O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI
“Aqlli shahar tarmoqlari va tizimlari” fanidan
MUSTAQIL ISHI
Tekshirdi: Bolbekov M.
Bajardi: Xolboyev E.
Samarqand 2023 – yil.
Mavzu: Internet of Things (IoT) va aqlli tizimlar uchun sizmsiz aloqa tarmoqlarini rivojlantirish, quvvatlash va ulkan ma'lumotlar almashish imkoniyatlarini oshirish.
Reja:
Internet qurilmalari (ing. Internet of Things (IoT) haqida tushuncha.
Internet-muhandislik ishchi guruhi HTTP-ga asoslangan tizimlarning ehtiyojlarini qondirish uchun ushbu IoT aloqa protokolini ishlab chiqish.
Mobil ilova va orqa tomon o'rtasidagi aloqani qo'llab-quvvatlash uchun HTTP
Qisqa masofali va uzoq masofali simsiz aloqa protokollari.
Xulosa.
Foydalanilgan adabiyotlar.
1. Internet qurilmalari (ing. Internet of Things (IoT)) uchta asosiy printsipga
asoslanadi. Birinchidan, har doim mavjud bo‘lgan aloqa infratuzilmasi, ikkinchidan,
har bir ob’ektning global identifikatsiyasi va uchinchidan, har bir ob’ektning unga
ulangan shaxsiy tarmoq yoki Internet orqali ma’lumotlarni yuborish va olish
imkoniyati.
Internet qurilmalarda har bir qurilmaning o‘ziga xos identifikatori bor, ular
birgalikda bir-biri bilan o‘zaro ta’sirlasha oladigan, vaqtinchalik yoki doimiy
tarmoqlarni yaratadigan qurilmalarning doimiyligini tashkil qiladi. Shunday qilib,
qurilmalar ularni ko‘chirish jarayonida, mavjud geolokatsiya joylashuvi to‘g‘risida
ma'lumot almashish jarayonida ishtirok etishi mumkin, bu sizga logistika jarayonini
to‘liq avtomatlashtirishga imkon beradi va ichki intelekt yordamida qurilmalar o‘z
xususiyatlarini o‘zgartirishi va atrof-muhitga moslashishi mumkin[2].
Internet qurilmalar yagona o‘zaro ta’sir protokoliga ega, unga ko‘ra har
qanday tarmoq tugunlari o‘z xizmatlarini taqdim etishi mumkin. Internet-qurilmalar
tarmog‘ining har bir tugunlari ma’lum bir ma’lumotni etkazib berish uchun o‘z
xizmatlarini taqdim etadi. Shu bilan birga, bunday tarmoqdagi tugun boshqa har
qanday tugunlardan buyruqlarni qabul qilishi mumkin. Bu shuni anglatadiki,
Internet-qurilmadagi barcha qurilmalar bir-biri bilan o‘zaro aloqa qilishi va
birgalikda muammolarini hal qilishi mumkin. Internet qurilmalar har qanday bitta
xizmat doirasi bilan ulangan lokal tarmoqni tashkil qilishi mumkin[3].
Internet qurilmalari kontseptual ravishda yangi avlod tarmoqlariga tegishli,
shuning uchun uning arxitekturasi NGN ga juda o‘xshash. IoT qurilmalarni
ishlashini ta’minlaydigan turli xil infokommunikatsion texnologiyalar to‘plamidan
iborat bo‘lib, uning arxitekturasi ushbu texnologiyalarning bir-biri bilan qanday
bog‘liqligini ko‘rsatadi. IoT arxitekturasi quyida tavsiflangan to‘rtta funktsional
qatlamlarni o‘z ichiga oladi.
IoT arxitekturasining eng past darajasi sensorlar bilan birlashtirilgan “aqlli”
(smart) ob’ektlardan iborat. Sensorlar real vaqt rejimida ma’lumotlarni to‘plash va qayta ishlashni ta’minlaydigan fizik va virtual (raqamli) olamlarning o‘zaro bir-biri
bilan bog‘liqligini ta’minlaydi. Apparat sensorlarining fizik o‘lchamlarini
pasayishiga olib kelgan miniatyuralash ularni to‘g‘ridan-to‘g‘ri ob’ektlariga
qo‘shishga imkon berdi.
Sensorlarning aksariyati Ethernet, Wi-Fi yoki shaxsiy tarmoq (PAN, Personal
Area Network) kabi lokal tarmoq (LAN, Local Area Network) yordamida amalga
oshiriladigan sensori agregatoriga (shlyuzga) ulanishni talab qiladi. Aggregatorga
ulanishni talab qilmaydigan sensorlar uchun ularning serverlar ilovalar bilan ulanishi
GSM, GPRS va LTE kabi global simsiz tarmoq WAN yordamida ta’minlanishi
mumkin[4].
IoT-ning birinchi darajadagi bir nechta sensorlar tomonidan taqdim etiladigan
katta miqdordagi ma'lumotlar transport vositasi sifatida ishonchli va yuqori samarali
simli yoki simsiz infratuzilmani talab qiladi. Bu sath turli tarmoqlarni yagona tarmoq
platformasiga birlashtirish natijasida hosil qilingan tarmoq infratuzilmasidan iborat.
Xizmat ko‘rsatish darajasi. Xizmat ko‘rsatish darajasi IoT-da texnologik
biznes operatsiyalarini avtomatlashtiradigan bir qator axborot xizmatlarini o‘z
ichiga oladi: operatsion va biznes faoliyatini qo‘llab-quvvatlash (OSS / BSS
Operation Support System / Business Support System), turli xil tahliliy
ma’lumotlarni qayta ishlash, ma’lumotlarni saqlash, axborot xavfsizligi, biznesni
boshqarish qoidalar (BRM, Business Rule Management), ish jarayonlarini
boshqarish (BPM, Business Proccess Management) va boshqalar.
Platformaga bo‘lgan asosiy talablari:
Qurilmalar: Barcha platformalar nafaqat buyruqlarni qabul qilishi, balki
ulangan qurilmalarga ham buyruq yuborishi imkoniyati mavjud bo‘lishi kerak;
Himoya: buyruqlar almashinuvi shifrlangan bo‘lishi kerak;
Aloqa: Wi-Fi yoki Ethernet orqali ulanishdan tashqari, u uyali yoki sun'iy
yo‘ldosh aloqasini yoki qisqa masofalardagi aloqalarni (Bluetooth, ZigBee va
boshqalar) qo‘llab-quvvatlashi kerak;
Protokollar: HTTP, MQTT, xabarlar navbatini qo‘llab-quvvatlash;
Tahlil: Katta ma'lumotlarni maxsus texnologiyalar yordamida tahlil qilish,
masalan, Apache Hadoop, shuningdek, ularga asoslangan o‘zgarishlarni bashorat
qilish.
Hodisalarni qayta ishlash: Qurilmalar ishlash uchun qoidalarni yaratish
qobiliyatiga ega bo‘lishi kerak IoT tobora kengayib bormoqda va tobora ko‘proq odamlar hayoti bilan
bog‘liq bo‘lgan tizimlar paydo bo‘lmoqda, masalan, transport, qurilish, tibbiyot,
iqtisod, sanoat, ta’lim va boshqa sohalarga chuqur kirib bormoqda. Ko‘lamiga ko‘ra
ushbu tizimlarga o‘rnatilgan va ularda dastlab “arxitekturasi xavfsiz”[5] bo‘lishi
kerak.
2. Internet of Things (IoT) tushunchasi, turli xil qurilmalardan tashkil topgan to'plamning sensorga ega qurilmalar, aqli ma'lumotlarni qabul qilish va ulardan foydalanish uchun tarmoqlar, ma'lumotlar saqlash va obmunchilik tizimlari orqali ularga bog'liq bo'lgan ma'lumotlarni amalga oshirish imkoniyatini ta'minlaydigan global tarmoqning o'rni. IoT, bu sensorga ega qurilmalar, muhandislik modullar, smartqo'llanmalar, ma'lumotlar omborlari, tarmoq tizimlari, tarqatish vositalari va ma'lumot ishlovchi tizimlardan iborat bir to'plamni ifodalaydi. Bu qurilmalar, muhim ma'lumotlarni to'playdi, ulardan tahlil qiladi, ma'lumotlarni o'zaro bog'lash va ulardan foydalanish imkoniyatini yaratadi.
IoT tushunchasi, biror narsani, masalan, elektronik qurilmalarni, ma'lumotlarni, ta'sir quvvatlarini, mijozlar bilan aloqani, muhitni va boshqa muhitni monitoring qilish, ta'mirlash, boshqarish va optimallashtirish uchun ma'lumotlarni yig'ish, o'qish, tahlil qilish, ma'lumotlarni ularga bog'liq qurilmalarga amalga oshirishning avtomatlashtirilgan usullarini qamrab olishni anglatadi.
