelik gereksinimleri belirler. Veri aktarım hızları, gecikmeler ve iletimin güvenilirliği (garantisi) belirli bir uygulamanın özelliklerine göre belirlenir. Bununla birlikte, IoT için ağ teknolojilerini ve bunların geleneksel mobil ağlardan nasıl farklılaştığını ayrı ayrı düşünmemizi gerektiren bir dizi genel hedef vardır.

Her şeyden önce, ağ teknolojisinin nihai cihazda uygulanmasının maliyeti, günümüzde akıllı telefon ve modem üretiminde kullanılan mevcut GSM/WCDMA/LTE modüllerinden, hatta en uygun fiyatlı sınıfta bile birkaç kat daha az olmalıdır. Bağlantılı cihazların kitlesel olarak benimsenmesini engelleyen nedenlerden biri, ses iletimi ve çoğu IoT senaryosunda gerekli olmayan diğer birçok işlev de dahil olmak üzere tüm ağ teknolojilerini uygulayan yonga setinin yüksek maliyetidir.

İlgili ancak ayrı bir gereksinim, düşük güç tüketimi ve uzun pil ömrüdür. Birçok IoT senaryosu ve uygulaması, bağlı cihazların yerleşik pillerden bağımsız olarak çalıştırılmasını gerektirir. Ağ modüllerinin basitleştirilmesi ve enerji tasarruflu tasarım, 5 Wh pil kapasitesiyle 10 yıla kadar pil ömrü elde edilmesini mümkün kılar. Bu tür göstergeler, özellikle iletilen verilerin hacminin azaltılması ve cihazın bilgi almadığı veya aktarmadığı ve pratik olarak elektrik tüketmediği uzun süreli "sessizlik" kullanılarak elde edilebilir. Ancak belirli mekanizmaların uygulanması teknolojiden teknolojiye farklılık göstermektedir.

Ağ kapsamı, gözden geçirilmesi gereken başka bir özelliktir. Günümüzde mobil ağ kapsama alanı, iç mekanlar da dahil olmak üzere kalabalık alanlarda oldukça istikrarlı veri iletimi sağlamaktadır. Bununla birlikte, bağlı cihazlar çoğu zaman kimsenin bulunmadığı yerlere de yerleştirilebilir: uzak alanlar, uzun demiryolu bölümleri, geniş su kütlelerinin yüzeyi, bodrumlar, yalıtımlı beton ve metal kutular, asansör boşlukları, konteynerler vb. IoT pazar katılımcılarının çoğunluğuna göre bu sorunu çözme hedefi, günümüzde mobil teknolojiler arasında kapsama alanında lider olan geleneksel GSM şebekelerine göre hat bütçesini 20 dB artırmaktır.

Farklı sektörlerdeki farklı IoT kullanım durumları, tamamen farklı iletişim gereksinimleri gerektirir. Ve sadece bağlantı gerektiren cihaz sayısı açısından ağı hızlı bir şekilde ölçeklendirme yeteneğinden bahsetmiyoruz. Tanımladığımız "akıllı bağ" örneğinde oldukça basit birçok sensör yer alıyorsa, o zaman endüstriyel işletmelerde çok karmaşık robotlar bağlanacak, eylemler gerçekleştirecek ve yalnızca belirli çevresel parametreleri kaydetmekle kalmayacak. Sağlık alanını, özellikle teletıp ekipmanlarını da hatırlayabiliriz. Uzaktan teşhis, karmaşık tıbbi prosedürlerin izlenmesi ve gerçek zamanlı video iletişimini kullanarak uzaktan eğitim için tasarlanan bu komplekslerin kullanımı, şüphesiz sinyal gecikmeleri, veri iletimi, güvenilirlik ve güvenlik açısından tamamen farklı gereksinimler getirecektir.

IoT teknolojileri, kullanım durumuna bağlı olarak farklı ağ özellikleri seti sağlayacak, onlarca veya yüzlerce farklı ağ trafiğini önceliklendirecek ve maliyet etkinliğini korumak için ağ kaynaklarını en iyi şekilde yeniden tahsis edecek kadar esnek olmalıdır. Milyonlarca bağlı cihaz, düzinelerce kullanım durumu, esnek yönetim ve kontrol; tüm bunların tek bir ağ içerisinde uygulanması gerekiyor.

Kablosuz veri iletimi alanında son yıllarda çok sayıda gelişme, hem mevcut ağ mimarilerinin ve protokollerinin uyarlanması isteğiyle hem de sıfırdan yeni sistem çözümlerinin yaratılmasıyla ilgili bu sorunların çözümüne yönelik olmuştur. Bir tarafta, bir oda veya sınırlı bir alanda IoT iletişim sorunlarını oldukça başarılı bir şekilde çözen sözde “kılcal çözümler” görüyoruz. Bu tür çözümler günümüzün popüler Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee ve bunların çok sayıda analogunu içerir.

Öte yandan, iyi yönetilen bir altyapının kapsamını ve ölçeklenebilirliğini sağlama konusunda rakipsiz olduğu açık olan modern mobil teknolojiler de var. Ericsson Mobilite Raporu'na göre, GSM kapsama alanı gezegenin nüfuslu alanının %90'ını kapsıyor, WCDMA ve LTE ağları sırasıyla %65 ve %40'tır ve aktif ağ inşaatı devam etmektedir. Mobil iletişim standartlarının, özellikle de 3GPP Sürüm 13 spesifikasyonunun geliştirilmesinde atılan adımlar, küresel ekosistemi kullanmanın faydalarını korurken tam olarak Nesnelerin İnterneti hedeflerine ulaşmayı hedefliyor. Bu teknolojilerin gelişimi, beşinci nesil ağ standartları (5G) dahil olmak üzere mobil iletişim standartlarında gelecekte yapılacak değişikliklerin temelini oluşturacaktır.

Lisanssız spektrum için alternatif düşük güç teknolojileri genellikle daha dar uygulamalara yöneliktir. Yeni altyapı oluşturma ihtiyacı ve teknolojinin kapalı yapısı bu tür sistemlerin yaygınlaşmasını önemli ölçüde engellemektedir.

3GPP Sürüm 13 tavsiyelerinin en son baskısına dahil edilmek üzere mobil iletişim standartlarının hangi uzantılarının tanımlandığını ele alalım.

EC-GSM

İşte ana özellikler:

Hatta hat bütçesini artıracak, cihaz sayısını artıracak ve teknolojinin son cihazda uygulanma maliyetini azaltacak değişikliklerle standart bir GSM/GPRS taşıyıcısı kullanılıyor.

Getirilen ana değişiklikler:

1) GSM ve Güç Tasarruf Modu (PSM) için Genişletilmiş DRX (eDRX, Genişletilmiş Süreksiz Alım)) – zorunlu sinyal mesajlarının sıklığının azaltılması, bilgi alma ve alma aralıklarının optimize edilmesi, cihazın bilgi iletmeden veya almadan ağa bağlı kaldığı 52 dakikaya kadar uzun "sessizlik" sürelerini destekleme.

2) Genişletilmiş kapsam– geleneksel sistemlerle karşılaştırıldığında kapsama alanını 20 dB artırmak için diğer şeylerin yanı sıra iletilen bilgilerin birden fazla tekrarını kullanan ağ bağlantı seviyesinin uyarlanması.

3) Diğer iyileştirmeler: ağ sinyallemesinin basitleştirilmesi (sinyalleşmenin WCDMA/LTE ağlarıyla ortak çalışmayı sağlayan kısmını desteklemenin reddedilmesi); kimlik doğrulama ve bağlantı güvenliği mekanizmalarının vb. genişletilmesi.

