Введение - Виды взаимодействия в Интернете вещей

Интернет вещь протокол виджет

В настоящее время активно развивается такое направление в области информационных технологий, как "Интернет вещей" - совокупность разнообразных приборов, датчиков, устройств, используемых ранее локально и автономно, объединенных в сеть посредством любых доступных каналов связи, использующих различные протоколы взаимодействия между собой и единственный протокол доступа к глобальной сети. В роли глобальной сети для интернет-вещей, в настоящий момент используется сеть Интернет. Общим протоколом является IP.

Переход к Интернету вещей, согласно исследованию Cisco, произошел примерно в 2008-2009 годах. С этих пор количество устройств, подключенных к глобальной сети Интернет, превысило численность населения Земли. Число инноваций в этой области непрерывно растет, что говорит об активном развитии Интернета вещей.

Следует различать понятия "Интернет вещей" и "интернет-вещь".

Под интернет-вещью понимается любое устройство, которое:

Имеет доступ к сети Интернет с целью передачи или запроса каких-либо данных,

Имеет конкретный адрес в глобальной сети или идентификатор, по которому можно осуществить обратную связь с вещью,

Имеет интерфейс для взаимодействия с пользователем.

Интернет-вещи имеют единый протокол взаимодействия, согласно которому любой узел сети равноправен в предоставлении своих сервисов. Каждый узел сети интернет-вещей предоставляет свой сервис, оказывая некую услугу поставки данных. В то же время узел такой сети может принимать команды от любого другого узла. Это означает, что все интернет-вещи могут взаимодействовать друг с другом и решать совместные вычислительные задачи.

функциональная схема интернета вещей

Рисунок 1. Функциональная схема Интернета вещей

Интернет-вещи могут образовывать локальные сети, объединенные какой-либо одной зоной обслуживания или функцией. Например, сеть умного дома, состоящая из различных датчиков, может иметь доступ в Интернет и иметь возможность управления посредством веб-интерфейса. В то же время несколько "умных сетей" могут быть объединены в одну взаимосвязанную сеть мониторинга и управления системой пожаротушения города, а городские сети могут быть объединены глобальной сетью Интернет для общего доступа к информации об уровне пожарной безопасности в любом городе страны. Этот пример представляет собой частный случай территориально-распределенных сетей, развитию которых поспособствовала активная инновационная деятельность в области беспроводных сенсорных сетей за последнее десятилетие.

Беспроводные сенсорные сети - одно из активных направлений в области систем мониторинга-развивалось от локальных сенсорных сетей до территориально-распределенных, связанных с глобальными сетями Internetи GSM. В терминологии беспроводных сенсорных сетей часто встречается такое понятие, как "умная вещь". С появлением Интернета вещей все умные вещи, имеющие доступ к сети Интернет, называют интернет-вещами.

Таким образом, Интернет вещей стал приобретать популярность и актуальность после появления территориально-распределенных сенсорных сетей и является решением задачи интеграции сенсорных сетей в повседневную жизнь. В настоящий момент эта технология находится на стадии ранней реализации, активных исследований и разработок.

На пути перехода к воплощению идеи интернета вещей стояла проблема, связанная с протоколом IPv4, ресурс свободных сетевых адресов которого уже себя практически исчерпал. Однако, подготовка к повсеместному внедрению протокола IPv6 позволяет решить эту проблему и приближает идею Интернета вещей к реальности.

Еще одним шагом на пути к идее Интернета вещей была технология M2M (MachinetoMachine), совершенство и распространение которой позволило использовать ее в любом мобильном устройстве, в том числе и узлах сенсорных сетей. Считается, что именно эта технология породила термин "Интернет вещей", подразумевая под ним некую обособленную вычислительную среду, состоящую из устройств, самостоятельно взаимодействующих друг с другом и предоставляющих пользователю результаты своей совместной деятельности.

Интернет вещей в будущем может иметь огромное количество устройств. По прогнозам аналитиков, к 2020 году общее количество устройств, подключенных к Сети, составит от 12 до 50 миллиардов единиц. Поэтому в настоящее время является актуальным вопрос оптимальной организации Интернета вещей с учетом требований к быстродействию сети в целом, размеру используемыхданных для хранения и энергосбережению отдельных узлов сети.

Одним из вопросов организации Интернета вещей является разработка методов взаимодействия между:

Интернет-вещами,

Пользователями и интернет-вещами,

Удаленным сервером и интернет-вещами.

В работе дано описание каждого из типов взаимодействия и варианты ихреализации, которые используются в настоящий момент при разработке систем интернет-вещей или могут быть использованы в будущем.

Каждая интернет-вещь должна иметь интерфейс для связи с пользователем, который состоит из программной и визуальной части. Визуальная часть может использовать довольно большой объем памяти для хранения, что порождает проблему роста нагрузки на ресурсы сети в результате увеличения размера используемых данных Интернетом. Данная проблема решается в ходе выполнения основной задачи (достижения цели работы) путем разработки веб-приложения - конструктора виджетов, которое позволяет значительно сократить рост потребления ресурсов сети интернет-вещами и убрать линейную зависимость нагрузки от числа интернет-вещей в сети. Представленное решение также упрощает разработку пользовательских интерфейсов для интернет-вещей и предоставляет пользователю большую гибкость при взаимодействии с интернет-вещью, что представляет научную новизну в решении данной проблемы.

Целью данной работы является проведение исследования существующих методов взаимодействия в Интернете вещей между основными его составными, выявление проблем, связанных с ними и поиск оптимального их решения.

В данной работе дается обзор методов взаимодействия в Интернете вещей, показываются существующие и прогнозируемые проблемы, предлагается решение рассматриваемых проблем с целью улучшить качество предоставляемых Интернетом вещей услуг.

Похожие статьи




Введение - Виды взаимодействия в Интернете вещей

Предыдущая | Следующая