Bây giờ ở khắp mọi nơi chúng ta đang nghe thấy từ IoT. Trên thực tế, nó là gì, nó hoạt động như thế nào và nó đơn giản hóa cuộc sống hàng ngày của chúng ta như thế nào, chúng ta sẽ thảo luận trong bài viết này. Hãy bắt đầu với định nghĩa về IoT. Nhiều thiết bị điện tử được trang bị một địa chỉ IP duy nhất và được giao tiếp qua internet được gọi là Internet vạn vật (IoT) . Theo nhiều cách, chúng ta có thể định nghĩa IoT nhưng cuối cùng, trong công nghệ này, chúng ta có thể kiểm soát số lượng thiết bị điện tử thông qua một thiết bị duy nhất với sự trợ giúp của Internet. Ở đây, các thiết bị điện tử trong công nghệ IoT nên có các cảm biến và nó sẽ cảm nhận tín hiệu thông qua điện và các chức năng theo nó. Và dữ liệu cảm biến được chuyển đến thiết bị khác thông qua Internet. IoT sẽ làm cho cuộc sống của chúng ta trở nên đơn giản và chính xác. Hiện tại công nghệ này có cơ hội việc làm rất lớn và vẫn còn nhiều sự phát triển đang diễn ra. Ví dụ cho các thiết bị IoT như đồng hồ thông minh, loa thông minh, TV thông minh, Amazon Alexa, thiết bị Google Home là các thiết bị được kết nối internet là các ví dụ về IoT. Bài viết này thảo luận IoT là gì , Các giao thức và kiến trúc IoT.
Giao thức IoT là gì?
Bây giờ câu hỏi thú vị đặt ra ở đây, làm thế nào các thiết bị này có thể giao tiếp với nhau trong IoT? và IoT hoạt động như thế nào? Chà, cách con người chúng ta có thể giao tiếp với nhau, giống như những thiết bị này, thiết bị này có thể giao tiếp với các thiết bị khác thông qua các giao thức được gọi là giao thức IoT. Giao thức được định nghĩa là một tập hợp các quy tắc và hướng dẫn quy định về cách phản ứng với các lệnh từ một thiết bị khác. Các giao thức này rất quan trọng khi ở trong các thiết bị truyền thông. Các các giao thức mục đích chung như CDMA, WAP, v.v. không phù hợp với Công nghệ IoT . Công nghệ này cần một số giao thức mạnh mẽ hơn.
Một số danh sách các giao thức IoT cụ thể
- MQTT - Giao thức truyền tải từ xa hàng đợi tin nhắn
- DDS - Dịch vụ phân phối dữ liệu
- AMQP - Giao thức xếp hàng thư nâng cao
- CoAP - Giao thức ứng dụng bị ràng buộc
Bây giờ chúng ta hãy thảo luận chi tiết về Tổng quan về giao thức IoT
1). Giao thức truyền tải từ xa hàng đợi tin nhắn
Giao tiếp máy với máy có thể được thực hiện với MQTT này. Nó được phát triển bởi IBM. Giao thức vận chuyển đo từ xa hàng đợi tin nhắn là một giao thức nhắn tin. Giao thức này thu thập dữ liệu từ các thiết bị và chuyển tiếp đến mạng. Vì vậy, kết nối giữa các thiết bị và mạng có thể được thực hiện bằng giao thức này. Đó là một giao thức đơn giản gửi dữ liệu từ các cảm biến đến các thiết bị và sau đó hướng tới mạng lưới . Đây là giao thức hàng đầu của mô hình tham chiếu giao thức TCP / IP. Ba yếu tố trong Giao thức MQTT trong IoT . Họ là người đăng ký, nhà xuất bản và đại lý / nhà môi giới. Dữ liệu có thể được thay đổi giữa người đăng ký và nhà xuất bản. Đại lý / nhà môi giới cho phép kết nối an toàn giữa người đăng ký và nhà xuất bản. MQTT chạy trên mô hình TCP / IP. Vì giao thức MQTT này không thể được sử dụng cho tất cả các loại ứng dụng IoT.
giao thức mqtt
2). Giao thức xếp hàng thư nâng cao (AMQP)
Hàng đợi tin nhắn nâng cao này là một giao thức phù hợp cho môi trường phần mềm trung gian hướng tin. Điều này được phát triển bởi John Hara từ JP Morgan Chase, London. Điều này Giao thức truyền thông IoT hữu ích cho việc trao đổi thông điệp đáng tin cậy có thể được thực hiện với AMQP này.
