เมนู
ฟรี
การลงทะเบียน
บ้าน  /  บริการออนไลน์/ คำว่า iot internet of things หมายถึงอะไร. #3) การทดสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์ ข้อมูล Internet of Things ถูกส่งอย่างไร

คำว่า iot internet of things หมายถึงอะไร #3) การทดสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์ ข้อมูล Internet of Things ถูกส่งอย่างไร

สวัสดีตอนบ่าย habravchane ที่รัก! วันนี้เราอยากจะกล่าวถึงรายละเอียดของเทคโนโลยีเครือข่ายต่างๆ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ

Internet of Things (IoT, Internet of Things) กำลังกลายเป็นการก้าวกระโดดครั้งถัดไปในการพัฒนา เทียบได้กับการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำหรืออุตสาหกรรมไฟฟ้า วันนี้ การเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลกำลังเปลี่ยนแปลงภาคส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจและเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่เราคุ้นเคย ในเวลาเดียวกัน ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในกรณีเช่นนี้ ผลกระทบสุดท้ายของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยากต่อการคาดเดา เนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นของการเดินทาง

เห็นได้ชัดว่ากระบวนการที่เริ่มต้นขึ้นนั้นไม่สามารถเป็นเอกภาพได้ และในปัจจุบันบางอุตสาหกรรมก็พร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงมากกว่าอุตสาหกรรมอื่นๆ ในอดีต ได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้า การขนส่ง โลจิสติกส์ ภาคการเงิน และส่วนหลัง เช่น เกษตรกรรม แม้ว่าจะมีโครงการนำร่องที่ประสบความสำเร็จที่นี่ แต่ให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ

โครงการ TracoVino หนึ่งในความพยายามครั้งแรกในการใช้ IoT ใน Mosel Valley ที่มีชื่อเสียง ซึ่งเป็นภูมิภาคไวน์ที่เก่าแก่ที่สุดในเยอรมนีสมัยใหม่ โซลูชันนี้ใช้แพลตฟอร์มคลาวด์ที่ทำให้กระบวนการทั้งหมดในไร่องุ่นเป็นไปโดยอัตโนมัติ ตั้งแต่วัตถุดิบที่ปลูกไปจนถึงการบรรจุขวด ข้อมูลที่จำเป็นในการตัดสินใจจะเข้าสู่ระบบจากเซ็นเซอร์หลายประเภท นอกเหนือจากการกำหนดอุณหภูมิ ความชื้นในดิน และการตรวจสอบ สิ่งแวดล้อมพวกเขาสามารถกำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ความเป็นกรดของดินและเนื้อหาขององค์ประกอบทางชีวภาพในนั้น มันให้อะไร? TracoVino ไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ผลิตไวน์ได้รับ ความคิดทั่วไปเกี่ยวกับสภาพของไร่องุ่น แต่ยังต้องวิเคราะห์พื้นที่เฉพาะของไร่องุ่นเพื่อระบุปัญหา รับข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น และรับการคาดการณ์เกี่ยวกับคุณภาพและปริมาณของไวน์ ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตไวน์สามารถทำสัญญาซื้อขายล่วงหน้าได้

มีอะไรอีกบ้างที่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้? สถานการณ์ที่พัฒนามากที่สุดสำหรับการใช้ IoT ได้แก่ "เมืองอัจฉริยะ" จากรายงานของ Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics และกระทรวงคมนาคมของสหรัฐฯ ปัจจุบัน โครงการเหล่านี้มีอุปกรณ์กว่าพันล้านเครื่องทั่วโลกที่รับผิดชอบการทำงานต่างๆ ในระบบน้ำ การขนส่งสาธารณะ สาธารณสุข และระบบความปลอดภัย เหล่านี้เป็นที่จอดรถอัจฉริยะที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่จอดรถ ซึ่งเป็นระบบจ่ายน้ำอัจฉริยะที่ตรวจสอบคุณภาพน้ำที่ชาวเมืองใช้ไปอย่างชาญฉลาด ป้ายรถเมล์ช่วยให้คุณได้รับข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับเวลารอของการขนส่งที่ต้องการ และอื่นๆ อีกมากมาย

อุตสาหกรรมนี้มีอุปกรณ์หลายร้อยล้านเครื่องพร้อมที่จะเชื่อมต่อแล้ว ซึ่งรวมถึงระบบสำหรับการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมที่ชาญฉลาด การบัญชีและความปลอดภัยด้านลอจิสติกส์ ตลอดจนปั๊มอัจฉริยะ คอมเพรสเซอร์ และวาล์ว อุปกรณ์จำนวนมากมีส่วนร่วมในภาคพลังงานและสาธารณูปโภค: มาตรวัดจำนวนมาก องค์ประกอบระบบอัตโนมัติของเครือข่ายการกระจาย อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียนและแบบกระจาย ในการดูแลสุขภาพ เครื่องมือวินิจฉัย ห้องปฏิบัติการเคลื่อนที่ การปลูกถ่ายต่างๆ อุปกรณ์การแพทย์ทางไกล และจะยังคงเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง

คาดว่าในปีต่อๆ ไป จำนวนการเชื่อมต่อเครื่องจะเพิ่มขึ้น 25% ต่อปี และโดยรวมภายในปี 2564 จะมีอุปกรณ์เชื่อมต่อ 28 พันล้านเครื่องบนโลก ในจำนวนนี้ มีเพียง 13 พันล้านเท่านั้นที่จะตกอยู่ในอุปกรณ์ของผู้ใช้ทั่วไป: สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต แล็ปท็อปและพีซี - ในขณะที่ 15 พันล้านจะเป็นผู้ใช้และอุปกรณ์อุตสาหกรรม: ชนิดที่แตกต่างเซ็นเซอร์ จุดขาย รถยนต์ ป้ายบอกคะแนน ไฟเลี้ยว ฯลฯ

แม้จะมีตัวเลขที่น่าทึ่งจากอนาคตอันใกล้นี้ แต่ก็ยังไม่เป็นที่สิ้นสุด IoT จะถูกนำไปใช้ทุกที่ และยิ่งต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ง่ายและซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้า และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการขับเคลื่อนโดยการเปิดตัวเครือข่าย 5G หลังจากปี 2020 จำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยใกล้จะถึง 5 หมื่นล้านเครื่องในเร็วๆ นี้

ลักษณะโดยรวมของการเชื่อมต่อและกรณีการใช้งานที่หลากหลายกำหนดข้อกำหนดสำหรับเทคโนโลยีเครือข่าย IoT ในช่วงกว้างที่สุด อัตราการถ่ายโอนข้อมูล ความล่าช้า ความน่าเชื่อถือ (การรับประกัน) ของการส่งจะพิจารณาจากลักษณะของแอปพลิเคชันเฉพาะ อย่างไรก็ตามมีบางอย่างที่พบบ่อย เป้าหมายซึ่งทำให้เราต้องแยกพิจารณาเทคโนโลยีเครือข่ายสำหรับ IoT และความแตกต่างจากเครือข่ายมือถือแบบเดิม

ประการแรก ค่าใช้จ่ายในการใช้เทคโนโลยีเครือข่ายในอุปกรณ์ปลายทางควรน้อยกว่าโมดูล GSM/WCDMA/LTE ที่มีอยู่ซึ่งใช้ในการผลิตสมาร์ทโฟนและโมเด็มหลายเท่า แม้จะอยู่ในระดับที่ประหยัดที่สุดก็ตาม สาเหตุหนึ่งที่ขัดขวางการนำอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อมาใช้เป็นจำนวนมากคือต้นทุนที่สูงของชิปเซ็ตที่ใช้เทคโนโลยีเครือข่ายแบบครบวงจร รวมถึงการส่งสัญญาณเสียงและฟังก์ชันอื่นๆ อีกมากมายที่ไม่จำเป็นในสถานการณ์ IoT ส่วนใหญ่

ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ แต่กำหนดสูตรแยกต่างหาก ข้อกำหนดคือใช้พลังงานต่ำและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน สถานการณ์และการใช้งาน IoT มากมายมีการจัดหาพลังงานอัตโนมัติของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากแบตเตอรี่ในตัว การลดความซับซ้อนของโมดูลเครือข่ายและการออกแบบที่ประหยัดพลังงานช่วยให้มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุด 10 ปีด้วยความจุของแบตเตอรี่ 5Wh โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวบ่งชี้ดังกล่าวสามารถทำได้เนื่องจากการลดปริมาณข้อมูลที่ส่งและการใช้ "ความเงียบ" เป็นเวลานานในระหว่างที่อุปกรณ์ไม่ได้รับหรือส่งข้อมูลและไม่ใช้ไฟฟ้าในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม การใช้กลไกเฉพาะแตกต่างกันไปในแต่ละเทคโนโลยี

ความครอบคลุมของเครือข่ายเป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติที่ต้องตรวจสอบ ในปัจจุบัน ความครอบคลุมของเครือข่ายมือถือทำให้การรับส่งข้อมูลค่อนข้างเสถียรในพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่ รวมทั้งภายในอาคาร อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เชื่อมต่อยังสามารถอยู่ในตำแหน่งที่ไม่มีผู้คนเกือบตลอดเวลา: พื้นที่ห่างไกล รถไฟยาว พื้นผิวของแหล่งน้ำขนาดใหญ่ ห้องใต้ดิน กล่องคอนกรีตและโลหะที่แยกออกมา ปล่องลิฟต์ ภาชนะ ฯลฯ เป้าหมายสำหรับการแก้ปัญหานี้ ตามผู้เข้าร่วมตลาด IoT ส่วนใหญ่ คือการปรับปรุงงบประมาณสายงาน 20 dB เมื่อเทียบกับเครือข่าย GSM แบบเดิม ซึ่งเป็นผู้นำในด้านความครอบคลุมของเทคโนโลยีมือถือในปัจจุบัน

กรณีการใช้งานที่แตกต่างกันสำหรับ Internet of Things ในอุตสาหกรรมต่างๆ บ่งบอกถึงข้อกำหนดด้านการสื่อสารที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และไม่ใช่แค่ความสามารถในการปรับขนาดเครือข่ายอย่างรวดเร็วในแง่ของจำนวนอุปกรณ์ที่ต้องเชื่อมต่อ หากในตัวอย่าง "ไร่องุ่นอัจฉริยะ" เราได้อธิบายไปแล้ว เซ็นเซอร์ที่ค่อนข้างง่ายจำนวนมากก็เกี่ยวข้องด้วย ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนมากจะเชื่อมต่อ ดำเนินการ ไม่ใช่แค่แก้ไขพารามิเตอร์สภาพแวดล้อมบางอย่างเท่านั้น คุณยังสามารถคิดเกี่ยวกับสาขาการดูแลสุขภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับอุปกรณ์สำหรับการแพทย์ทางไกล การใช้คอมเพล็กซ์เหล่านี้ที่ออกแบบมาสำหรับการวินิจฉัยทางไกล การตรวจสอบขั้นตอนทางการแพทย์ที่ซับซ้อน และการฝึกอบรมทางไกลโดยใช้การสื่อสารทางวิดีโอแบบเรียลไทม์จะกำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในแง่ของความล่าช้าของสัญญาณ การส่งข้อมูล ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย

เทคโนโลยี IoT ต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะให้ชุดคุณลักษณะเครือข่ายที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน โดยจัดลำดับความสำคัญหลักสิบและหลายร้อย ประเภทต่างๆปริมาณการใช้เครือข่ายและการกระจายทรัพยากรเครือข่ายที่เหมาะสมที่สุดเพื่อประหยัด ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ. อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหลายล้านเครื่อง กรณีการใช้งานหลายสิบกรณี การจัดการและการควบคุมที่ยืดหยุ่น ทั้งหมดนี้ต้องดำเนินการภายในเครือข่ายเดียว

การพัฒนาล่าสุดมากมายในด้านการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายได้ทุ่มเทให้กับการแก้ปัญหาเหล่านี้ ทั้งเกี่ยวข้องกับความปรารถนาที่จะปรับเปลี่ยนสถาปัตยกรรมเครือข่ายและโปรโตคอลที่มีอยู่ และเพื่อสร้างโซลูชันระบบใหม่ตั้งแต่ต้น ด้านหนึ่งเราเห็นสิ่งที่เรียกว่า "สารละลายของเส้นเลือดฝอย" ค่อนข้างประสบความสำเร็จ ภาระกิจเด็ดขาดการสื่อสาร IoT ภายในสถานที่เดียวกันหรือในพื้นที่จำกัด โซลูชั่นดังกล่าวรวมถึง Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee และแอนะล็อกมากมายซึ่งเป็นที่นิยมในปัจจุบัน

