Protokoły IoT i ich architektura

Teraz wszędzie słyszymy słowo IoT. Właściwie, co to jest, jak działa i jak upraszcza nasze codzienne życie, omówimy w tym artykule. Zacznijmy od definicji IoT. Wiele urządzeń elektronicznych wyposażonych w unikalny adres IP i komunikujących się z Internetem nazywa się Internet rzeczy (IoT) . Na wiele sposobów możemy zdefiniować IoT, ale ostatecznie w tej technologii możemy kontrolować liczbę urządzeń elektronicznych za pośrednictwem jednego urządzenia za pomocą Internetu. Tutaj urządzenia elektroniczne w technologii IoT powinny mieć czujniki i powinny wykrywać sygnał elektrycznie i działać zgodnie z nim. Wykryte dane przesyłane są do innego urządzenia przez Internet. IoT sprawi, że nasze życie będzie tak proste i dokładne. Obecnie ta technologia daje ogromne możliwości zatrudnienia i nadal istnieje wiele zmian. Przykłady urządzeń IoT, takich jak smartwatch, inteligentne głośniki, smart TV, Amazon Alexa, urządzenia Google Home to urządzenia połączone z internetem, które są objęte przykładami IoT. W tym artykule omówiono czym jest IoT , Protokoły IoT i architektury.

Co to są protokoły IoT?

Teraz pojawia się interesujące pytanie, w jaki sposób te urządzenia mogą komunikować się ze sobą w IoT? i jak działa IoT? Cóż, w jaki sposób my, ludzie, możemy komunikować się ze sobą, tak samo jak te urządzenia, może to komunikować się z innymi urządzeniami za pośrednictwem protokołów znanych jako protokoły IoT. Protokół definiuje się jako zbiór reguł i wytycznych regulacyjnych określających sposób reagowania na polecenia z innego urządzenia. Te protokoły są bardzo ważne w urządzeniach komunikacyjnych. Plik protokoły ogólnego przeznaczenia takie jak CDMA, WAP itp. nie są odpowiednie dla tego konkretnego Technologia IoT . Ta technologia wymaga bardziej wydajnych protokołów.

Niektóre z listy określonych protokołów IoT

• MQTT - Message Queue Telemetry Transport Protocol
• DDS - usługa dystrybucji danych
• AMQP - Advanced Message Queuing Protocol
• CoAP - ograniczony protokół aplikacji

Omówmy teraz szczegółowo Omówienie protokołu IoT

1). Protokół transportu telemetrii kolejki wiadomości

Komunikacja maszyna-maszyna może odbywać się za pomocą tego MQTT. Został opracowany przez IBM. Protokół transportowy telemetrii kolejki komunikatów jest protokołem przesyłania komunikatów. Protokół ten zbiera dane z urządzeń i przekazuje je do sieci. Tak więc połączenie między urządzeniami a siecią można wykonać za pomocą tego protokołu. To prosty protokół, który przesyła dane z czujników do urządzeń, a następnie w ich kierunku sieć . Jest to najwyższy protokół w modelu referencyjnym protokołu TCP / IP. Trzy elementy w Protokół MQTT w IoT . Są subskrybentem, wydawcą i sprzedawcą / brokerem. Dane mogą być wymieniane między subskrybentem a wydawcą. Sprzedawca / pośrednik umożliwia bezpieczne połączenie między subskrybentem a wydawcą. MQTT działa w modelu TCP / IP. Z tego powodu protokół MQTT nie może być używany we wszystkich typach aplikacji IoT.

protokół mqtt

2). Advanced Message Queuing Protocol (AMQP)

To zaawansowane kolejkowanie komunikatów jest odpowiednim protokołem dla środowisk oprogramowania pośredniego zorientowanych na komunikaty. Zostało to opracowane przez Johna Hara z JP Morgan Chase w Londynie. To Protokół komunikacyjny IoT przydatne do wymiany niezawodnej wiadomości można wykonać za pomocą tego AMQP.

Wydawca może komunikować się z subskrybentem za pośrednictwem operatora AMQP. Wiadomości od wydawcy mogą być przechowywane na nośniku AMQP i zgodnie z kolejką i kolejnością wiadomości będą przekazywane do odpowiedniego abonenta z odpowiednią linią systemu bezpieczeństwa. AMQP ma następujące trzy funkcje, dzięki którym jest bardziej niezawodny i bezpieczny. Ten protokół ma poniższy łańcuch przetwarzania.

protokół amqp

Wymieniać się: Odbiera wiadomości od wydawców i na podstawie priorytetów są przekazywane do kolejek wiadomości.

Kolejka wiadomości: Przechowuje komunikaty do momentu ich prawidłowego przetworzenia przez oprogramowanie klienckie.

Wiążący: Połączenie między centralą a kolejką komunikatów zostanie określone przez ten składnik powiązania.