EC-GSM'nin en önemli avantajı, ağ altyapısının hazır olmasıdır (çoğu durumda yalnızca ağ düğümlerinde yazılım güncellemeleri gerekir) ve ayrıca GSM ağlarının yaygınlığı ve kapsama alanıdır.

eMTC

EMTC, mobil geniş bant erişim ağlarında (MBAD) talep gören ve yaygın olarak kullanılan, ancak IoT cihazları toplu olarak bağlandığında gereksiz hale gelen LTE işlevselliğini ortadan kaldırarak nihai IoT cihazının maliyetini azaltmak için tasarlanmıştır. Bu, IoT için LTE Cat.0'ı tanımlayan önceki spesifikasyon sürümünde (Sürüm 12) 3GPP tarafından başlatılan çalışmanın devamıdır. eMTC ayrıca LTE için, yukarıda EC-GSM için gösterildiği gibi güç tüketimini azaltma sorununu çözen Genişletilmiş DRX ve PSM mekanizmalarını da ekler.

EC-GSM'de olduğu gibi eMTC de son derece olgun bir ağ altyapısına sahiptir ve yazılım yükseltmeleri yoluyla mevcut LTE ağlarına dağıtılabilir. Dahası, MSB ve IoT ağları bir arada bulunabilir ve bağlı cihazların türüne ve sayısına ve ürettikleri trafiğe bağlı olarak kullanılan kaynakları (frekans spektrumu, baz istasyonu bilgi işlem gücü vb.) dinamik olarak yeniden dağıtabilir.

NB-IoT

Bağlantı katmanı protokollerinin önemli ölçüde yeniden tasarlanmasının, bir NB-IoT cihazının maliyetini LTE Cat.M1'e kıyasla %90 oranında azaltması bekleniyor. Birçok ağ ekipmanı ve abone modülü üreticisi, ürünlerinde NB-IoT teknolojisini desteklediğini zaten duyurdu: Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm'un yanı sıra Vodafone, Deutsche Telekom ve China Unicom gibi önde gelen telekom operatörleri .

Böylece, bu yılın haziran ayında yapılması planlanan EC-GSM, eMTC ve NB-IoT spesifikasyonlarının son versiyonunun kabul edilmesiyle birlikte piyasa katılımcıları, IoT ağlarının geliştirilmesi için üç etkili araca sahip olacak. Her birinin, özel kullanım durumuna ve konuşlandırılacakları mobil ağın özelliklerine bağlı olarak kendine has özellikleri ve avantajları vardır. Bununla birlikte, her durumda, küresel ekosistemin avantajları, konuşlandırılmış bir ağın ve BT altyapısının kullanılabilirliği ve hazırlığı ve korumalı (lisanslı) frekans spektrumunun kullanımı, uygulama ve işletme maliyetlerini düşürmeye yardımcı olacaktır. Bu, yakın gelecekte bunları kullanan projelerde patlayıcı bir büyüme göreceğimiz anlamına geliyor.

Hikayemizi burada bitirelim ve Habra sakinlerine ilgilerinden dolayı teşekkür edelim! Bir sonraki yazımızda NB-IoT teknolojisinin teknolojik yönlerine odaklanacağız.

Temel ihtiyaçların isimlerini vermeleri istendiğinde çoğu kişi şu cevabı verecektir: yiyecek, başınızı sokacak bir çatı, kıyafet... Bir uyarıyla: geçen yüzyılda da durum böyleydi.

O zamandan bu yana Homo Sapiens türünün ihtiyaçları birikti. Aydınlatmanın sadece anahtarlarla değil, otomatik sensörlerle kontrol edilmesine, sağlığı ve trafiği izleyecek akıllı sistemlere ihtiyacımız var. Liste uzayıp gidiyor... Genel olarak hayatı nasıl kolaylaştıracağımızı ve daha iyi hale getireceğimizi biliyoruz.

Teste geçmeden önce tüm bu Nesnelerin İnterneti'nin nasıl çalıştığını anlamaya çalışalım.

Nesnelerin İnterneti (veya IoT) birçok nesneyi birbirine bağlayan bir ağdır: araçlar, ev otomasyonu, tıbbi ekipman, mikroçipler vb. Tüm bu bileşenler veri biriktirir ve iletir. Bu teknolojiyi kullanarak kullanıcı cihazları uzaktan kontrol eder.

IoT cihazlarına örnekler

#1) Giyilebilir teknoloji:

Fitbit spor bilezikleri ve Apple Watch akıllı saatleri diğer mobil cihazlarla kolayca senkronize olur.

Bu, sağlık bilgilerinin toplanmasını kolaylaştırır: kalp atış hızı, uyku sırasındaki vücut aktivitesi vb.

#2) Altyapı ve geliştirme

CitySense uygulaması, aydınlatma verilerini çevrimiçi olarak analiz eder ve ışıkları otomatik olarak açar veya kapatır. Trafik ışıklarını kontrol eden veya park yeri müsaitliğini bildiren uygulamalar var.

#3) Sağlık

Hastanelerde sağlık durumunu takip eden bazı sistemler kullanılmaktadır. Çalışmaları gösterge niteliğindeki verilere dayanmaktadır. Bu hizmetler günün farklı saatlerinde ilaç dozajını izler. Örneğin UroSense uygulaması vücuttaki sıvı seviyelerini izliyor ve gerekirse bu seviyeleri artırıyor. Doktorlar da hastalarla ilgili bilgileri kablosuz iletişim yoluyla öğreniyor.

IoT'de mevcut teknolojiler

• RFID(radyo frekansı tanımlama), EPC (elektronik ürün kodu)
• NFC(“yakın alan iletişimi”) cihazlar arasında iki yönlü etkileşime olanak sağlar. Bu teknoloji akıllı telefonlarda mevcut ve temassız işlemlere hizmet ediyor.
• Bluetooth. Kısa mesafeli iletişimin yeterli olduğu durumlarda yaygın olarak kullanılır. Çoğu zaman giyilebilir cihazlarda bulunur.
• Z-Dalga. Düşük frekanslı RF teknolojileri. Çoğunlukla ev otomasyonu, aydınlatma kontrolü vb. için kullanılır.
• Wifi. IoT için en popüler ağ (dosyaların, verilerin ve mesajların aktarımı).

Nesnelerin İnterneti testi

Bir örneğe bakalım: Sağlık durumunu, kalp atış hızını, sıvı seviyelerini izleyen ve sağlık profesyonellerine rapor gönderen tıbbi sistem. Veriler sistemde görüntülenir; arşivler mevcuttur. Ve doktorlar zaten hastanın ilaçlarını uzaktan alıp almayacağına karar veriyor.

IoT mimarisini test etmek için çeşitli yaklaşımlar vardır.

#1) Kullanılabilirlik:

• Cihazların her birinin sağlanması gereklidir.
• Sağlığı izleyen bir tıbbi cihazın taşınabilir olması gerekir.
• Yalnızca bildirimleri değil aynı zamanda hata mesajlarını, uyarıları vb. de gönderebilecek oldukça gelişmiş ekipmanlara ihtiyacınız var.
• Sistemde, son kullanıcıya daha anlaşılır olması için olayları kaydeden bir seçenek bulunmalıdır. Bu seçenek sağlanmazsa olay bilgileri veritabanında saklanır.
• Cihazlar arasında veri işleme ve görev alışverişi yapma yeteneği dikkatlice kontrol edilir.