ในทางกลับกัน เทคโนโลยีมือถือสมัยใหม่นั้นไม่สามารถแข่งขันได้ในแง่ของความครอบคลุมและความสามารถในการปรับขนาดของโครงสร้างพื้นฐานที่มีการจัดการที่ดี ตามรายงานของ Ericsson Mobility Report ความครอบคลุมของ GSM อยู่ที่ 90% ของพื้นที่ที่มีประชากรของโลก, เครือข่าย WCDMA และ LTE 65% และ 40% ตามลำดับ โดยมีการสร้างเครือข่ายอย่างต่อเนื่อง ขั้นตอนที่ดำเนินการในการพัฒนามาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนด 3GPP รีลีส 13 มุ่งเป้าไปที่การบรรลุเป้าหมาย IoT อย่างแม่นยำ ในขณะที่ยังคงรักษาประโยชน์ของการใช้ระบบนิเวศทั่วโลก วิวัฒนาการของเทคโนโลยีเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานสำหรับการปรับเปลี่ยนมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ในอนาคต ซึ่งรวมถึงมาตรฐานเครือข่ายรุ่นที่ 5 (5G)

เทคโนโลยีพลังงานต่ำทางเลือกอื่นสำหรับสเปกตรัมความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาต โดยทั่วไปมุ่งเป้าไปที่การใช้งานที่แคบกว่า ความจำเป็นในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่และเทคโนโลยีแบบปิดเป็นอุปสรรคต่อการแพร่กระจายของระบบดังกล่าวอย่างมาก

มาพิจารณาว่าส่วนขยายมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่มีไว้เพื่อรวมไว้ในคำแนะนำ 3GPP รีลีส 13 เวอร์ชันล่าสุดอย่างไร

EC GSM

คณะทำงานของ GERAN ที่พัฒนาเทคโนโลยี GSM ได้เสนอแพ็คเกจคุณลักษณะขั้นสูงที่เรียกว่า EC-GSM (ตัวแปรในชื่อเดียวกัน: EC-GPRS, EC-GSM-IoT) เทคโนโลยีนี้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ GSM / GPRS / EDGE พื้นฐาน ซึ่งช่วยให้สถานีฐานติดตั้งส่วนใหญ่ของมาตรฐานนี้ใช้งานได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนหรืออัพเกรดฮาร์ดแวร์

นี่คือลักษณะสำคัญ:

อันที่จริงมีการใช้ผู้ให้บริการ GSM/GPRS มาตรฐาน โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มงบประมาณสาย เพิ่มจำนวนอุปกรณ์ และลดต้นทุนในการนำเทคโนโลยีไปใช้ในอุปกรณ์ปลายทาง

แนะนำการเปลี่ยนแปลงหลัก:

1) Extended DRX (eDRX, Extended Discontinuous Reception) สำหรับ GSM และโหมดประหยัดพลังงาน (PSM) - ลดความถี่ของข้อความสัญญาณบังคับ ปรับช่วงเวลาการรับและรับข้อมูลให้เหมาะสม รองรับ "ความเงียบ" เป็นเวลานานถึง 52 นาที ในระหว่างที่อุปกรณ์ยังคงเชื่อมต่อกับเครือข่ายโดยไม่ส่งหรือรับข้อมูล

2) ความคุ้มครองที่เพิ่มขึ้น– การปรับชั้นลิงค์ของเครือข่าย ซึ่งใช้การทำซ้ำหลายครั้งของข้อมูลที่ส่ง เพื่อปรับปรุงความครอบคลุม 20 dB เมื่อเทียบกับระบบดั้งเดิม

3) การปรับปรุงอื่น ๆ: การลดความซับซ้อนของการส่งสัญญาณเครือข่าย (การปฏิเสธการสนับสนุนสำหรับส่วนหนึ่งของการส่งสัญญาณที่ให้การทำงานร่วมกับเครือข่าย WCDMA/LTE); การขยายกลไกการพิสูจน์ตัวตนและความปลอดภัยในการเชื่อมต่อ ฯลฯ

ข้อได้เปรียบหลักของ EC-GSM คือความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย (ในกรณีส่วนใหญ่ จำเป็นต้องมีการอัปเดตเท่านั้น ซอฟต์แวร์บนโหนดเครือข่าย) เช่นเดียวกับความชุกของเครือข่าย GSM และความครอบคลุม

eMTC

ตัวแปร eMTC (เรียกอีกอย่างว่า LTE-M, LTE Cat.M1) เป็นการดัดแปลง IoT สำหรับเครือข่าย LTE ยังคงมุ่งเน้นที่การบรรลุเป้าหมาย IoT จำนวนมาก (ต้นทุน ความครอบคลุม อายุการใช้งานแบตเตอรี่) ในขณะเดียวกันก็รับประกันความเข้ากันได้สูงสุดกับโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่ของผู้ให้บริการ
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทคโนโลยี eMTC คือทรูพุตสูงถึง 1 Mbps ในแต่ละทิศทาง (จากผู้สมัครสมาชิกถึงสมาชิก) ถึงเวลาที่ต้องระลึกถึงกรณีการใช้งาน IoT ที่หลากหลายซึ่งเราได้กล่าวถึงในตอนต้นของบทความ ในบางกรณี อัตราข้อมูลดังกล่าวจะมีความจำเป็นอย่างชัดเจน

EMTC ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ IoT ปลายทางโดยกำจัดฟังก์ชัน LTE ซึ่งเป็นที่ต้องการและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายการเข้าถึงบรอดแบนด์บนมือถือ (MBAN) แต่จะกลายเป็นเรื่องซ้ำซ้อนเมื่ออุปกรณ์ IoT เชื่อมต่อกันอย่างหนาแน่น นี่คือความต่อเนื่องของงานที่เริ่มต้นโดย 3GPP ในการเปิดตัวข้อมูลจำเพาะก่อนหน้า (รุ่น 12) ซึ่งกำหนด LTE Cat.0 สำหรับ IoT eMTC ยังเพิ่มกลไก Extended DRX และ PSM สำหรับ LTE ซึ่งแก้ปัญหาการลดการใช้พลังงานในลักษณะเดียวกับที่แสดงไว้ด้านบนสำหรับ EC-GSM

เช่นเดียวกับ EC-GSM eMTC มีโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีความพร้อมใช้งานสูง และสามารถปรับใช้บนเครือข่าย LTE ที่มีอยู่ด้วยการอัปเดตซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ เครือข่าย MWAP และ IoT สามารถอยู่ร่วมกันและแจกจ่ายทรัพยากรที่ใช้แบบไดนามิก (สเปกตรัมความถี่ กำลังในการคำนวณของสถานีฐาน ฯลฯ) ขึ้นอยู่กับประเภทและจำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อและการรับส่งข้อมูลที่สร้างขึ้น

NB-IoT

Narrowband IoT (narrowband IoT) เป็นทิศทางที่ค่อนข้างใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยี IoT ของเครือข่าย และแม้ว่าการใช้งานจะให้การโต้ตอบและการรวมอย่างใกล้ชิดกับ LTE เรายังคงพูดถึงการสร้างการเข้าถึงวิทยุรูปแบบใหม่ ลักษณะ ซึ่งมีความแตกต่างมากกว่าความคล้ายคลึงกันกับเทคโนโลยีที่มีอยู่

คาดว่าการปรับปรุงโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ใหม่จะช่วยลดต้นทุนของอุปกรณ์ NB-IoT เมื่อเทียบกับ LTE Cat.M1 ได้ถึง 90% ผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายและโมดูลสมาชิกหลายรายได้ประกาศการสนับสนุนเทคโนโลยี NB-IoT ในผลิตภัณฑ์ของตนแล้ว ได้แก่ Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm รวมถึงผู้ให้บริการโทรคมนาคมชั้นนำ เช่น Vodafone, Deutsche Telekom และ China Unicom .

ดังนั้น ด้วยการนำข้อกำหนด EC-GSM, eMTC และ NB-IoT เวอร์ชันสุดท้ายไปใช้ ซึ่งมีกำหนดวางตลาดในเดือนมิถุนายนปีนี้ ผู้เข้าร่วมตลาดจะมีสามข้อ เครื่องมือที่มีประสิทธิภาพการพัฒนาเครือข่าย IoT แต่ละคนมีลักษณะและข้อดีของตัวเองขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานเฉพาะและลักษณะของเครือข่ายมือถือที่จะปรับใช้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใด ข้อดีของระบบนิเวศทั่วโลก ความพร้อมใช้งานและความพร้อมของเครือข่ายที่ปรับใช้และโครงสร้างพื้นฐานด้านไอที การใช้คลื่นความถี่ที่มีการป้องกัน (ที่ได้รับใบอนุญาต) จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและดำเนินการ ซึ่งหมายความว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เราคาดว่าโครงการที่ใช้พวกเขาจะมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว

เราจะจบเรื่องราวของเราในเรื่องนี้และขอขอบคุณ Habravchans ที่ให้ความสนใจ! ในโพสต์ถัดไป เราจะเน้นด้านเทคโนโลยีของเทคโนโลยี NB-IoT

ขอให้เป็นวันที่ดีเพื่อน ๆ !
ที่จริงแล้วบ่อยครั้งบนอินเทอร์เน็ตมีคำอธิบายของอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตต่างๆ นี่คือคนที่ทำเต้าเสียบอินเทอร์เน็ตของตัวเอง นี่คือคนที่เสนอให้ควบคุมตู้เย็น เครื่องชงกาแฟ ฯลฯ แต่โดยทั่วไปแล้ว - ที่จอดรถ "ฉลาด"
แต่ปรากฏว่ามีคนไม่มากที่เข้าใจจริงๆ ว่า "Internet of Things" คืออะไร

บทความนี้น่าจะเป็นประโยชน์กับหลายๆ คน อย่างน้อย "เพื่อการพัฒนาทั่วไป"
ดังนั้นใครสนใจยินดีต้อนรับภายใต้แมว

แทนการแนะนำตัว

เมื่อฉันได้ยินวลี "แนวคิดของอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ" จากถ้อยคำเดียว เห็นได้ชัดว่าเรากำลังพูดถึงสิ่งต่าง ๆ ที่เข้าถึงเครือข่ายได้ ตอนนั้นฉันไม่ได้สนใจในด้านนี้เป็นพิเศษ สักพักฉันก็ได้ยินประโยคที่ว่า "Internet of Things ... " ถึงอย่างนั้นฉันก็คิดว่าคนที่จองไว้เพราะ วลีเป็นชนิดของโง่ แต่แล้วฉันก็เริ่มได้ยินวลีเดียวกันบ่อยขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่สมองของฉันปฏิเสธที่จะรับรู้ จนกระทั่งในที่สุดฉันก็ตัดสินใจอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ หลังจากอ่านเฉพาะชื่อดั้งเดิม - Internet of Things ฉันรู้ทันทีว่าเมื่อฉันได้ยิน "Internet of Things" ฉันพยายามเชื่อมต่อกับแนวคิดของ "Internet of Things" ไม่ใช่ "เครือข่ายของสิ่งต่างๆ" อันที่จริง เนื่องด้วยสถานการณ์ที่ตลกเช่นนี้ ฉันจึงเริ่มสนใจเรื่องนี้
น่าสนใจนะ วลีนี้ดูไร้สาระสำหรับฉันในแวบแรกหรือเปล่า หรือทุกคนมีความรู้สึกเหมือนกันทุกประการ (แน่นอน หากคุณไม่เคยได้ยินคำภาษาอังกฤษมาก่อน)

เรามาดูกันว่าสิ่งที่น่าสนใจใดในประวัติศาสตร์ของเราที่เชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง แน่นอนว่ามีข้อเท็จจริงมากมาย: การสร้างอินเทอร์เน็ตและการสร้างหน้าแรกบนเครือข่าย ฯลฯ อาจไม่สามารถระบุได้ดังนั้นฉันจะเขียนสิ่งที่น่าสนใจที่สุดอย่างที่ฉันคิด และอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ที่ใกล้เคียงที่สุดโดยตรง

  • ในปีพ.ศ. 2469 นิโคลา เทสลาในการให้สัมภาษณ์กับนิตยสารของ Collier กล่าวว่าในอนาคต วิทยุจะกลายเป็น "สมองที่ใหญ่" ทุกสิ่งจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งทั้งปวง และเครื่องมือที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ก็เข้ากันได้ง่าย ในกระเป๋าของคุณ
  • ในปี 1990 John Romky ซึ่งเป็นผู้สำเร็จการศึกษาจาก MIT ซึ่งเป็นหนึ่งในบรรพบุรุษของโปรโตคอล TCP/IP ได้สร้าง Internet Thing เครื่องแรกของโลก เขาเสียบเครื่องปิ้งขนมปังของเขา
  • คำว่า "Internet of Things" ถูกสร้างขึ้นโดย Kevin Ashton ในปี 1999 ในปีเดียวกันนั้น ได้มีการสร้าง Auto-ID Center ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระบุความถี่วิทยุ (RFID) และเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ ด้วยเหตุนี้แนวคิดนี้จึงแพร่หลาย
  • ในปี 2551-2552 มีการเปลี่ยนจาก "Internet of People" เป็น "Internet of Things" เช่น จำนวนวัตถุที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเกินจำนวนคน

Internet of Things คืออะไร?