IoTning asosiy maqsadi, qurilmalar orqali amalga oshiriladigan to'plangan ma'lumotlarning aqlli qabul qilinishi, qayta ishlash va ulardan foydalanish jarayonlarini o'rnatish orqali birinchi darajada biznes va hizmatlar sohasidagi boshqa to'g'ridan-to'g'ri jarayonlarni avtomatlashtirish va yangi imkoniyatlarni yaratishdir.
IoT turli sohalar uchun qo'llaniladi.
Masalan:
Shaxsiy texnika: Smart telefonlar, smart qo'llanmalar, smart kiyim-kechaklar va boshqalar.
Uy jihozlari: Smart termostatlar, smart yoritgichlar, smart yo'lakamlar, smart elektr energiya boshqaruvchilari va boshqalar.
Transport va logistika: Smart avtomobillar, yo'l transportlari monitoring tizimlari, yo'l haritasi navigatsiya tizimlari va boshqalar.
Sog'liqni saqlash: Meditsina sohasida foydalanish uchun ma'lumotlarni to'playdigan avtonom uskunalar, holat monitoringi, bir nechta holatli asboblar, etkazib berish tizimlari va boshqalar.
Suv, gaz va energiya boshqaruv: Smart suv ta'mirlash, suv ishlab chiqarish, gaz va energiya iste'molchilari va boshqalar.
Kishilar orasidagi aloqalar: Smart qurilmalar orqali kishilarni birlashtirish, aloqani tashkil qilish, smart uy tarmoqlari va boshqalar. Bu faqat turli sohalar uchun o'rnatilgan bir nechta misollar hisoblanadi. IoT keng doirada qo'llanilishi mumkin va yanada rivojlanmoqda. Uning imkoniyatlari yaxshi tushuncha va taklif etiladigan tadbirlar orqali mustahkamlanishi kerak.
IoT tahdidlarining tasnifi
IoT texnologiyasi ekotizimi turli texnologiya zonalarining kombinatsiyasi hisoblanadi: IoT qurilma zonasi, tarmoq zonasi va bulutli zona. Bu zonalar raqamli ma'lumotlar manbai bo'lishi mumkin. Ya'ni ma'lumotlar ichki tarmoqdan, masalan, xavfsizlik devori yoki routerdan yoki tashqi tarmoqlardan (bulut yoki dastur) aqlli qurilma yoki sensordan ma'lumotlarni to'plash mumkin. Bu texnologik zonalar ham kiberjinoyatchilar uchun jinoiy qiziqish ob'ekti hisoblanadi. Maxsus kriminalistikaning kiberjinoyatchilikka qarshi kurashish bo‘limi kompyuter kriminalistikasi yoki sud ekspertizasi kompyuter ma’lumotlari bilan bog‘liq jinoyatlarni ochish, kompyuter ma’lumotlari ko‘rinishidagi dalillarni tekshirish, bunday dalillarni qidirish, olish va aniqlash usullari haqidagi amaliy fandir. IoT-kriminalistika sud ekspertizasining kichik bo'limi sifatida IoT tizimidagi kiberjinoyatlarni tekshirish, raqamli dalillarni o'rganish bilan shug'ullanadi. Tarmoq texnologiyalaridan foydalanish tahlilini o'z ichiga olgan tadqiqotdir. IoT tizimida ma'lumotlarni saqlash joyiga qarab, IoT kriminalistikasi sohasidagi mutaxassislar kibertahdidlar landshaftidagi uchta xavfli hududni ajratib ko'rsatishadi: bulut, tarmoq va qurilma mos ravishda, bulutli kriminalistika, tarmoq va qurilma darajasidagi sud ekspertizasi IoT. Qimmatli ma'lumotlar ko'pincha bulutda saqlanganligi sababli, bulutli infratuzilma hujumchilar uchun eng muhim maqsadlardan biridir.
An'anaviy raqamli sud-tibbiyot ekspertizasi uchun sud-tibbiyot avval tortib olingan raqamli uskunani oladi, so'ngra raqamli dalillarni (kiber jinoyat dalili sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan raqamli ma'lumotlarni) olish uchun tergovni boshlaydi. Biroq, agar ma'lumotlar bulutda saqlangan bo'lsa, boshqa senariy qo'llaniladi, chunki raqamli dalillar bulutli xotirada turli serverlarda joylashtirilishi mumkin va u erdan olish qiyin. Bundan tashqari, bulutda infratuzilma va ma'lumotlarni saqlashning aniq joylashuvi haqidagi ma'lumotlarga kirish cheklangan. Bulutda sodir bo'lgan hodisani tekshirishda bulutli xizmat ko'rsatuvchi provayder ma'lumotlar egasining nomi yoki tegishli ma'lumotlar saqlanadigan joy haqida ma'lumot so'rashi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, virtual mashinalarni server sifatida ishlatadigan bulutli xizmatlar ushbu serverlarda ma'lumotlarni saqlashi mumkin. Serverlardagi ro'yxatga olish kitoblari yoki vaqtinchalik internet fayllari saqlash qurilmalari bilan sinxronlanmagan bo'lsa, masalan, ushbu serverlar qayta ishga tushirilgan yoki o'chirilgan bo'lsa, o'chirilishi mumkin. Tarmoq ekspertizasi IoT qurilmalari tomonidan ma'lumotlarni yuborish va qabul qilish uchun foydalaniladigan barcha turdagi tarmoqlarni tekshiradi. Bularga uy, sanoat va mahalliy tarmoqlar, MAN va WAN kiradi. Misol uchun, agar voqea IoT qurilmalari bilan bog'liq bo'lsa, xavfsizlik devorlari yoki IDS jurnallari kabi trafik oqimini ko'rsatadigan barcha jurnallar potentsial dalil bo'lishi mumkin. Qurilma darajasidagi sud ekspertizasi grafik, audio, video kabi IoT qurilmalaridan to'planishi mumkin bo'lgan barcha potentsial raqamli dalillarni o'z ichiga oladi.
Internet qurilmalari (Internet of Things (IoT)) boshqa qurilmalar va tizimlar bilan ma'lumotlarni Internet orqali ulash va almashtirish uchun datchiklar, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalar bilan o'rnatilgan fizik obyektlar ("things") tarmog'iga aytiladi. Xozirgi kunda texnologiyaga bo'lgan talab kun sayin ortib bormoqda, qayga qaramay aqlli uy, aqlli avtomobil, kerak bo'lsa aqlli lampochka ham mavjud. Shu bilan birga maxsus terminlar ham ko'payib bormoqda, bugun maqola yozilish paytidagi eng ommaviy terminlardan biri bo'lgan- IoT haqida qisqacha bo'lsa ham tushunchaga ega bo'lamiz.
Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) uchta asosiy printsipga asoslanadi. Birinchidan, har doim mavjud bo'lgan aloqa infratuzilmasi, ikkinchidan, har bir ob'ektning global identifikatsiyasi va uchinchidan, har bir ob'ektning unga ulangan shaxsiy tarmoq yoki Internet orqali ma'lumotlarni yuborish va olish imkoniyati. Internet qurilmalarda har bir qurilmaning o'ziga xos identifikatori bor, ular birgalikda bir-biri bilan o'zaro ta'sirlasha oladigan, vaqtinchalik yoki doimiy tarmoqlarni yaratadigan qurilmalarning doimiyligini tashkil qiladi. Shunday qilib, qurilmalar ularni ko'chirish jarayonida, mavjud geolokatsiya joylashuvi to'g'risida ma'lumot almashish jarayonida ishtirok etishi mumkin, bu sizga logistika jarayonini to'liq avtomatlashtirishga imkon beradi va ichki intelekt yordamida qurilmalar o'z xususiyatlarini o'zgartirishi va atrof-muhitga moslashishi mumkin.
Internet qurilmalar yagona o'zaro ta'sir protokoliga ega, unga ko'ra har qanday tarmoq tugunlari o'z xizmatlarini taqdim etishi mumkin. Internet-qurilmalar tarmog'ining har bir tugunlari ma'lum bir ma'lumotni etkazib berish uchun o'z xizmatlarini taqdim etadi. Shu bilan birga, bunday tarmoqdagi tugun boshqa har qanday tugunlardan buyruqlarni qabul qilishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, Internet-qurilmadagi barcha qurilmalar bir-biri bilan o'zaro aloqa qilishi va birgalikda muammolarini hal qilishi mumkin. Internet qurilmalar har qanday bitta xizmat doirasi bilan ulangan lokal tarmoqni tashkil qilishi mumkin.
Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) boshqa qurilmalar va tizimlar bilan ma'lumotlarni Internet orqali ulash va almashtirish uchun datchiklar, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalar bilan o'rnatilgan fizik obyektlar ("things") tarmog'iga aytiladi.
Xozirgi kunda texnologiyaga bo'lgan talab kun sayin ortib bormoqda, qayga qaramay aqlli uy, aqlli avtomobil, kerak bo'lsa aqlli lampochka ham mavjud. Shu bilan birga maxsus terminlar ham ko'payib bormoqda, bugun maqola yozilish paytidagi eng ommaviy terminlardan biri bo'lgan- IoT haqida qisqacha bo'lsa ham tushunchaga ega bo'lamiz.