#2) Nesnelerin İnterneti Güvenliği:

• Veriler, bağlı tüm cihazların çalışmasının temelini oluşturur. Bu nedenle veri aktarımı sırasında yetkisiz erişim göz ardı edilemez. Bir açıdan bakıldığında verinin ne kadar güvenli/şifreli olduğunun kontrol edilmesi gerekmektedir.
• Bir kullanıcı arayüzü varsa şifre korumalı olup olmadığını kontrol etmeniz gerekir.

#3) Ağ yetenekleri:

• Ağ bağlantısı ve IoT işlevselliği çok önemlidir. Sonuçta sağlık amaçlı kullanılan bir sistemden bahsediyoruz.
• İki ana husus kontrol edilir:
• Ağın kullanılabilirliği, veri aktarım yetenekleri (işlerin bir cihazdan diğerine herhangi bir kesinti olmadan aktarılıp aktarılmadığı).
• Bağlantının olmadığı senaryo. Sistem güvenilirlik düzeyi ne olursa olsun sistem durumunun “çevrimdışı” olma ihtimali vardır. Ağ kullanılamıyorsa, hastane veya diğer kuruluştaki çalışanların bunu bilmesi gerekir (bildirimler). Bu sayede sistemin çalışmasını beklemek yerine hastanın durumunu kendileri takip edebilecekler. Öte yandan bu tür sistemlerde genellikle sistemin çevrimdışı olması durumunda verileri kaydeden bir mekanizma bulunur. Yani veri kaybı hariçtir.

#4) Verimlilik:

• Bir sağlık hizmeti çözümünün belirli bir ortamda ne kadar uygulanabilir olduğunu düşünmek gerekir.
• Teste 2 ila 10 hasta katılıyor, veriler 10-20 cihaza aktarılıyor.
• Hastanenin tamamı ağa bağlıysa bu zaten 180-200 hasta demektir. Yani test verilerinden daha fazla gerçek veri olacaktır.
• Ek olarak, sistemi izlemek için yardımcı programı test etmek gerekir: mevcut yük, güç tüketimi, sıcaklık vb.

#5) Uyumluluk testi:

• Bu öğe her zaman IoT sistem test planında mevcuttur.
• İşletim sistemlerinin farklı sürümleri, tarayıcı türleri ve ilgili sürümleri, farklı nesil cihazlar, iletişim modları (örneğin Bluetooth 2.0, 3.0) arasındaki uyumluluk IoT için son derece önemlidir.

#6) Pilot test:

• Pilot test, test planının zorunlu bir parçasıdır.
• Yalnızca laboratuvar testleri sistemin işlevsel olduğu sonucuna varmamızı sağlayacaktır.
• Pilot test sırasında kullanıcı sayısı sınırlıdır. Uygulamayı manipüle edip görüşlerini ifade ediyorlar.
• Bu yorumlar çok işinize yarayacak ve güvenilir bir başvuru yapmanıza olanak sağlayacaktır.

#7) Uygunluk kontrolü:

• Sağlığı takip eden sistem birçok uyumluluk kontrolünden geçiyor.
• Aynı zamanda bir yazılım ürününün testin tüm aşamalarını geçmesi ancak son uyumluluk testinde [düzenleyici kurum tarafından gerçekleştirilen test] başarısız olması da mümkündür.
• Geliştirme döngüsüne başlamadan önce normlara ve standartlara uygunluğun kontrol edilmesi daha tavsiye edilir.

#8) Güncellemelerin test edilmesi:

• IoT birçok protokolün, cihazın, işletim sisteminin, ürün yazılımının, donanımın, ağ katmanının vb. birleşimidir.
• Sistemde veya yukarıda listelenen herhangi bir şeyde bir güncelleme meydana geldiğinde, kapsamlı bir regresyon testi yapılması gerekir. Güncellemeyle ilgili komplikasyonları önlemek için genel strateji değiştirildi.

IoT Testinin Zorlukları

#1) Sert/yumuşak

IoT, yazılım ve donanım bileşenlerinin yakından iç içe geçtiği bir mimaridir. Yalnızca yazılım değil, aynı zamanda donanım da önemlidir: sensörler, ağ geçitleri vb.

Bu tek başına sistemin belgelendirilmesi için yeterli olmayacaktır. Tüm bileşenler birbirine bağımlıdır. IoT, daha basit sistemlerden (yalnızca yazılım veya yalnızca donanım) çok daha karmaşıktır.

#2) Cihaz etkileşim modeli

Ağın bileşenleri gerçek zamanlı veya neredeyse gerçek zamanlı olarak etkileşime girmelidir. Her şey bir bütün haline gelir; dolayısıyla Nesnelerin İnterneti ile ilgili ek karmaşıklıklar (güvenlik, geriye dönük uyumluluk ve güncellemeler) ortaya çıkar.

#3) Gerçek zamanlı verileri test etme

Bu verileri elde etmek son derece zordur. Bahsedilen vakada olduğu gibi sistemin sağlık sektörüyle ilgili olabileceği gerçeği, konuyu karmaşıklaştırmaktadır.

#4) Kullanıcı arayüzü

Bir IoT ağı genellikle farklı platformlar tarafından yönetilen farklı cihazlardan oluşur. Olası tüm cihazlarda test yapmak neredeyse imkansız olduğundan test yalnızca bazı cihazlarda mümkündür.

#5) Ağ kullanılabilirliği

Ağ bağlantısı IoT'de önemli bir rol oynar. Veri aktarım hızı artar. IoT mimarisinin farklı bağlantı koşullarında, farklı hızlarda test edilmesi gerekir. Sanal ağ emülatörleri çoğu durumda ağ yükünü, bağlantıyı, kararlılığı ve diğer unsurları çeşitlendirmek için kullanılır. Ancak gerçek veriler her zaman yeni senaryolardır ve test ekibi gelecekte hangi zorlukların ortaya çıkacağını bilemez.

IoT Test Araçları

IoT sistemlerinin test edilmesinde kullanılan birçok araç vardır.

IoT, birçok fırsata sahip, gelişmekte olan bir pazardır. Öngörülebilir gelecekte Nesnelerin İnterneti, test ekiplerinin ana çalışma alanlarından biri haline gelecektir. Ağ cihazları, akıllı cihaz uygulamaları, iletişim modülleri; hepsi çeşitli hizmetlerin incelenmesinde ve değerlendirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır.

Sonuç olarak

IoT test yaklaşımı, belirli sisteme/mimariye bağlı olarak değişebilir.

IoT'yi test etmek zordur, ancak aynı zamanda ilginç bir iştir; neyse ki test uzmanları sınırlarını zorlamak için yeterli alana sahiptir; sonuçta çok sayıda cihaz, protokol ve işletim sistemi vardır.

Not: Sadece resmi gereksinimleri takip etmek yerine TAAS (kullanıcının bakış açısından testler) formatını denemeye değer.

IoT - Nesnelerin İnterneti

Nesnelerin İnterneti (IoT) - modern telekomünikasyon teknolojileri
(Nesnelerin İnterneti - modern telekomünikasyon teknolojileri)

Nesnelerin İnterneti Nedir? Nesnelerin İnterneti, IoT nedir? Nesnelerin İnterneti (IoT) yeni bir İnternet paradigmasıdır. Nesnelerin İnterneti teriminde "Nesneler" terimiyle ne kastedilmektedir? Nesnelerin İnterneti'nde (IoT) "şey" terimi akıllı anlamına gelir; "akıllı" öğeler veya nesneler (Akıllı Nesneler veya SmartThings veya Akıllı Cihazlar).

Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) geleneksel İnternet'ten farkı nedir? Nesnelerin İnterneti (IoT), çeşitli iletişim kalıplarını veya bağlantı modellerini (Şey - Şey, Şey - Kullanıcı ve Nesne - Web Nesnesi) bağımsız olarak düzenleyebilen, fiziksel cihazların veya ona bağlı nesnelerin bilgisayar ağları tarafından genişletilen geleneksel veya mevcut bir İnternet ağıdır. ).

Akıllı Nesnelerin, örneğin elektrik sayaçları veya gaz sayaçları, basınç sensörleri, titreşim veya titreşim gibi çeşitli nesnelere yerleştirilmiş, protokol yığını, bellek ve iletişim cihazı içeren gerçek zamanlı bir işletim sistemine sahip bir mikro denetleyiciyle donatılmış sensörler veya aktüatörler olduğu unutulmamalıdır. sıcaklıklar, anahtarlar vb. "Akıllı" nesneler veya Akıllı Nesneler, ağ geçitleri (hub'lar veya özel IoT platformları) aracılığıyla geleneksel İnternet'e bağlanabilen fiziksel nesnelerden oluşan bir bilgisayar ağı halinde organize edilebilir.

Günümüzde Nesnelerin İnterneti (IoT) kavramına ilişkin pek çok tanım bulunmaktadır. Ancak maalesef bunlar çelişkilidir; Nesnelerin İnterneti (IoT) kavramının açık ve net bir tanımı yoktur.

Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) özünü anlamak için öncelikle İnternet altyapısını ve WWW (World Wide Web) veya Web hizmetini dikkate almanız önerilir. İnternet bir ağlar ağıdır, yani. Yönlendiricileri ve ağ (internet) protokolü IP'sini kullanarak çeşitli ağları ve uzaktaki kullanıcıların bireysel düğümlerini birbirine bağlayan bir ağ. Başka bir deyişle İnternet terimi, birçok bilgisayar ağı ve iletişim kanallarıyla birbirine bağlanan bireysel düğümlerden oluşan küresel bir ağ altyapısını ifade eder.

Küresel İnternet, Web hizmetinin fiziksel temelidir. Web, World Wide Web veya İnternet web sitelerinde yayınlanan hiper metin belgelerine (web belgeleri) erişim sağlayan dağıtılmış bir bilgi kaynakları sistemidir. İnternet üzerinden HTML formatındaki web belgelerine erişim ve iletim, İnternet'in TCP/IP protokol yığınını temel alan Web hizmetinin HTTP/HTTPS uygulama protokolü kullanılarak gerçekleştirilir.

Yukarıdakileri dikkate alarak, IoT'nin küresel İnternet altyapısındaki büyük ölçekli değişiklikler ve yeni iletişim veya bağlantı modelleri ile karakterize edildiği sonucuna varabiliriz: "şey - şey", "şey - kullanıcı (Kullanıcı)" ve "şey" - web nesnesi (Web Nesnesi)”.

Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) teknolojik, ekonomik ve sosyal düzeyde ele alınması tavsiye edilir.

Teknolojik düzeyde Nesnelerin İnterneti, "akıllı" şeylerin insan müdahalesi olmadan diğer cihazlarla uzaktan etkileşim için ağa bağlanabildiği İnternet'in ağ altyapısının (fiziksel temeli) geliştirilmesine yönelik bir kavramdır. (Şey - Şey) veya otonom veya bulut veri merkezleri veya VERİ merkezleri (Şey - Web Nesneleri) ile etkileşim, depolama, işleme, analitik için veri aktarımı ve ortamı değiştirmeye yönelik yönetim kararları almak veya kullanıcı terminalleriyle etkileşime geçmek için (Şey - Web Nesneleri) Kullanıcı) bu cihazları izlemek ve yönetmek için.

Nesnelerin İnterneti (IoT), toplumun ekonomik ve sosyal kalkınma modellerinde değişikliklere yol açacaktır. Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) (örneğin, Endüstriyel Nesnelerin İnterneti - IIoT, Hizmetlerin İnterneti - IoS vb.) ve kullanım alanlarının (enerji, ulaşım, tıp, tarım, konut ve toplumsal alanlarda) çeşitli sınıflandırmaları vardır. hizmetleri, Akıllı Şehir, Akıllı Ev vb.).

Cisco yeni bir konsept tanıttı - Her Şeyin İnterneti, IoE ("Her Şeyin İnterneti" veya "Her Şeyi Kapsayan İnternet") ve Nesnelerin İnterneti, "Her Şeyi Kapsayan İnternet"in gelişiminin ilk aşamasıdır.

Nesnelerin İnterneti veya Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) gelişimi aşağıdakilere bağlıdır:

• düşük güçlü kablosuz ağ teknolojileri (LPWAN, WLAN, WPAN);
• Nesnelerin İnterneti (IoT) için hücresel ağların uygulanma hızı: EC-GSM, LTE-M, NB-IoT ve evrensel 5G ağları;
• İnternetin IPv6 protokol sürümüne geçiş hızı;
• Akıllı Nesne teknolojileri (mikro denetleyici, bellek ve iletişim cihazıyla donatılmış sensörler ve aktüatörler);
• mikrokontrolörler, sensörler ve aktüatörler için protokol yığınına sahip özel işletim sistemleri;
• sensörler ve aktüatörler için mikro denetleyicilerin işletim sistemlerinde 6LoWPAN/IPv6 protokol yığınının yaygın kullanımı;
• Nesnelerin İnterneti (IoT) platformları için Bulut bilişimin etkin kullanımı;
• M2M (makineden makineye) teknolojilerinin geliştirilmesi;
• iletişim kanalları üzerindeki yükü azaltan modern Yazılım Tanımlı Ağ teknolojilerinin uygulanması.

Nesnelerin İnterneti (IoT) küresel ağının mimarisi

Nesnelerin İnterneti (IoT) mimarisinin bir parçası olarak, şu cihazlardan birini kullanarak İnternet'e bağlanan fiziksel nesnelerden oluşan birkaç bilgisayar ağından oluşan bir ağı (Şekil 1) düşünün: Ağ Geçidi, Sınır yönlendiricisi, Yönlendirici.

IoT mimarisinden de anlaşılacağı üzere Nesnelerin İnterneti ağı, fiziksel nesnelerden oluşan bilgisayar ağları, geleneksel IP İnternet ağı ve bu ağları birbirine bağlayan çeşitli cihazlardan (Ağ Geçidi, Sınır yönlendirici vb.) oluşur.

Fiziksel nesnelerin bilgi işlem ağları, bir bilgi işlem ağına (kişisel, yerel ve küresel) entegre edilmiş ve merkezi bir denetleyici (ağ geçidi veya IoT Habs veya IoT platformu) tarafından kontrol edilen akıllı sensörler ve aktüatörlerden (aktüatörler) oluşur.

Nesnelerin İnterneti (IoT), kısa, orta ve uzun menzilli ağları (WPAN, WLAN, LPWAN) içeren, düşük güç tüketimine sahip fiziksel nesnelerin kablosuz bilgi işlem ağları için teknolojiler kullanır.

LPWAN ağlarının kablosuz teknolojileri (Düşük Güçlü Geniş Alan Ağı) Nesnelerin İnterneti IoT

Şekil 2'de sunulan uzun menzilli LPWAN ağlarının ortak teknolojileri. 1 şunları içerir: LoRaWAN, SIGFOX, "Swift" ve Hücresel Nesnelerin İnterneti veya kısaltılmış CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT). LPWAN ağları ayrıca Şekil 1'de gösterilmeyen ISA-100.11.a, Kablosuz, DASH7, Symphony Link, RPMA vb. gibi başka teknolojileri de içerir. Link-labs web sitesinde kapsamlı bir teknoloji listesi sunulmaktadır.

