5 componente ale unui ecosistem IoT

Astăzi, Internetul lucrurilor (IoT) nu mai este o tendință emergentă, ci mai degrabă bine stabilită și continuă să crească.

IoT face acum parte din fiecare verticală și fiecare nișă, cu 21,5 miliarde de dispozitive estimate a fi conectate până în 2025. A marcat în mod clar o schimbare de paradigmă în domeniul IT. De la echipamente industriale de ultimă generație la jucării pentru copii, miliarde de dispozitive sunt acum conectate la internet și partajează date pentru a le ghida acțiunile.

Făcând parte din lumea dominată de internet, cerințele consumatorilor se îndreaptă, de asemenea, către produse inteligente. Uitați-vă la ceasuri inteligente, aspiratoare robot, gulere pentru animale de companie, trackere inteligente și așa mai departe. Cu toții ne așteptăm ca dispozitivele și „lucrurile” noastre să se poată conecta la rețea pentru a funcționa inteligent și a fi accesibile de la distanță. Acest lucru sporește foarte mult eficiența produselor noastre.

Internetul lucrurilor operează în jurul unei rețele vaste. Sunt implicate diferite componente care lucrează împreună pentru a forma un sistem coeziv. Pe baza datelor colectate de la produsele conectate, acțiunile autonome sunt efectuate de dispozitive. Mai multe entități implicate în acest întreg proces împreună pentru a forma ecosistemul complex IoT.

Înțelegerea a ceea ce este un ecosistem IoT, împreună cu diferitele sale componente, ajută la înțelegerea modului în care funcționează Internetul lucrurilor.

Ce este un ecosistem al internetului obiectelor?

Există două componente majore ale Internetului lucrurilor. Primul este un obiect sau un „lucru” pe care intenționați să îl faceți inteligent, oferind conectivitate. Celălalt este sistemul încorporat care asigură această conectivitate. Deși acest lucru poate suna simplu, ultima parte implică de fapt un sistem complex care poate consta din mai mulți senzori, actuatori, protocoale, nivel de gestionare a datelor și multe altele. Interconectivitatea tuturor acestora este responsabilă pentru a face obiectele programabile, inteligente și capabile să interacționeze între ele, precum și cu oamenii.

Să luăm exemplul unei sonerii conectate. Pentru a putea detecta că cineva este la ușă, chiar dacă nu se sună soneria și pentru a afișa aceste date sub formă de video sau voce unui utilizator, implică mai multe componente. Detectarea trebuie să aibă loc și informațiile trebuie trimise, descifrate și comunicate utilizatorului final. Mai mult, deschiderea lacătului de la distanță implică și implicarea în continuare a ecosistemului IoT.

Ecosistemul IoT se extinde rapid și acest lucru îl face dificil de definit. Fiecare componentă care este implicată în conectarea companiilor și utilizatorilor la dispozitivele lor face parte din acest ecosistem. Acestea pot fi componente vizibile, cum ar fi interfața cu utilizatorul sau hardware-ul, sau, de asemenea, componentele software și de procesare, cum ar fi rețeaua și stocarea.

Componentele unui ecosistem IoT

Iată principalele componente pe baza cărora funcționează un ecosistem al internetului obiectelor.

1. Sentirea și încorporarea componentelor

Acesta este primul nivel al unui ecosistem IoT și formează coloana vertebrală a întregii rețele Internet of Things. Datele sunt indispensabile pentru IoT, iar senzorii sunt un factor important pentru a asigura acuratețea și credibilitatea datelor. Acest strat esențial este format din micro-aparate fizice, încorporate într-un dispozitiv IoT, care sunt responsabile pentru colectarea datelor sau controlul unui mecanism.

Senzori

Senzorii funcționează pentru a colecta date minuscule din mediul înconjurător. Aceștia sunt uneori cunoscuți și ca „detectori”, deoarece funcția principală a senzorilor este de a detecta chiar și cele mai mici modificări ale mediului înconjurător. Acest lucru permite unui dispozitiv IoT să capteze date relevante pentru procesare în timp real sau post-procesare.

În funcție de tipul de senzor, această mică piesă hardware poate măsura absolut orice. Acesta poate fi fum, mișcare sau chiar tensiune arterială. În timp ce senzorii avansați pot măsura o serie de complexități, unele dispozitive IoT au mai mulți senzori combinați pentru a putea colecta o serie de date sau pentru a îndeplini mai multe funcții. Smartphone-urile noastre, de exemplu, au GPS, amprentă, cameră, înclinare, mișcare și mulți alți senzori, toate împachetate într-unul singur.

AC sau termostatele inteligente sunt capabile să sesizeze temperatura camerei și nivelurile de umiditate în același timp. În funcție de dispozitiv și de caz de utilizare, diferite aplicații necesită diferite tipuri de senzori.