Narsalar Interneti (IoT) sensorlar, ishlov berish qobiliyati, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalarga ega jismoniy ob'ektlarni (yoki bunday ob'ektlar guruhlarini) Internet yoki boshqa aloqa tarmoqlari orqali boshqa qurilmalar va tizimlar bilan bog'laydigan va ma'lumotlarni almashinadigan boshqa texnologiyalarni tavsiflaydi.[1][2] [3][4][5] Narsalar interneti noto‘g‘ri nom sifatida qabul qilindi, chunki qurilmalar umumiy internetga ulanishi shart emas, ular faqat tarmoqqa ulangan bo‘lishi kerak[6] va alohida manzilga ega bo‘lishi kerak.[7][8]
Bu soha bir nechta texnologiyalarning, jumladan, hamma joyda mavjud bo'lgan hisoblash, tovar sensorlari, tobora kuchayib borayotgan o'rnatilgan tizimlar, shuningdek, mashinani o'rganishning konvergentsiyasi tufayli rivojlandi.[9] O'rnatilgan tizimlarning an'anaviy sohalari, simsiz sensor tarmoqlari, boshqaruv tizimlari, avtomatlashtirish (jumladan, uy va binolarni avtomatlashtirish) mustaqil va birgalikda narsalar Internetini faollashtiradi.[10] Iste'mol bozorida IoT texnologiyasi "aqlli uy" kontseptsiyasiga taalluqli mahsulotlar, shu jumladan, bir yoki bir nechtasini qo'llab-quvvatlaydigan qurilmalar va jihozlar (masalan, yoritish moslamalari, termostatlar, uy xavfsizlik tizimlari, kameralar va boshqa maishiy texnika) bilan eng sinonimidir. keng tarqalgan ekotizimlar va smartfonlar va aqlli dinamiklar kabi ekotizim bilan bog'langan qurilmalar orqali boshqarilishi mumkin. IoT sog'liqni saqlash tizimlarida ham qo'llaniladi.[11]
IoT texnologiyalari va mahsulotlarining o'sishi, ayniqsa maxfiylik va xavfsizlik sohalarida xavflar haqida bir qator xavotirlar mavjud va shuning uchun sanoat va hukumat tomonidan ushbu tashvishlarni hal qilish bo'yicha harakatlar boshlandi, shu jumladan xalqaro va mahalliy standartlarni ishlab chiqish, ko'rsatmalar va me'yoriy-huquqiy bazalar.[12]
Tarix
Aqlli qurilmalar tarmog‘ining asosiy kontseptsiyasi 1982-yilda muhokama qilingan edi, Karnegi-Mellon universitetida o‘zgartirilgan Coca-Cola savdo avtomati birinchi ARPANET-ga ulangan qurilmaga aylandi [13], uning inventarizatsiyasi va yangi yuklangan ichimliklar bor-yo‘qligi haqida xabar berishga qodir. sovuq yoki sovuq emas.[14] Mark Vayzerning 1991-yilda chop etilgan “XXI asr kompyuteri” nomli maqolasi, shuningdek, UbiComp va PerCom kabi akademik markazlar IOTning zamonaviy qarashlarini ishlab chiqdi.[15][16] 1994 yilda Reza Raji IEEE Spectrumdagi kontseptsiyani “maishiy texnikadan tortib butun zavodlargacha hamma narsani integratsiyalash va avtomatlashtirish uchun kichik maʼlumotlar paketlarini katta tugunlar toʻplamiga [koʻchirish]” deb taʼriflagan.[17] 1993-1997 yillar oralig'ida bir nechta kompaniyalar Microsoft's at Work yoki Novell's NEST kabi echimlarni taklif qilishdi. Bill Joy 1999-yilda Davosdagi Jahon Iqtisodiy Forumida taqdim etilgan “Olti tarmoq” tizimi doirasida qurilma oʻrtasida aloqa oʻrnatishni tasavvur qilganidan soʻng, bu soha jadal rivojlandi.[18]
“Narsalar interneti” tushunchasi va atamaning oʻzi birinchi marta Piter T. Lyuisning 1985-yil sentabr oyida chop etilgan Vashingtondagi Kongress Qora Kokus jamgʻarmasi 15th Annual Legislative Weekendga qilgan nutqida paydo boʻlgan.[19] Lyuisning fikriga ko'ra, "Internet narsalar yoki IoT - bu bunday qurilmalarning tendentsiyalarini masofadan kuzatish, holati, manipulyatsiyasi va baholash imkonini berish uchun ulanadigan qurilmalar va sensorlar bilan odamlar, jarayonlar va texnologiyalarning integratsiyasi."[20]
"Narsalar interneti" atamasi 1999 yilda Procter & Gamble xodimi Kevin Eshton tomonidan, keyinchalik MITning Auto-ID markazidan [21] tomonidan ishlab chiqilgan, lekin u "narsalar uchun internet" iborasini afzal ko'radi[22]. O'sha paytda u radiochastota identifikatsiyasini (RFID) narsalar Interneti uchun zarur deb hisobladi [23], bu kompyuterlarga barcha individual narsalarni boshqarish imkonini beradi.[24][25][26] Narsalar Internetining asosiy mavzusi odamlar va narsalar va narsalarning o'zlari o'rtasida aloqaning yangi shakllarini ta'minlash uchun turli xil gadjetlar va kundalik ehtiyojlarga qisqa masofali mobil qabul qiluvchi qurilmalarni joylashtirishdir.[27]
2004 yilda NetSilicon kompaniyasining bosh direktori Kornelius "Pit" Peterson shunday bashorat qilgan edi: "Axborot texnologiyalarining keyingi davrida [IoT] qurilmalari hukmronlik qiladi va tarmoqqa ulangan qurilmalar oxir-oqibat mashhurlik va ahamiyat kasb etadi, ular o'z vaqtidagidan ancha oshib ketadi. tarmoqqa ulangan kompyuterlar va ish stantsiyalari soni." Peterson tibbiy asboblar va sanoat nazorati texnologiyaning asosiy qo'llanilishiga aylanishiga ishongan.[28]
Narsalar internetini "Internetga odamlardan ko'ra ko'proq "narsalar yoki ob'ektlar" ulangan vaqt nuqtasi" deb ta'riflagan Cisco Systems, IoT 2008 va 2009 yillar orasida "tug'ilgan" va narsalar/odamlar nisbati o'sib borayotganini taxmin qildi. 2003 yilda 0,08 dan 2010 yilda 1,84 gacha.[29]
Ilovalar
IoT qurilmalari uchun keng koʻlamli ilovalar toʻplami[30] koʻpincha isteʼmol, tijorat, sanoat va infratuzilma maydonlariga boʻlinadi.[31][32]
Iste'molchilar
IoT qurilmalarining ortib borayotgan qismi iste'molchilar foydalanishi uchun yaratilgan, jumladan, ulangan transport vositalari, uy avtomatizatsiyasi, taqiladigan texnologiyalar, ulangan sog'liqni saqlash va masofadan nazorat qilish qobiliyatiga ega qurilmalar.[33]
Uyni avtomatlashtirish
IoT qurilmalari uyni avtomatlashtirishning kengroq kontseptsiyasining bir qismi bo'lib, u yoritish, isitish va konditsionerlik, media va xavfsizlik tizimlari va kamera tizimlarini o'z ichiga olishi mumkin.[34][35] Uzoq muddatli imtiyozlar yorug'lik va elektronikani avtomatik ravishda o'chirish yoki uyda yashovchilarni foydalanishdan xabardor qilish orqali energiya tejashni o'z ichiga olishi mumkin.[36]
Aqlli uy yoki avtomatlashtirilgan uy aqlli qurilmalar va jihozlarni boshqaradigan platforma yoki markazlarga asoslanishi mumkin.[37] Masalan, Apple'ning HomeKit dasturidan foydalanib, ishlab chiqaruvchilar o'zlarining uy mahsulotlari va aksessuarlarini iPhone va Apple Watch kabi iOS qurilmalaridagi ilova orqali boshqarishlari mumkin.[38][39] Bu maxsus ilova yoki Siri kabi iOS mahalliy ilovalari boʻlishi mumkin.[40] Buni Apple'ning Home ilovasi yoki Siri orqali Wi-Fi ko'prigiga ehtiyoj sezmasdan boshqariladigan aqlli uy qurilmalari qatori bo'lgan Lenovo Smart Home Essentials misolida ko'rsatish mumkin.[40] Shuningdek, turli xil aqlli uy mahsulotlarini ulash uchun alohida platformalar sifatida taqdim etiladigan maxsus aqlli uy markazlari mavjud. Ular orasida Amazon Echo, Google Home, Apple’ning HomePod va Samsung’ning SmartThings Hub’lari mavjud.[41] Tijorat tizimlaridan tashqari, ko'plab nodavlat, ochiq manbali ekotizimlar mavjud; jumladan Home Assistant, OpenHAB va Domoticz.[42]
Qariyalarga g'amxo'rlik qilish
Aqlli uyning asosiy qo'llanilishidan biri keksalar va nogironlarga yordam ko'rsatishdir. Bu uy tizimlari eganing o'ziga xos nogironliklarini moslashtirish uchun yordamchi texnologiyalardan foydalanadi.[43] Ovozli boshqaruv foydalanuvchilarga ko'rish va harakatlanish cheklovlari bilan yordam beradi, ogohlantirish tizimlari esa eshitish qobiliyati zaif foydalanuvchilar tomonidan kiyiladigan koxlear implantlarga bevosita ulanishi mumkin.[44] Ular, shuningdek, qo'shimcha xavfsizlik funksiyalari, jumladan, yiqilish yoki tutilish kabi tibbiy favqulodda vaziyatlarni kuzatuvchi sensorlar bilan jihozlanishi mumkin.[45] Shu tarzda qo'llaniladigan aqlli uy texnologiyasi foydalanuvchilarga ko'proq erkinlik va yuqori hayot sifatini ta'minlashi mumkin.