Nhà xuất bản có thể liên lạc với người đăng ký thông qua nhà cung cấp dịch vụ AMQP. Các tin nhắn từ nhà xuất bản có thể được lưu trữ trong nhà cung cấp dịch vụ AMQP và theo hàng đợi và thứ tự tin nhắn, chúng sẽ được chuyển tiếp đến thuê bao có liên quan với đường truyền hệ thống bảo mật thích hợp. AMQP có ba khả năng sau đây làm cho nó đáng tin cậy và an toàn hơn. Giao thức này có chuỗi xử lý bên dưới.
giao thức amqp
Đổi: Nhận tin nhắn từ nhà xuất bản và dựa trên mức độ ưu tiên, chúng được chuyển tiếp đến hàng đợi tin nhắn.
Hàng đợi tin nhắn: Lưu trữ các tin nhắn cho đến khi chúng được xử lý đúng cách bằng phần mềm máy khách.
Ràng buộc: Kết nối giữa hàng đợi trao đổi và tin nhắn sẽ được xác định bởi thành phần ràng buộc này.
3). Dịch vụ phân phối dữ liệu (DDS)
Giao thức này là một tiêu chuẩn IoT được phát triển bởi Nhóm Quản lý Đối tượng (OMG). DDS này có thể được sử dụng trong các thiết bị nhỏ chiếm ít diện tích hơn và cũng như trên đám mây. Đây là một giao thức phần mềm trung gian (nằm giữa hệ điều hành và ứng dụng) và API (Giao diện lập trình ứng dụng) cho phép kết nối dữ liệu giữa các thiết bị. Kiến trúc này phù hợp nhất cho ứng dụng IoT. Phần mềm giao thức này là tốt nhất để trao đổi thông tin và tích hợp dữ liệu nhanh chóng trong các hệ thống IoT. Cái này hỗ trợ phần mềm chính ngôn ngữ lập trình . Có thể mở rộng quy mô, thời gian thực và giao tiếp đáng tin cậy với Dữ liệu này Phân phối Dịch vụ (DDS).
giao thức dds
Tiêu chuẩn DDS này có hai lớp. Họ đang:
- Đăng ký xuất bản làm trung tâm dữ liệu (DCPS)
- Lớp tái tạo cục bộ dữ liệu (DLRL)
Lớp DCPS cung cấp thông tin cho tất cả người đăng ký trong khi DLRL cung cấp giao diện cho các chức năng của DCPS.
4). Giao thức ứng dụng ràng buộc (CoAP)
Giao thức này là một giao thức tiện ích internet cho một số ít tiện ích IoT (bị hạn chế). Nó hữu ích trong hầu hết các ứng dụng IoT. Ban đầu, CoAP được sử dụng trong máy để máy liên lạc. CoAP là giao thức thay thế cho HTTP. Giao thức này có kỹ thuật định dạng dữ liệu trao đổi XML hiệu quả. Đó là một kỹ thuật khác của định dạng dữ liệu nhị phân được ưu tiên hơn về mặt không gian. Điều này có thể tốt hơn tệp HTML / XML văn bản thuần túy. CoAP có bốn loại thông báo khác nhau. Đó là: không thể xác nhận, có thể xác nhận, đặt lại và xác nhận. Để truyền tin cậy và an toàn qua UDP, các thông báo có thể xác nhận được sử dụng và các phản hồi có thể ở dạng xác nhận. CoAP là một giao thức rất nhẹ và nó sử dụng DTLS (Datagram Transport Layer Security) để cung cấp thông tin liên lạc đáng tin cậy và bảo mật hơn.
