IoT-protokollat ​​ja niiden arkkitehtuuri

IoT-protokollat ​​ja niiden arkkitehtuuri

Nyt kaikkialla kuulemme sanan esineiden internet. Itse asiassa, mitä se on, miten se toimii ja miten se yksinkertaistaa jokapäiväistä elämäämme, keskustelemme tässä artikkelissa. Aloitetaan IoT: n määritelmästä. Useita elektronisia laitteita, jotka on varustettu yksilöllisellä IP-osoitteella ja kommunikoitu Internetin kautta, kutsutaan Esineiden internet (IoT) . IoT voidaan määritellä monin tavoin, mutta lopuksi tällä tekniikalla voimme hallita elektronisten laitteiden määrää yhdellä laitteella Internetin avulla. Tässä IoT-tekniikan elektronisissa laitteissa tulisi olla anturit ja sen tulisi tunnistaa signaali sähköisesti ja toimia sen mukaan. Ja havaitut tiedot siirretään toiseen laitteeseen Internetin kautta. IoT tekee elämästämme niin yksinkertaisen ja tarkan. Tällä hetkellä tällä tekniikalla on valtavat työllistymismahdollisuudet, ja kehitystä on edelleen käynnissä. Esimerkkejä IoT-laitteista, kuten älykello, älykkäät kaiuttimet, älytelevisiot, Amazon Alexa ja Google Home -laitteet, ovat Internet-yhteydessä olevia laitteita. Tässä artikkelissa käsitellään mikä on esineiden internet , IoT-protokollat ​​ja -arkkitehtuurit.



Mitä IoT-protokollat ​​ovat?

Nyt tulee mielenkiintoinen kysymys, kuinka nämä laitteet voivat olla yhteydessä toisiinsa IoT: ssä? ja miten esineiden internet toimii? No, kuinka me ihmiset voimme kommunikoida keskenään, samalla tavalla kuin nämä laitteet, tämä voi kommunikoida muiden laitteiden kanssa protokollien kautta, jotka tunnetaan IoT-protokollina. Protokolla määritellään joukoksi sääntöjä ja sääntelyohjeita, joiden avulla voidaan reagoida toisen laitteen komentoihin. Nämä protokollat ​​ovat erittäin tärkeitä ollessaan viestintälaitteissa. yleiskäyttöiset protokollat kuten CDMA, WAP jne. eivät sovellu tähän spesifikaatioon IoT-tekniikka . Tämä tekniikka tarvitsee tehokkaampia protokollia.


Joitakin erityisiä IoT-protokollaluetteloita

  • MQTT - Message Queue Telemetry Transport Protocol
  • DDS - tiedonjakopalvelu
  • AMQP - Advanced Message Queuing Protocol
  • CoAP - rajoitettu sovellusprotokolla

Keskustellaan nyt yksityiskohtaisesti IoT-protokollan yleiskatsaus





1). Message Queue Telemetry Transport Protocol

Laitteiden välinen viestintä voi olla tämän MQTT: n kanssa. Sen on kehittänyt IBM. Viestijonon telemetrian siirtoprotokolla on viestiprotokolla. Tämä protokolla kerää tiedot laitteista ja välittää edelleen verkkoon. Joten laitteiden ja verkon välinen yhteys voidaan tehdä tällä protokollalla. Se on yksinkertainen protokolla, joka lähettää tiedot antureista laitteisiin ja sitten kohti verkko . Tämä on TCP / IP-protokollan vertailumallin ylin protokolla. Kolme elementtiä MQTT-protokolla IoT: ssä . He ovat tilaaja, kustantaja ja jälleenmyyjä / välittäjä. Tiedot voidaan vaihtaa tilaajan ja julkaisijan välillä. Jälleenmyyjä / välittäjä mahdollistaa turvayhteyden tilaajan ja kustantajan välillä. MQTT kulkee TCP / IP-mallin yli. Tämän vuoksi MQTT-protokollaa ei voida käyttää kaikentyyppisiin IoT-sovelluksiin.

mqtt-protokolla

mqtt-protokolla



2). Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) -protokolla

Tämä edistynyt viestijono on sopiva protokolla viestipainotteisiin väliohjelmistoympäristöihin. Tämän on kehittänyt John Hara JP Morgan Chasesta, Lontoosta. Tämä IoT-yhteyskäytäntö AMQP: llä voidaan tehdä hyödyllisiä tietoja luotettavan viestin vaihdossa.