Yaygın teknolojilerden biri, çeşitli ölçüm cihazlarından (su, gaz sensörleri vb.) Telemetri verilerinin uzun mesafelerde iletilmesi amacıyla uzun menzilli ağlar için tasarlanmış LoRa'dır.

LoRa, OSI modelinin fiziksel katman protokolünü tanımlayan bir modülasyon yöntemidir. LoRa modülasyon teknolojisi, farklı topolojilere ve farklı bağlantı katmanı protokollerine sahip ağlarda kullanılabilir. Etkili LPWAN ağları, LoRaWAN bağlantı katmanı protokolünü (MAC bağlantı katmanı protokolü) ve fiziksel katman protokolü olarak LoRa modülasyonunu kullanan LoRaWAN ağlarıdır.

LoRaWAN ağı (Şekil 2.), kablosuz ağlar aracılığıyla hub'lara/ağ geçitlerine veya baz istasyonlarına, Ağ Sunucusuna (operatör ağ sunucusu) ve Uygulama Sunucusuna (servis sağlayıcı uygulama sunucusu) bağlanan Uç Düğümlerden (alıcı-vericiler veya LoRa modülleri) oluşur. LoRaWAN'ın ağ mimarisi "istemci-sunucu"dur. LoRaWAN, OSI modelinin 2. katmanında çalışır.

Uç düğümler ve sunucu ağ bileşenleri arasında çift yönlü iletişim kullanılır. LoRaWAN yerel ağının uç düğümleri ile sunucu arasındaki etkileşim, bağlantı katmanı protokollerine göre gerçekleşir. Adres, uygulama sunucusundaki benzersiz cihaz tanımlayıcılarını (uç düğümler) ve benzersiz uygulama tanımlayıcılarını kullanır.

OSI modelinin ikinci katmanında çalışan uç düğüm ağ geçidi ağ segmentinin LoRaMAC protokol yığınının fiziksel katmanı LoRa kablosuz modülasyondur ve bağlantı katmanının MAC protokolü LoRaWAN'dır. LoRa ağ geçitleri, sağlayıcının veya operatörün ağ sunucusuna, IP ağ arayüzü düzeyine (TCP/IP yığınının fiziksel ve bağlantı düzeyleri) ait olan standart Wi-Fi/Ethernet/3G teknolojilerini kullanarak bağlanır.

LoRa Ağ Geçidi, heterojen LoRa/LoRaWAN teknolojilerine ve Wi-Fi, Ethernet veya 3G'ye dayalı ağlar arasında ağlar arası iletişim sağlar. İncirde. Şekil 1, yıldız topolojisinde uygulanan bir ağ geçidine sahip bir LoRa ağını göstermektedir, ancak bir LoRa ağı birden fazla ağ geçidine de (hücresel ağ yapısı) sahip olabilir. Birden fazla ağ geçidine sahip bir LoRa ağında, "uç düğümler - ağ geçidi" bir "yıldız" topolojisi kullanılarak oluşturulur ve "ağ geçitleri - sunucu" da bir "yıldız" topolojisi kullanılarak bağlanır.

Uç düğümlerden alınan veriler uygulama sunucusunda (bağımsız bir Web sitesinde veya bulutta) depolanır, görüntülenir ve işlenir. IoT verilerini analiz etmek için Büyük Veri yöntemleri kullanılabilir. Akıllı telefona veya PC'ye yüklenen istemci uygulamalarını kullanan kullanıcılar, uygulama sunucusundaki bilgilere erişme olanağına sahiptir.

SIGFOX (sigfox.com) ve "Strij" (strij.net) teknolojileri, LoRaWAN teknolojilerine (www.semtech.com) benzer ancak bazı farklılıklara sahiptir. Temel fark, bu ağların fiziksel katman protokollerini tanımlayan modülasyon yöntemlerinde yatmaktadır. SIGFOX, LoRaWAN ve Strizh teknolojileri, LPWAN ağ pazarındaki rakiplerdir.

LPWAN ağ pazarındaki rakipler arasında CIoT teknolojileri (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT) ve G5 yer alıyor. Hücresel operatörlerin mevcut altyapısını temel alan kablosuz LPWAN hücresel ağları oluşturmak için tasarlanmıştır. IoT'de geleneksel hücresel ağların kullanımı kârsızdır, bu nedenle şu anda LPWAN ağlarının alanı LoRaWAN, SIGFOX vb. tarafından işgal edilmektedir. Ancak hücresel operatörler, GSM'nin evrimi ve LTE'nin gelişimine dayanan EC-GSM (Genişletilmiş Kapsama GCM), LTE-M (M2M iletişimleri için LTE) teknolojilerini derhal uygulamaya koyarlarsa, LoRaWAN, SIGFOX ve diğer teknolojileri LPWAN pazarından çıkaracaklar. .

Kablosuz LPWAN ağları oluşturmaya yönelik en umut verici alanlar arasında, hücresel operatörlerin mevcut LTE ağlarının üzerine yerleştirilebilen, LTE tabanlı dar bant Nesnelerin İnterneti NB-IoT (Dar Bant IoT) yer alıyor. Ancak CIoT'de stratejik yön, IoT'yi destekleyecek yeni nesil hücresel ağlar 5G'dir.

Heterojen trafikle çalışacak şekilde tasarlanan 5G teknolojisi, hem mobil cihazların (akıllı telefonlar, telefonlar, tabletler vb.) hem de Akıllı cihazların (güç tüketimi, veri aktarım hızları vb.) farklı parametrelere sahip çeşitli cihazlarının internete bağlanmasını sağlayacaktır. Nesneler (sensörler veya aktüatörler).

LPWAN ağları nerede kullanılır? Örneğin, Hollanda ve Güney Kore'de Nesnelerin İnterneti için ülke çapında bir LoRa ağı halihazırda konuşlandırılmış durumda. IoT için SigFox ağları İspanya ve Fransa'da konuşlandırılmıştır. Rusya'da Nesnelerin İnterneti (IoT) vb. için ulusal bir "Strizh" ağı oluşturuluyor. Şu anda, LoRaWAN ve NB-IoT standartları, fiziksel nesne ağlarının (LPWAN Nesnelerin İnterneti IoT) bilgi işlem ağları için bir standart olarak kabul edilmektedir.

Nesnelerin İnterneti'nde (IoT) bulut teknolojilerinin kullanımının yanı sıra sis bilişim teknolojilerinin de kullanıldığını belirtmek gerekir. Bunun nedeni, IoT'de kullanılan bulut modelinde zayıf noktanın, fiziksel nesnelerin bilgi işlem ağlarının "bulut" ve "akıllı" cihazları arasında veri alışverişini sağlayan telekom operatörlerinin kanallarının bant genişliği olmasıdır.

"Sis bilişim" kavramı, veri işleme çalışmalarının bir kısmını ve yönetim kararlarını "buluttan" doğrudan fiziksel nesnelerin bilgisayar ağlarının cihazlarına aktararak veri işlemenin merkezi olmayan hale getirilmesini içerir.

Bulut bilişim iletişim kanallarının kapasitesinin arttırılması, Yazılım Tanımlı Ağlar (SDN) teknolojisine dayalı olarak yapılandırılmasına yeni bir yaklaşım getirebilir. Bu nedenle, SDN'nin kullanıma sunulması Bulut bilişim ve Nesnelerin İnterneti (IoT) iletişim kanallarının verimliliğini artıracaktır.

