Internet rzeczy (IoT)

Internet rzeczy (ang. Internet of Things, IoT) czyli zarządzanie światem za pośrednictwem smartfona – cyfrowa, ogólnoświatowa sieć tworzona przez połączonych ze sobą ludzi i przedmioty.

Mówimy o internecie rzeczy, gdy nie tylko my komunikujemy się ze sprzętem, lecz także poszczególne urządzenia komunikują się ze sobą. Przykładowo: Kamery do monitoringu łączą się z czujnikami ruchu, a gdy zostanie wykryta obecność intruza, to wysyłają powiadomienie do pracowników ochrony.

REQY7KrfmRcsa
Ilustracja ukazuje, od góry dłoń trzymaną na klawiaturze komputera. W centrum ilustracji znajduje się ikonka ludzika, od której odchodzi pajęczyna połączeń prowadzących do innych ikonek ludzików.
Rys. 21.1. Ocenia się, że w ramach Internetu Rzeczy na całym świecie współpracuje ponad 30 miliardów urządzeń. Każde dysponuje unikalnym modułem, czyli identyfikatorem UID (ang. User ID). Są to numeryczne identyfikatory zarejestrowane w systemie operacyjnym i przypisane jednemu tylko użytkownikowi.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
bg‑azure

Protokoły

ZigBee

Specyfikacja protokołów transmisji danych w sieciach bezprzewodowych typu mesh (topologia siatki). Sieci oparte na ZigBee charakteryzują się niewielkim poborem energii, niewielkimi przepływnościami (do 250 kbps) oraz zasięgiem między węzłami rzędu 100 m. Typowymi zastosowaniami są sieci sensorowe, sieci personalne (WPAN - ang. Wireless Personal Area Network), automatyka domowa, systemy alarmowe, systemy monitoringu.

RuUazF0rZIMte1
Ilustracja składa się z piętnastu zielonych kół opisanych jako urządzenie końcowe; sześciu niebieskich, opisanych jako ruter; jednej żółtej, opisanej jako koordynator. Każde zielone kółko, opórcz dwóch połączonych z kołem żółtym, połączone jest linią z jednym kołem niebieskim. Do niektórych niebieskich kół podłączonych jest kilka zielonych kół. Do jednego z niebieskich kół idą połączenia jedynie do kół niebieskich. Niebieskie koła połączone są minimum z jednym, maksymalnie z czterema niebieskimi kołami. Żółte koło połączone jest z trzema niebieskimi i dwoma zielonymi kołami.
Rys. 21.2. Topologia siatki (mesh).
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zigbee 3.0 działa z maksymalną przepustowością danych na poziomie 250 kb/s na częstotliwości 2,4 GHz, więc jest wolniejsze niż inne popularne standardy bezprzewodowe, takie jak WiFi czy Bluetooth, ale nie ma to znaczenia w typowych aplikacjach sensorowych. Niska przepustowość wpływa na niską moc potrzebną do działania systemu, dzięki czemu węzły Zigbee mogą zazwyczaj pracować przez wiele lat na jednej baterii.

Urządzenia ZigBee można podzielić na 3 typy:

  • koordynator - dla każdej sieci może występować tylko jedno takie urządzenie; służy ono jako węzeł początkowy, do którego mogą się przyłączać pozostałe urządzenia; zazwyczaj pełni rolę urządzenia zbierającego dane;

  • router - przekazuje pakiety dalej, umożliwia wiele przeskoków;

  • urządzenie końcowe - przesyła dane do routera, do którego jest przyłączone; może być czasowo usypiane w celu zmniejszenia zużycia energii.

Protokół bezprzewodowy Z‑Wave

Protokół bezprzewodowy służący do połączenia w jedną zdalnie sterowaną sieć. Wykorzystywany jest w systemach inteligentnego zarządzania budynkiem.

RdVykJrdew3P41
Ilustracja przedstawia ikonki o trzech kolorach: granatowym, niebieskim oraz zielonym. Po lewej stronie znajdują sie ikony granatowe, każda z ikon, prócz dwóch znajdujących się najbardziej po lewej, nad i pod ikoną rutera, połączona jest z trzema bądź czterema innymi ikonkami. ikonki przedstawiają symbole między innymi: kontaktu, wiatraka, żarówki, pralki, okna, dzwonka telefonu. Połączone są linią przerywaną, opisaną jako sieć zet łejw. Granatowa ikonka rutera połączona jest z trzema granatowymi ikonami po lewej stronie linią oznaczającą sieć zet łejw oraz z ikonami nad i pod nią linią oznaczającą daleki zasięg zet łejw. Ikonka górna przedstawia bramę do posesji, ikonka dolna skrzynkę pocztową. Ikona rutera połączona jest przerywaną szarą ikoną rutera granicznego. Nad linią widnieje napis bariera zet łejw, pod linią napis: zet łejw umożliwia mostkowanie. Od ikony router graniczny, który należy do ikonek błękitnych, odchodzą cztery przerywane błękitne linie oznaczające łajfaj, prowadzą do ikony laptopa, tabletu, drukarki oraz kolejnego rutera granicznego. Od drugiego rutera granicznego prowadzą trzy linie zielone, przerywane opisane jako pasmo prowadzi do zielonych ikonek. na ikonkach znajdują się symbole: alarmu, blokady, głośnika oraz pralki.
Rys. 21.3. Z‑Wave.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ideą protokołu Z‑Wave jest synchronizacja urządzeń automatyki domowej w topologii mesh. Każde urządzenie komunikuje się z centralą inteligentnego zarządzania, będąc zarazem przekaźnikiem sygnału dla innych urządzeń. Umożliwia to zbudowanie bezprzewodowej sieci zarządzania budynkiem o cztery razy większym zasięgu niż zasięg połączenia pomiędzy dwoma urządzeniami Z‑Wave. Wyjątkiem są urządzenia zasilane bateryjnie, które ze względu na oszczędność źródła zasilania mają wyłączoną możliwość przekazywania sygnału. System charakteryzuje się cechą, która umożliwia instalację inteligentnego zarządzania budynkiem, niewymagającą ingerencji w strukturę budynku i instalację elektryczną.

Wróć do spisu treściD19MCOS02Wróć do spisu treści

Wideo na żądanie (VoD)
Etapy realizacji gminnej, szerokopasmowej sieci dostępu do internetu (przykład)