Tashkilotlar
"Korxona IoT" atamasi biznes va korporativ sozlamalarda ishlatiladigan qurilmalarga ishora qiladi. 2019 yilga kelib, EIoT 9,1 milliard qurilmani tashkil qilishi taxmin qilinmoqda.[31]
Tibbiyot va sog'liqni saqlash
Tibbiy narsalar Interneti (IoMT) tibbiy va sog'liq bilan bog'liq maqsadlarda, tadqiqot va monitoring uchun ma'lumotlarni yig'ish va tahlil qilish uchun IoT ilovasidir.[46][47][48][49][50] IoMT raqamli sog'liqni saqlash tizimini yaratish, mavjud tibbiy resurslar va sog'liqni saqlash xizmatlarini ulash texnologiyasi sifatida [51] "Smart Healthcare" deb nomlanadi.[52][53]
IoT qurilmalari sog'liqni masofadan kuzatish va favqulodda vaziyatlar haqida xabar berish tizimlarini yoqish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu salomatlik monitoringi asboblari qon bosimi va yurak urish tezligi monitorlaridan tortib yurak stimulyatori, Fitbit elektron bilaguzuklari yoki ilg'or eshitish apparatlari kabi maxsus implantlarni kuzatishga qodir ilg'or qurilmalargacha bo'lishi mumkin.[54] Ba'zi shifoxonalar qachon band bo'lganini va bemor qachon turishga harakat qilayotganini aniqlay oladigan "aqlli to'shaklarni" joriy qilishni boshladi. Shuningdek, u hamshiralarning qo'lda o'zaro ta'sirisiz bemorga tegishli bosim va yordam qo'llanilishini ta'minlash uchun o'zini sozlashi mumkin.[46] 2015-yilgi Goldman Sachs hisobotida aytilishicha, sog‘liqni saqlash sohasidagi IoT qurilmalari “daromadni oshirish va xarajatlarni kamaytirish orqali Qo‘shma Shtatlarda sog‘liqni saqlashga har yili 300 milliard dollardan ko‘proq xarajatlarni tejash imkonini beradi”.[55] Bundan tashqari, tibbiy kuzatuvni qo‘llab-quvvatlash uchun mobil qurilmalardan foydalanish ham shunga olib keldi. "m-sog'liqni saqlash" ni yaratish, tahlil qilingan sog'liqni saqlash statistikasidan foydalanilgan."[56]
Ixtisoslashgan datchiklar, shuningdek, keksa fuqarolarning sog'lig'i va umumiy farovonligini nazorat qilish uchun yashash joylarida jihozlanishi mumkin, shu bilan birga to'g'ri davolanishni ta'minlaydi va odamlarga terapiya orqali yo'qolgan harakatchanlikni tiklashga yordam beradi.[57] Bu sensorlar turli muhitlarda qimmatli ma'lumotlarni to'plash, qayta ishlash, uzatish va tahlil qilishga qodir bo'lgan aqlli sensorlar tarmog'ini yaratadi, masalan, uy ichidagi monitoring qurilmalarini kasalxonaga asoslangan tizimlarga ulash.[51] Sog'lom turmush tarzini rag'batlantirish uchun boshqa iste'molchi qurilmalari, masalan, ulangan tarozilar yoki taqiladigan yurak monitorlari ham IoT bilan mumkin.[58] IoT platformalari antenatal va surunkali bemorlar uchun ham mavjud bo'lib, ular sog'liq uchun muhim va takroriy dori talablarini boshqarishga yordam beradi.[59]
Plastmassa va mato elektronlarini ishlab chiqarish usullaridagi yutuqlar ultra arzon narxlardagi, foydalanish va tashlash IoMT sensorlarini ishga tushirdi. Ushbu sensorlar, zarur RFID elektronikasi bilan bir qatorda, simsiz quvvat bilan ishlaydigan bir martalik sensorli qurilmalar uchun qog'oz yoki elektron to'qimachilikda ishlab chiqarilishi mumkin.[60] Portativlik va tizimning past murakkabligi muhim bo'lgan tibbiy diagnostika punkti uchun ilovalar o'rnatildi.[61]
2018 yildan boshlab IoMT nafaqat klinik laboratoriya sanoatida [48], balki sog'liqni saqlash va tibbiy sug'urta sohalarida ham qo'llanila boshlandi. Sog'liqni saqlash sohasidagi IoMT endi shifokorlar, bemorlar va boshqalarga, masalan, bemorlarning vasiylari, hamshiralar, oilalar va shunga o'xshashlarga tizimning bir qismi bo'lishga ruxsat beradi, bu erda bemorlarning yozuvlari ma'lumotlar bazasida saqlanadi, bu esa shifokorlar va qolganlarga ruxsat beradi. tibbiy xodimlarga bemor ma'lumotlaridan foydalanish imkoniyatini beradi.[62] Sug'urta sanoatidagi IoMT dinamik ma'lumotlarning yaxshiroq va yangi turlariga kirishni ta'minlaydi. Bunga mijozlar xatti-harakatlarini kuzatish uchun biosensorlar, taqiladigan qurilmalar, ulangan sog'liqni saqlash qurilmalari va mobil ilovalar kabi sensorga asoslangan echimlar kiradi. Bu aniqroq anderrayting va yangi narxlash modellariga olib kelishi mumkin.[63]
IoTni sog'liqni saqlashda qo'llash surunkali kasalliklarni boshqarishda, kasalliklarning oldini olish va nazorat qilishda asosiy rol o'ynaydi. Kuchli simsiz yechimlarni ulash orqali masofadan turib kuzatish mumkin. Ulanish tibbiyot amaliyotchilariga bemor ma'lumotlarini olish va sog'liqni saqlash ma'lumotlarini tahlil qilishda murakkab algoritmlarni qo'llash imkonini beradi.
3. Qisqa masofali va uzoq masofali simsiz aloqa protokollari
Qisqa masofali texnologiyalar cheklangan diapazonda ishlaydi, shu bilan birga ulanish xarajatlari va quvvat sarfini kamaytiradi. Bunday protokollar aqlli uy va tijorat binolarini avtomatlashtirish uchun ajoyib imkoniyatni taqdim etadi. Ushbu texnologiyaning ba'zi mashhur misollari Bluetooth va Zigbee protokollaridir.
Uzoq masofali IoT aloqa protokollari katta masofalarni qamrab oladi. Ular asosan uzoq masofalarga uzatish uchun quvvatni tejash uchun o'tkazuvchanlikni kamaytirishga harakat qilishadi.
Ushbu texnologiyaning mashhur ilovalari sanoat maydonchalari monitoringi, qishloq xo'jaligi tizimlari va aqlli shaharlardir. Uzoq masofali protokolning bir misoli LoRaWAN bo'lib, u hech qanday jismoniy to'siqlar bo'lmasa, 10 km dan ortiq masofani bosib o'tishi mumkin.
IoT aloqa protokollari tasnifi
Eng keng tarqalgan yondashuvlardan biri IoT aloqa protokollarini ikki guruhga bo'lishdir - ma'lumotlar va tarmoq protokollari.
Ma'lumotlar protokollari dastur va taqdimot kabi yuqori qatlamlarda ishlaydi
Tarmoq protokollari ma'lumotlar havolasi, transport, tarmoq va jismoniy qatlamlardan ishlaydi
IoT aloqa texnologiyalari: ma'lumotlar protokollari
IoT ma'lumotlar protokollari kam quvvatli IoT qurilmalarini simli va uyali tarmoqlar orqali ulaydi va to'g'ridan-to'g'ri oflayn rejimda apparat bilan nuqtadan nuqtaga aloqani ta'minlaydi.