Senzorii sunt esențiali pentru a realiza automatizarea pe baza anumitor declanșatori. Luând în considerare exemplul AC-urilor inteligente, o persoană care utilizează o funcție de mod automatizat poate seta preferințele pentru temperatura camerei între 73 și 77 de grade Fahrenheit. De îndată ce este detectată o temperatură a camerei mai mare de 77 de grade, dispozitivul va transmite o comandă unității de aer condiționat pentru a funcționa la setările specificate. De îndată ce o cameră este mai rece de 73 de grade, schimbarea temperaturii va fi detectată și un semnal va fi transmis la AC pentru a se opri.

În imaginea de mai jos, un controler inteligent de curent alternativ compatibil IoT este folosit pentru a face un aparat de aer condiționat convențional inteligent. Este alcătuit dintr-un senzor care detectează condițiile de temperatură a camerei împreună cu un transmițător pentru a trimite semnale și a primi un răspuns. Întregul ecosistem IOT este în joc pentru a ghida acțiunile automate.

Datorită progreselor tehnologice, senzorii de astăzi sunt minuscoli, inteligenți și ieftini! Alegerea senzorilor depinde de scopul pe care doriți să-l atingeți. Poate doriți ca senzorul să poată detecta mișcarea, temperatura, presiunea, fumul sau orice alt astfel de declanșator. Alegerea senzorilor depinde și de acuratețea acestora, de fiabilitatea rezultatelor, de intervalul la care ar trebui să lucreze, de rezoluție și de nivelul de inteligență, ceea ce înseamnă, cu alte cuvinte, capacitatea lor de a face față zgomotului și interferențelor.

Actuatoare

Actuatoarele funcționează în sens opus față de cea a senzorilor. În timp ce senzorii, sens; actionatorii actioneaza. Ei primesc un semnal sau o comandă și pe baza lui provoacă o acțiune. Ele sunt la fel de esențiale ca senzorii, deoarece odată ce senzorii au detectat o schimbare în mediu, este necesar un actuator pentru a face ceva să se întâmple pe baza declanșatorului.

De exemplu, actuatoarele pot controla încălzirea și răcirea într-un aparat de aer condiționat inteligent sau supapa într-un robinet inteligent. De îndată ce senzorii detectează că o persoană a ieșit dintr-o zonă, actuatorul va fi declanșat pentru a opri fluxul de aer condiționat sau debitul de apă în cazul unui robinet.

Există mai multe tipuri de actuatoare, în funcție de verticală și de utilizare. Acestea pot fi obligate să pornească sau să oprească ceva, dar pot, de asemenea, controla supapele și pot efectua acțiuni precum rotirea sau prinderea, care au o mare valoare benefică în aplicațiile industriale.

2. Conectivitate

IoT este o rețea care implică dispozitive, senzori, cloud și actuatoare și toate acestea trebuie să se interconecteze unele cu altele pentru a putea descifra datele și, în consecință, să efectueze o acțiune. Conectivitatea formează a doua piesă a puzzle-ului în lumea complexă a ecosistemului IoT.

Protocoale

Odată ce datele au fost colectate de către senzori, este nevoie de un mediu pentru transport. Cu alte cuvinte, este necesar un canal de comunicare între senzori și cloud. Protocoalele IoT sunt responsabile pentru transferul de date în lumea online și această transmisie poate fi posibilă numai dacă două dispozitive sunt conectate în siguranță. Standardele și protocoalele IoT implică un limbaj invizibil care permite obiectelor fizice să comunice între ele.

Alegerea rețelei depinde de factori precum consumul de energie, viteza de transfer de date, raza de acțiune, lățimea de bandă și eficiența generală. Unele dintre cele mai populare protocoale și standarde wireless IoT includ Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, LoRaWAN, DDS, MQTT, celulare etc. Acestea și alte canale facilitează și securizează transferul și schimbul de date către următorul strat IoT. pentru procesare.

Gateway-uri IoT

Datele brute primite de la senzori trebuie să treacă prin gateway-uri pentru a ajunge în cloud. Gateway-urile traduc protocoalele de rețea asigurând o comunicare fără întreruperi a tuturor dispozitivelor din rețea. În esență, acest lucru face din gateway-uri un punct de comunicare crucial și este responsabil pentru gestionarea ușoară a traficului de date.

Mai mult, gateway-urile oferă securitate prin protejarea sistemului împotriva accesului neautorizat și a atacurilor rău intenționate. De asemenea, poate fi considerat un strat de securitate deoarece datele care circulă prin el sunt protejate de cele mai recente practici de criptare.

Gateway-urile pot, de asemenea, preprocesa datele de la senzori înainte de a le trimite în cloud. Cu alte cuvinte, ele minimizează volumele mari de date „sesizate” în etapa anterioară. Nu toate, dar unele gateway-uri inteligente IoT au capacitatea de a analiza și media datele pentru a transfera doar datele relevante în cloud.