Kustantaja voi kommunikoida tilaajan kanssa AMQP-operaattorin kautta. Kustantajan viestit voidaan tallentaa AMQP: n kantoaallolle, ja viestijonon ja järjestyksen mukaan ne välitetään asianomaiselle tilaajalle asianmukaisella turvajärjestelmällä. AMQP: llä on seuraavat kolme ominaisuutta, jotka tekevät siitä luotettavamman ja turvallisemman. Tällä protokollalla on alla oleva käsittelyketju.


amqp-protokolla

amqp-protokolla

Vaihto: Vastaanottaa julkaisijoiden viestit ja priorisointien perusteella ne välitetään viestijonoihin.

Viestin jono: Tallentaa viestit, kunnes ne on käsitelty oikein asiakasohjelmistolla.

Sitova: Yhteys keskuksen ja viestijonon välillä ilmoitetaan tällä sitovalla komponentilla.

3). Tiedonjakopalvelu (DDS)

Tämä protokolla on IoT-standardi, jonka on kehittänyt Object Management Group (OMG). Tätä DDS: ää voidaan käyttää pienissä laitteissa, jotka vievät vähemmän aluetta, sekä pilvessä. Tämä on väliohjelmistoprotokolla (sijaitsee välillä käyttöjärjestelmä ja sovellus) ja API (Application Programming Interface), joka mahdollistaa datayhteyden laitteiden välillä. Tämä arkkitehtuuri soveltuu parhaiten IoT-sovelluksiin. Tämä protokollaohjelmisto on paras tiedonvaihtoon ja tietojen nopeaan integrointiin IoT-järjestelmissä. Tämä tukee suurinta ohjelmistoa ohjelmointikielet . Skaalautuva, reaaliaikainen ja luotettava viestintä voi olla mahdollista näiden tietojen avulla Jakelu Palvelu (DDS).

dds-protokolla

dds-protokolla

Tässä DDS-standardissa on kaksi kerrosta. He ovat:

  • Tietokeskeinen julkaisu-tilaus (DCPS)
  • Data Local Reconstruction Layer (DLRL)

DCPS-kerros toimittaa tiedot kaikille tilaajille, kun taas DLRL tarjoaa rajapinnan DCPS: n toiminnoille.

4). Rajoitettu sovellusprotokolla (CoAP)

Tämä protokolla on Internet-apuohjelma muutamille (rajoitetuille) IoT-gadgeteille. Se on hyödyllinen useimmissa IoT-sovelluksissa. Aluksi CoAP: ää käytetään koneessa koneviestintään. CoAP on HTTP: n vaihtoehtoinen protokolla. Tällä protokollalla on tehokas XML-tiedonsiirtotietotekniikka. Se on erilainen tekniikka, jolla binaaritiedostomuoto on edullisempi tilan suhteen. Tämä voi olla parempi kuin pelkkää tekstiä sisältävä HTML / XML-tiedosto. CoAP: lla on neljä erityyppistä viestiä. Ne ovat: ei vahvistettavissa, vahvistettavissa, kuittaus ja kuittaus. Luotettavaan ja turvalliseen lähetykseen UDP: n kautta käytetään vahvistettavia viestejä ja vastaukset voivat olla kuittauksen muodossa. CoAP on erittäin kevyt protokolla, ja se käyttää DTLS: ää (Datagram Transport Layer Security) lisäsuojauksen ja luotettavan viestinnän tarjoamiseksi.

Nämä ovat esineiden internet- tai IoT-protokollien tärkeitä protokollia.