ตอนนี้เราจะจัดการกับปัญหาที่เป็นทางการมากขึ้น
Internet of Things มีคำจำกัดความมากมาย โดย Internet of Things เราจะเข้าใจเครือข่ายเดียวที่เชื่อมต่อวัตถุในโลกแห่งความจริงรอบตัวเราและวัตถุเสมือน
IOT เป็นแนวคิดของพื้นที่ที่สามารถรวมทุกอย่างตั้งแต่โลกแอนะล็อกและดิจิทัลเข้าด้วยกัน ซึ่งจะกำหนดความสัมพันธ์ของเรากับวัตถุใหม่ ตลอดจนคุณสมบัติและสาระสำคัญของวัตถุด้วย© ร็อบ ฟาน เครนเบิร์ก

ตามคำจำกัดความหนึ่งในมุมมองของ IoT "สิ่งของ" - วัตถุจริงหรือเสมือนใด ๆ ที่มีอยู่และเคลื่อนที่ในอวกาศและเวลาและสามารถกำหนดได้โดยไม่ซ้ำกัน[น่าสนใจ แต่วัตถุเสมือนเคลื่อนที่ในอวกาศได้อย่างไร :)]
เหล่านั้น. Internet of Things ไม่ได้เป็นเพียงชุดของอุปกรณ์และเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่เชื่อมต่อกันด้วยช่องทางการสื่อสารแบบมีสายและไร้สาย และเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต แต่ยังเป็นการบูรณาการที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นระหว่างของจริงและ โลกเสมือนจริงซึ่งมีการสื่อสารระหว่างผู้คนและอุปกรณ์

สันนิษฐานว่าในอนาคต “สิ่งของ” จะกลายเป็นผู้เข้าร่วมอย่างแข็งขันในธุรกิจ ข้อมูล และกระบวนการทางสังคม ซึ่งพวกเขาจะสามารถโต้ตอบและสื่อสารซึ่งกันและกัน แลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ตอบสนองและมีอิทธิพลต่อกระบวนการที่เกิดขึ้นใน โลกรอบตัวโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์
ตามที่ Rob Van Cranenburg กล่าว Internet of Things เป็น "พายสี่ชั้น"

  • ระดับ 1 เกี่ยวข้องกับการระบุแต่ละอ็อบเจ็กต์
  • ระดับที่ 2 ให้บริการสำหรับให้บริการตามความต้องการของผู้บริโภค (ถือได้ว่าเป็นเครือข่ายของ "สิ่งของ" ของตัวเอง ตัวอย่างเฉพาะคือ "บ้านอัจฉริยะ")
  • ระดับ 3 มีความเกี่ยวข้องกับการกลายเป็นเมืองของชีวิตในเมือง เหล่านั้น. นี่คือแนวคิดของ "เมืองอัจฉริยะ" ซึ่งข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับผู้อยู่อาศัยในเมืองนี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันในพื้นที่ที่อยู่อาศัยเฉพาะ ในบ้านของคุณและบ้านใกล้เคียง
  • ระดับ 4 - ดาวเคราะห์ประสาทสัมผัส
กล่าวอีกนัยหนึ่ง Internet of Things อาจถูกมองว่าเป็นเครือข่ายของเครือข่ายที่มีเครือข่ายขนาดเล็กที่เชื่อมต่อแบบหลวม ๆ ก่อตัวเป็นเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้น


แน่นอน ภาษาทั่วไปเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสื่อสารและการโต้ตอบของอุปกรณ์ Cisco ได้ทำการวิเคราะห์ทางเทคนิคอย่างละเอียดถี่ถ้วนซึ่งแสดงให้เห็นว่า IP สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของเครือข่ายประเภทใหม่ได้เป็นอย่างดี ในกรณีนี้ "Internet of Things" จะได้รับข้อดีเช่นเดียวกัน - ความสามารถในการทำงานร่วมกัน ความสามารถในการปรับขนาด และที่สำคัญที่สุดคือ ภาษาเดียวทั่วไป - ซึ่งครั้งหนึ่งได้เปลี่ยนอาร์เรย์ที่ซับซ้อนของเครือข่ายส่วนตัวและสาธารณะให้กลายเป็นระบบการสื่อสารระดับโลกเดียวที่เรียกว่า อินเตอร์เนต.
ฉันจะทราบทันทีว่าในกรณีนี้ IP เป็นเพียงวิธีการสื่อสาร บางคนอาจกล่าวได้ว่านี่คือ "สายเสียงและหู" ของอุปกรณ์ แต่เราไม่ได้พูดโดยตรงเกี่ยวกับการสื่อสารภาษาเดียวที่นี่ แต่ฉันจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทความอื่นซึ่งฉันจะเขียนในภายหลัง

เทคโนโลยี

แนวคิดนี้มักเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีสองอย่าง สิ่งเหล่านี้คือการระบุความถี่วิทยุ (RFID) และเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (WSN)
นี่คือสิ่งที่วิกิบอกเราเกี่ยวกับเรื่องนี้
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นเครือข่ายแบบกระจายและจัดระเบียบตัวเองของเซ็นเซอร์ (เซ็นเซอร์) และแอคทูเอเตอร์จำนวนมาก ซึ่งเชื่อมต่อถึงกันผ่านช่องสัญญาณวิทยุ นอกจากนี้ พื้นที่ครอบคลุมของเครือข่ายดังกล่าวอาจมีตั้งแต่หลายเมตรจนถึงหลายกิโลเมตร เนื่องจากสามารถถ่ายทอดข้อความจากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่งได้
เทคโนโลยีนี้ใช้แก้ปัญหาหลายอย่าง งานปฏิบัติที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบ การจัดการ การขนส่ง ฯลฯ
RFID
RFID (อังกฤษ. การระบุความถี่วิทยุ, การระบุความถี่วิทยุ) เป็นวิธีการระบุอัตโนมัติของวัตถุซึ่งข้อมูลที่เก็บไว้ในช่องสัญญาณที่เรียกว่าหรือแท็ก RFID จะถูกอ่านหรือเขียนโดยใช้สัญญาณวิทยุ
เทคโนโลยีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตามการเคลื่อนไหวของวัตถุบางอย่างและรับข้อมูลจำนวนเล็กน้อยจากวัตถุเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น หากผลิตภัณฑ์ทั้งหมดมีแท็ก RFID และตู้เย็นมีเครื่องอ่าน RFID ก็สามารถติดตามวันหมดอายุของผลิตภัณฑ์ได้อย่างง่ายดาย และเราทำได้ เช่น เมื่อออกจากงาน ให้มองเข้าไปในตู้เย็นจากระยะไกลและ กำหนดสิ่งที่จำเป็นต้องซื้อเพิ่มเติม

ปัญหาและข้อเสีย

ที่สุด ปัญหาหลักทุกวันนี้ขาดมาตรฐานในด้านนี้ ซึ่งทำให้ยากต่อการบูรณาการโซลูชั่นที่มีในตลาดและขัดขวางการเกิดขึ้นของโซลูชั่นใหม่เป็นส่วนใหญ่
นอกจากนี้ สำหรับการทำงานเต็มรูปแบบของเครือข่ายดังกล่าว ความเป็นอิสระของ "สิ่งของ" ทั้งหมดเช่น เซ็นเซอร์ต้องเรียนรู้ที่จะดึงพลังงานจากสิ่งแวดล้อมและไม่ทำงานจากแบตเตอรี่ดังที่เป็นอยู่ในขณะนี้

การปรากฏตัวของเครือข่ายขนาดใหญ่ที่ควบคุมทั้งหมด โลกการเปิดกว้างของข้อมูลทั่วโลกและคุณลักษณะอื่นๆ อาจส่งผลในทางลบ ฉันคิดว่าทุกคนสามารถสร้างรายการภัยคุกคามและปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีนี้ได้

ฉันอดไม่ได้ที่จะอ้างคำพูดหนึ่งที่ฉันชอบจริงๆ:
"“ใช่ มันไม่แตก” เขาพูดอย่างไม่เต็มใจ “แต่ ... คุณเห็นไหม อุณหภูมิของฉันต่ำกว่าปกติเล็กน้อย ใช่ไม่ได้อยู่ในบ้าน แต่อยู่ในร่างกาย! ไม่ใช่สามสิบหกและหก แต่เป็นสามสิบหกและหนึ่งในสิบ มีคนแบบนี้ สองหรือสามต่อล้านคน นี่ก็เป็นบรรทัดฐาน แม้ว่าจะอยู่ในขั้นสุดแล้วก็ตาม แต่บ้านอัจฉริยะที่โง่เขลานี้ ฉลาดแค่ไหน? - ฉันต้องกินยา! .. ตอนนี้ฉันต้องปิดระบบนี้หรือตั้งโปรแกรมใหม่ไม่เช่นนั้นจะเรียกว่าใช้งานได้เขาทำไปแล้วเมื่อสัปดาห์ที่แล้วเมื่อเขาพบว่าฉันมีอาการท้องผูกตอนนี้ในสำนักงานถึงกับดูดฝุ่น ทำความสะอาดใกล้ทันทีที่ฉันเข้า ..."©ยูริ Nikitin Rassvetniki

แล้วจากนี้ล่ะ?

เพื่อไม่ให้จบด้วยข้อความเชิงลบ ฉันอยากจะบอกว่าเช่นเดียวกัน ข้อบกพร่องไม่สำคัญเมื่อเทียบกับโอกาสที่ Internet of Things สามารถให้ได้

ด้วยการพัฒนาของ Internet of Things รายการต่างๆ จะเชื่อมต่อกับเครือข่ายทั่วโลกมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งจะสร้างโอกาสใหม่ในด้านความปลอดภัย การวิเคราะห์ และการจัดการ เปิดมุมมองใหม่และกว้างขึ้น และปรับปรุงคุณภาพชีวิตของประชากร .

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!

ในบทความถัดไป ฉันจะบอกคุณในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและโปรโตคอล รวมถึงพิจารณาการใช้งานที่มีอยู่หลายตัว

ป.ล. ฉันต้องการได้ยินทัศนคติของคุณต่อแนวคิดนี้และอาจมีการเพิ่มเติม / แก้ไขเนื้อหาที่นำเสนอ

เมื่อถูกถามถึงสิ่งที่จำเป็น หลายคนคงตอบว่า อาหาร มีหลังคาคลุมศีรษะ เสื้อผ้า ... โดยมีข้อแม้อยู่ข้อเดียว นั่นคือ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในศตวรรษที่แล้ว

ตั้งแต่นั้นมา Homo sapiens ก็มีความต้องการสะสม เราต้องการแสงสว่างเพื่อควบคุม เซ็นเซอร์อัตโนมัติและไม่เพียงแค่สวิตช์ เพื่อให้ระบบอัจฉริยะตรวจสอบสุขภาพและการรับส่งข้อมูล รายการดำเนินต่อไป… โดยทั่วไปแล้ว เรารู้วิธีทำให้ชีวิตง่ายขึ้นและดีขึ้น

ลองคิดดูว่าอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ ทำงานอย่างไรก่อนที่จะทำการทดสอบ

Internet of Things (หรือ IoT) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อหลายอ็อบเจ็กต์: ยานพาหนะ, ระบบอัตโนมัติในบ้าน, อุปกรณ์ทางการแพทย์, ไมโครชิป ฯลฯ องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้รวบรวมและส่งข้อมูล ด้วยเทคโนโลยีนี้ ผู้ใช้ควบคุมอุปกรณ์จากระยะไกล

ตัวอย่างอุปกรณ์ IoT

#1) เทคโนโลยีสวมใส่ได้:

สร้อยข้อมือฟิตเนส Fitbit และสมาร์ทวอทช์ Apple Watch ซิงค์กับอุปกรณ์มือถืออื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย

ทำให้ง่ายต่อการรวบรวมข้อมูลด้านสุขภาพ เช่น อัตราการเต้นของหัวใจ กิจกรรมของร่างกายระหว่างการนอนหลับ ฯลฯ

#2) โครงสร้างพื้นฐานและการพัฒนา

แอพของ CitySense โหมดออนไลน์วิเคราะห์ข้อมูลแสง และเปิดหรือปิดไฟโดยอัตโนมัติ มีแอพที่ควบคุมสัญญาณไฟจราจรหรือบอกคุณเมื่อมีที่จอดรถ

#3) สุขภาพ

ระบบบางระบบที่ติดตามสถานะสุขภาพใช้ในโรงพยาบาล งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับข้อมูลที่บ่งชี้ บริการเหล่านี้ควบคุมปริมาณยาในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน ตัวอย่างเช่น แอป UroSense จะตรวจสอบระดับของเหลวในร่างกาย และหากจำเป็น จะเพิ่มระดับนี้ และแพทย์ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับผู้ป่วยแบบไร้สาย