3. cloud IoT

Odată ce datele au fost colectate și au călătorit în cloud, acestea trebuie procesate. Norul este locul în care au loc „lucrurile inteligente”! Această facilitate de înaltă performanță leagă în principal componentele de ecosistemul IoT împreună. Se ocupă de datele, le stochează și ia decizii pentru a încheia sau a rupe o înțelegere. Toate acestea sunt realizate pentru cantități colosale de date în puțin mai puțin de milisecunde – timpul este critic pentru IoT, deoarece în special în preocupări critice, cum ar fi sănătatea și siguranța, latența nu poate fi compromisă.

Deși scopul principal al soluțiilor IoT este de a furniza și acționa asupra informațiilor în timp real, trebuie să existe o componentă care să poată gestiona cantități enorme de date pentru a răspunde naturii sensibile la timp a modelului IoT. Aici intervin sistemele cloud. Ei formează creierul ecosistemului IoT, deoarece sunt de obicei responsabili pentru procesarea, comandarea sau luarea în considerare a analizelor pentru datele colectate. Dispozitivele, protocoalele, gateway-ul și stocarea sunt combinate pentru o analiză eficientă a datelor în timp real.

Cu puterea lor imensă de calcul, capabilități de stocare, opțiuni de rețea, analize și alte componente de servicii, cloud-urile fac informațiile disponibile în mod eficient pentru consumatori.

Deși cloud-ul nu este necesar pentru IoT, deoarece procesarea locală cu Edge sau Fog computing este și o opțiune, cloud-ul poate fi preferat fiind o facilitate de înaltă performanță, care oferă scalabilitate masivă și costuri operaționale reduse. Pe de altă parte, computerul de vârf este preferat atunci când sunt necesare cantități mari de procesare și stocare a datelor la nivel local.

4. Analiza IoT și managementul datelor

Datele pot fi un cuvânt mic, dar dețin o putere imensă care poate avea un efect uriaș asupra oricărei afaceri. IoT Analytics este folosit pentru a înțelege cantitățile mari de date analogice. Aceasta, de exemplu, poate include determinarea indicatorilor cheie de performanță într-o anumită aplicație în care cineva poate fi interesat să vizualizeze erori sau nereguli în timp real.

Odată identificat, ar fi necesară o acțiune imediată pentru a preveni orice scenarii nedorite. Cu alte cuvinte, analiza implică conversia datelor brute în informații utile care ulterior sunt interpretate sau analizate pentru a determina luarea deciziilor.

Analiza inteligentă este utilă în mai multe scenarii. Rolul de bază este de a analiza o situație și de a formula o decizie pe baza acesteia. Acest lucru poate fi de bază, cum ar fi analiza dacă temperatura unei camere scade într-un interval acceptabil, sau complex dacă, de exemplu, o mașină este pe cale să se prăbușească. Analiza datelor ajută la determinarea unor perspective vitale de afaceri. Modelele de învățare profundă pot fi utilizate pentru analiza predictivă. Din date pot fi derivate diverse învățăminte pentru a prezice tendințele, a planifica din timp și a lua decizii de afaceri utile.

Analytics necesită putere de stocare și calcul inteligent pentru a putea da sens oricărei date. Sarcini ca aceasta pot fi găzduite pe cloud, în funcție de arhitectura IoT.

5. Dispozitivele utilizatorului final și interfața cu utilizatorul

Interfața cu utilizatorul este componenta vizibilă care este ușor accesibilă și care deține controlul utilizatorului IoT. Aici un utilizator poate controla sistemul și își poate stabili preferințele. Cu cât această componentă a ecosistemului IoT este mai ușor de utilizat, cu atât interacțiunea utilizatorului este mai ușoară.

Un utilizator poate interacționa cu sistemul prin intermediul dispozitivului în sine, sau această interacțiune poate fi efectuată de la distanță prin smartphone-uri, tablete și laptop-uri. Sistemele smart home, cum ar fi Amazon Alexa sau Google Home etc., permit utilizatorilor să comunice cu „lucrurile” lor.

Designul este o considerație majoră în lumea în ritm rapid de astăzi și un dispozitiv IoT se poate deosebi de un concurent pe baza unui design puternic. Interfețele tactile, utilizarea culorilor, fontului, vocea și multe altele sunt câțiva dintre factorii care intervin aici. Deși este necesar un design atractiv, interfața ar trebui să fie suficient de ușor de utilizat pentru a evita orice dificultăți pentru utilizator.

Concluzie

Este interesant să urmărim creșterea IoT. Acest domeniu departe de a fi plictisitor se dezvoltă continuu în timp și este introdus în diferite verticale, răspândite în cazuri de utilizare de bază și critice.

În timp ce IoT a avansat foarte mult de-a lungul anilor, definiția ecosistemului IoT este un domeniu de studiu în evoluție. Componentele sistemului rămân aceleași, dar mecanismele diferă în funcție de cazuri de utilizare, industrie și buget. Ecosistemul IoT conectează furnizorii și companiile și, în plus, simplifică planificarea soluțiilor pentru un sistem IoT eficient, fiabil și sigur.

Utilizați aceste informații și software-ul de securitate IoT pentru a vă asigura că ecosistemul dvs. IoT menține o fiabilitate și siguranță excelente.