IoT-protokollaarkkitehtuuri

Mielenkiintoisin asia on, että esineiden internetillä ei ole erityistä arkkitehtuuria. Tutkijat ehdottivat erilaisia ​​esineiden internet -arkkitehtuureja. Mutta siinä useimmissa ehdotetuissa arkkitehtuureissa kolmikerroksiset arkkitehtuurit ja viisikerroksinen arkkitehtuuri.

Kolmikerroksinen IoT-arkkitehtuuri

Tämä arkkitehtuuri käyttöön IoT-tekniikan tutkimuksen alkuaikoina. Kolmikerroksiset ovat IoT-arkkitehtuuria varten

3-kerroksinen iot-arkkitehtuuri

3-kerroksinen iot-arkkitehtuuri

Sovelluskerros: Tämän kerroksen on toimitettava tietty sovellus loppukäyttäjälle. Erityiset sovellukset voidaan tehdä tällä sovelluskerroksella. Esimerkki tästä kerroksesta, kuten älykello, älypuhelin, älytelevisio jne., Jota käytetään tiettyyn sovellukseen.

Verkkokerros: Verkkokerroksella on tärkeä rooli IoT-arkkitehtuurissa. Se muodostaa yhteyden muihin älykkäisiin elektronisiin laitteisiin (älykellot, palvelimet jne.). Verkkokerros on tarkoitettu anturitietojen lähettämiseen ja käsittelyyn.

Havaintokerros: Se on fyysinen kerros ja se kerää ympäristötietoja tunnistamalla alueen antureiden avulla.

Viisikerroksinen IoT-arkkitehtuuri

Toisen arkkitehtuurin, joka on viisikerroksinen esineiden internet -arkkitehtuuri, esittävät tutkijat, jotka työskentelivät esineiden internetin parissa. Tässä viisikerroksisessa IoT-arkkitehtuurissa kolmella kerroksella, jotka ovat sovellus-, verkko- ja havaintokerroksia, on sama arkkitehtuuri kuin kolmikerroksisella IoT-arkkitehtuurilla. Lisäksi liiketoimintataso, kuljetustaso ja käsittelykerros ovat uudet.

5-kerroksinen iot-arkkitehtuuri

5-kerroksinen iot-arkkitehtuuri

Kuljetuskerros: Tämä kerros välittää datan prosessointikerrokselta havaintokerrokseen ja päinvastoin langattomien verkkojen, kuten LAN, 3G ja Bluetooth , jne.

Käsiteltävä kerros: Se on IoT-arkkitehtuurin keskellä. Sillä on tärkeä rooli tässä viisikerroksisessa IoT-arkkitehtuurissa. Tämä kerros tallentaa datan ja käsittelee siirtokerroksesta tulevan datan. Tämä prosessointikerros pystyy toteuttamaan uusimmat tekniikat, kuten big data, DBMS ja cloud computing, jne.

Liikekerros: Tämä kerros on IoT-arkkitehtuurin pää. Se hallinnoi koko IoT-järjestelmää, jopa sovelluksia, käyttäjän yksityisyyttä, voittomalleja jne.

Älykoti koostuu kaikista laitteista, jotka on kytketty verkkoon ja kommunikoitu Internetin kanssa. Tämän viisikerroksisen kaltaisen älykkään järjestelmän kehittäminen IoT-protokollapino on paras.

Tällä konseptilla on enemmän painoarvoa tutkimusalueella. Ja siellä on valtavia muutoksia IoT-tekniikka päivästä päivään. Voimme tehdä enemmän tutkimusta näistä IoT-protokollista ja -arkkitehtuureista. Tässä olemme keskustelleet vain joistakin tärkeistä IoT-protokollista. Ja muutamat säännölliset protokollat, kuten Bluetooth, WiFi, ZigBee , NFC, Cellular, pitkän kantaman WAN ja RFID ei käsitellä tässä. Voit saada lisää tietoa spitaaliportaaliltamme.