Kengaytirilgan xabar navbati protokoli (AMQP)
Bu foydalaniladigan platformadan qat'iy nazar tizimlar o'rtasida xabar almashishni qo'llab-quvvatlaydigan ochiq standartlarli amaliy qatlam protokoli. Bu turli sotuvchilarning mijozlari o'rtasida o'zaro hamkorlikni kafolatlashi mumkin. AMQP hatto zaif tarmoqlarda yoki tizimlardan biri vaqtincha ishlamay qolganda ham xavfsiz va ishonchli aloqani ta'minlaydi. U ulanish buzilgan taqdirda xabarlarni yo'naltirish mumkin bo'lgan "yo'naltirish manzillarini" belgilaydi.
Ushbu protokol bank texnologiyalari yechimlari kabi serverga asoslangan analitik muhitlarga ega sozlamalarda mashhurdir. Aks holda, uning qo'llanilishi og'irligi tufayli juda cheklangan.
AMQP uzatish paytida ma'lumotlarni shifrlashni ta'minlaydigan Transport Layer Security (TLS) bilan integratsiyalashgan. Bundan tashqari, ushbu IoT aloqa texnologiyasi mijozlar va serverlar o'rtasida xavfsiz autentifikatsiya aloqasi uchun Simple Authentication Security Layer (SASL) tizimini amalga oshiradi.
Afzalliklari:
Ishonchlilik
Xavfsizlik
Turli xil xabar almashish modellarini qo'llab-quvvatlash (nashr qilish-obuna qilish, saqlash va yo'naltirish va klassik xabarlar navbatlari)
Minimal harakat bilan uzaytirish
Kamchiliklari:
Og'ir xotira talablari
Katta xabar hajmi tufayli ma'lumotlarni sekin uzatish
Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)
Bu engil IoT aloqa protokoli. U ishonchli ulanishni ta'minlaydi va TCP/IP tarmoqlari ustida ishlaydi. MQTT cheklangan tarmoqli kengligi va yuqori kechikish muddati bo'lgan simsiz tizimlar uchun mos keladi, masalan, ishonchsiz tarmoqda ishlaydigan mobil qurilmalar. Shuning uchun Facebook undan onlayn chatlar uchun foydalangan. Yana bir dastur bu masofaviy monitoringdir, chunki MQTT uzoq joylarda cheklangan imkoniyatlarga ega qurilmalardan kichik xabarlarni yig'ishda porlaydi. AMQP dan farqli o'laroq, ushbu protokol nashr qilish-obuna arxitekturasi bilan cheklangan va uchta asosiy komponentga ega - obunachi, nashriyotchi va broker. Abonent mexanizmi ma'lumotlarni yaratadi, nashriyot marshrutlash variantlarini taklif qiladi va broker xavfsizlikni ta'minlaydi.
U qurilmani boshqarish tuzilmasini yoki aniqlangan ma'lumotlar namoyishini ta'minlamaydi. Demak, bu parametrlar sotuvchiga xosdir.
Afzalliklari:
Kam quvvat sarfi
Past tarmoqli kengligidan foydalanish
Ishonchsiz ulanishlar bilan yaxshi ishlash qobiliyati
Kamchiliklari:
Turli ishlab chiqaruvchilarning qurilmalari o'rtasida cheklangan o'zaro ishlash
O'ziga xos xavfsizlik cheklovlari (autentifikatsiya qilish uchun qisqa foydalanuvchi nomlari va parollarga tayanadi)
Yomon uzaytirilishi
Xabar almashish shakllarining cheklangan tanlovi (faqat nashr qilish-obuna bo'lish)
Cheklangan dastur protokoli (CoAP)
Internet-muhandislik ishchi guruhi HTTP-ga asoslangan tizimlarning ehtiyojlarini qondirish uchun ushbu IoT aloqa protokolini ishlab chiqdi. Internet hamma uchun bepul bo'lsa ham, ko'plab IoT ilovalari uchun bu juda og'ir. Shu sababli, IoT hamjamiyati HTTP-ni IoT ilovalari uchun nomaqbul deb hisoblab, rad etishga intiladi. CoAP HTTP bilan eshitilmagan holda ishlashi mumkin, chunki u qisqa uyg'onish va uzoq uyqu holatiga imkon beradi. Bu HTTP mijozlariga resurs cheklovlariga qaramay ma'lumot almashish imkonini beradi. U qurilishni avtomatlashtirish va aqlli energiya dasturlarida mashhur.
CoAP aloqa va xabarlarni uzatish uchun User Datagram Protocol (UDP) paketlariga bog'liq. Ushbu texnologiya mashinadan mashinaga ilovalar uchun qo'llaniladi va cheklangan imkoniyatlarga ega qurilmalarga, masalan, past mavjudligi kabi IoT muhitiga qo'shilish imkonini beradi. U hatto atigi 10 KiB operativ xotiraga ega mikrokontrollerlar bilan ham ishlashi mumkin.
Afzalliklari:
DTSL parametrlarini standart parametr sifatida ishlatganligi sababli yuqori darajada xavfsiz
Joylashtirish oson
Imkoniyatlari cheklangan qurilmalar bilan yaxshi ishlaydi
Kamchiliklari:
Xabarlar manzilga noto'g'ri tartibda etib borishi mumkin, bu UDP bilan bog'liq keng tarqalgan muammo
Tarmoq manzillarini tarjima qilish (NAT) orqasidagi qurilmalar bilan aloqa qilishda qiyinchiliklar, chunki ular dinamik IP manzillarni yaratishi mumkin.
Ma'lumotlarni tarqatish xizmati (DDS)
Object Management Group (OMG) ushbu IoT aloqa protokolini real vaqtda tizimlar uchun ishlab chiqdi. DDS nashriyot-obuna namunasi yordamida ishonchli va kengaytiriladigan ma'lumotlar almashinuvini taklif etadi. Uning kengayishi DDS noshirlar va obunachilarning dinamik ochilishini qo'llab-quvvatlashi bilan bog'liq. U bulutli va past maydonli qurilmalar bilan yaxshi ishlaydi va dasturiy ta'minot va apparatdan mustaqil bo'lgan birgalikda ishlaydigan ma'lumotlarni almashishni ta'minlaydi
Ushbu protokol birinchi ochiq xalqaro o'rta dasturiy ta'minot IoT standarti hisoblanadi.
Afzalliklari
Masshtabli
Yuqori darajadagi xavfsiz va kuchli QoS mexanizmi
Kam kechikishli aloqani kafolatlaydi
Turli ishlab chiqaruvchilarning qurilmalarini ulaydi
IoT aloqa texnologiyalari: tarmoq protokollari
IoT tarmoq aloqa protokollari o'rta va yuqori quvvatli IoT qurilmalarini tarmoq orqali ulaydi. Ushbu texnologiya odatda Internet orqali ishlaydi.
IoT qurilmalarini ulashning bir necha usullari mavjud, xususan nuqtadan nuqtaga, yulduz tarmoqlari va tarmoqli topologiya.
Nuqtadan nuqtaga joylashtirishda ikkita tugun to'g'ridan-to'g'ri bog'lanib, yaqin tarmoqni tashkil qiladi. Ushbu tarmoqdagi ma'lumotlar umumiy internetda tarqalmaydi, bu ulanishni juda xavfsiz qiladi.
Yulduzli tarmoqda barcha tugunlar shlyuzga ulangan bo'lib, u keyingi qayta ishlash va saqlash uchun ma'lumotlarni to'playdi va uzatadi. Ushbu yondashuv ko'p energiya sarflamaydi, chunki qurilmalar uzatishlar orasida dam olishga ruxsat beriladi. Biroq, agar tugun shlyuzga kira olmasa, u hali ham ma'lumotlarni uzatishning imkoni yo'q. Yana bir kamchilik shundaki, shlyuz bitta nosozlik nuqtasini taqdim etadi. Agar u uzilib qolsa, butun tizim ishlamay qoladi.
Mesh tarmoqlari ishonchliroq, chunki boshqa tugunlar ham qo'shnilaridan ma'lumot olishlari va ularni shlyuzga o'tkazishlari mumkin. Shunday qilib, tugunning funksionalligi uning shlyuzga to'g'ridan-to'g'ri kirish qobiliyati bilan cheklanmaydi. Ushbu tarmoq turi yulduz tarmoqlariga qaraganda kattaroq masofalarni qamrab olishi va o'zini davolashi mumkin, chunki u tugun ishdan chiqqan taqdirda ma'lumotlarni uzatish yo'nalishlarini avtomatik ravishda qayta hisoblab chiqadi.
Ushbu turdagi tarmoqlarni yaratish uchun siz foydalanishingiz mumkin bo'lgan bir nechta IoT aloqa protokollari mavjud.
