Введение - Разработка модуля программируемых сценариев взаимодействия устройств в рамках интеграционной платформы интернета вещей
Предметная область
IoT (Интернет вещей) - это сеть физических объектов - устройств, транспортных средств, зданий и других вещей со встроенной электроникой, программным обеспечением, сенсоров и сетевым соединением, позволяющим этим объектам собирать и обмениваться информацией [1]. IoT позволяет получать показания сенсоров и управлять объектами удаленно, что в свою очередь создает много возможностей для прямой (без участия человека) интеграции физического мира в компьютеризированные системы, что в свою очередь повысит аккуратность и экономическую выгоду.
Внедряя в IoT такие ключевые компоненты, как сенсоры и актуаторы, технология становится объектом гораздо более широкого класса кибер-физических систем, которые также включают в себя умные дома, умные сети электроснабжения, интеллектуальные транспортные системы и умные города.
Способность оснащать подключением к сети даже самые маленькие устройства с относительно слабым процессором, памятью и энергозатратами, позволяет найти применение IoT почти в любой сфере деятельности. Системы с анализом внешней среды могут быть использованы, например, в экологическом мониторинге или градостроительстве. С другой стороны, IoT может быть использован не только для получения данных с устройств, но и для выполнения действий в физическом мире. Множество примеров может быть приведено в приложениях, где производить необходимо производить контроль температуры, влажности, света и других показателей. Другим важным способом применения IoT является расширение функционала домашней безопасности и "умных" домов. Одним из самых востребованных применений IoT является производство, в связи с чем появился термин "промлышенный интернет" [2]. С помощью интернета вещей также могут быть автоматизированы большинство стадий производства. Это снизит человеческий фактор, что приведет к меньшему количеству ошибок на производстве и, как следствие, к более качественному продукту и снижению затрат.
Научное сообщество активно занимается исследованием Интернета вещей, с ежегодным развитием которого возникают новые вопросы. Среди огромного множества направлений развития технологии, следующие области вызывают наибольший интерес.
- - Требуется разработка новых Алгоритмов, использующих вычислительные мощности новейших процессоров, для обработки огромного количества информации, получаемого с миллионов устройств. - Проблема мгновенного Поиска и Определения устройств в рамках сети, которая стала особенно острой ввиду экспоненциального роста количества устройств. Необходимо по запросу моментально получить информацию о конкретном устройстве и держать все элементы системы синхронизированными. - Разработка Стандартизированых мер безопасности, в частности, Анонимизации; - Устройства все больше проникают в нашу жизнь, затрагивая персональную информацию. - Передача данных через Информационный Шлюз. Не все устройства имеют достаточной вычислительной мощности для поддержки TCP/IP, поэтому необходимо рассматривать другие пути передачи данных, в частности, сбор информации с нескольких устройств одним шлюзом и дальнейшей отправке в интеграционную платформу. - Разработка концепции Промежуточных информационных платформ для упрощения поиска, мониторинга, визуализации и обмена данными между устройствами. Такой подход предполагает существование централизованного сервера, целью которого является получение и хранение данных с устройств. - Взаимодействие Устройств в рамках интеграционных платформ интернета вещей. Одним из решений данной проблемы является разработка модуля программируемых Сценариев взаимодействия Устройств в рамках платформы, которая позволит конечному пользователю без навыков программирования соединять устройства в последовательную цепочку действий и обмена информации под конкретные задачи бизнеса или частного использования. Разработка такого модуля и является конечной целью данной ВКР.
Актуальность
Изначальные разработки в области Интернета Вещей предполагали, что устройства работают независимо друг от друга, посылая данные или получая указания на выполнение соответствующих действий от центрального сервера. Упрощенная схема работы IoT представлена на рисунке 1. Слева на рисунке схематично изображены входящие устройства сети, также называемые сенсорами, считывающие различные показатели из внешнего мира и посылающие эти данные в облако. Справа на рисунке схематично изображены исходящие устройства сети, также называемые актуаторы, выполняющие действия в физическом мире.
Рисунок 1. Упрощенная схема Интернета Вещей
Взаимодействие между устройствами в таком случае минимальное из-за ограничений, накладываемых простотой модели подключения, однако такая схема является на данный момент самой распространенной в различных инфраструктурных IoT решениях. Больший потенциал скрывается во взаимодействии устройств. Синхронизированная работа сенсоров и актуаторов открывает большие возможности применения как в частном, так и профессиональном секторе. Большинство существующих платформы, целью которых является решение типовых задач использования устройств в рамках Интернета Вещей, не имеют достаточного и максимально простого функционала для управления потоком информации между устройствами. Для решения этой проблемы было предложено инновационное решение: модуль программируемых сценариев взаимодействия устройств, который позволит обычному пользователю системы настраивать поток информации и действий устройств так, как это максимально точно и удобно поможет ему выполнять необходимые задачи в домашнем использовании или бизнес-приложениях.