3). Usługa dystrybucji danych (DDS)

Ten protokół jest standardem IoT opracowanym przez Object Management Group (OMG). Ten DDS może być używany w małych urządzeniach, które zajmują mniej miejsca, a także w chmurze. To jest protokół oprogramowania pośredniego (znajduje się między system operacyjny i aplikacji) oraz API (Application Programming Interface), które umożliwia łączność danych między urządzeniami. Ta architektura najlepiej nadaje się do aplikacji IoT. To oprogramowanie protokołu jest najlepsze do wymiany informacji i szybkiej integracji danych w systemach IoT. Ten obsługuje główne oprogramowanie języki programowania . Dzięki tym danym możliwa jest skalowalna, niezawodna komunikacja w czasie rzeczywistym Dystrybucja Usługa (DDS).

protokół dds

Ten standard DDS ma dwie warstwy. Oni są:

• Publikowanie i subskrybowanie oparte na danych (DCPS)
• Warstwa lokalnej rekonstrukcji danych (DLRL)

Warstwa DCPS dostarcza informacje do wszystkich abonentów, a DLRL zapewnia interfejs do funkcjonalności DCPS.

4). Ograniczony protokół aplikacji (CoAP)

Ten protokół jest protokołem narzędzia internetowego dla kilku (ograniczonych) gadżetów IoT. Jest to przydatne w większości aplikacji IoT. Początkowo CoAP jest używany w komunikacji między maszynami. CoAP jest alternatywnym protokołem HTTP. Ten protokół ma skuteczną technikę wymiany danych w formacie XML. Jest to inna technika formatu danych binarnych, która jest bardziej preferowana pod względem przestrzeni. To może być lepsze niż zwykły plik tekstowy HTML / XML. CoAP ma cztery różne typy wiadomości. Są to: niepotwierdzalne, potwierdzalne, kasowane i potwierdzające. Do niezawodnej i bezpiecznej transmisji przez UDP używane są komunikaty potwierdzalne, a odpowiedzi mogą być w formie potwierdzenia. CoAP jest bardzo lekkim protokołem i wykorzystuje DTLS (Datagram Transport Layer Security) w celu zapewnienia większego bezpieczeństwa i niezawodnej komunikacji.

Są to ważne protokoły protokołów Internetu rzeczy lub protokołów IoT.

Architektura protokołu IoT

Najciekawsze jest to, że IoT nie ma żadnej określonej architektury. Badacze zaproponowali różne architektury IoT. Ale w tej większości proponowanych architektur architektury trójwarstwowe i architektura pięciowarstwowa.

Trójwarstwowa architektura IoT

To architektura wprowadzone we wczesnych latach badań nad technologią IoT. Trzy warstwy są w architekturze IoT dla

3-warstwowa-architektura-iot

Warstwa aplikacji: Warstwa ta ma na celu dostarczenie konkretnej aplikacji użytkownikowi końcowemu. W tej warstwie aplikacji można wykonywać określone aplikacje. Przykład tej warstwy, takiej jak smartwatch, smartfon, smart TV itp., Która jest używana do określonej aplikacji.

Warstwa sieci: Warstwa sieciowa odgrywa ważną rolę w architekturze IoT. Łączy się z innymi inteligentnymi urządzeniami elektronicznymi (smartwatche, serwery itp.). Warstwa sieciowa służy do przesyłania i przetwarzania danych z czujników.

Warstwa percepcji: Jest to warstwa fizyczna, która gromadzi dane o otoczeniu, wykrywając obszar za pomocą czujników.

Pięciowarstwowa architektura IoT

Inną architekturę, która jest pięciowarstwową architekturą IoT, proponują badacze, którzy pracowali nad IoT. W tej pięciowarstwowej architekturze IoT trzy warstwy, które są warstwami aplikacji, sieci i percepcji, mają taką samą architekturę jak trójwarstwowa architektura IoT. Ponadto warstwa biznesowa, warstwa transportowa i warstwa przetwarzania to warstwy nowe.

5-warstwowa-architektura-iot

Warstwa transportowa: Ta warstwa przekazuje dane z warstwy przetwarzania do warstwy percepcji i odwrotnie przez sieci bezprzewodowe, takie jak LAN, 3G i Bluetooth itp.

Warstwa przetwarzania: Znajduje się w środku architektury IoT. Odgrywa ważną rolę w tej pięciowarstwowej architekturze IoT. Ta warstwa przechowuje dane i przetwarza dane pochodzące z warstwy transportowej. Ta warstwa przetwarzania jest w stanie wdrażać najnowsze technologie, takie jak duże zbiory danych, DBMS i przetwarzanie w chmurze itp.

Warstwa biznesowa: Ta warstwa jest głową architektury IoT. Zarządza całym systemem IoT, a nawet aplikacjami, prywatnością użytkowników, modelami zysku itp.

Inteligentny dom składa się z wszystkich urządzeń połączonych siecią i skomunikowanych z Internetem. Opracowanie inteligentnego systemu, takiego jak ten pięciowarstwowy Stos protokołów IoT jest najlepszy.

Ta koncepcja ma większe znaczenie w obszarze badań. I tam zachodzą ogromne zmiany Technologia IoT dzień do dnia. Możemy przeprowadzić więcej badań nad protokołami i architekturami IoT. Tutaj omówiliśmy tylko niektóre ważne protokoły IoT. Kilka zwykłych protokołów, takich jak Bluetooth, WiFi, ZigBee , NFC, komórkowe, WAN dalekiego zasięgu i RFID nie są tutaj omawiane. Możesz uzyskać więcej danych od osób na naszym portalu trędowatym.