Bluetooth va Bluetooth past energiya (BLE)
Bluetooth - bu qisqa masofalarda ma'lumotlarni almashish uchun ishlatiladigan simsiz texnologiya. Bu mobil telefonlar, media pleerlar va planshetlar kabi shaxsiy gadjetlarda keng tarqalgan. Ushbu protokol aqlli uy konfiguratsiyasida keng qo'llaniladi. Egalari ulangan qurilmalarini smartfon orqali boshqarish imkoniyatidan hayratda, bu juda qulay. Internetga ma'lumotlarni uzatish uchun shlyuz kerak bo'lsa ham, oddiy smartfon bitta sifatida harakat qilishi mumkin.
Ushbu protokol ma'lumotlarning kichik qismlarini portlashlarda uzatadi va kattaroq fayllar bilan bog'liq muammolarga duch keladi.
2010-yilda taqdim etilgan BLE qisqa masofali IoT ulanishlari uchun optimallashtirilgan Bluetooth versiyasidir. U standart Bluetooth versiyasiga qaraganda kamroq quvvat sarflaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, BLE qurilmasi ikkala protokol ham o'rnatilmagan bo'lsa, klassik Bluetooth qurilmasi bilan bog'lana olmaydi.
Ushbu IoT aloqa protokoli dastur va tarmoq darajasida uzatilgan ma'lumotlarni shifrlagani uchun juda xavfsizdir.
IoT protokollarini tanlashga qanday yaqinlashadi
IoT protokolini tanlash jarayoniga kirishdan oldin, sizga IoT fonimiz haqida yaxshiroq tushuncha berish uchun portfelimizdagi bir nechta Internet of Things loyihalarini ta'kidlamoqchimiz.
Kasalxonalar va kurort salonlari uchun krio kamera boshqaruvi
Dastlab mijoz bizga ro‘yxatdan o‘tish va krio-sauna xizmatlari uchun haq to‘lash imkonini beruvchi oddiy mobil ilova yaratishni so‘rab murojaat qildi. Saunaning o'zi to'liq qo'lda edi. Loyihaning ko'lami kengayib bordi va IoT apparat va dasturiy ta'minotini o'z ichiga olgandan so'ng, krio kamerani boshqarish tizimi to'liq avtomatlashtirildi. Bizning jamoamiz saunani kislorod darajasini, bemorlarning yurak urish tezligini, haroratini va hokazolarni kuzatish uchun turli xil sensorlar va kamerani boshqaradigan va kerak bo'lganda sozlashlarni amalga oshiradigan o'rnatilgan xavfsizlik nazorati bilan jihozladi.
Mobil ilova, ro'yxatdan o'tish va uzluksiz to'lovlardan tashqari, foydalanuvchilarga EHR tizimlari va tibbiy yozuvlari bilan bog'lanish imkonini beradi. Ob'ekt xodimlari mijozlar ma'lumotlariga kirish, shartnomalar tuzish, narxlarni sozlash, so'rovnomalar o'tkazish va boshqa ma'muriy vazifalarni bajarish uchun bizning dasturiy ta'minotimizga tayanishi mumkin. Shuningdek, ular kameradan kelayotgan ma'lumotlarni ko'rishlari va masofadan turib tuzatishlar kiritishlari mumkin edi.
Natijada, energiya va suyuq azot iste'moli raqobatchilar mahsulotlariga nisbatan 17 foizga kam bo'ldi.
Ishlatilgan IoT aloqa protokollari:
Resepsiyonistning plansheti va orqa tomon o'rtasidagi aloqani qo'llab-quvvatlash uchun HTTP
Zudlik bilan javob kutilmasa va ishlov berish navbatga qo'yilishi mumkin bo'lsa, orqa xizmatlar bilan asinxron aloqa uchun RabbitMQ
Planshet va kamera sensorlari o'rtasidagi aloqani osonlashtirish uchun modbus
Aqlli pardalarni boshqarish tizimi
Mijoz IoT-ga asoslangan aqlli pardalarni boshqarish uchun dasturni ishlab chiqish uchun Expanice-ga murojaat qildi. Ko'proq va ko'proq xususiyatlarni qo'shgandan so'ng, ushbu loyiha yuqorida aytib o'tilgan orqa qismdan tashqari optimallashtirilgan AWS-ga asoslangan bulutli infratuzilma va masofadan boshqariladigan mobil ilovani o'z ichiga olgan keng qamrovli IoT yechimiga aylandi.
Tizim turli naqshlar asosida aqlli pardalarni boshqarishi mumkin. Misol uchun, u sana va uyning joylashishini hisobga olgan holda quyosh chiqishi va botishi vaqtida pardalarni ochishi va yopishi mumkin. Yoki bu harakatlarni uyg'otuvchi soatga bog'lashi mumkin. Mobil ilova foydalanuvchilarga o‘z pardalarini masofadan turib boshqarish va istalgan vaqtda ularni ochish/yopish imkoniyatini beradi.
Tizim dastlab ishga tushirilganda, faqat bir necha yuz qurilmalar ulangan. Mutaxassis aralashuvisiz qo'shimcha qurilmalar qo'shilishi bilan yechim avtomatik ravishda o'lchaydi. Bizning jamoamiz, shuningdek, AWS foydalanishni optimallashtirishga va bulut bilan bog'liq xarajatlarni 66% tejashga muvaffaq bo'ldi.
Ishlatilgan IoT aloqa protokollari:
Mobil ilova va orqa tomon o'rtasidagi aloqani qo'llab-quvvatlash uchun HTTP
AWS asosiy xizmatlari orqali IoT uskunasi bilan asinxron aloqa uchun MQTT
IoT protokolini tanlash uchun bizning algoritmimiz
Biz IoT protokolini tanlashga apparat imkoniyatlari va mahsulot xususiyatlarini tekshirish hamda qurilma sotib olish va dasturiy taʼminotni ishlab chiqish uchun ajratilgan byudjetni koʻrib chiqish orqali yondashamiz.
Keyinchalik, biz quyidagi omillarni hisobga olgan holda hayotiy IoT aloqa protokollari ro'yxatini yaratamiz:
Qaysi protokollar tegishli xususiyatlar to'plamini qamrab olishi mumkin
Qaysi protokollar bizning apparat talablariga va byudjet cheklovlarimizga mos keladi1.2.IoT texnologiyalari va protokollari
Qisqa masofali va uzoq masofali simsiz aloqa protokollari
Qisqa masofali texnologiyalar cheklangan diapazonda ishlaydi, shu bilan birga ulanish xarajatlari va quvvat sarfini kamaytiradi. Bunday protokollar aqlli uy va tijorat binolarini avtomatlashtirish uchun ajoyib imkoniyatni taqdim etadi. Ushbu texnologiyaning ba'zi mashhur misollari Bluetooth va Zigbee protokollaridir.
Uzoq masofali IoT aloqa protokollari katta masofalarni qamrab oladi. Ular asosan uzoq masofalarga uzatish uchun quvvatni tejash uchun o'tkazuvchanlikni kamaytirishga harakat qilishadi.
Ushbu texnologiyaning mashhur ilovalari sanoat maydonchalari monitoringi, qishloq xo'jaligi tizimlari va aqlli shaharlardir. Uzoq masofali protokolning bir misoli LoRaWAN bo'lib, u hech qanday jismoniy to'siqlar bo'lmasa, 10 km dan ortiq masofani bosib o'tishi mumkin.
IoT aloqa protokollari tasnifi
Eng keng tarqalgan yondashuvlardan biri IoT aloqa protokollarini ikki guruhga bo'lishdir - ma'lumotlar va tarmoq protokollari.
Ma'lumotlar protokollari dastur va taqdimot kabi yuqori qatlamlarda ishlaydi.
4. Tarmoq protokollari ma'lumotlar havolasi, transport, tarmoq va jismoniy qatlamlardan ishlaydi
IoT aloqa texnologiyalari: ma'lumotlar protokollari
IoT ma'lumotlar protokollari kam quvvatli IoT qurilmalarini simli va uyali tarmoqlar orqali ulaydi va to'g'ridan-to'g'ri oflayn rejimda apparat bilan nuqtadan nuqtaga aloqani ta'minlaydi.
Kengaytirilgan xabar navbati protokoli (AMQP)
Bu foydalaniladigan platformadan qat'iy nazar tizimlar o'rtasida xabar almashishni qo'llab-quvvatlaydigan ochiq standartlarli amaliy qatlam protokoli. Bu turli sotuvchilarning mijozlari o'rtasida o'zaro hamkorlikni kafolatlashi mumkin. AMQP hatto zaif tarmoqlarda yoki tizimlardan biri vaqtincha ishlamay qolganda ham xavfsiz va ishonchli aloqani ta'minlaydi. U ulanish buzilgan taqdirda xabarlarni yo'naltirish mumkin bo'lgan "yo'naltirish manzillarini" belgilaydi.
Ushbu protokol bank texnologiyalari yechimlari kabi serverga asoslangan analitik muhitlarga ega sozlamalarda mashhurdir. Aks holda, uning qo'llanilishi og'irligi tufayli juda cheklangan.
