Protocols IoT i la seva arquitectura

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Ara a tot arreu escoltem la paraula IoT. En realitat, què és, com funciona i com simplifica la nostra vida diària, parlarem en aquest article. Comencem per la definició d’IoT. Diversos dispositius electrònics que estan equipats amb una adreça IP única i es comuniquen a través d'Internet s'anomenen Internet de les coses (IoT) . De diverses maneres, podem definir l'IoT, però finalment, en aquesta tecnologia, podem controlar el nombre de dispositius electrònics mitjançant un sol dispositiu amb l'ajut d'Internet. En aquest cas, els dispositius electrònics de la tecnologia IoT haurien de tenir els sensors i haurien de detectar el senyal de forma elèctrica i funcionar segons el mateix. I les dades detectades transferides a l’altre dispositiu a través d’Internet. L’IdO farà que la nostra vida sigui tan senzilla i precisa. Actualment, aquesta tecnologia té enormes oportunitats laborals i encara hi ha molts desenvolupaments. Els exemples de dispositius IoT, com ara rellotges intel·ligents, altaveus intel·ligents, televisors intel·ligents, Amazon Alexa, dispositius Google Home, són dispositius connectats a Internet, que es mostren sota exemples d’IoT. En aquest article es parla què és IoT , Protocols IoT i arquitectures.

Què són els protocols IoT?

Ara apareix la pregunta interessant: com es poden comunicar aquests dispositius entre si a IoT? i Com funciona l'IoT? Doncs bé, com els humans podem comunicar-nos entre nosaltres, igual que aquests dispositius, això es pot comunicar amb altres dispositius mitjançant protocols coneguts com a protocols IoT. El protocol es defineix com un conjunt de regles i pautes de regulació que tenen com reaccionar per obtenir ordres des d’un altre dispositiu. Aquests protocols són molt importants en dispositius de comunicació. El protocols d’ús general com CDMA, WAP, etc. no són adequats per a aquest específic Tecnologia IoT . Aquesta tecnologia necessita uns protocols més potents.




Alguns de la llista de protocols IoT específics

  • MQTT - Protocol de transport de telemetria de la cua de missatges
  • DDS - Servei de distribució de dades
  • AMQP - Protocol de cua de missatges avançat
  • CoAP: protocol d'aplicació restringit

Ara parlem detalladament de Visió general del protocol IoT

1). Protocol de transport de telemetria de la cua de missatges

La comunicació màquina a màquina es pot fer amb aquest MQTT. Va ser desenvolupat per IBM. El protocol de transport de telemetria de la cua de missatges és un protocol de missatgeria. Aquest protocol recopila les dades dels dispositius i els reenvia a la xarxa. Per tant, la connexió entre els dispositius i la xarxa es pot fer mitjançant aquest protocol. És un protocol senzill que envia les dades dels sensors als dispositius i després cap a la xarxa . Aquest és el protocol principal del model de referència del protocol TCP / IP. Els tres elements de Protocol MQTT a IoT . Són subscriptors, editors i distribuïdors / corredors. Les dades es poden intercanviar entre subscriptor i editor. El distribuïdor / corredor permet la connexió de seguretat entre el subscriptor i l'editor. MQTT funciona amb el model TCP / IP. Degut a això, el protocol MQTT no es pot utilitzar per a tot tipus d'aplicacions IoT.



protocol mqtt

protocol mqtt

2). Protocol de cua de missatges avançat (AMQP)

Aquesta cua de missatges avançada és un protocol adequat per als entorns de middleware orientats a missatges. Això va ser desenvolupat per John Hara de JP Morgan Chase, Londres. Això Protocol de comunicació IoT útil per a l'intercanvi de missatges fiables es pot fer amb aquest AMQP.

L'editor pot comunicar-se amb el subscriptor a través del proveïdor AMQP. Els missatges de l’editor es poden emmagatzemar al transportista d’AMQP i, segons la cua i l’ordre de missatges, es reenviaran al subscriptor corresponent amb la línia del sistema de seguretat adequada. AMQP té les següents tres funcions que el fan més fiable i segur. Aquest protocol té la cadena de processament següent.


protocol amqp

protocol amqp

Intercanvi: Rep els missatges dels editors i es basen en les prioritats que es reenvien a les cues de missatges.

Cua de missatges: Emmagatzema els missatges fins que es processin correctament amb el programari del client.

Enquadernació: La connexió entre l'intercanvi i la cua de missatges estarà determinada per aquest component d'enllaç.