Цель исследования
Целью настоящей работы является разработка модуля программируемых сценариев взаимодействия устройств в рамках интеграционной платформы интернета вещей..
Задачи исследования
Для достижения вышеописанной цели необходимо выполнить следующие задачи:
- - Провести обзор и анализ решений в области взаимодействия устройств Интернета Вещей. - Проанализировать существующие платформы Интернета Вещей с целью выбора наиболее подходящей для интеграции разрабатываемого модуля. - Разработать требования к модулю программируемых сценариев взаимодействия устройств. - Выявить необходимый набор технологий для разрабатываемого модуля. - Разработать программный модуль.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является взаимодействие устройств в рамках интеграционных платформ Интернета Вещей. Предметом исследования является модуль программируемых сценариев межплатформенного взаимодействия устройств, предоставляющий такую программную инфраструктуру, которая позволила бы пользователем без навыков программирования конфигурировать взаимодействие устройств.
Методы исследования
В процессе работы над задачами будут использоваться следующие исследовательские методы:
- - анализ литературы; - изучение и обобщение отечественной и зарубежной практики; - сравнение; - теоретический анализ и синтез.
Научная новизна и практическая значимость результатов
Разработанный в результате программный модуль позволит конечному пользователю не задумываясь о технической реализации создавать сценарии взаимодействия устройств в сети для решения конкретных задач. Таким образом к решению задач интернета вещей смогут присоединиться больше людей, освободив технически оснащенных людей для более важных инженерных задач.
Краткое описание структуры работы
Во Введении кратко описана предметная область, актуальность работы, поставлена цель и задачи практического исследования, раскрыты объект, предмет, методы исследования, а также научная новизна и практическую значимость работы.
В Первой главе более подробно раскрыта предметная область, приведен литературный обзор, а также исследованы возможности применения IoT в бизнесе.
Во Второй главе рассмотрены возможности интеграции разрабатываемого модуля в существующие платформы Интернета вещей: приведен сравнительный анализ существующих платформ Интернета Вещей, а также решений взаимодействия устройств в рамках этих платформ.
Третья глава Полностью описывает процесс разработки программного модуля. Разработаны функциональные требования программного модуля, представлен процесс разработки необходимых программных сущностей, разработки отдельных модулей программы, разработка интеграции с выбранными платформами.
В Заключении представлены результаты и выводы после разработки соответствующего модуля, а также описаны возможные пути развития разработанного модуля.
Похожие статьи
-
Домашнее использование чаще всего представляет из себя набор сенсоров, собирающих информацию об индивидах, которые напрямую владеют этой сетью. Это могут...
-
Разработка интеграционных платформ началась одновременно с исследованием и развитием Интернета Вещей. Это происходило по той причине, что сама концепция...
-
Для определения наиболее актуальных функциональных требований необходимо полностью рассмотреть предлагаемые в научном сообществе решения по...
-
На текущий момент AMQP 1.0 официально поддерживается всеми сервисами Azure, которые являются частью шлюза соединения. Microsoft сориентировался на этом...
-
В рамках работы над разработкой модуля программируемых сценариев взаимодействия была подробно изучена и описана предметная область Интернета Вещей, ее...
-
История и основные парадигмы Следующий виток развития информационных технологий находится вне области настольных компьютеров. В парадигме Интернета Вещей...
-
Разработка требований к программному модулю При разработке программного модуля следует опираться на требования и спецификации, определенные для...
-
При начале разработки после выбора технологического стэка необходимо определить сущности, с набором свойств, которые будут использоваться при дальнейшей...
-
В программе присутствуют следующие основные модули: - PlatformManager - DeviceManager - ScenariosManager - ScenarioEngine - ExportManager - ImportManager...
-
IoT Hub новый сервис, предоставляемый в рамках набора сервисов Azure. Этот сервис предоставляет двустороннее взаимодействие между устройствами и облачной...
-
Одним из самых важных начальных этапов при разработке ПО является выбор технологического стека, с помощью которого будет происходить разработка продукта....
-
С целью выбора платформы для внедрения программного модуля необходимо сравнить интеграционные платформы Интернета вещей с помощью определенных критериев....
-
С эксплуатационной точки зрения удобно рассматривать то, как устройства в IoT соединяются и "общаются" друг с другом, говоря о технических моделях...