AMQP uzatish paytida ma'lumotlarni shifrlashni ta'minlaydigan Transport Layer Security (TLS) bilan integratsiyalashgan. Bundan tashqari, ushbu IoT aloqa texnologiyasi mijozlar va serverlar o'rtasida xavfsiz autentifikatsiya aloqasi uchun Simple Authentication Security Layer (SASL) tizimini amalga oshiradi.
Afzalliklari:
Ishonchlilik
Xavfsizlik
Turli xil xabar almashish modellarini qo'llab-quvvatlash (nashr qilish-obuna qilish, saqlash va yo'naltirish va klassik xabarlar navbatlari)
Minimal harakat bilan uzaytirish
Kamchiliklari:
Og'ir xotira talablari
Katta xabar hajmi tufayli ma'lumotlarni sekin uzatish
Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)
Bu engil IoT aloqa protokoli. U ishonchli ulanishni ta'minlaydi va TCP/IP tarmoqlari ustida ishlaydi. MQTT cheklangan tarmoqli kengligi va yuqori kechikish muddati bo'lgan simsiz tizimlar uchun mos keladi, masalan, ishonchsiz tarmoqda ishlaydigan mobil qurilmalar. Shuning uchun Facebook undan onlayn chatlar uchun foydalangan. Yana bir dastur bu masofaviy monitoringdir, chunki MQTT uzoq joylarda cheklangan imkoniyatlarga ega qurilmalardan kichik xabarlarni yig'ishda porlaydi. AMQP dan farqli o'laroq, ushbu protokol nashr qilish-obuna arxitekturasi bilan cheklangan va uchta asosiy komponentga ega - obunachi, nashriyotchi va broker. Abonent mexanizmi ma'lumotlarni yaratadi, nashriyot marshrutlash variantlarini taklif qiladi va broker xavfsizlikni ta'minlaydi.
U qurilmani boshqarish tuzilmasini yoki aniqlangan ma'lumotlar namoyishini ta'minlamaydi. Demak, bu parametrlar sotuvchiga xosdir.
Afzalliklari:
Kam quvvat sarfi
Past tarmoqli kengligidan foydalanish
Ishonchsiz ulanishlar bilan yaxshi ishlash qobiliyati
Kamchiliklari:
Turli ishlab chiqaruvchilarning qurilmalari o'rtasida cheklangan o'zaro ishlash
O'ziga xos xavfsizlik cheklovlari (autentifikatsiya qilish uchun qisqa foydalanuvchi nomlari va parollarga tayanadi)
Yomon uzaytirilishi
Xabar almashish shakllarining cheklangan tanlovi (faqat nashr qilish-obuna bo'lish)
Cheklangan dastur protokoli (CoAP)
Internet-muhandislik ishchi guruhi HTTP-ga asoslangan tizimlarning ehtiyojlarini qondirish uchun ushbu IoT aloqa protokolini ishlab chiqdi. Internet hamma uchun bepul bo'lsa ham, ko'plab IoT ilovalari uchun bu juda og'ir. Shu sababli, IoT hamjamiyati HTTP-ni IoT ilovalari uchun nomaqbul deb hisoblab, rad etishga intiladi. CoAP HTTP bilan eshitilmagan holda ishlashi mumkin, chunki u qisqa uyg'onish va uzoq uyqu holatiga imkon beradi. Bu HTTP mijozlariga resurs cheklovlariga qaramay ma'lumot almashish imkonini beradi. U qurilishni avtomatlashtirish va aqlli energiya dasturlarida mashhur.
CoAP aloqa va xabarlarni uzatish uchun User Datagram Protocol (UDP) paketlariga bog'liq. Ushbu texnologiya mashinadan mashinaga ilovalar uchun qo'llaniladi va cheklangan imkoniyatlarga ega qurilmalarga, masalan, past mavjudligi kabi IoT muhitiga qo'shilish imkonini beradi. U hatto atigi 10 KiB operativ xotiraga ega mikrokontrollerlar bilan ham ishlashi mumkin.
Afzalliklari:
DTSL parametrlarini standart parametr sifatida ishlatganligi sababli yuqori darajada xavfsiz
Joylashtirish oson
Imkoniyatlari cheklangan qurilmalar bilan yaxshi ishlaydi
Kamchiliklari:
Xabarlar manzilga noto'g'ri tartibda etib borishi mumkin, bu UDP bilan bog'liq keng tarqalgan muammo
Tarmoq manzillarini tarjima qilish (NAT) orqasidagi qurilmalar bilan aloqa qilishda qiyinchiliklar, chunki ular dinamik IP manzillarni yaratishi mumkin.
Ma'lumotlarni tarqatish xizmati (DDS)
Object Management Group (OMG) ushbu IoT aloqa protokolini real vaqtda tizimlar uchun ishlab chiqdi. DDS nashriyot-obuna namunasi yordamida ishonchli va kengaytiriladigan ma'lumotlar almashinuvini taklif etadi. Uning kengayishi DDS noshirlar va obunachilarning dinamik ochilishini qo'llab-quvvatlashi bilan bog'liq. U bulutli va past maydonli qurilmalar bilan yaxshi ishlaydi va dasturiy ta'minot va apparatdan mustaqil bo'lgan birgalikda ishlaydigan ma'lumotlarni almashishni ta'minlaydi
Ushbu protokol birinchi ochiq xalqaro o'rta dasturiy ta'minot IoT standarti hisoblanadi.
Afzalliklari
Masshtabli
Yuqori darajadagi xavfsiz va kuchli QoS mexanizmi
Kam kechikishli aloqani kafolatlaydi
Turli ishlab chiqaruvchilarning qurilmalarini ulaydi
IoT aloqa texnologiyalari: tarmoq protokollari
IoT tarmoq aloqa protokollari o'rta va yuqori quvvatli IoT qurilmalarini tarmoq orqali ulaydi. Ushbu texnologiya odatda Internet orqali ishlaydi.
IoT qurilmalarini ulashning bir necha usullari mavjud, xususan nuqtadan nuqtaga, yulduz tarmoqlari va tarmoqli topologiya.
Nuqtadan nuqtaga joylashtirishda ikkita tugun to'g'ridan-to'g'ri bog'lanib, yaqin tarmoqni tashkil qiladi. Ushbu tarmoqdagi ma'lumotlar umumiy internetda tarqalmaydi, bu ulanishni juda xavfsiz qiladi.
Yulduzli tarmoqda barcha tugunlar shlyuzga ulangan bo'lib, u keyingi qayta ishlash va saqlash uchun ma'lumotlarni to'playdi va uzatadi. Ushbu yondashuv ko'p energiya sarflamaydi, chunki qurilmalar uzatishlar orasida dam olishga ruxsat beriladi. Biroq, agar tugun shlyuzga kira olmasa, u hali ham ma'lumotlarni uzatishning imkoni yo'q. Yana bir kamchilik shundaki, shlyuz bitta nosozlik nuqtasini taqdim etadi. Agar u uzilib qolsa, butun tizim ishlamay qoladi.
Mesh tarmoqlari ishonchliroq, chunki boshqa tugunlar ham qo'shnilaridan ma'lumot olishlari va ularni shlyuzga o'tkazishlari mumkin. Shunday qilib, tugunning funksionalligi uning shlyuzga to'g'ridan-to'g'ri kirish qobiliyati bilan cheklanmaydi. Ushbu tarmoq turi yulduz tarmoqlariga qaraganda kattaroq masofalarni qamrab olishi va o'zini davolashi mumkin, chunki u tugun ishdan chiqqan taqdirda ma'lumotlarni uzatish yo'nalishlarini avtomatik ravishda qayta hisoblab chiqadi.
Ushbu turdagi tarmoqlarni yaratish uchun siz foydalanishingiz mumkin bo'lgan bir nechta IoT aloqa protokollari mavjud.
Bluetooth va Bluetooth past energiya (BLE)
Bluetooth - bu qisqa masofalarda ma'lumotlarni almashish uchun ishlatiladigan simsiz texnologiya. Bu mobil telefonlar, media pleerlar va planshetlar kabi shaxsiy gadjetlarda keng tarqalgan. Ushbu protokol aqlli uy konfiguratsiyasida keng qo'llaniladi. Egalari ulangan qurilmalarini smartfon orqali boshqarish imkoniyatidan hayratda, bu juda qulay. Internetga ma'lumotlarni uzatish uchun shlyuz kerak bo'lsa ham, oddiy smartfon bitta sifatida harakat qilishi mumkin.
Ushbu protokol ma'lumotlarning kichik qismlarini portlashlarda uzatadi va kattaroq fayllar bilan bog'liq muammolarga duch keladi.
2010-yilda taqdim etilgan BLE qisqa masofali IoT ulanishlari uchun optimallashtirilgan Bluetooth versiyasidir. U standart Bluetooth versiyasiga qaraganda kamroq quvvat sarflaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, BLE qurilmasi ikkala protokol ham o'rnatilmagan bo'lsa, klassik Bluetooth qurilmasi bilan bog'lana olmaydi.