เทคโนโลยีที่มีอยู่ใน IoT

  • RFID(การระบุความถี่วิทยุ), EPC (รหัสผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์)
  • NFC("การสื่อสารในระยะใกล้") ให้การสื่อสารสองทางระหว่างอุปกรณ์ เทคโนโลยีนี้มีอยู่ในสมาร์ทโฟนและใช้สำหรับการทำธุรกรรมแบบไม่ต้องสัมผัส
  • บลูทู ธ.ใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ที่การสื่อสารระยะสั้นเพียงพอ ส่วนใหญ่มักมีอยู่ในอุปกรณ์สวมใส่ได้
  • ซีเวฟเทคโนโลยี RF ความถี่ต่ำ มักใช้สำหรับระบบอัตโนมัติภายในบ้าน ระบบควบคุมแสง ฯลฯ
  • อินเตอร์เน็ตไร้สายเครือข่ายยอดนิยมสำหรับ IoT (ไฟล์ ข้อมูล และการถ่ายโอนข้อความ)

การทดสอบ IoT

พิจารณาตัวอย่าง: ระบบการแพทย์ที่ติดตามสถานะสุขภาพ อัตราการเต้นของหัวใจ ระดับของเหลว และส่งรายงานไปยังบุคลากรทางการแพทย์ ข้อมูลจะแสดงในระบบ คลังข้อมูลที่มีอยู่ และแพทย์กำลังตัดสินใจว่าจะใช้ยาสำหรับผู้ป่วยทางไกลหรือไม่

มีหลายวิธีในการทดสอบสถาปัตยกรรม IoT

#1) การใช้งาน:

  • จำเป็นต้องรักษาความปลอดภัยอุปกรณ์แต่ละเครื่อง
  • เครื่องมือแพทย์ที่ตรวจสุขภาพจำเป็นต้องพกพา
  • คุณต้องมีอุปกรณ์ที่รอบคอบซึ่งไม่เพียงส่งการแจ้งเตือนเท่านั้น แต่ยังต้องมีข้อความแสดงข้อผิดพลาด คำเตือน ฯลฯ
  • ระบบควรมีตัวเลือกที่จับเหตุการณ์เพื่อให้ผู้ใช้ปลายทางมีความชัดเจนมากขึ้น หากไม่มีการระบุความเป็นไปได้ ข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์จะถูกเก็บไว้ในฐานข้อมูล
  • ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลและแลกเปลี่ยนงานระหว่างอุปกรณ์ได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบ

#2) ความปลอดภัย IoT:

  • ข้อมูลเป็นแกนหลักของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมด ดังนั้นการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตระหว่างการถ่ายโอนข้อมูลจึงไม่ถูกตัดออก จากมุมมอง มีความจำเป็นต้องตรวจสอบว่าข้อมูลมีความปลอดภัย/เข้ารหัสอย่างไร
  • หากมี UI คุณต้องตรวจสอบว่ามีการป้องกันด้วยรหัสผ่านหรือไม่

#3) คุณสมบัติเครือข่าย:

  • การเชื่อมต่อและฟังก์ชัน IoT มีความสำคัญ ท้ายที่สุด เรากำลังพูดถึงระบบที่ใช้เพื่อการรักษาพยาบาล
  • มีการตรวจสอบสองประเด็นหลัก:
  • ความพร้อมใช้งานของเครือข่าย, ความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูล (ไม่ว่างานจะถูกถ่ายโอนจากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งโดยไม่มีการสะดุด)
  • สถานการณ์เมื่อไม่มีการเชื่อมต่อ. โดยไม่คำนึงถึงระดับความน่าเชื่อถือของระบบ มีความเป็นไปได้ที่สถานะของระบบจะเป็น "ออฟไลน์" หากเครือข่ายไม่พร้อมใช้งาน โรงพยาบาลหรือองค์กรอื่นจำเป็นต้องทราบ (การแจ้งเตือน) ดังนั้นพวกเขาจะสามารถตรวจสอบสภาพของผู้ป่วยได้ด้วยตนเองและไม่รอให้ระบบทำงาน ในทางกลับกัน ระบบดังกล่าวมักจะมีกลไกที่บันทึกข้อมูลหากระบบออฟไลน์ นั่นคือไม่รวมการสูญหายของข้อมูล

#4) ประสิทธิภาพ:

  • จำเป็นต้องพิจารณาถึงวิธีการแก้ปัญหาสำหรับภาคส่วนการดูแลสุขภาพในสถานการณ์เฉพาะ
  • การทดสอบเกี่ยวข้องกับผู้ป่วย 2 ถึง 10 รายข้อมูลจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ 10-20 เครื่อง
  • หากเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งโรงพยาบาลแล้ว แสดงว่ามีผู้ป่วยแล้ว 180-200 ราย นั่นคือจะมีข้อมูลจริงมากกว่าข้อมูลทดสอบ
  • นอกจากนี้ จำเป็นต้องประท้วงยูทิลิตี้เพื่อตรวจสอบระบบ: โหลดปัจจุบัน ปริมาณการใช้ไฟฟ้า อุณหภูมิ ฯลฯ

#5) การทดสอบความเข้ากันได้:

  • รายการนี้มีอยู่ในแผนการทดสอบระบบ IoT เสมอ
  • ความเข้ากันได้ของระบบปฏิบัติการรุ่นต่างๆ ประเภทของเบราว์เซอร์และรุ่นตามลำดับ อุปกรณ์รุ่นต่างๆ โหมดการสื่อสาร [เช่น Bluetooth 2.0, 3.0] มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ IoT

#6) การทดสอบนำร่อง:

  • การทดสอบนำร่องเป็นรายการบังคับของแผนการทดสอบ
  • เฉพาะการทดสอบในห้องปฏิบัติการเท่านั้นที่จะอนุญาตให้เราสรุปได้ว่าระบบทำงานได้
  • ระหว่างการทดสอบนำร่อง จำนวนผู้ใช้มีจำกัด พวกเขาจัดการแอปพลิเคชันและแสดงความคิดเห็น
  • ความคิดเห็นเหล่านี้มีประโยชน์มาก ช่วยให้คุณสร้างแอปพลิเคชันที่เชื่อถือได้

#7) ตรวจสอบการปฏิบัติตาม:

  • ระบบที่ติดตามสถานภาพต้องผ่านการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดหลายรายการ
  • นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นที่ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ผ่านการทดสอบทุกขั้นตอน แต่ไม่ผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดขั้นสุดท้าย [การทดสอบดำเนินการโดยหน่วยงานกำกับดูแล]
  • เป็นการสมควรมากกว่าที่จะตรวจสอบการปฏิบัติตามบรรทัดฐานและมาตรฐานก่อนเริ่มวงจรการพัฒนา

#8) การอัปเดตการทดสอบ:

  • IoT คือการรวมกันของโปรโตคอล อุปกรณ์ ระบบปฏิบัติการ เฟิร์มแวร์ ฮาร์ดแวร์ เลเยอร์เครือข่าย และอื่นๆ
  • เมื่อมีการอัปเกรด ไม่ว่าจะเป็นการอัปเกรดระบบหรือรายการอื่นๆ ข้างต้น จำเป็นต้องมีการทดสอบการถดถอยอย่างละเอียด กลยุทธ์โดยรวมกำลังได้รับการแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงความยุ่งยากที่เกี่ยวข้องกับการอัปเดต

ความท้าทายของการทดสอบ IoT

#1) แข็ง/อ่อน

IoT เป็นสถาปัตยกรรมที่ส่วนประกอบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด ไม่เพียงแค่ซอฟต์แวร์เท่านั้นที่มีความสำคัญ แต่ยังรวมถึงฮาร์ดอีกด้วย: เซ็นเซอร์ เกตเวย์ ฯลฯ

อย่างเดียวไม่พอรับรองระบบ ส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบทั้งหมดต้องพึ่งพาอาศัยกัน IoT นั้นซับซ้อนกว่าระบบที่ง่ายกว่ามาก [เฉพาะซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดเท่านั้น]

#2) โมเดลการโต้ตอบของอุปกรณ์

ส่วนประกอบของเครือข่ายต้องโต้ตอบแบบเรียลไทม์หรือใกล้เคียงกับเวลาจริง ทั้งหมดนี้กลายเป็นหนึ่งเดียว ดังนั้นความซับซ้อนเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับ IoT (ความปลอดภัย ความเข้ากันได้ย้อนหลัง และการอัปเดต)

#3) การทดสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์

เป็นการยากมากที่จะได้รับข้อมูลนี้ เรื่องนี้ซับซ้อนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าระบบดังเช่นในกรณีที่อธิบายไว้อาจเกี่ยวข้องกับภาคสุขภาพ

#4) UI

เครือข่าย IoT มักจะประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ที่ควบคุมโดยแพลตฟอร์มต่างๆ การทดสอบสามารถทำได้ในอุปกรณ์บางเครื่องเท่านั้น เนื่องจากแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทดสอบกับอุปกรณ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด

#5) ความพร้อมใช้งานของเครือข่าย

การเชื่อมต่อเครือข่ายมีบทบาทสำคัญใน IoT ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเพิ่มขึ้น สถาปัตยกรรม IoT จะต้องได้รับการทดสอบภายใต้เงื่อนไขการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันด้วยความเร็วที่ต่างกัน ในกรณีส่วนใหญ่โปรแกรมจำลองเครือข่ายเสมือนจะใช้เพื่อกระจายโหลดเครือข่าย การเชื่อมต่อ ความเสถียร ฯลฯ องค์ประกอบ แต่ข้อมูลจริงมักเป็นสถานการณ์ใหม่เสมอ และทีมทดสอบไม่ทราบว่าความยุ่งยากจะเกิดขึ้นที่ใดในอนาคต

เครื่องมือทดสอบ IoT

มีเครื่องมือมากมายที่ใช้ในการทดสอบระบบ IoT

ซอฟต์แวร์ที่กำหนดวิทยุ : จำลองเครื่องรับและเครื่องส่งสัญญาณสำหรับเกตเวย์ไร้สายต่างๆ

IoT เป็นตลาดเกิดใหม่ที่มีโอกาสมากมาย ในอนาคตอันใกล้นี้ Internet of Things จะกลายเป็นหนึ่งในงานหลักสำหรับทีมทดสอบ อุปกรณ์เครือข่าย แอปพลิเคชันอุปกรณ์อัจฉริยะ โมดูลการสื่อสาร ล้วนมีบทบาทสำคัญในการศึกษาและประเมินผลบริการต่างๆ

ผล

แนวทางการทดสอบ IoT อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระบบ/สถาปัตยกรรมเฉพาะ

การทดสอบ IoT นั้นยาก แต่ในขณะเดียวกันมันก็ งานที่น่าสนใจโชคดีที่ผู้ทดสอบมีที่สำหรับแกว่ง - ท้ายที่สุดแล้ว มีอุปกรณ์ โปรโตคอล และระบบปฏิบัติการมากมาย

ป.ล. ขอแนะนำให้ลองใช้รูปแบบ TAAS ("การทดสอบจากมุมมองของผู้ใช้") และไม่เพียงแค่ปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เป็นทางการเท่านั้น

สวัสดีตอนบ่าย habravchane ที่รัก! วันนี้เราอยากจะกล่าวถึงรายละเอียดของเทคโนโลยีเครือข่ายต่างๆ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ

Internet of Things (IoT, Internet of Things) กำลังกลายเป็นการก้าวกระโดดครั้งถัดไปในการพัฒนา เทียบได้กับการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำหรืออุตสาหกรรมไฟฟ้า วันนี้ การเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลกำลังเปลี่ยนแปลงภาคส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจและเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่เราคุ้นเคย ในเวลาเดียวกัน ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในกรณีเช่นนี้ ผลกระทบสุดท้ายของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยากต่อการคาดเดา เนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นของการเดินทาง

เห็นได้ชัดว่ากระบวนการที่เริ่มต้นขึ้นนั้นไม่สามารถเป็นเอกภาพได้ และในปัจจุบันบางอุตสาหกรรมก็พร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงมากกว่าอุตสาหกรรมอื่นๆ ในอดีต ได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้า การขนส่ง โลจิสติกส์ ภาคการเงิน และส่วนหลัง เช่น เกษตรกรรม แม้ว่าจะมีโครงการนำร่องที่ประสบความสำเร็จที่นี่ แต่ให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ

โครงการ TracoVino หนึ่งในความพยายามครั้งแรกในการใช้ IoT ใน Mosel Valley ที่มีชื่อเสียง ซึ่งเป็นภูมิภาคไวน์ที่เก่าแก่ที่สุดในเยอรมนีสมัยใหม่ โซลูชันนี้ใช้แพลตฟอร์มคลาวด์ที่ทำให้กระบวนการทั้งหมดในไร่องุ่นเป็นไปโดยอัตโนมัติ ตั้งแต่วัตถุดิบที่ปลูกไปจนถึงการบรรจุขวด ข้อมูลที่จำเป็นในการตัดสินใจจะเข้าสู่ระบบจากเซ็นเซอร์หลายประเภท นอกเหนือจากการกำหนดอุณหภูมิ ความชื้นในดิน และการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังสามารถกำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ ความเป็นกรดของดิน และปริมาณธาตุอาหารได้อีกด้วย มันให้อะไร? TracoVino ไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ผลิตไวน์ได้รับแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับสภาพของไร่องุ่นเท่านั้น แต่ยังวิเคราะห์พื้นที่เฉพาะของไร่องุ่นเพื่อระบุปัญหา รับการแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น และรับการคาดการณ์คุณภาพและปริมาณไวน์ด้วย ผู้ผลิตไวน์จะทำสัญญาซื้อขายล่วงหน้า

