5 Componenti di un ecosistema IoT

Oggi, l'Internet of Things (IoT) non è più una tendenza emergente, ma piuttosto consolidata e in continua ascesa.

L'IoT fa ora parte di ogni verticale e di ogni nicchia con 21,5 miliardi di dispositivi previsti per essere connessi entro il 2025. Ha segnato chiaramente un cambio di paradigma nel campo dell'IT. Dalle apparecchiature industriali di fascia alta ai giocattoli per bambini, miliardi di dispositivi sono ora connessi a Internet e condividono i dati per guidare le loro azioni.

Essendo parte del mondo dominato da Internet, anche le richieste dei consumatori si stanno spostando verso prodotti intelligenti. Guarda smartwatch, robot aspirapolvere, collari tecnologici per animali domestici, smart tracker e così via. Tutti ci aspettiamo che i nostri dispositivi e "cose" siano in grado di connettersi alla rete per funzionare in modo intelligente e siano accessibili da remoto. Questo potenzia notevolmente l'efficienza dei nostri prodotti.

L'Internet delle cose opera su una vasta rete. Sono coinvolti vari componenti che lavorano insieme per formare un sistema coeso. Sulla base dei dati raccolti dai prodotti collegati, i dispositivi eseguono azioni autonome. Più entità coinvolte in questo intero processo insieme per formare il complesso ecosistema IoT.

Comprendere cos'è un ecosistema IoT, insieme ai suoi vari componenti, aiuta a capire come funziona l'Internet delle cose.

Che cos'è un ecosistema dell'Internet delle cose?

Ci sono due componenti principali nell'Internet delle cose. Il primo è un oggetto o una “cosa” che si intende rendere smart fornendo connettività. L'altro è il sistema integrato che fornisce questa connettività. Anche se può sembrare semplice, l'ultima parte coinvolge in realtà un sistema complesso che può essere costituito da più sensori, attuatori, protocolli, livello di gestione dei dati e altro ancora. L'interconnettività di tutti questi è responsabile di rendere gli oggetti programmabili, intelligenti e capaci di interagire tra loro così come gli esseri umani.

Prendiamo l'esempio di un campanello connesso. Essere in grado di rilevare che qualcuno è alla porta, anche se il campanello non è suonato e visualizzare questi dati sotto forma di video o voce a un utente, coinvolge più componenti. Il rilevamento deve aver luogo e le informazioni devono essere inviate, decifrate e comunicate all'utente finale. Inoltre, l'apertura della serratura da remoto comporta anche un ulteriore coinvolgimento dell'ecosistema IoT.

L'ecosistema IoT è in rapida espansione e questo rende difficile definirlo. Ogni componente coinvolto nella connessione di aziende e utenti ai loro dispositivi fa parte di questo ecosistema. Questi possono essere componenti visibili come l'interfaccia utente o l'hardware, oppure anche i componenti software e di elaborazione come la rete e lo storage.

Componenti di un ecosistema IoT

Ecco i componenti principali su cui lavora un ecosistema Internet delle cose.

1. Rilevamento e incorporamento di componenti

Questo è il primo livello di un ecosistema IoT e costituisce la spina dorsale dell'intera rete Internet of Things. I dati sono indispensabili per l'IoT e i sensori sono un fattore importante per garantire l'accuratezza e la credibilità dei dati. Questo livello essenziale è costituito da micro apparecchi fisici, incorporati in un dispositivo IoT, che sono responsabili della raccolta dei dati o del controllo di un meccanismo.

Sensori

I sensori lavorano per raccogliere dati minuti dall'ambiente circostante. A volte sono anche conosciuti come "rilevatori" poiché la funzione principale dei sensori è quella di rilevare anche i minimi cambiamenti nell'ambiente circostante. Ciò consente a un dispositivo IoT di acquisire dati rilevanti per la post-elaborazione o in tempo reale.

A seconda del tipo di sensore, questo piccolo pezzo di hardware può misurare assolutamente qualsiasi cosa. Questo può essere fumo, movimento o persino pressione sanguigna. Mentre i sensori avanzati possono misurare una serie di complessità, alcuni dispositivi IoT hanno più sensori raggruppati per poter raccogliere una serie di dati o eseguire più funzioni. I nostri smartphone, ad esempio, dispongono di GPS, impronte digitali, fotocamera, inclinazione, movimento e numerosi altri sensori, tutti raggruppati in uno.

Gli Smart AC o i termostati sono in grado di rilevare contemporaneamente la temperatura ambiente e i livelli di umidità. A seconda del dispositivo e del caso d'uso, diverse applicazioni richiedono diversi tipi di sensori.