Ushbu IoT aloqa protokoli dastur va tarmoq darajasida uzatilgan ma'lumotlarni shifrlagani uchun juda xavfsizdir.
IoT protokollarini tanlashga qanday yaqinlashadi
IoT protokolini tanlash jarayoniga kirishdan oldin, sizga IoT fonimiz haqida yaxshiroq tushuncha berish uchun portfelimizdagi bir nechta Internet of Things loyihalarini ta'kidlamoqchimiz.
Kasalxonalar va kurort salonlari uchun krio kamera boshqaruvi
Dastlab mijoz bizga ro‘yxatdan o‘tish va krio-sauna xizmatlari uchun haq to‘lash imkonini beruvchi oddiy mobil ilova yaratishni so‘rab murojaat qildi. Saunaning o'zi to'liq qo'lda edi. Loyihaning ko'lami kengayib bordi va IoT apparat va dasturiy ta'minotini o'z ichiga olgandan so'ng, krio kamerani boshqarish tizimi to'liq avtomatlashtirildi. Bizning jamoamiz saunani kislorod darajasini, bemorlarning yurak urish tezligini, haroratini va hokazolarni kuzatish uchun turli xil sensorlar va kamerani boshqaradigan va kerak bo'lganda sozlashlarni amalga oshiradigan o'rnatilgan xavfsizlik nazorati bilan jihozladi.
Mobil ilova, ro'yxatdan o'tish va uzluksiz to'lovlardan tashqari, foydalanuvchilarga EHR tizimlari va tibbiy yozuvlari bilan bog'lanish imkonini beradi. Ob'ekt xodimlari mijozlar ma'lumotlariga kirish, shartnomalar tuzish, narxlarni sozlash, so'rovnomalar o'tkazish va boshqa ma'muriy vazifalarni bajarish uchun bizning dasturiy ta'minotimizga tayanishi mumkin. Shuningdek, ular kameradan kelayotgan ma'lumotlarni ko'rishlari va masofadan turib tuzatishlar kiritishlari mumkin edi.
Natijada, energiya va suyuq azot iste'moli raqobatchilar mahsulotlariga nisbatan 17 foizga kam bo'ldi.
Ishlatilgan IoT aloqa protokollari:
Resepsiyonistning plansheti va orqa tomon o'rtasidagi aloqani qo'llab-quvvatlash uchun HTTP
Zudlik bilan javob kutilmasa va ishlov berish navbatga qo'yilishi mumkin bo'lsa, orqa xizmatlar bilan asinxron aloqa uchun RabbitMQ
Planshet va kamera sensorlari o'rtasidagi aloqani osonlashtirish uchun modbus
Aqlli pardalarni boshqarish tizimi
Mijoz IoT-ga asoslangan aqlli pardalarni boshqarish uchun dasturni ishlab chiqish uchun Expanice-ga murojaat qildi. Ko'proq va ko'proq xususiyatlarni qo'shgandan so'ng, ushbu loyiha yuqorida aytib o'tilgan orqa qismdan tashqari optimallashtirilgan AWS-ga asoslangan bulutli infratuzilma va masofadan boshqariladigan mobil ilovani o'z ichiga olgan keng qamrovli IoT yechimiga aylandi.
Tizim turli naqshlar asosida aqlli pardalarni boshqarishi mumkin. Misol uchun, u sana va uyning joylashishini hisobga olgan holda quyosh chiqishi va botishi vaqtida pardalarni ochishi va yopishi mumkin. Yoki bu harakatlarni uyg'otuvchi soatga bog'lashi mumkin. Mobil ilova foydalanuvchilarga o‘z pardalarini masofadan turib boshqarish va istalgan vaqtda ularni ochish/yopish imkoniyatini beradi.
Tizim dastlab ishga tushirilganda, faqat bir necha yuz qurilmalar ulangan. Mutaxassis aralashuvisiz qo'shimcha qurilmalar qo'shilishi bilan yechim avtomatik ravishda o'lchaydi. Bizning jamoamiz, shuningdek, AWS foydalanishni optimallashtirishga va bulut bilan bog'liq xarajatlarni 66% tejashga muvaffaq bo'ldi.
Ishlatilgan IoT aloqa protokollari:
Mobil ilova va orqa tomon o'rtasidagi aloqani qo'llab-quvvatlash uchun HTTP
AWS asosiy xizmatlari orqali IoT uskunasi bilan asinxron aloqa uchun MQTT
IoT protokolini tanlash uchun bizning algoritmimiz
Biz IoT protokolini tanlashga apparat imkoniyatlari va mahsulot xususiyatlarini tekshirish hamda qurilma sotib olish va dasturiy taʼminotni ishlab chiqish uchun ajratilgan byudjetni koʻrib chiqish orqali yondashamiz.
Keyinchalik, biz quyidagi omillarni hisobga olgan holda hayotiy IoT aloqa protokollari ro'yxatini yaratamiz:
Xulosa:
Internet qurilmalari (Internet of Things (IoT)) boshqa qurilmalar va tizimlar bilan ma'lumotlarni Internet orqali ulash va almashtirish uchun datchiklar, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalar bilan o'rnatilgan fizik obyektlar ("things") tarmog'iga aytiladi. Xozirgi kunda texnologiyaga bo'lgan talab kun sayin ortib bormoqda, qayga qaramay aqlli uy, aqlli avtomobil, kerak bo'lsa aqlli lampochka ham mavjud. Shu bilan birga maxsus terminlar ham ko'payib bormoqda, bugun maqola yozilish paytidagi eng ommaviy terminlardan biri bo'lgan- IoT haqida qisqacha bo'lsa ham tushunchaga ega bo'lamiz.
Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) uchta asosiy printsipga asoslanadi. Birinchidan, har doim mavjud bo'lgan aloqa infratuzilmasi, ikkinchidan, har bir ob'ektning global identifikatsiyasi va uchinchidan, har bir ob'ektning unga ulangan shaxsiy tarmoq yoki Internet orqali ma'lumotlarni yuborish va olish imkoniyati. Internet qurilmalarda har bir qurilmaning o'ziga xos identifikatori bor, ular birgalikda bir-biri bilan o'zaro ta'sirlasha oladigan, vaqtinchalik yoki doimiy tarmoqlarni yaratadigan qurilmalarning doimiyligini tashkil qiladi. Shunday qilib, qurilmalar ularni ko'chirish jarayonida, mavjud geolokatsiya joylashuvi to'g'risida ma'lumot almashish jarayonida ishtirok etishi mumkin, bu sizga logistika jarayonini to'liq avtomatlashtirishga imkon beradi va ichki intelekt yordamida qurilmalar o'z xususiyatlarini o'zgartirishi va atrof-muhitga moslashishi mumkin.
Internet qurilmalar yagona o'zaro ta'sir protokoliga ega, unga ko'ra har qanday tarmoq tugunlari o'z xizmatlarini taqdim etishi mumkin. Internet-qurilmalar tarmog'ining har bir tugunlari ma'lum bir ma'lumotni etkazib berish uchun o'z xizmatlarini taqdim etadi. Shu bilan birga, bunday tarmoqdagi tugun boshqa har qanday tugunlardan buyruqlarni qabul qilishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, Internet-qurilmadagi barcha qurilmalar bir-biri bilan o'zaro aloqa qilishi va birgalikda muammolarini hal qilishi mumkin. Internet qurilmalar har qanday bitta xizmat doirasi bilan ulangan lokal tarmoqni tashkil qilishi mumkin.
Internet qurilmalari (ang. Internet of Things (IoT)) boshqa qurilmalar va tizimlar bilan ma'lumotlarni Internet orqali ulash va almashtirish uchun datchiklar, dasturiy ta'minot va boshqa texnologiyalar bilan o'rnatilgan fizik obyektlar ("things") tarmog'iga aytiladi.
Xozirgi kunda texnologiyaga bo'lgan talab kun sayin ortib bormoqda, qayga qaramay aqlli uy, aqlli avtomobil, kerak bo'lsa aqlli lampochka ham mavjud. Shu bilan birga maxsus terminlar ham ko'payib bormoqda, bugun maqola yozilish paytidagi eng ommaviy terminlardan biri bo'lgan- IoT haqida qisqacha bo'lsa ham tushunchaga ega bo'lamiz.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. [1] https://en.wikipedia.org/
2. [2] http://uz.infocom.uz/
3. А. В. Росляков, С. В. Ваняшин, А. Ю. Гребешков. «ИНТЕРНЕТ
ВЕЩЕЙ» Учебное пособие. Самара – 2015
4. Макаров С.Л. «ARDUINO UNO И RASPBERRY PI 3: от схемотехники
к интернету вещей». ДМК Пресс – 2019.
5. Перри Ли. «Архитектура интернета». ДМК Пресс – 2019
|