Düşük güçlü, kısa menzilli kablosuz kişisel alan ağları (WPAN) - Nesnelerin İnterneti (IoT) bileşenleri

WPAN ağları (Şekil 1), şu teknolojilere dayalı kablosuz sensör ağlarını içerir: 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP, Z-Wave, ZigBee, BLE 4.2 (Bluetooth Mesh). Bu ağlar, örgü topolojisine sahip olan ve Nesnelerin İnterneti (IoT) ağının bileşenleri (bileşenleri) olan örgü ağlara (kendi kendini organize eden ve kendi kendini onaran, yönlendirmeli ağlar) aittir.

6LoWPAN, Thread, ZigBee IP teknolojilerini temel alan kişisel bilgisayar ağları, 802.15.4 ağları için 6LoWPAN protokol yığınına veya IPv6 yığınına sahip IP ağlarını ifade eder (Şekil 3). IEEE 802.15.4 standardındaki düşük güçlü kablosuz kişisel sensör ağlarına yönelik IPv6 protokolünün bir versiyonu olan 6LoWPAN (Düşük Güçlü Kablosuz Kişisel Alan Ağları üzerinden IPv6) ağ protokolünü kullanırlar. Kullanılan yönlendirme protokolü RPL'dir (Düşük Güç ve Kayıplı Ağlar için Yönlendirme Protokolü).

Pirinç. 3. IoT için 6LoWPAN Protokol Yığını

IEEE 802.15.4 (standartlar.ieee.org) OSI ağ modelinin fiziksel IEEE 802.15.4 PHY ve veri bağlantısı katmanlarını açıklayan bir standarttır. Veri bağlantısı katmanı, IEEE 802.15.4 MAC (Medya Erişim Kontrolü) alt katmanı ve LLC (Mantıksal Bağlantı Kontrolü) alt katmanından oluşur. IEEE 802.15.4 standardı temel alınarak çeşitli teknolojiler oluşturulmuştur; örneğin ZigBee IP, Thread, 6LoWPAN.

6LoWPAN protokol yığını. IoT'deki fiziksel nesnelerin bilgisayar ağlarının 6LoWPAN protokol yığınına dayalı olarak çalışmasının özü aşağıdaki gibidir. Örneğin, sensörden gelen veriler bir mikro denetleyiciye (MCU) girilir. MK, sensörden alınan verileri, ağ geliştiricisi tarafından özel bir mikrodenetleyici işletim sisteminin API'sine dayalı olarak oluşturulan bir uygulama programına (Son Düğüm Uygulamaları) dayanarak işler.

İşlenen verileri ağa aktarmak için End Nodes Uygulamaları uygulaması, mikro denetleyici işletim sistemi protokol yığınının uygulama katmanı protokolüne (Uygulama - IoT protokolleri) erişir ve verileri yığın üzerinden sensörün fiziksel katmanına iletir. Daha sonra ikili veriler Border router'ların (Edge router'lar) girişine gönderilir. Verileri Uç Düğümden Sınır yönlendiricileri aracılığıyla CoAP uygulama protokolü aracılığıyla Web sunucusuna (Web uygulaması) aktarmak için, CoAP-HTTP protokol yığınının uygulama düzeyinde ağlar üzerinde anlaşmak gerekir; bunun için bir proxy sunucusu gerekir kullanıldı.

6LoWPAN protokol yığını, düşük güçlü akıllı cihazların internete özel IP ağ geçitleri yerine yönlendiriciler aracılığıyla bağlanmasını sağlar. Sınırlı yeteneklere sahip cihazlar için 6LoWPAN protokol yığınına sahip düşük hızlı ağlar, geleneksel İnternet'in IP ağ trafiğine yönelik geçiş ağları olmadığından, Nesnelerin İnterneti'ndeki (IoT) uç ağlardır ve İnternet'e Sınır yönlendiricileri veya Kenar yönlendiriciler. Edge yönlendirici, IPv6 başlıklarını çevirerek ve protokol yığınının Adaptasyon katmanındaki mesajları parçalayarak (6LoWPAN Adaptasyonu) 6LoWPAN ağının IPv6 ağıyla iletişim kurmasını sağlar.

Z-Dalga (z-wave.me)- popüler Nesnelerin İnterneti (IoT) kablosuz ağ teknolojilerinden biri (standart: Z-Wave ve Z-Wave Plus). Akıllı Ev organizasyonu için tasarlanmış, örgü topolojili (örgü ağ) ve düşük güç tüketimine sahip Z-Wave ağı (Şekil 1). Z-Wave iletişim protokolü yığınının Z-Wave ağ protokolü, Sigma Designs tarafından kapalı kod olarak uygulanır ve patentlidir. MAC ve PHY'nin alt katmanları ITU-T G.9959 standardına dahildir.

Z-Wave, Akıllı Ev ağı oluşturmak için birçok uyumlu cihaza (sensörler ve aktüatörler) sahiptir. Ev Denetleyicisi aracılığıyla kontrol panelini kullanarak evinizdeki Z-Wave ağını uzaktan kontrol edebilirsiniz; ağın çalışmasını bir PC'den ve internetten bir akıllı telefon aracılığıyla kontrol edebilirsiniz. Z-Wave ağı, özel bir IP ağ geçidi Ağ Geçidi "IP için Z-Wave" aracılığıyla internete bağlanır.

ZigBee (zigbee.org) Nesnelerin İnterneti (IoT) kablosuz ağları (açık ZigBee standardı) oluşturmak için en yaygın teknolojilerden biridir. Örgü topolojisine (örgü ağı) sahip bir ZigBee ağı, IP İnternet Protokolünü desteklemeyen kendi IEEE 802.15.4/Zigbee iletişim protokolü yığınına sahiptir. IP ağında bulunan harici cihazlarla etkileşim için ZigBee yığınını temel alan nesnelerin bilgi işlem ağı, özel bir IP ağ geçidi Ağ Geçidi ZigBee aracılığıyla internete bağlanır. Şu anda yeni bir standart olan ZigBee IPv6 oluşturuldu.

Yeni Zigbee IPv6 standardını temel alan ağlar, özel bir ağ geçidi yerine bir yönlendirici aracılığıyla bir IP ağına bağlanabilir. Gateway ZigBee ağ geçidi, verileri bir formattan diğerine yeniden paketler ve heterojen MQTT/ZigBee teknolojilerine (HTTP/TCP/IP) dayalı ağlar arasında ağlar arası iletişim sağlar. ZigBee teknolojisi, abone elektrik sayacı okumalarının otomatik olarak toplanması ve bunların telekom operatörü sunucularına (çevrimdışı siteler) veya Nesnelerin İnterneti (IoT) Habs Bulutuna iletilmesi için bir standart olarak kullanılır.

Wi-Fi (www.wi-fi.org) TCP/IP yığınını temel alan bir kablosuz yerel alan ağı (WLAN) oluşturmak için kullanılabilecek bir IEEE 802.11 kablosuz iletişim standartları kümesidir. IEEE 802.11 protokol yığını, fiziksel bir PHY katmanından ve MAC ve LLC mantıksal veri aktarım alt katmanlarına sahip bir veri bağlantı katmanından oluşur. IEEE 802.11 (WiFi) protokolleri, TCP/IP yığınındaki ağ arayüzü katmanına aittir.