Đây là những giao thức quan trọng của giao thức Internet of Things hoặc giao thức IoT.
Kiến trúc giao thức IoT
Điểm thú vị nhất ở đây là, IoT không có bất kỳ kiến trúc cụ thể nào. Các nhà nghiên cứu đã đề xuất các kiến trúc IoT khác nhau. Nhưng trong đó kiến trúc được đề xuất nhiều nhất là kiến trúc ba lớp & kiến trúc năm lớp.
Kiến trúc IoT ba lớp
Điều này ngành kiến trúc được giới thiệu trong những ngày đầu nghiên cứu công nghệ IoT. Ba lớp trong kiến trúc IoT dành cho
Kiến trúc 3 lớp
Lớp ứng dụng: Lớp này là để cung cấp ứng dụng cụ thể cho người dùng cuối. Các ứng dụng cụ thể có thể được thực hiện với lớp ứng dụng này. Ví dụ về lớp này như đồng hồ thông minh, điện thoại thông minh, TV thông minh, v.v. được sử dụng cho một ứng dụng cụ thể.
Lớp mạng: Lớp mạng có một vai trò quan trọng trong kiến trúc IoT. Nó kết nối với các thiết bị điện tử thông minh khác (đồng hồ thông minh, máy chủ, v.v.). Lớp mạng dùng để truyền và xử lý dữ liệu cảm biến.
Lớp cảm nhận: Nó là lớp vật lý và nó thu thập dữ liệu xung quanh bằng cách cảm nhận khu vực với sự trợ giúp của các cảm biến.
Kiến trúc IoT năm lớp
Một kiến trúc khác là kiến trúc IoT năm lớp được đề xuất bởi các nhà nghiên cứu đã làm việc về IoT. Trong kiến trúc IoT năm lớp này, ba lớp là ứng dụng, mạng và lớp nhận thức có cùng kiến trúc giống như kiến trúc IoT ba lớp. Ngoài ra, lớp Kinh doanh, lớp Giao thông và lớp xử lý là lớp mới.
Kiến trúc 5 lớp
Lớp vận chuyển: Lớp này chuyển tiếp dữ liệu từ lớp xử lý sang lớp cảm nhận và ngược lại thông qua các mạng không dây như LAN, 3G và Bluetooth , Vân vân.
Lớp xử lý: Nó nằm giữa kiến trúc IoT. Nó có một vai trò quan trọng trong kiến trúc IoT năm lớp này. Lớp này lưu trữ dữ liệu và xử lý dữ liệu đến từ lớp truyền tải. Lớp xử lý này có thể triển khai các công nghệ mới nhất như dữ liệu lớn, DBMS và điện toán đám mây, v.v.
Tầng kinh doanh: Lớp này là phần đầu của kiến trúc IoT. Nó quản lý hệ thống IoT hoàn chỉnh, ngay cả các ứng dụng, quyền riêng tư của người dùng, mô hình lợi nhuận, v.v.
Ngôi nhà thông minh bao gồm tất cả các thiết bị được kết nối với mạng và giao tiếp với internet. Để phát triển một hệ thống thông minh như năm lớp này Ngăn xếp giao thức IoT là một trong những tốt nhất.
Khái niệm này có trọng lượng hơn trong lĩnh vực nghiên cứu. Và có những thay đổi to lớn đang diễn ra trong Công nghệ IoT ngày qua ngày. Chúng tôi có thể nghiên cứu thêm về các giao thức và kiến trúc IoT này. Ở đây, chúng ta đã chỉ thảo luận về một số giao thức IoT quan trọng. Và một số giao thức thông thường như Bluetooth, WiFi, ZigBee , NFC, Di động, WAN tầm xa và RFID không được thảo luận ở đây. Bạn có thể lấy thêm dữ liệu từ những người trên cổng thông tin bệnh phong của chúng tôi.