มีอะไรอีกบ้างที่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้? สถานการณ์ที่พัฒนามากที่สุดสำหรับการใช้ IoT ได้แก่ "เมืองอัจฉริยะ" จากรายงานของ Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics และกระทรวงคมนาคมของสหรัฐฯ ปัจจุบัน โครงการเหล่านี้มีอุปกรณ์กว่าพันล้านเครื่องทั่วโลกที่รับผิดชอบการทำงานต่างๆ ในระบบน้ำ การขนส่งสาธารณะ สาธารณสุข และระบบความปลอดภัย เหล่านี้เป็นที่จอดรถอัจฉริยะที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่จอดรถ ระบบจ่ายน้ำอัจฉริยะที่ตรวจสอบคุณภาพน้ำที่ชาวเมืองใช้ ป้ายรถเมล์อัจฉริยะที่ให้ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับเวลารอสำหรับการขนส่งที่ถูกต้อง และอื่นๆ อีกมากมาย

อุตสาหกรรมนี้มีอุปกรณ์หลายร้อยล้านเครื่องพร้อมที่จะเชื่อมต่อแล้ว ซึ่งรวมถึงระบบสำหรับการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมที่ชาญฉลาด การบัญชีและความปลอดภัยด้านลอจิสติกส์ ตลอดจนปั๊มอัจฉริยะ คอมเพรสเซอร์ และวาล์ว อุปกรณ์จำนวนมากมีส่วนร่วมในภาคพลังงานและสาธารณูปโภค: มาตรวัดจำนวนมาก องค์ประกอบระบบอัตโนมัติของเครือข่ายการกระจาย อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียนและแบบกระจาย ในการดูแลสุขภาพ เครื่องมือวินิจฉัย ห้องปฏิบัติการเคลื่อนที่ การปลูกถ่ายต่างๆ อุปกรณ์การแพทย์ทางไกล และจะยังคงเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง

คาดว่าในปีต่อๆ ไป จำนวนการเชื่อมต่อเครื่องจะเพิ่มขึ้น 25% ต่อปี และโดยรวมภายในปี 2564 จะมีอุปกรณ์เชื่อมต่อ 28 พันล้านเครื่องบนโลก ในจำนวนนี้ จะมีอุปกรณ์สำหรับผู้ใช้ทั่วไปเพียง 13 พันล้านเท่านั้น: สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต แล็ปท็อปและพีซี ในขณะที่ 15 พันล้านจะใช้สำหรับผู้ใช้และอุปกรณ์อุตสาหกรรม: เซ็นเซอร์ชนิดต่าง ๆ จุดขาย รถยนต์ ป้ายบอกคะแนน ตัวบ่งชี้ ฯลฯ

แม้จะมีตัวเลขที่น่าทึ่งจากอนาคตอันใกล้นี้ แต่ก็ยังไม่เป็นที่สิ้นสุด IoT จะถูกนำไปใช้ทุกที่ และยิ่งต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ง่ายและซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้า และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการขับเคลื่อนโดยการเปิดตัวเครือข่าย 5G หลังจากปี 2020 จำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยใกล้จะถึง 5 หมื่นล้านเครื่องในเร็วๆ นี้

ลักษณะโดยรวมของการเชื่อมต่อและกรณีการใช้งานที่หลากหลายกำหนดข้อกำหนดสำหรับเทคโนโลยีเครือข่าย IoT ในช่วงกว้างที่สุด อัตราการถ่ายโอนข้อมูล ความล่าช้า ความน่าเชื่อถือ (การรับประกัน) ของการส่งจะพิจารณาจากลักษณะของแอปพลิเคชันเฉพาะ อย่างไรก็ตาม มีกลุ่มเป้าหมายกว้างๆ จำนวนมากที่ต้องการให้เราพิจารณาเทคโนโลยีเครือข่ายสำหรับ IoT แยกจากกัน และแตกต่างจากเครือข่ายมือถือแบบเดิมอย่างไร

ประการแรก ค่าใช้จ่ายในการใช้เทคโนโลยีเครือข่ายในอุปกรณ์ปลายทางควรน้อยกว่าโมดูล GSM/WCDMA/LTE ที่มีอยู่ซึ่งใช้ในการผลิตสมาร์ทโฟนและโมเด็มหลายเท่า แม้จะอยู่ในระดับที่ประหยัดที่สุดก็ตาม สาเหตุหนึ่งที่ขัดขวางการนำอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อมาใช้เป็นจำนวนมากคือต้นทุนที่สูงของชิปเซ็ตที่ใช้เทคโนโลยีเครือข่ายแบบครบวงจร รวมถึงการส่งสัญญาณเสียงและฟังก์ชันอื่นๆ อีกมากมายที่ไม่จำเป็นในสถานการณ์ IoT ส่วนใหญ่

ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ แต่กำหนดสูตรแยกต่างหาก ข้อกำหนดคือใช้พลังงานต่ำและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน สถานการณ์และการใช้งาน IoT มากมายมีการจัดหาพลังงานอัตโนมัติของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจากแบตเตอรี่ในตัว การลดความซับซ้อนของโมดูลเครือข่ายและการออกแบบที่ประหยัดพลังงานช่วยให้มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุด 10 ปีด้วยความจุของแบตเตอรี่ 5Wh โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวบ่งชี้ดังกล่าวสามารถทำได้เนื่องจากการลดปริมาณข้อมูลที่ส่งและการใช้ "ความเงียบ" เป็นเวลานานในระหว่างที่อุปกรณ์ไม่ได้รับหรือส่งข้อมูลและไม่ใช้ไฟฟ้าในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม การใช้กลไกเฉพาะแตกต่างกันไปในแต่ละเทคโนโลยี

ความครอบคลุมของเครือข่ายเป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติที่ต้องตรวจสอบ ในปัจจุบัน ความครอบคลุมของเครือข่ายมือถือทำให้การรับส่งข้อมูลค่อนข้างเสถียรในพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่ รวมทั้งภายในอาคาร อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เชื่อมต่อยังสามารถอยู่ในตำแหน่งที่ไม่มีผู้คนเกือบตลอดเวลา: พื้นที่ห่างไกล รถไฟยาว พื้นผิวของแหล่งน้ำขนาดใหญ่ ห้องใต้ดิน กล่องคอนกรีตและโลหะที่แยกออกมา ปล่องลิฟต์ ภาชนะ ฯลฯ เป้าหมายสำหรับการแก้ปัญหานี้ ตามผู้เข้าร่วมตลาด IoT ส่วนใหญ่ คือการปรับปรุงงบประมาณสายงาน 20 dB เมื่อเทียบกับเครือข่าย GSM แบบเดิม ซึ่งเป็นผู้นำในด้านความครอบคลุมของเทคโนโลยีมือถือในปัจจุบัน

กรณีการใช้งานที่แตกต่างกันสำหรับ Internet of Things ในอุตสาหกรรมต่างๆ บ่งบอกถึงข้อกำหนดด้านการสื่อสารที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และไม่ใช่แค่ความสามารถในการปรับขนาดเครือข่ายอย่างรวดเร็วในแง่ของจำนวนอุปกรณ์ที่ต้องเชื่อมต่อ หากในตัวอย่างของ "ไร่องุ่นอัจฉริยะ" เราได้อธิบายไปแล้ว เซ็นเซอร์ที่ค่อนข้างง่ายจำนวนมากมีส่วนเกี่ยวข้อง จากนั้นในองค์กรอุตสาหกรรม หุ่นยนต์ที่ซับซ้อนมากจะเชื่อมต่อซึ่งดำเนินการต่างๆ และไม่เพียงแค่แก้ไขพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่างเท่านั้น คุณยังสามารถคิดเกี่ยวกับสาขาการดูแลสุขภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับอุปกรณ์สำหรับการแพทย์ทางไกล การใช้คอมเพล็กซ์เหล่านี้ที่ออกแบบมาสำหรับการวินิจฉัยทางไกล การตรวจสอบขั้นตอนทางการแพทย์ที่ซับซ้อน และการฝึกอบรมทางไกลโดยใช้การสื่อสารทางวิดีโอแบบเรียลไทม์จะกำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในแง่ของความล่าช้าของสัญญาณ การส่งข้อมูล ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย

เทคโนโลยี IoT ต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะจัดเตรียมชุดคุณลักษณะเครือข่ายที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน จัดลำดับความสำคัญของการรับส่งข้อมูลเครือข่ายนับสิบและหลายร้อยประเภท และจัดสรรทรัพยากรเครือข่ายอย่างเหมาะสมเพื่อรักษาประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหลายล้านเครื่อง กรณีการใช้งานหลายสิบกรณี การจัดการและการควบคุมที่ยืดหยุ่น ทั้งหมดนี้ต้องดำเนินการภายในเครือข่ายเดียว

การพัฒนาล่าสุดมากมายในด้านการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายได้ทุ่มเทให้กับการแก้ปัญหาเหล่านี้ ทั้งเกี่ยวข้องกับความปรารถนาที่จะปรับเปลี่ยนสถาปัตยกรรมเครือข่ายและโปรโตคอลที่มีอยู่ และเพื่อสร้างโซลูชันระบบใหม่ตั้งแต่ต้น ในอีกด้านหนึ่ง เราเห็นสิ่งที่เรียกว่า "โซลูชันของเส้นเลือดฝอย" ซึ่งค่อนข้างประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาของการสื่อสาร IoT ภายในสถานที่เดียวกันหรือในพื้นที่จำกัด โซลูชั่นดังกล่าวรวมถึง Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee และแอนะล็อกมากมายซึ่งเป็นที่นิยมในปัจจุบัน

ในทางกลับกัน เทคโนโลยีมือถือสมัยใหม่นั้นไม่สามารถแข่งขันได้ในแง่ของความครอบคลุมและความสามารถในการปรับขนาดของโครงสร้างพื้นฐานที่มีการจัดการที่ดี ตามรายงานของ Ericsson Mobility Report ความครอบคลุมของ GSM อยู่ที่ 90% ของพื้นที่ที่มีประชากรของโลก, เครือข่าย WCDMA และ LTE 65% และ 40% ตามลำดับ โดยมีการสร้างเครือข่ายอย่างต่อเนื่อง ขั้นตอนที่ดำเนินการในการพัฒนามาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนด 3GPP รีลีส 13 มุ่งเป้าไปที่การบรรลุเป้าหมาย IoT อย่างแม่นยำ ในขณะที่ยังคงรักษาประโยชน์ของการใช้ระบบนิเวศทั่วโลก วิวัฒนาการของเทคโนโลยีเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานสำหรับการปรับเปลี่ยนมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ในอนาคต ซึ่งรวมถึงมาตรฐานเครือข่ายรุ่นที่ 5 (5G)

เทคโนโลยีพลังงานต่ำทางเลือกอื่นสำหรับสเปกตรัมความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาต โดยทั่วไปมุ่งเป้าไปที่การใช้งานที่แคบกว่า ความจำเป็นในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่และเทคโนโลยีแบบปิดเป็นอุปสรรคต่อการแพร่กระจายของระบบดังกล่าวอย่างมาก

มาพิจารณาว่าส่วนขยายมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่มีไว้เพื่อรวมไว้ในคำแนะนำ 3GPP รีลีส 13 เวอร์ชันล่าสุดอย่างไร

EC GSM

คณะทำงานของ GERAN ที่พัฒนาเทคโนโลยี GSM ได้เสนอแพ็คเกจคุณลักษณะขั้นสูงที่เรียกว่า EC-GSM (ตัวแปรในชื่อเดียวกัน: EC-GPRS, EC-GSM-IoT) เทคโนโลยีนี้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ GSM / GPRS / EDGE พื้นฐาน ซึ่งช่วยให้สถานีฐานติดตั้งส่วนใหญ่ของมาตรฐานนี้ใช้งานได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนหรืออัพเกรดฮาร์ดแวร์

นี่คือลักษณะสำคัญ:

อันที่จริงมีการใช้ผู้ให้บริการ GSM/GPRS มาตรฐาน โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มงบประมาณสาย เพิ่มจำนวนอุปกรณ์ และลดต้นทุนในการนำเทคโนโลยีไปใช้ในอุปกรณ์ปลายทาง

แนะนำการเปลี่ยนแปลงหลัก:

1) Extended DRX (eDRX, Extended Discontinuous Reception) สำหรับ GSM และโหมดประหยัดพลังงาน (PSM) - ลดความถี่ของข้อความสัญญาณบังคับ ปรับช่วงเวลาการรับและรับข้อมูลให้เหมาะสม รองรับ "ความเงียบ" เป็นเวลานานถึง 52 นาที ในระหว่างที่อุปกรณ์ยังคงเชื่อมต่อกับเครือข่ายโดยไม่ส่งหรือรับข้อมูล

2) ความคุ้มครองที่เพิ่มขึ้น– การปรับชั้นลิงค์ของเครือข่าย ซึ่งใช้การทำซ้ำหลายครั้งของข้อมูลที่ส่ง เพื่อปรับปรุงความครอบคลุม 20 dB เมื่อเทียบกับระบบดั้งเดิม

3) การปรับปรุงอื่น ๆ: การลดความซับซ้อนของการส่งสัญญาณเครือข่าย (การปฏิเสธการสนับสนุนสำหรับส่วนหนึ่งของการส่งสัญญาณที่ให้การทำงานร่วมกับเครือข่าย WCDMA/LTE); การขยายกลไกการพิสูจน์ตัวตนและความปลอดภัยในการเชื่อมต่อ ฯลฯ

ข้อได้เปรียบหลักของ EC-GSM คือความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย (ในกรณีส่วนใหญ่ จำเป็นต้องอัปเดตซอฟต์แวร์บนโหนดเครือข่ายเท่านั้น) เช่นเดียวกับความแพร่หลายของเครือข่าย GSM และความครอบคลุม

eMTC

ตัวแปร eMTC (เรียกอีกอย่างว่า LTE-M, LTE Cat.M1) เป็นการดัดแปลง IoT สำหรับเครือข่าย LTE ยังคงมุ่งเน้นที่การบรรลุเป้าหมาย IoT จำนวนมาก (ต้นทุน ความครอบคลุม อายุการใช้งานแบตเตอรี่) ในขณะเดียวกันก็รับประกันความเข้ากันได้สูงสุดกับโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่ของผู้ให้บริการ
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทคโนโลยี eMTC คือทรูพุตสูงถึง 1 Mbps ในแต่ละทิศทาง (จากผู้สมัครสมาชิกถึงสมาชิก) ถึงเวลาที่ต้องระลึกถึงกรณีการใช้งาน IoT ที่หลากหลายซึ่งเราได้กล่าวถึงในตอนต้นของบทความ ในบางกรณี อัตราข้อมูลดังกล่าวจะมีความจำเป็นอย่างชัดเจน

EMTC ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ IoT ปลายทางโดยกำจัดฟังก์ชัน LTE ซึ่งเป็นที่ต้องการและใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายการเข้าถึงบรอดแบนด์บนมือถือ (MBAN) แต่จะกลายเป็นเรื่องซ้ำซ้อนเมื่ออุปกรณ์ IoT เชื่อมต่อกันอย่างหนาแน่น นี่คือความต่อเนื่องของงานที่เริ่มต้นโดย 3GPP ในการเปิดตัวข้อมูลจำเพาะก่อนหน้า (รุ่น 12) ซึ่งกำหนด LTE Cat.0 สำหรับ IoT eMTC ยังเพิ่มกลไก Extended DRX และ PSM สำหรับ LTE ซึ่งแก้ปัญหาการลดการใช้พลังงานในลักษณะเดียวกับที่แสดงไว้ด้านบนสำหรับ EC-GSM

เช่นเดียวกับ EC-GSM eMTC มีโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีความพร้อมใช้งานสูง และสามารถปรับใช้บนเครือข่าย LTE ที่มีอยู่ด้วยการอัปเดตซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ เครือข่าย MWAP และ IoT สามารถอยู่ร่วมกันและแจกจ่ายทรัพยากรที่ใช้แบบไดนามิก (สเปกตรัมความถี่ กำลังในการคำนวณของสถานีฐาน ฯลฯ) ขึ้นอยู่กับประเภทและจำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อและการรับส่งข้อมูลที่สร้างขึ้น

NB-IoT

Narrowband IoT (narrowband IoT) เป็นทิศทางที่ค่อนข้างใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยี IoT ของเครือข่าย และแม้ว่าการใช้งานจะให้การโต้ตอบและการรวมอย่างใกล้ชิดกับ LTE เรายังคงพูดถึงการสร้างการเข้าถึงวิทยุรูปแบบใหม่ ลักษณะ ซึ่งมีความแตกต่างมากกว่าความคล้ายคลึงกันกับเทคโนโลยีที่มีอยู่

คาดว่าการปรับปรุงโปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ใหม่จะช่วยลดต้นทุนของอุปกรณ์ NB-IoT เมื่อเทียบกับ LTE Cat.M1 ได้ถึง 90% ผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายและโมดูลสมาชิกหลายรายได้ประกาศการสนับสนุนเทคโนโลยี NB-IoT ในผลิตภัณฑ์ของตนแล้ว ได้แก่ Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm รวมถึงผู้ให้บริการโทรคมนาคมชั้นนำ เช่น Vodafone, Deutsche Telekom และ China Unicom .

ดังนั้น ด้วยการนำข้อกำหนด EC-GSM, eMTC และ NB-IoT เวอร์ชันสุดท้ายมาใช้ ซึ่งมีกำหนดในเดือนมิถุนายนปีนี้ ผู้เข้าร่วมตลาดจะมีเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสามอย่างสำหรับการพัฒนาเครือข่าย IoT แต่ละคนมีลักษณะและข้อดีของตัวเองขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานเฉพาะและลักษณะของเครือข่ายมือถือที่จะปรับใช้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใด ข้อดีของระบบนิเวศทั่วโลก ความพร้อมใช้งานและความพร้อมของเครือข่ายที่ปรับใช้และโครงสร้างพื้นฐานด้านไอที การใช้คลื่นความถี่ที่มีการป้องกัน (ที่ได้รับใบอนุญาต) จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและดำเนินการ ซึ่งหมายความว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เราคาดว่าโครงการที่ใช้พวกเขาจะมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว

เราจะจบเรื่องราวของเราในเรื่องนี้และขอขอบคุณ Habravchans ที่ให้ความสนใจ! ในโพสต์ถัดไป เราจะเน้นด้านเทคโนโลยีของเทคโนโลยี NB-IoT

IoT - อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง

Internet of Things (IoT) - เทคโนโลยีโทรคมนาคมสมัยใหม่
(Internet of Things - เทคโนโลยีโทรคมนาคมสมัยใหม่)

29/08/16

Internet of Things คืออะไร? Internet of Things, IoT คืออะไร? Internet of Things (IoT) เป็นกระบวนทัศน์อินเทอร์เน็ตรูปแบบใหม่ คำว่า "สิ่งของ" ในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งมีความหมายว่าอะไร คำว่า "สิ่งของ" ใน Internet of Things (IoT) หมายถึงความฉลาด กล่าวคือ วัตถุหรือวัตถุ "อัจฉริยะ" (Smart Objects หรือ SmartThings หรือ Smart Devices)

Internet of Things (IoT) แตกต่างจากอินเทอร์เน็ตทั่วไปอย่างไร? Internet of Things (IoT) เป็นเครือข่ายอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมหรือที่มีอยู่ ขยายโดยเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของอุปกรณ์ทางกายภาพหรือสิ่งของที่เชื่อมต่อ ซึ่งสามารถจัดระเบียบรูปแบบการสื่อสารหรือรูปแบบการเชื่อมต่อต่างๆ ได้อย่างอิสระ (Thing - Thing, Thing - User และ Thing - Web วัตถุ).

ควรสังเกตว่า Smart Objects เป็นเซ็นเซอร์หรือแอคทูเอเตอร์ที่ติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์พร้อมระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์พร้อมโปรโตคอลสแต็ก หน่วยความจำ และอุปกรณ์สื่อสารที่ฝังอยู่ในวัตถุต่างๆ เช่น ในมิเตอร์ไฟฟ้าหรือมาตรวัดก๊าซ เซ็นเซอร์ความดัน การสั่นสะเทือนหรืออุณหภูมิ สวิตช์ ฯลฯ วัตถุ "สมาร์ท" หรือวัตถุอัจฉริยะสามารถจัดเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพที่สามารถเชื่อมต่อผ่านเกตเวย์ (ฮับหรือเฉพาะ แพลตฟอร์ม IoT) สู่อินเทอร์เน็ตแบบเดิมๆ

ปัจจุบันมีคำจำกัดความของแนวคิดเรื่อง Internet of Things (IoT) อยู่มากมาย แต่น่าเสียดายที่สิ่งเหล่านี้ขัดแย้งกัน ไม่มีคำจำกัดความที่ชัดเจนและชัดเจนของ Internet of Things (IoT)

เพื่อให้เข้าใจสาระสำคัญของ Internet of Things (IoT) ขอแนะนำให้พิจารณาโครงสร้างพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตและบริการ WWW (World Wide Web) หรือ Web (web) ก่อน อินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายของเครือข่ายเช่น เครือข่ายที่รวมเครือข่ายต่างๆ และแต่ละโหนดของผู้ใช้ระยะไกลโดยใช้เราเตอร์และ IP โปรโตคอลเครือข่าย (อินเทอร์เน็ต) กล่าวอีกนัยหนึ่ง อินเทอร์เน็ตหมายถึงโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายทั่วโลก ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายคอมพิวเตอร์จำนวนมากและแต่ละโหนดที่เชื่อมต่อด้วยช่องทางการสื่อสาร

อินเทอร์เน็ตทั่วโลกเป็นพื้นฐานทางกายภาพของบริการเว็บ เว็บคือเวิลด์ไวด์เว็บหรือระบบแบบกระจาย แหล่งข้อมูลซึ่งให้การเข้าถึงเอกสารไฮเปอร์เท็กซ์ (เอกสารเว็บ) ที่โฮสต์บนเว็บไซต์อินเทอร์เน็ต การเข้าถึงและการส่งเอกสารเว็บในรูปแบบ HTML ทางอินเทอร์เน็ตดำเนินการโดยใช้โปรโตคอลแอปพลิเคชัน HTTP / HTTPS ของบริการเว็บตามสแต็กโปรโตคอล TCP / IP ของอินเทอร์เน็ต

จากที่กล่าวมาข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า IoT มีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในโครงสร้างพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตทั่วโลกและรูปแบบการสื่อสารหรือการเชื่อมต่อใหม่: "สิ่ง - สิ่ง" "สิ่ง - ผู้ใช้ (ผู้ใช้)" และ "สิ่งของ - เว็บออบเจ็กต์ (เว็บออบเจ็กต์)".

Internet of Things (IoT) ควรพิจารณาในระดับเทคโนโลยี เศรษฐกิจ และสังคม

ในระดับเทคโนโลยี Internet of Things เป็นแนวคิดในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย (พื้นฐานทางกายภาพ) ของอินเทอร์เน็ตซึ่งสิ่งที่ "ฉลาด" โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อการโต้ตอบระยะไกลกับอุปกรณ์อื่น ๆ ( Thing - Thing) หรือการโต้ตอบกับศูนย์ข้อมูลอัตโนมัติหรือระบบคลาวด์ หรือศูนย์ข้อมูล (Thing - Web Objects) สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลสำหรับการจัดเก็บ การประมวลผล การวิเคราะห์ และการตัดสินใจด้านการจัดการที่มุ่งเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม หรือการโต้ตอบกับเทอร์มินัลของผู้ใช้ (Thing - ผู้ใช้) เพื่อควบคุมและจัดการอุปกรณ์เหล่านี้

Internet of Things (IoT) จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจและ โมเดลทางสังคมการพัฒนาสังคม Internet of Things (IoT) มีการจำแนกหลายประเภท (เช่น Industrial Internet of Things - IIoT, Internet of Services - IoS เป็นต้น) และพื้นที่การใช้งาน (ในด้านพลังงาน การขนส่ง ยา การเกษตร ที่อยู่อาศัย และชุมชน บริการ Smart City, Smart Home เป็นต้น)

Cisco ได้แนะนำแนวคิดใหม่ - Internet of Everything, IoE ("Internet of Everything" หรือ "All-inclusive Internet") และ Internet of Things เป็นขั้นตอนเริ่มต้นของการพัฒนา "All-inclusive Internet"

การพัฒนา Internet of Things หรือ Internet of Things (IoT) ขึ้นอยู่กับ:

  • เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายพลังงานต่ำ (LPWAN, WLAN, WPAN);
  • ความเร็วของการใช้งานเครือข่ายเซลลูลาร์สำหรับ Internet of Things (IoT): EC-GSM, LTE-M, NB-IoT และเครือข่าย 5G สากล
  • อัตราการเปลี่ยนแปลงของอินเทอร์เน็ตเป็นเวอร์ชันของโปรโตคอล IPv6
  • เทคโนโลยี Smart Objects (เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ที่ติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์ หน่วยความจำ และอุปกรณ์สื่อสาร)
  • ระบบปฏิบัติการเฉพาะทางพร้อมชุดโปรโตคอลสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ของเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์
  • การประยุกต์ใช้สแต็คโปรโตคอล 6LoWPAN/IPv6 อย่างกว้างขวางในระบบปฏิบัติการของไมโครคอนโทรลเลอร์ของเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์
  • การใช้คลาวด์คอมพิวติ้งสำหรับแพลตฟอร์ม Internet of Things (IoT) อย่างมีประสิทธิภาพ
  • การพัฒนาเทคโนโลยี M2M (แมชชีนทูแมชชีน)
  • การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Software-Defined Networks ที่ทันสมัยซึ่งช่วยลดภาระในช่องทางการสื่อสาร

Internet of Things (IoT) สถาปัตยกรรมเครือข่ายทั่วโลก

ในฐานะส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรม Internet of Things (IoT) ให้พิจารณาเครือข่าย (รูปที่ 1) ที่ประกอบด้วยเครือข่ายคอมพิวเตอร์หลายเครื่องที่มีวัตถุทางกายภาพที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้อุปกรณ์อย่างใดอย่างหนึ่ง: เกตเวย์ เราเตอร์ชายแดน เราเตอร์

จากสถาปัตยกรรม IoT ดังต่อไปนี้ เครือข่าย Internet of Things ประกอบด้วยเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพ เครือข่ายอินเทอร์เน็ต IP แบบดั้งเดิม และอุปกรณ์ต่างๆ (เกตเวย์ เราเตอร์ชายแดน ฯลฯ) ที่เชื่อมต่อเครือข่ายเหล่านี้

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพประกอบด้วยเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ "อัจฉริยะ" (แอคทูเอเตอร์) ที่รวมอยู่ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (ส่วนบุคคล ในพื้นที่ และทั่วโลก) และควบคุมโดยตัวควบคุมส่วนกลาง (เกตเวย์หรือ IoT Habs หรือแพลตฟอร์ม IoT)

Internet of Things (IoT) ใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ไร้สายพลังงานต่ำของวัตถุทางกายภาพ ซึ่งรวมถึงเครือข่ายขนาดเล็ก ขนาดกลาง และระยะไกล (WPAN, WLAN, LPWAN)

เทคโนโลยีไร้สายของเครือข่าย LPWAN (Low-power Wide-area Network) ของ Internet of Things IoT

สำหรับเทคโนโลยีทั่วไปของเครือข่ายระยะยาว LPWAN ซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 1 ได้แก่ LoRaWAN, SIGFOX, Strizh และ Cellular Internet of Things หรือ CIoT โดยย่อ (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT) เครือข่าย LPWAN ยังรวมถึงเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น ISA-100.11.a, Wireless, DASH7, Symphony Link, RPMA และอื่นๆ ซึ่งไม่ได้แสดงไว้ในรูปที่ 1 มีรายการเทคโนโลยีมากมายที่ link-labs

หนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ LoRa ซึ่งออกแบบมาสำหรับเครือข่ายระยะไกล เพื่อส่งข้อมูลทางไกลจากอุปกรณ์วัดแสงต่างๆ (น้ำ เซ็นเซอร์ก๊าซ ฯลฯ) ในระยะทางไกล

LoRa เป็นวิธีการมอดูเลตที่กำหนดโปรโตคอลเลเยอร์ทางกายภาพของโมเดล OSI เทคโนโลยีการมอดูเลต LoRa สามารถนำไปใช้ในเครือข่ายที่มีโทโพโลยีที่แตกต่างกันและโปรโตคอลเลเยอร์ลิงค์ต่างกัน เครือข่าย LPWAN ที่มีประสิทธิภาพคือเครือข่าย LoRaWAN ที่ใช้โปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ LoRaWAN (โปรโตคอลเลเยอร์ลิงก์ MAC) และมอดูเลต LoRa เป็นโปรโตคอลเลเยอร์จริง

เครือข่าย LoRaWAN (รูปที่ 2) ประกอบด้วย End Nodes (ตัวรับส่งสัญญาณหรือโมดูล LoRa) ที่เชื่อมต่อผ่านเครือข่ายไร้สายไปยังฮับ / เกตเวย์หรือสถานีฐาน, Network Server (เซิร์ฟเวอร์เครือข่ายของผู้ให้บริการ) และ Application Server (แอปพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการ) สถาปัตยกรรมเครือข่ายของ LoRaWAN คือ "ไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์" LoRaWAN ทำงานที่เลเยอร์ 2 ของโมเดล OSI

การสื่อสารแบบสองทางใช้ระหว่างส่วนประกอบของเครือข่าย "โหนดปลาย - เซิร์ฟเวอร์" การสื่อสารปลายทาง เครือข่ายท้องถิ่น LoRaWAN กับเซิร์ฟเวอร์นั้นใช้โปรโตคอลเลเยอร์ลิงค์ ที่อยู่ใช้ตัวระบุเฉพาะของอุปกรณ์ (โหนดปลาย) และตัวระบุเฉพาะของแอปพลิเคชันบนเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน

เลเยอร์ทางกายภาพของสแต็กโปรโตคอล LoRaMAC ของเซ็กเมนต์เครือข่าย end-nodes-gateway ซึ่งทำงานที่เลเยอร์ที่สองของโมเดล OSI คือการมอดูเลตไร้สาย LoRa และโปรโตคอล MAC ของเลเยอร์ลิงก์คือ LoRaWAN เกตเวย์ LoRa เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายของผู้ให้บริการหรือผู้ให้บริการโดยใช้เทคโนโลยี Wi-Fi/Ethernet/3G มาตรฐาน ซึ่งเป็นระดับของอินเทอร์เฟซเครือข่าย IP (เลเยอร์ทางกายภาพและช่องสัญญาณของสแต็ก TCP/IP)

LoRa Gateway ให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายตามเทคโนโลยี LoRa/LoRaWAN และ Wi-Fi, อีเธอร์เน็ต หรือ 3G ที่ต่างกัน ในรูป 1 แสดงเครือข่าย LoRa ที่มีเกตเวย์เดียว ซึ่งสร้างตามโทโพโลยีแบบดาว แต่เครือข่าย LoRa ยังสามารถมีเกตเวย์ได้หลายเกตเวย์ (โครงสร้างเครือข่ายเซลลูลาร์) ในเครือข่าย LoRa ที่มีเกตเวย์จำนวนมาก "โหนดปลาย - เกตเวย์" ถูกสร้างขึ้นตามโทโพโลยี "ดาว" ในทางกลับกัน "เกตเวย์ - เซิร์ฟเวอร์" ก็เชื่อมต่อตามโทโพโลยี "ดาว" ด้วย

ข้อมูลที่ได้รับจากโหนดปลายทางจะถูกจัดเก็บ แสดง และประมวลผลบนเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน (บนเว็บไซต์แบบสแตนด์อโลนหรือใน "คลาวด์") วิธี Big Data สามารถใช้วิเคราะห์ข้อมูล IoT ได้ ผู้ใช้ที่ใช้แอปพลิเคชันไคลเอ็นต์ที่ติดตั้งบนสมาร์ทโฟนหรือพีซี สามารถเข้าถึงข้อมูลบนแอปพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์ได้

เทคโนโลยี SIGFOX (sigfox.com) และ Strizh (strij.net) นั้นคล้ายคลึงกับเทคโนโลยี LoRaWAN (www.semtech.com) แต่มีข้อแตกต่างบางประการ ความแตกต่างหลักอยู่ในวิธีการมอดูเลตที่กำหนดโปรโตคอลเลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่ายเหล่านี้ เทคโนโลยี SIGFOX, LoRaWAN และ Striz เป็นคู่แข่งในตลาดเครือข่าย LPWAN

คู่แข่งในตลาดเครือข่าย LPWAN ยังเป็นเทคโนโลยี CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT) เช่นเดียวกับ G5 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างเครือข่ายเซลลูล่าร์ LPWAN แบบไร้สายโดยอิงจากโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ของผู้ให้บริการระบบเซลลูลาร์ การใช้เครือข่ายเซลลูล่าร์แบบเดิมใน IoT นั้นไม่มีประโยชน์ ดังนั้นในปัจจุบันช่องของเครือข่าย LPWAN ถูกครอบครองโดย LoRaWAN, SIGFOX เป็นต้น แต่ถ้าผู้ให้บริการเครือข่ายมือถือนำเทคโนโลยี EC-GSM (Extended Coverage GCM), LTE-M (LTE สำหรับการสื่อสาร M2M) มาใช้ตามเวลาที่เหมาะสมโดยอิงจากวิวัฒนาการของ GSM และการพัฒนา LTE พวกเขาจะผลักดัน LoRaWAN, SIGFOX และเทคโนโลยีอื่น ๆ ออกจาก LPWAN ตลาด.

พื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการสร้างเครือข่ายไร้สาย LPWAN ได้แก่ Internet of Things NB-IoT (Narrow Band IoT) วงแคบซึ่งใช้ LTE ซึ่งสามารถปรับใช้บนเครือข่าย LTE ที่มีอยู่ของผู้ให้บริการมือถือ แต่ทิศทางเชิงกลยุทธ์ใน CIoT คือเครือข่ายเซลลูลาร์ 5G รุ่นต่อไปที่จะรองรับ IoT

เทคโนโลยี 5G ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับการรับส่งข้อมูลที่ต่างกัน จะเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตกับอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีพารามิเตอร์ต่างกัน (การใช้พลังงาน ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล ฯลฯ) เช่น อุปกรณ์มือถือ(สมาร์ทโฟน โทรศัพท์ แท็บเล็ต ฯลฯ) และ Smart Objects (เซ็นเซอร์หรือแอคทูเอเตอร์)

LPWAN ใช้ที่ไหน? ตัวอย่างเช่น ในเนเธอร์แลนด์และเกาหลีใต้ เครือข่าย LoRa ทั่วประเทศได้ถูกปรับใช้สำหรับ Internet of Things แล้ว เครือข่าย SigFox สำหรับ IoT ที่ปรับใช้ในสเปนและฝรั่งเศส รัสเซียกำลังสร้างเครือข่ายระดับชาติ "Strizh" สำหรับ Internet of Things (IoT) เป็นต้น ในปัจจุบัน มาตรฐาน LoRaWAN และ NB-IoT ถือเป็นมาตรฐานสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพ LPWAN ของ Internet of Things IoT

ควรสังเกตว่าใน Internet of Things (IoT) พร้อมกับการใช้เทคโนโลยีคลาวด์จะใช้เทคโนโลยี Fog Computing นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในรูปแบบคลาวด์ที่ใช้ใน IoT จุดอ่อนคือแบนด์วิดท์ของช่องทางของผู้ให้บริการโทรคมนาคมซึ่งข้อมูลจะถูกแลกเปลี่ยนระหว่างอุปกรณ์ "คลาวด์" และ "สมาร์ท" ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพ

แนวคิดของ "การคำนวณด้วยหมอก" เกี่ยวข้องกับการกระจายอำนาจของการประมวลผลข้อมูลโดยการถ่ายโอนส่วนหนึ่งของการประมวลผลข้อมูลและการตัดสินใจในการจัดการจาก "คลาวด์" ไปยังอุปกรณ์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพโดยตรง

การเพิ่มแบนด์วิดธ์ของช่องทางการสื่อสาร Cloud Computing สามารถให้แนวทางใหม่ในการสร้างโดยใช้เทคโนโลยี Software-Defined Networks (SDN) ดังนั้น การแนะนำ SDN จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของ Cloud Computing และช่องทางการสื่อสาร Internet of Things (IoT)

เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลไร้สายระยะสั้นที่ใช้พลังงานต่ำ (WPAN) - ส่วนประกอบของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT)

เครือข่าย WPAN (รูปที่ 1) รวมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่ใช้เทคโนโลยี: 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP, Z-Wave, ZigBee, BLE 4.2 (Bluetooth Mesh) เครือข่ายเหล่านี้เป็นของเครือข่ายแบบเมช (เครือข่ายที่จัดระเบียบตัวเองและซ่อมแซมตัวเองด้วยการกำหนดเส้นทาง) ซึ่งมีโครงสร้างแบบตาข่าย เป็นส่วนประกอบ (ส่วนประกอบ) ของเครือข่าย Internet of Things (IoT)

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่ใช้เทคโนโลยี 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP หมายถึงเครือข่าย IP ที่มีสแต็กโปรโตคอล 6LoWPAN หรือสแต็ค IPv6 สำหรับเครือข่าย 802.15.4 (รูปที่ 3) พวกเขาใช้โปรโตคอลเครือข่าย 6LoWPAN (IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks) ซึ่งเป็น IPv6 เวอร์ชัน IEEE 802.15.4 สำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ส่วนตัวไร้สายที่ใช้พลังงานต่ำ RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks) ถูกใช้เป็นโปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง


ข้าว. 3. 6LoWPAN Protocol Stack สำหรับ IoT

IEEE 802.15.4 (มาตรฐาน.ieee.org)เป็นมาตรฐานที่อธิบายฟิสิคัล IEEE 802.15.4 PHY และเลเยอร์ลิงก์ของโมเดลเครือข่าย OSI เลเยอร์ดาต้าลิงค์ประกอบด้วยเลเยอร์ย่อย MAC ของ IEEE 802.15.4 MAC (การควบคุมการเข้าถึงสื่อ) และเลเยอร์ย่อยการควบคุมลิงก์ลอจิคัล LLC (การควบคุมลอจิคัลลิงก์) ตามมาตรฐาน IEEE 802.15.4 มีการสร้างเทคโนโลยีหลายอย่าง เช่น ZigBee IP, Thread, 6LoWPAN

สแต็คโปรโตคอล 6LoWPANสาระสำคัญของการทำงานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของวัตถุทางกายภาพใน IoT ตามสแต็กโปรโตคอล 6LoWPAN มีดังนี้ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลจากเซ็นเซอร์จะถูกส่งไปยังอินพุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ (MC) MC ประมวลผลข้อมูลที่มาจากเซ็นเซอร์ตามโปรแกรมแอปพลิเคชัน (End Nodes Applications) ซึ่งสร้างโดยนักพัฒนาเครือข่ายตาม API ของระบบปฏิบัติการเฉพาะของไมโครคอนโทรลเลอร์

ในการถ่ายโอนข้อมูลที่ประมวลผลไปยังเครือข่าย แอปพลิเคชัน End Nodes Applications จะเข้าถึงโปรโตคอลเลเยอร์แอปพลิเคชัน (แอปพลิเคชัน - โปรโตคอล IoT) ของสแต็กโปรโตคอล OS ของไมโครคอนโทรลเลอร์และส่งข้อมูลผ่านสแต็กไปยังเลเยอร์ทางกายภาพของเซ็นเซอร์ ถัดไป ข้อมูลไบนารีจะถูกป้อนเข้าไปยังอินพุตเราเตอร์ของ Border (เราเตอร์ Edge) ในการถ่ายโอนข้อมูลจาก End Node ผ่านเราเตอร์ Border ไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ (เว็บแอปพลิเคชัน) โดยใช้โปรโตคอลแอปพลิเคชัน CoAP จำเป็นต้องเจรจาเครือข่ายที่ชั้นแอปพลิเคชันของสแต็กโปรโตคอล CoAP-to-HTTP สำหรับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์นี้ ใช้แล้ว.

สแต็คโปรโตคอล 6LoWPAN ช่วยให้อุปกรณ์อัจฉริยะที่ใช้พลังงานต่ำสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตด้วยเราเตอร์ แทนที่จะใช้เกตเวย์ IP เฉพาะ เนื่องจากเครือข่ายความเร็วต่ำที่มีสแต็คโปรโตคอล 6LoWPAN สำหรับอุปกรณ์ที่มีความทุพพลภาพไม่ใช่การส่งผ่านเครือข่ายสำหรับการรับส่งข้อมูลเครือข่ายอินเทอร์เน็ต IP แบบเดิม จึงเป็นเครือข่ายปลายทางใน Internet of Things (IoT) และเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านเราเตอร์ Border หรือเราเตอร์ Edge . เราเตอร์ edge ช่วยให้มั่นใจถึงการทำงานร่วมกันของเครือข่าย 6LoWPAN กับเครือข่าย IPv6 โดยการแปลงส่วนหัว IPv6 และการแยกส่วนข้อความในเลเยอร์การปรับของโปรโตคอลสแต็ก (Adaption of 6LoWPAN)

ซี-เวฟ (z-wave.me)หนึ่งในเทคโนโลยีไร้สายยอดนิยม เครือข่ายอินเทอร์เน็ต of Things (IoT) (มาตรฐาน: Z-Wave และ Z-Wave Plus) เครือข่าย Z-Wave (รูปที่ 1) พร้อมโครงสร้างแบบเมช (เครือข่ายแบบตาข่าย) และการใช้พลังงานต่ำ ออกแบบมาสำหรับองค์กรบ้านอัจฉริยะ โปรโตคอลเครือข่าย Z-Wave มีการใช้สแต็กโปรโตคอลการสื่อสาร Z-Wave โดย Sigmaการออกแบบเป็นแหล่งปิดและได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว ชั้นล่างของ MAC และ PHY รวมอยู่ในมาตรฐาน ITU-T G.9959

Z-Wave มีอุปกรณ์ที่เข้ากันได้หลากหลาย (เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์) เพื่อสร้างเครือข่ายบ้านอัจฉริยะ เครือข่ายภายในบ้าน Z-Wave สามารถควบคุมได้จากระยะไกลโดยใช้รีโมทคอนโทรลผ่าน Home Controller เครือข่ายสามารถควบคุมได้จากพีซีและอินเทอร์เน็ตผ่านสมาร์ทโฟน เครือข่าย Z-Wave เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านเกตเวย์ IP "Z-Wave for IP" แบบพิเศษ

ZigBee (zigbee.org)เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการสร้างเครือข่ายไร้สาย Internet of Things (IoT) (มาตรฐานเปิด ZigBee) เครือข่าย ZigBee ที่มีโครงสร้างแบบเมช (mesh) มีสแต็กโปรโตคอลการสื่อสาร IEEE 802.15.4/Zigbee ของตัวเอง ซึ่งไม่รองรับโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต IP เครือข่ายการคำนวณของอ็อบเจ็กต์ที่อิงตาม ZigBee stack สำหรับการโต้ตอบกับอุปกรณ์ภายนอกที่อยู่ในเครือข่าย IP นั้นเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านเกตเวย์ Gateway ZigBee IP เฉพาะ สร้างมาตรฐาน ZigBee IPv6 ใหม่แล้ว

เครือข่ายที่ใช้มาตรฐาน Zigbee IPv6 ใหม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย IP ผ่านเราเตอร์แทนที่จะเป็นเกตเวย์เฉพาะ เกตเวย์ Gateway ZigBee จะทำการรีแพ็คเกจข้อมูลจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่ง และให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายที่ใช้เทคโนโลยี MQTT/ZigBee - HTTP/TCP/IP ที่ต่างกัน เทคโนโลยี ZigBee ใช้เป็นมาตรฐานในการรวบรวมการอ่านมิเตอร์ของสมาชิกโดยอัตโนมัติ และส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการโทรคมนาคม (ไซต์แบบสแตนด์อโลน) หรือไปยัง Internet of Things (IoT) Habs Cloud

อินเตอร์เน็ตไร้สาย (www.wi-fi.org)เป็นชุดของมาตรฐานการสื่อสารไร้สาย IEEE 802.11 ที่สามารถใช้สร้างเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สายของอ็อบเจ็กต์ WLAN ตามสแต็ก TCP/IP สแต็คโปรโตคอล IEEE 802.11 ประกอบด้วยฟิสิคัลเลเยอร์ PHY และเลเยอร์ดาต้าลิงค์ที่มีการควบคุมการเข้าถึงสื่อ MAC และเลเยอร์ย่อยการถ่ายโอนข้อมูลเชิงตรรกะของ LLC โปรโตคอล IEEE 802.11 (WiFi) เป็นของเลเยอร์อินเทอร์เฟซเครือข่ายในสแต็ก TCP/IP

เครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สายของวัตถุ WiFi เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้เราเตอร์ (รูปที่ 1) ควรสังเกตว่าเพื่อสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ไร้สายในพื้นที่ของอาสาสมัคร Wi-Fi Alliance ได้สร้างข้อกำหนด IEEE 802.11s ใหม่ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสำหรับการสร้างเครือข่ายแบบเมช นอกจากนี้สำหรับ Internet of Things (IoT) ใหม่ มาตรฐาน wifi HaLow (ข้อกำหนด IEEE 802.11ah) พร้อมการใช้พลังงานต่ำ

BLE 4.2 (บลูทูธ.คอม)- นี้ รุ่นใหม่บลูทูธพลังงานต่ำมาตรฐาน (Bluetooth LE) ซึ่งออกแบบมาเพื่อสร้างเครือข่ายไร้สาย เช่น Smart Home มาตรฐาน Bluetooth Mesh ใหม่จะถูกนำมาใช้ภายในสิ้นปี 2559 สแต็คโปรโตคอลการสื่อสาร BLE 4.2 รองรับ IPv6 ผ่านโปรโตคอลเครือข่ายพลังงานต่ำ BLUETOOTH(R) หรือ 6LoWPAN โปรโตคอลเลเยอร์การขนส่ง (UDP, TCP) และแอปพลิเคชัน (COAP และ MQTT)

เวอร์ชัน BLE 4.2 ให้การใช้พลังงานขั้นต่ำของอุปกรณ์และเอาต์พุตในเครือข่าย IP ชั้นล่างของ MAC และ PHY ของ Bluetooth LE Stack คือ Bluetooth LE Link Layer และ Bluetooth LE Physical เพื่อให้แน่ใจว่าเครือข่ายสามารถทำงานร่วมกันได้ (BLE 4.2 และอินเทอร์เน็ต) ที่ระดับเครือข่าย (6LoWPAN พร้อม IPv6) และชั้นแอปพลิเคชันของสแต็กโปรโตคอล (CoAP พร้อม HTTP) เครือข่าย BLE 4.2 สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ (รูปที่ 1) ผ่านเราเตอร์ Border และ CoAP-to -HTTP Proxy ตามลำดับ

Internet of Things (IoT) Application Layer Protocols

ในการถ่ายโอนข้อมูลใน Internet of Things (IoT) มีการใช้โปรโตคอลระดับแอปพลิเคชันจำนวนมาก ซึ่งโดยทั่วไป ได้แก่ DDS, MQTT, XMPP, AMQP, JMS, CoAP, REST/HTTP DDS เป็นบริการกระจายข้อมูลสำหรับระบบเรียลไทม์และเป็นมาตรฐาน OMG สำหรับมิดเดิลแวร์ DDS เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานสำหรับการนำ IoT ไปใช้โดยอิงตามรูปแบบการสื่อสารข้อความ DCPS โดยไม่มีนายหน้าระดับกลาง (เซิร์ฟเวอร์)

MQTT, XMPP, AMQP, JMS เป็นโปรโตคอลการส่งข้อความที่ยึดตามนายหน้าเผยแพร่/สมัครรับข้อมูล นายหน้า (เซิร์ฟเวอร์) สามารถนำไปใช้บนแพลตฟอร์มคลาวด์หรือบนเซิร์ฟเวอร์ในพื้นที่ ต้องติดตั้งโปรแกรมไคลเอนต์ในแอปพลิเคชันอุปกรณ์อัจฉริยะ

CoAP (Constrained Application Protocol) เป็นโปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูล IoT ที่จำกัดซึ่งคล้ายกับ HTTP แต่ปรับให้เข้ากับอุปกรณ์อัจฉริยะที่มีประสิทธิภาพต่ำ CoAP ขึ้นอยู่กับรูปแบบสถาปัตยกรรม REST เซิร์ฟเวอร์เข้าถึงได้ผ่าน URL ของแอปพลิเคชันอุปกรณ์อัจฉริยะ โปรแกรมไคลเอนต์ใช้วิธีเช่น GET, PUT, POST และ DELETE เพื่อเข้าถึงทรัพยากร

REST/HTTP - ประกอบด้วยสองเทคโนโลยี REST และ HTTP REST เป็นรูปแบบของสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์สำหรับระบบแบบกระจาย REST อธิบายหลักการของการโต้ตอบระหว่างแอปพลิเคชันอุปกรณ์อัจฉริยะและ REST API (บริการเว็บ) ผ่าน REST API แอปพลิเคชันจะสื่อสารระหว่างกันโดยใช้วิธี HTTP สี่วิธี: GET, POST, PUT, DELETE HTTP หรือ Hypertext Transfer Protocol เป็นโปรโตคอลชั้นแอปพลิเคชันสำหรับการถ่ายโอนข้อมูล HTTP ใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กับผู้ใช้ REST/HTTP อิงตามรูปแบบการสื่อสารการส่งข้อความที่ต้องการ/ความละเอียด

สำหรับการเข้าถึงจากเครือข่ายของวัตถุทางกายภาพที่ไม่สนับสนุนโปรโตคอล IP กับเครือข่าย IP และในทางกลับกัน ฮับหรือเกตเวย์ หรือแพลตฟอร์ม IoT ถูกใช้เพื่อให้การเจรจาโปรโตคอลในระดับต่างๆ ของสแต็กโปรโตคอลการสื่อสาร สำหรับการเข้าถึงจากเครือข่ายของเอนทิตีทางกายภาพที่สนับสนุนโปรโตคอล IP ไปยังเครือข่าย IP และในทางกลับกัน พร็อกซีจะถูกใช้เพื่อเจรจาโปรโตคอลเลเยอร์แอปพลิเคชัน (เช่น เพื่อเจรจาโปรโตคอล CoAP และ HTTP)