-
Несмотря на то, что к IoT Hub можно подключиться напрямую, используя протоколы HTTP или AMQP), Microsoft также предоставляет разные SDK для разных языков...
-
Проблема безопасности С подключением все большего количества устройств к интернету возникает больше возможных уязвимостей с точки зрения безопасности....
-
Для реализации вышеописанных пользовательских историй опишем функциональные требования, на которые будет опираться процесс разработки. Во-первых, самый...
-
Существуют различные методы формирования и дальнейшего представления пользовательских требований в визуальном или текстовом виде. Проанализировав...
-
Соединение устройств и IoT Hub основано на TLS (Transport Layer Securiy, безопасность транспортного уровня). Таким образом все сообщения, посылаемые по...
-
В процессе выполнения дипломной работы было проведено ознакомление с принципами построения баз данных. Мною изучена СУБД "MS SQL Server", которая на...
-
Введение - Разработка и тестирование автоматизированной системы контроля успеваемости студентов
Тема разработки автоматизированной системы контроля успеваемости и вычисления оценок слабо освещена в научной литературе со стороны вычислительной части...
-
Выбор мобильной платформы и изучение инструментов разработки - Исследование алгоритмов
Практическая реализация алгоритмов, представленных в предыдущих пунктах, предполагает: 1) Выбор мобильной платформы; 2) Изучение соответствующей среды...
-
Чтобы не заканчивать эту главу на такой печальной ноте, я решил включить в последний раздел избранные максимы о построении экспертных систем, почерпнутые...
-
Введение - Различные виды программ для Multi-Touch столов
Мобильные телефоны, планшеты, платежные терминалы, стенды с интерактивными картами торговых центров, Multi-Touch стенды на выставках - все это яркие...
-
Введение - Разработка корпоративной сети на основе технологий xDSL
Корпоративный сеть интерфейс Любая организация - это совокупность взаимодействующих структурных элементов (подразделений), каждый из которых может иметь...
-
Введение - Разработка справочной информационной системы "Рецепты"
Задание курсовой работы. Разработать и отладить информационную справочную систему "Рецепты", которая будет позволять хранить, выводить на экран,...
-
Введение - Разработка веб-редактора для описания лексико-семантических шаблонов на визуальном языке
Объем неупорядоченной и неструктурированной текстовой информации неуклонно растет, поэтому задача ее быстрой и качественной обработки актуальна сегодня...
-
В данной выпускной квалификационной работе разработан прототип умного почтового ящика, удаленного сетевого устройства для контроля почтовой...
-
При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным - математическим и алгоритмическим...
-
Введение - Разработка программного модуля ипотечного кредитования банковской информационной системы
Модуль создается в целях автоматизации ипотечного кредитования. Основными задачами разработки программного модуля являются автоматизация следующих...
-
Данный курсовой проект посвящен разработке модели программно-аппаратной защиты информации на предприятии. Проблема защиты информации на предприятии...
-
Введение - Интеллектуальный анализ данных, который способствует поддержке маркетинга в компании
В связи возникших условий экономического кризиса наблюдается рост издержек маркетинговой деятельности. Отдел маркетинга компании "ELEMENTAREE" испытывает...
-
Информационно - измерительные системы: структура и состав Постоянное совершенствование и развитие средств измерений необходимо для промышленного...
-
Рис. 2 Схема IP видеонаблюдения IP видеонаблюдение - один из распространенных методов с современных системах наблюдения и охраны. Все крупные...
-
Введение - Проектирование автоматизированной информационной системы
Информационный интерфейс программа С развитием информационных технологий компьютеры, с их расширенными функциональными возможностями, активно применяются...
-
Считается, что правильно организованный документооборот и электронный архив документов становятся необходимыми условиями эффективной работы современного...
-
Для проверки соответствия требованиям ТЗ, была поставлена задача разработки 3-D модели корпуса Kyocera KD-PB1D79 при помощи системы AutoCAD. В этой части...
-
В работе использовались следующее программное обеспечение для решения поставленных задач: AutoCAD, ANSYS Workbench, ANSYS Icepak. Система AutoCAD...
-
Бизнес - планирование, являясь нормой любой предпринимательской деятельности, необходимо для предвидения будущей ситуации, стратегических решений и для...
-
3.1 Описание программного модуля Jadex - это агент, ориентированный на собственный механизм принятия решений, взаимодействуя с XML и Java файлами,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Разработка системы регистрации новых пользователей
В связи с развитием рыночных отношений в России и необходимостью сокращения разрыва в технологическом отставании России от западных стран, актуальным...
Введение - Разработка модуля программируемых сценариев взаимодействия устройств в рамках интеграционной платформы интернета вещей