Централизованный сервер как метод взаимодействия - Виды взаимодействия в Интернете вещей

Большинство интернет-вещей представляют собой самостоятельные устройства, передающие некоторую информацию в базу данных для последующей обработки и передачи конечным пользователям. Для сбора, хранения, обработки, упрощения поиска, контроля и визуализацииинформации используется централизованный сервер управления интернет-вещами, который включает в себя:

Модуль обработки информации,

Базу данных для хранения собираемой информации,

Интерфейс взаимодействия с интернет-вещами (некоторый протокол, поддерживаемый всеми вещами),

Систему контроля пользовательского доступа к вещам, управления их иерархией, параметрами и функционалом.

Последний пункт может быть перенесен на отдельный сервер и вынесен в обособленную систему управления, отделяя друг от друга базу собираемых данных и базу данных управления вещами.

Модуль обработки информации может производить распаковку сжатой для ускорения транспортировки информации, произведения арифметических и логических вычислений, классификацию и преобразование принятой информации к понятному формату восприятия.

Для хранения информации с подведения некоторой статистики, необходимой для мониторинга объектов, а также предоставления актуальной опубликованной информации всем пользователям независимо от их времени подключения используется база данных.

Управление интернет-вещами производится также через сервер. Пользователь отправляет команду на сервер управления, а он, в свою очередь, транслирует ее адресату. Набор команд управления должен быть минимальным и общим для всех интернет-вещей для обеспечения полного отделения управления от данных. Это важное требование к интернет-вещам, поскольку позволяет значительно упростить обмен информацией между пользователями и вещами, а также сделать шаг на пути к стандартизации методов взаимодействия в Интернете вещей и созданию общего центра управления.

Отделение управляющей информации от данных подразумевает выделение минимального набора команд и сущностей, над которыми эти команды могут быть выполнены. Например, для выключения лампочки, включения тостера или переключение режима съемки видеокамеры можно выполнять одну и ту же команду - запись. Данными в таком случае будут являться состояния устройств. Для получения информации необходимо выполнить чтение текущего состояния устройства или отдельной его составной части.

При использовании централизованного сервера управления, структуру сети (топологию) Интернета вещей можно рассматривать с двух сторон: реальная (физическая топология) и топология с учетом непрямых связей (логическая).

Физическая Топология Интернета вещей - звезда - все интернет-вещи или группы вещей соединены с сервером по отдельности.

Логическая же топология может быть абсолютно любой. Любые 2 вещи могут быть соединены как местным беспроводным каналом, так и внешним - через сервер управления, обеспечивая непрямую связь. Предоставление услуг одной вещью другой может быть как абсолютно прозрачным (вне зависимости от территориального расположения вещи), так и с разделением на 2 протокола для локальной сети и связи с удаленной вещью.

физическая топология интернета вещей с использованием централизованного сервера

Рисунок 4. Физическая Топология Интернета вещей с использованием централизованного сервера

Беспроводная локальная сеть интернет-вещей может быть организована средствами протоколов ZigBee, Wi-Fi, Bluetoothи других протоколов беспроводной связи малой зоны действия, а связь с сервером управления может быть установлена посредством глобальной сети Интернет. При этом могут использоваться технологии GPRS, WiMAX, направленная радиопередача, проводные каналы связи.

ZigBee - наиболее часто используемый протокол для беспроводных сенсорных сетей. ZigBee -- это по сути не отдельный протокол, а спецификация сетевых протоколов верхнего уровня (уровня приложений и сетевого уровня), использующих сервисы нижних уровней -- уровня управления доступом к среде и физического уровня, регламентированных стандартом IEEE 802.15.4. ZigBee и IEEE 802.15.4 описывают беспроводные персональные вычислительные сети (WPAN). Спецификация ZigBee ориентирована на приложения, требующие гарантированной безопасной передачи данных при относительно небольших скоростях и возможности длительной работы сетевых устройств от автономных источников питания (батарей).

Основная особенность технологии ZigBee заключается в том, что она при малом энергопотреблении поддерживает не только простые топологии сети ("точка-точка", "дерево" и "звезда"), но и самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся ячеистую (mesh) топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений. Кроме того, спецификация ZigBee содержит возможность выбора алгоритма маршрутизации, в зависимости от требований приложения и состояния сети, механизм стандартизации приложений -- профили приложений, библиотека стандартных кластеров, конечные точки, привязки, гибкий механизм безопасности, а также обеспечивает простоту развертывания, обслуживания и модернизации.

Похожие статьи




Централизованный сервер как метод взаимодействия - Виды взаимодействия в Интернете вещей

Предыдущая | Следующая