WiFi nesnelerinden oluşan kablosuz bir yerel alan ağı, bir yönlendirici kullanılarak İnternet'e bağlanır (Şekil 1). Yerel kablosuz alan ağları oluşturmak için Wi-Fi Alliance'ın, ağ ağları oluşturmaya yönelik teknoloji sağlayan yeni bir IEEE 802.11s spesifikasyonu oluşturduğunu belirtmek gerekir. Ayrıca Nesnelerin İnterneti (IoT) için düşük güç tüketimine sahip yeni bir Wi-Fi HaLow standardı (IEEE 802.11ah spesifikasyonu) oluşturuldu.

BLE 4.2 (bluetooth.com) Akıllı Ev gibi kablosuz ağlar oluşturmaya yönelik Bluetooth düşük enerji (Bluetooth LE) standardının yeni bir sürümüdür. Yeni Bluetooth Mesh standardı 2016 yılı sonuna kadar uygulamaya konulacaktır. BLE 4.2 iletişim protokolü yığını, BLUETOOTH(R) Low Energy veya 6LoWPAN ağ protokolü, aktarım (UDP, TCP) ve uygulama (COAP ve MQTT) katman protokolleri üzerinden IPv6'yı destekler.

Sürüm BLE 4.2 minimum ekipman güç tüketimi ve bir IP ağına erişim sağlar. Bluetooth LE Yığınının alt MAC ve PHY katmanları şunlardır: Bluetooth LE Bağlantı Katmanı ve Bluetooth LE Fiziksel. Ağların (BLE 4.2 ve İnternet) ağ düzeyinde (IPv6 ile 6LoWPAN) ve protokol yığınının uygulama katmanında (HTTP ile CoAP) etkileşimini sağlamak için, BLE 4.2 ağı İnternet'e bağlanabilir (Şekil 1) Sınır yönlendiricileri ve buna göre CoAP'tan -HTTP Proxy'ye.

Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulama katmanı protokolleri

Nesnelerin İnterneti'nde (IoT) veri iletmek için birçok uygulama düzeyinde protokol kullanılır; bunlardan en yaygın olanları şunlardır: DDS, MQTT, XMPP, AMQP, JMS, CoAP, REST/HTTP. DDS, Gerçek Zamanlı Sistemler için bir Veri Dağıtım Hizmetidir ve ara yazılımlar için bir OMG standardıdır. DDS, bir ara aracı (sunucu) olmadan DCPS mesajlaşma iletişim modelini temel alan IoT'nin uygulanmasına yönelik temel teknolojidir.

MQTT, XMPP, AMQP, JMS, yayınlama/abone olma şemasına göre bir aracıyı temel alan mesajlaşma protokolleridir. Aracı (sunucu) bir bulut platformunda veya yerel bir sunucuda konuşlandırılabilir. Akıllı cihaz uygulamalarına istemci programlarının yüklenmesi gerekir.

CoAP (Kısıtlı Uygulama Protokolü), HTTP'ye benzer, ancak düşük performanslı akıllı cihazlarla çalışacak şekilde uyarlanmış sınırlı bir IoT veri aktarım protokolüdür. CoAP, REST mimari tarzını temel alır. Sunuculara akıllı cihaz uygulaması URL'si aracılığıyla erişilir. İstemci programları kaynaklara erişmek için GET, PUT, POST ve DELETE gibi yöntemleri kullanır.

REST/HTTP – REST ve HTTP olmak üzere iki teknolojiden oluşur. REST, dağıtılmış sistemler için bir yazılım mimarisi stilidir. REST, akıllı cihaz uygulamaları ile REST API (Web hizmeti) programlama arayüzleri arasındaki etkileşimin ilkelerini açıklar. REST API aracılığıyla uygulamalar birbirleriyle dört HTTP yöntemini kullanarak iletişim kurar: GET, POST, PUT, DELETE. HTTP - Köprü Metni Aktarım Protokolü, veri aktarımına yönelik bir uygulama katmanı protokolüdür. HTTP, Cihazdan Kullanıcıya etkileşim için kullanılır. REST/HTTP, istek/res mesajlaşma iletişim modelini temel alır.

IP protokolünü desteklemeyen fiziksel nesne ağlarından IP ağlarına ve tersi yönde erişim için, iletişim protokolü yığınının çeşitli seviyelerinde protokol koordinasyonunu sağlayan hub'lar veya ağ geçitleri veya IoT platformları kullanılır. IP protokolünü destekleyen fiziksel nesne ağlarından IP ağlarına ve tersi yönde erişim için, uygulama düzeyindeki protokoller üzerinde anlaşmak için (örneğin, CoAP ve HTTP protokolleri üzerinde anlaşmak için) proxy'ler kullanılır.

Nesnelerin İnterneti - bugün bu terim neredeyse her adımda duyulabilir. Birçok şirket oluşturma programına katılıyor; geliştiriciler yeni nesil cihazlar için özel işlemciler ve GPU'lar piyasaya sürüyor. Ancak Nesnelerin İnterneti'nin tam olarak ne olduğunu ve yaratımının bizi ne kadar geleceğe götürebileceğini herkes bilmiyor.

Nesnelerin İnterneti Nedir?

Bugün terimin en karmaşıktan basit ve anlaşılır olana kadar çeşitli tanımlarını bulabilirsiniz. Etraflı Nesnelerin interneti(Nesnelerin İnterneti, IoT), dış ortamın veya kendilerinin parametrelerini değiştirebilen, bilgi toplayıp diğer cihazlara aktarabilen birleşik bir fiziksel nesneler ağıdır. Son zamanlarda adını giderek daha fazla duymaya başladığımız “akıllı” cihazlar IoT’nin katılımcıları arasında yer alıyor.

Biraz tarih

“Nesnelerin interneti” terimi ilk kez ünlü bir fütürist tarafından kullanıldı. 1999 yılında Kevin Ashton Ev aletlerinin artık pasif cihazlar olmaktan çıkıp, insan müdahalesi olmadan internete bağlanan son derece akıllı cihazlara dönüşeceği bir çağın başlangıcını öngörüyor. Elbette o zamanlar tüm bunlar fanteziden başka bir şey gibi görünmüyordu. Ancak teknolojinin gelişmesiyle birlikte konsept yavaş yavaş hayata geçiriliyor.

İnternete kendi başına (kullanıcı etkileşimi olmadan) bağlanabilen ilk şey, bir telefon veya akıllı telefon değil, 1990 yılında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü mezunu John Romkey tarafından yaratılan sıradan bir ekmek kızartma makinesiydi. 20 yıl sonra küresel ağa bağlı cihazların sayısı dünya nüfusunu aştı.

2009'dan beri Brüksel'de Nesnelerin İnterneti kavramına adanmış yıllık konferanslar düzenleniyor. Bugün bu fikir, yeni teknolojilerin olgunlaşmasında bir sonraki aşama olarak kabul ediliyor. Konseptin önümüzdeki 10 yıl içinde tam anlamıyla hayata geçirilmesi planlanıyor.

Gerçek Uygulamalar

Fantezi bize Nesnelerin İnterneti kavramının birçok uygulama alanını gösterebilir. Doğru, çoğu zaman çok uzak olmasa da yine de gelecekle ilgilidirler. Küresel ağ ağı yarın bize neler sunabilir?

Her şeyden önce bunlar en çeşitli "akıllı" evler Yaklaşırken sahiplerine kapıları açacak, akşam yemeğini ısıtacak, optimum mikro iklimi koruyacak, buzdolabını bağımsız olarak dolduracak vb. "Geleceğin ev sahibi" bir başkasını ziyarete gidecek, mülkün kendisi de sahiplerinin zevkleri ve tercihleri ​​hakkında bilgi verecek.