I sensori sono parte integrante per ottenere l'automazione basata su determinati trigger. Considerando l'esempio degli condizionatori intelligenti, una persona che utilizza una funzione in modalità automatizzata può impostare le preferenze di temperatura ambiente tra 73 e 77 gradi Fahrenheit. Non appena viene rilevata una temperatura ambiente superiore a 77 gradi, il dispositivo trasmetterà un comando al condizionatore per funzionare alle impostazioni specificate. Non appena una stanza è più fredda di 73 gradi, verrà rilevata la variazione di temperatura e verrà trasmesso un segnale all'AC per lo spegnimento.

Nell'immagine seguente, un controller AC intelligente abilitato per IoT viene utilizzato per rendere intelligente un condizionatore d'aria convenzionale. È costituito da un sensore che rileva le condizioni di temperatura ambiente insieme a un trasmettitore per inviare segnali e ricevere una risposta. L'intero ecosistema IOT è in gioco per guidare le azioni automatizzate.

Grazie ai progressi tecnologici, i sensori di oggi sono minuscoli, intelligenti ed economici! La scelta dei sensori dipende dallo scopo che si desidera raggiungere. Potresti volere che il sensore sia in grado di rilevare movimento, temperatura, pressione, fumo o qualsiasi altro trigger simile. La scelta dei sensori dipende anche dalla loro accuratezza, dall'affidabilità dei risultati, dal range in cui dovrebbero lavorare, dalla risoluzione e dal livello di intelligenza che in altre parole significa la loro capacità di affrontare il rumore e le interferenze.

Attuatori

Gli attuatori funzionano in modo opposto a quello dei sensori. Mentre i sensori, percepisci; agiscono gli attuatori. Ricevono un segnale o un comando e sulla base di esso provocano un'azione. Sono cruciali come i sensori poiché una volta che i sensori hanno rilevato un cambiamento nell'ambiente, è necessario un attuatore per far accadere qualcosa in base al grilletto.

Ad esempio, gli attuatori possono controllare il riscaldamento e il raffreddamento in un condizionatore d'aria intelligente o la valvola in un rubinetto intelligente. Non appena i sensori rilevano che una persona è uscita da un'area, l'attuatore verrà attivato per interrompere il flusso dell'aria condizionata o il flusso dell'acqua nel caso di un rubinetto.

Esistono diversi tipi di attuatori a seconda della verticale e dell'utilizzo. Potrebbero essere necessari per accendere o spegnere qualcosa, ma possono anche controllare valvole ed eseguire azioni come la rotazione o la presa che ha un grande valore benefico nelle applicazioni industriali.

2. Connettività

L'IoT è una rete che coinvolge dispositivi, sensori, cloud e attuatori e tutti questi devono interconnettersi tra loro per poter decifrare i dati e di conseguenza eseguire un'azione. La connettività costituisce il secondo pezzo del puzzle nel complesso mondo dell'ecosistema IoT.

Protocolli

Una volta che i dati sono stati raccolti dai sensori, è necessario un supporto per il trasporto. In altre parole, è necessario un canale di comunicazione tra i sensori e il cloud. I protocolli IoT sono responsabili del trasferimento dei dati nel mondo online e questa trasmissione può essere possibile solo se due dispositivi sono collegati in modo sicuro. Gli standard e i protocolli IoT implicano un linguaggio invisibile che consente agli oggetti fisici di comunicare tra loro.

La scelta della rete dipende da fattori quali il consumo energetico, la velocità di trasferimento dei dati, la portata, la larghezza di banda e l'efficienza complessiva. Alcuni dei protocolli e degli standard wireless IoT più popolari includono Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, LoRaWAN, DDS, MQTT, cellulare, ecc. Questi e altri canali rendono facile e sicuro il trasferimento e lo scambio di dati al livello IoT successivo per l'elaborazione.

Gateway IoT

I dati grezzi in entrata provenienti dai sensori devono passare attraverso i gateway per raggiungere il cloud. I gateway traducono i protocolli di rete garantendo una comunicazione senza interruzioni di tutti i dispositivi all'interno della rete. In sostanza questo rende i gateway un punto di comunicazione cruciale ed è responsabile della facile gestione del traffico dati.

Inoltre, i gateway offrono sicurezza proteggendo il sistema da accessi non autorizzati e attacchi dannosi. Può anche essere considerato un livello di sicurezza in quanto i dati che lo attraversano sono protetti dalle più recenti pratiche di crittografia.

I gateway possono anche preelaborare i dati dai sensori prima di inviarli al cloud. In altre parole, riducono al minimo i grandi volumi di dati "rilevati" nella fase precedente. Non tutti, ma alcuni gateway IoT intelligenti hanno anche la capacità di analizzare e calcolare la media dei dati per trasferire solo i dati rilevanti nel cloud.