3). Servei de distribució de dades (DDS)

Aquest protocol és un estàndard IoT desenvolupat per Object Management Group (OMG). Aquest DDS es pot utilitzar en dispositius petits que ocupen menys àrea i al núvol. Aquest és un protocol de middleware (es troba entre sistema operatiu i aplicació) i API (Application Programming Interface) que permet connectar les dades entre dispositius. Aquesta arquitectura és la més adequada per a aplicacions IoT. Aquest programari de protocol és el millor per a l’intercanvi d’informació i la ràpida integració de dades en sistemes IoT. Aquest admet el programari principal llenguatges de programació . Amb aquestes dades es pot fer una comunicació escalable, en temps real i fiable Distribució Servei (DDS).

protocol dds

protocol dds

Aquest estàndard DDS té dues capes. Ells són:

  • Publicació-subscripció centrada en dades (DCPS)
  • Capa de reconstrucció local de dades (DLRL)

La capa DCPS proporciona la informació a tots els subscriptors, mentre que DLRL proporciona la interfície a les funcionalitats de DCPS.

4). Protocol d'aplicació restringida (CoAP)

Aquest protocol és un protocol d’utilitat d’Internet per als pocs gadgets IoT (restringits). És útil a la majoria d'aplicacions IoT. Inicialment, CoAP s’utilitza a les comunicacions de màquina a màquina. CoAP és el protocol alternatiu per a l'HTTP. Aquest protocol té una tècnica eficaç de format de dades d’intercanvi XML. És una tècnica diferent de format de dades binàries que té més preferència en termes d'espai. Pot ser millor que un fitxer HTML / XML de text pla. CoAP té quatre tipus de missatges diferents. Són: no confirmables, confirmables, restablertes i confirmacions. Per a una transmissió fiable i segura per UDP s’utilitzen missatges confirmables i les respostes poden ser en forma de confirmació. CoAP és un protocol molt lleuger que utilitza DTLS (Datagram Transport Layer Security) per proporcionar més seguretat i comunicacions fiables.

Aquests són els protocols importants dels protocols Internet de les coses o protocols IoT.

Arquitectura del protocol IoT

El punt més interessant aquí és que IoT no té cap arquitectura en particular. Els investigadors van proposar diferents arquitectures IoT. Però en la majoria de les arquitectures proposades, les arquitectures de tres capes i les de cinc capes.

Arquitectura IoT de tres capes

Això arquitectura introduït als primers dies de la investigació de la tecnologia IoT. Les tres capes de l'arquitectura IoT són útils

Arquitectura de 3 capes-iot

Arquitectura de 3 capes-iot

Capa d'aplicació: Aquesta capa proporciona l’aplicació específica a l’usuari final. Les aplicacions específiques es poden fer amb aquesta capa d'aplicacions. Exemple d'aquesta capa com un rellotge intel·ligent, un telèfon intel·ligent, un televisor intel·ligent, etc. que s'utilitza per a una aplicació específica.

Capa de xarxa: La capa de xarxa té un paper important en l'arquitectura IoT. Es connecta als altres dispositius electrònics intel·ligents (rellotges intel·ligents, servidors, etc.). La capa de xarxa serveix per transmetre i processar les dades del sensor.

Capa de percepció: És la capa física i recopila les dades de l’entorn detectant la zona amb ajuda de sensors.

Arquitectura IoT de cinc capes

Una altra arquitectura que consisteix en arquitectura IoT de cinc capes és proposada pels investigadors que van treballar en IoT. En aquesta arquitectura IoT de cinc capes, les tres capes que són les capes d’aplicació, xarxa i percepció tenen la mateixa arquitectura que l’arquitectura IoT de tres capes. A més, la capa Business, la capa Transport i la capa de processament són la nova.

Arquitectura de 5 capes-iot

Arquitectura de 5 capes-iot

Capa de transport: Aquesta capa reenvia les dades de la capa de processament a la capa de percepció i viceversa a través de xarxes sense fils com LAN, 3G i Bluetooth , Etc.

Capa de processament: Es troba enmig de l’arquitectura IoT. Té un paper important en aquesta arquitectura IoT de cinc capes. Aquesta capa emmagatzema les dades i processa les dades que provenen de la capa de transport. Aquesta capa de processament és capaç d’implementar les últimes tecnologies com el big data, el SGBD i el cloud computing, etc.

Capa empresarial: Aquesta capa és el cap de l'arquitectura IoT. Gestiona el sistema IoT complet, fins i tot aplicacions, privadesa de l’usuari, models de benefici, etc.

La casa intel·ligent consta de tots els dispositius connectats a una xarxa i comunicats amb Internet. Desenvolupar un sistema intel·ligent com aquest de cinc capes Pila de protocols IoT és el millor.

Aquest concepte té més pes a l’àrea de recerca. I hi ha canvis enormes a dins Tecnologia IoT dia d'avui. Podem investigar més sobre aquests protocols i arquitectures IoT. Aquí hem comentat alguns dels protocols IoT importants. I els pocs protocols habituals com Bluetooth, WiFi, ZigBee , NFC, Mòbil, WAN de llarg abast i RFID no es discuteixen aquí. Podeu obtenir més dades dels del nostre portal de lepres.