Otomotiv endüstrisinde Nesnelerin İnterneti öncelikle daha hassas trafik kontrolüne yol açacak. Arabalar, hareketlerini gerçek zamanlı olarak takip etmelerine, önceden tahmin etmelerine ve yollardaki çeşitli trafik sıkışıklıklarını ve tıkanıklıkları ortadan kaldırmalarına olanak sağlayacak konumlandırma araçlarıyla donatılacak.

Ayrıca, akıllı araba Suçlular aniden onu kaçırmaya karar verirse bunu polise kendisi söyleyebilecek. Daha uzak planlarda otomobilin sürücüye bile ihtiyacı olmayacak, bilgisayar tarafından sürülecek.

Nesnelerin İnternetinin gelişimi için gerekli teknolojiler

Elbette bu kadar büyük ölçekli bir fikrin hayata geçirilmesi, uygun teknolojiler geliştirilmeden imkansızdır. Bu durumda üç engel var: tanımlama araçları, ölçüm ve veri aktarımı.

Tanılama

Nesnelerin İnterneti'ne bağlanma anında her cihazın kendisini tanımlaması gerekecek. Tanımlama aracı olarak hem görsel olarak tanınabilen çeşitli tanımlayıcılar (barkodlar ve QR kodları) hem de bir öğenin konumunu gerçek zamanlı olarak belirlemeye yönelik araçlar kullanılabilir.

Her tanımlayıcının benzersizliğinin sağlanması son derece önemlidir, bu da doğrudan bu alanda standartların oluşturulması sorununa yol açmaktadır. Bugün geleneksel olarak bunun için kullanılıyor Ağ bağdaştırıcısının MAC adresi.

Ölçüm

Herhangi bir cihaz, dış ortamın durumuna ilişkin gerekli verileri alsa bile, bu bilgiyi diğer cihazların da algılayabileceği bir formata dönüştürmek zorundadır.. Günümüzde ölçüm için en basit (sıcaklık, basınç vb.) tüketim ölçüm cihazlarından en karmaşık bilgi işlem sistemlerine kadar geniş bir sensör sınıfı kullanılmaktadır.

Ulaşmak çok önemli sensörlerin yüksek özerkliği Bu da enerji tüketimini azaltma ve pillerin kapasitesini ve verimliliğini artırma sorununu gündeme getiriyor. İdeal olarak, sensörlere tamamen otonom olarak güç verilmelidir, bu da birçok sorunu anında çözecektir.

Veri aktarımı

Bu durumda öncelikle çeşitli kablosuz ağlardan bahsediyoruz. Bugün bu alana en büyük ilgi standarttır. IEEE802.15.4, maksimum kurulum ve sonraki bakım kolaylığı sağlar. Her biri Nesnelerin İnterneti'nin geleceği olabilecek birçok protokol zaten temel alınarak oluşturulmuştur.

Kalkınma sorunları

Nesnelerin İnterneti'nin gelişimi, yol boyunca hala birçok zorlukla karşı karşıya kalacak. Bunlardan ikisinin yakın gelecekte çözülmesi gerekecek. Birbirine bağlı sensörlerin, sensörlerin ve cihazların birbirleriyle iletişim kurabileceği tek bir dil geliştirmekten bahsediyoruz. Böyle bir "bilgisayar Esperanto" olmadan ağlar birbirleriyle iletişim kuramayacaklardır, bu da “akıllı şehir” yaratılması imkansız.

İkinci sorun - tek tip standartların geliştirilmesi Bu bölgede. Bunlar oluşturulmadan ağların birleştirilmesi imkansız hale gelir. Neyse ki, günümüzde teknoloji çok hızlı gelişiyor ve birçok üretici halihazırda Nesnelerin İnterneti ile ilgilenmeye başladı, dolayısıyla tüm bunların gerçekleşmesinin uzun sürmesi pek olası değil.

Güvenlik sorunu

Bu durumda önemli konulardan biri veri koruması olmaya devam ediyor. Yeni ağ tamamen güvenli değilse kimse onu kullanmayacaktır. Kişi "akıllı" terliklerinin, sahibinin yatağa gittiğinde veya işe giderken davetsiz misafirlere haber vermesini istemeyecektir.

Ayrıca, bireysel cihazlar arasındaki iletişim için kablosuz teknolojinin kullanılması, saldırganlar için gerçekten sonsuz fırsatların kapısını açabilir. Elbette, uygun bilgi koruma yöntemlerinin geliştirilmesi halihazırda devam etmektedir, ancak son zamanlarda bu alan herhangi bir olağanüstü avantaja sahip olamamaktadır.

Teknolojinin geleceği

İnsanlar bu ilginç konseptten ne bekleyebilir? Öncelikle internetin önümüzdeki yıllardaki hızlı gelişimi. Yavaş yavaş birbirleriyle ve insanlarla iletişim kuran nesneler ve nesneler, iş ve sosyal alanlar da dahil olmak üzere yaşamın tüm alanlarına giderek daha derin nüfuz edebilecek.

Tanınmış tasarım teorisyeni Rob Van Kranenburg, Nesnelerin İnterneti'nin 4 katmandan oluşan bir tür pastaya dönüşeceğine inanıyor:

1. Her nesnenin çevremizden tanımlanması.
2. Kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılayacak hizmetlerin sağlanması (örneğin “akıllı” ev sistemi).
3. Bilginin toplanması ve işlenmesi, süreçlerin organizasyonu ve alınan bilgilere dayanarak toplumun yönetimi. Bir örnek, trafik analizine dayalı otomatik trafik kontrolüdür. Bir nevi “akıllı şehir”.
4. Gelişimin son aşaması. Anlatılan tüm süreçler şehirden gezegen ölçeğine doğru ilerliyor. Bireysel metropol alanlarını birbirine bağlayan çeşitli ağlar, küresel bir "ağlar ağı" halinde birleştirilir.

Bu konseptin geliştirilmesindeki bir sonraki aşama, kelimenin tam anlamıyla mümkün olan her şeyin World Wide Web'e bağlanmasını sağlayacak olan "Her Şeyin İnterneti", "Kapsamlı İnternet" olacaktır.

Gezegensel ağ bağımsız olarak gelişecek ve programcıların geliştirdiği algoritmalara göre kararlar alacak.

Peki bu nasıl görünecek?

Nesnelerin İnterneti'nin pek çok insanın hayatını tamamen değiştireceğine şüphe yok. 5 yıl sonra nasıl olacak? Araçlar yollarda trafik kontrol sisteminin kontrolü altında kullanılacak. Ev, sabah erken kalkan kişiye en son haberleri anlatacak, lezzetli bir kahvaltı hazırlayacak ve ona planladığı aktiviteleri hatırlatacak. Ev sağlık sistemi, hastanın göstergelerini toplayacak ve ilgili hekime otomatik olarak danışacak ve ardından gerekli ilaçları en yakın eczaneden sipariş edecek. Mağazaya girdiğinizde sistem size gerekli ürünlerin nerede bulunduğunu, menüde listelendiğini söyleyecek ve yine bir akıllı ev veya uygulama bunu bir beslenme uzmanına danıştıktan sonra anlatacaktır.

Ancak artık “geleceğe bakabilirsiniz”:

İlk bakışta bunların çoğu tamamen hayal gibi görünebilir, ancak daha yakından baktığınızda açıkça görülüyor: teknoloji yavaş ve emin adımlarla günlük hayatımıza giriyor. Yapılacak tek şey, hepsini gerçek bir Nesnelerin İnterneti'nde birleştirmektir.