3. Cloud IoT

Una volta che i dati sono stati raccolti e sono passati al cloud, devono essere elaborati. Il cloud è il luogo in cui si svolgono le "roba intelligenti"! Questa struttura ad alte prestazioni lega insieme principalmente i componenti all'ecosistema IoT. Gestisce i dati, li archivia e prende decisioni per concludere o interrompere un affare. Tutto ciò viene eseguito per enormi quantità di dati in poco meno di millisecondi: il tempo è fondamentale per l'IoT, poiché soprattutto in questioni critiche come salute e sicurezza, la latenza non può essere compromessa.

Sebbene lo scopo principale delle soluzioni IoT sia fornire e agire in base alle informazioni in tempo reale, è necessario che ci sia un componente in grado di gestire enormi quantità di dati per soddisfare la natura sensibile al tempo del modello IoT. È qui che entrano in gioco i sistemi cloud. Costituiscono il cervello dell'ecosistema IoT in quanto sono in genere responsabili dell'elaborazione, del comando o della presa in considerazione dell'analisi per i dati raccolti. Dispositivi, protocolli, gateway e storage sono combinati per un'efficiente analisi dei dati in tempo reale.

Con la loro immensa potenza di calcolo, capacità di archiviazione, opzioni di rete, analisi e altri componenti di servizio, i cloud rendono le informazioni effettivamente disponibili per i consumatori.

Sebbene il cloud non sia necessario per l'IoT, poiché anche l'elaborazione locale con Edge o Fog computing è un'opzione, è preferibile che il cloud sia una struttura ad alte prestazioni che offre un'enorme scalabilità e costi operativi ridotti. L'edge computing, d'altra parte, è preferito quando sono richieste grandi quantità di elaborazione e archiviazione dei dati in locale.

4. Analisi IoT e gestione dei dati

I dati possono essere una piccola parola, ma hanno un potere immenso che può avere un enorme effetto su qualsiasi azienda. IoT Analytics viene utilizzato per dare un senso alla grande quantità di dati analogici. Questo, ad esempio, può includere la determinazione di indicatori chiave di prestazione in una determinata applicazione in cui si può essere interessati a visualizzare errori o irregolarità in tempo reale.

Una volta identificato, sarebbe necessaria un'azione immediata per prevenire scenari indesiderati. In altre parole, l'analisi implica la conversione di dati grezzi in informazioni utili che in seguito vengono interpretate o analizzate per guidare il processo decisionale.

L'analisi intelligente è utile in più scenari. Il ruolo fondamentale è analizzare una situazione e formulare una decisione basata su questa. Questo può essere di base, come analizzare se la temperatura di una stanza scende in un intervallo accettabile, o complesso se, ad esempio, un'auto sta per schiantarsi. L'analisi dei dati aiuta a determinare informazioni importanti per il business. I modelli di deep learning possono essere utilizzati per l'analisi predittiva. Dai dati è possibile ricavare vari apprendimenti per prevedere le tendenze, pianificare in anticipo e prendere decisioni aziendali utili.

L'analisi richiede potenza di archiviazione e calcolo intelligente per poter dare un senso a qualsiasi dato. Attività come questa possono essere ospitate nel cloud, a seconda dell'architettura IoT.

5. Dispositivi dell'utente finale e interfaccia utente

L'interfaccia utente è il componente visibile, facilmente accessibile e sotto il controllo dell'utente IoT. Qui è dove un utente può controllare il sistema e impostare le proprie preferenze. Più è user-friendly questo componente dell'ecosistema IoT, più facile è l'interazione dell'utente.

Un utente può interagire con il sistema tramite il dispositivo stesso, oppure questa interazione può essere condotta in remoto tramite smartphone, tablet e laptop. I sistemi domestici intelligenti come Amazon Alexa o Google Home ecc. consentono anche agli utenti di comunicare con le loro "cose".

Il design è una considerazione importante nel mondo frenetico di oggi e un dispositivo IoT può distinguersi da un concorrente sulla base di un design solido. Interfacce touch, uso di colori, font, voce e altro sono alcuni dei fattori che entrano in gioco qui. Sebbene sia necessario un design accattivante, l'interfaccia dovrebbe essere sufficientemente intuitiva da evitare qualsiasi difficoltà per l'utente.

Conclusione

È emozionante assistere alla crescita dell'IoT. Questo campo tutt'altro che noioso si sta sviluppando ulteriormente nel tempo e viene introdotto in vari settori verticali distribuiti su casi d'uso di base e critici.

Sebbene l'IoT sia notevolmente avanzato nel corso degli anni, la definizione dell'ecosistema IoT è un campo di studio in evoluzione. I componenti del sistema rimangono gli stessi, ma i meccanismi differiscono a seconda dei casi d'uso, del settore e del budget. L'ecosistema IoT connette fornitori e aziende e inoltre semplifica la pianificazione delle soluzioni per un sistema IoT efficiente, affidabile e sicuro.

Usa queste informazioni e il software di sicurezza IoT per garantire che il tuo ecosistema IoT mantenga affidabilità e sicurezza eccellenti.