Protocolos IoT e sua arquitetura

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Agora, em todos os lugares, ouvimos a palavra IoT. Na verdade, o que é, como funciona e como simplifica nosso dia-a-dia, vamos discutir neste artigo. Vamos começar com a definição de IoT. Vários dispositivos eletrônicos equipados com um endereço IP exclusivo e que se comunicam pela Internet são chamados de Internet das coisas (IoT) . Podemos definir IoT de várias maneiras, mas, finalmente, nesta tecnologia, podemos controlar o número de dispositivos eletrônicos através de um único dispositivo com a ajuda da Internet. Aqui, os dispositivos eletrônicos na tecnologia IoT devem ter os sensores e devem detectar o sinal eletricamente e funcionar de acordo com ele. E os dados detectados são transferidos para o outro dispositivo pela Internet. A IoT tornará nossa vida tão simples e precisa. Esta tecnologia apresenta grandes oportunidades de trabalho e ainda existem muitos desenvolvimentos em andamento. Exemplos de dispositivos IoT, como smartwatch, alto-falantes inteligentes, smart TVs, Amazon Alexa, dispositivos Google Home são dispositivos conectados à Internet, vêm em exemplos de IoT. Este artigo discute o que é IoT , Protocolos IoT e arquiteturas.

O que são protocolos IoT?

Agora vem a pergunta interessante aqui, como esses dispositivos podem se comunicar uns com os outros na IoT? e como funciona a IoT? Bem, como nós, humanos, podemos nos comunicar uns com os outros, assim como esses dispositivos, isso pode se comunicar com outros dispositivos por meio de protocolos que são conhecidos como protocolos IoT. O protocolo é definido como um conjunto de regras e diretrizes de regulamentação que têm como reagir aos comandos de outro dispositivo. Esses protocolos são muito importantes em dispositivos de comunicação. O protocolos de uso geral como CDMA, WAP, etc, não são adequados para este específico Tecnologia IoT . Esta tecnologia precisa de alguns protocolos mais poderosos.




Alguns da lista de protocolos IoT específicos

  • MQTT - Protocolo de Transporte de Telemetria de Fila de Mensagens
  • DDS - Serviço de Distribuição de Dados
  • AMQP - Advanced Message Queuing Protocol
  • CoAP - Protocolo de Aplicativo Restrito

Agora vamos discutir em detalhes Visão geral do protocolo IoT

1). Protocolo de transporte de telemetria de fila de mensagens

A comunicação máquina para máquina pode ser feita com este MQTT. Foi desenvolvido pela IBM. O protocolo de transporte de telemetria da fila de mensagens é um protocolo de mensagens. Este protocolo coleta os dados dos dispositivos e os encaminha para a rede. Portanto, a conexão entre os dispositivos e a rede pode ser feita por este protocolo. É um protocolo simples que envia os dados dos sensores para os dispositivos e depois para a rede . Este é o protocolo principal do modelo de referência de protocolo TCP / IP. Os três elementos em Protocolo MQTT em IoT . Eles são assinantes, editores e revendedores / corretores. Os dados podem ser trocados entre assinante e editor. O revendedor / corretor permite a conexão de segurança entre o assinante e o editor. MQTT é executado no modelo TCP / IP. Por causa desse protocolo MQTT, não pode ser usado para todos os tipos de aplicativos IoT.



protocolo mqtt

protocolo mqtt

2). Protocolo avançado de enfileiramento de mensagens (AMQP)

Esse enfileiramento de mensagens avançado é um protocolo adequado para ambientes de middleware orientados a mensagens. Este foi desenvolvido por John Hara do JP Morgan Chase, Londres. Esta Protocolo de comunicação IoT útil para a troca de mensagem confiável pode ser feito com este AMQP.

O editor pode se comunicar com o assinante por meio da operadora AMQP. As mensagens do editor podem ser armazenadas na operadora do AMQP e, de acordo com a fila de mensagens e o pedido, serão encaminhadas ao assinante relevante com a linha de sistema de segurança adequada. AMQP tem os três recursos a seguir que o tornam mais confiável e seguro. Este protocolo possui a cadeia de processamento abaixo.


protocolo amqp

protocolo amqp

Intercâmbio: Recebe as mensagens dos editores e com base nas prioridades são encaminhadas para as filas de mensagens.

Fila de mensagens: Armazena as mensagens até que sejam processadas adequadamente com o software cliente.

Vinculativo: A conexão entre a troca e a fila de mensagens será estabelecida por esse componente de ligação.

3). Serviço de distribuição de dados (DDS)

Este protocolo é um padrão IoT desenvolvido pelo Object Management Group (OMG). Este DDS pode ser usado em pequenos dispositivos que ocupam menos área e também na nuvem. Este é um protocolo de middleware (fica entre sistema operacional e aplicativo) e API (Interface de Programação de Aplicativo) que permite a conectividade de dados entre dispositivos. Essa arquitetura é mais adequada para o aplicativo IoT. Este software de protocolo é o melhor para a troca de informações e integração rápida de dados em sistemas IoT. Este suporta o software principal linguagens de programação . Uma comunicação escalável, em tempo real e confiável pode ser possível com esses dados Distribuição Serviço (DDS).

protocolo dds

protocolo dds

Este padrão DDS possui duas camadas. Eles estão:

  • Publicação-assinatura centrada em dados (DCPS)
  • Camada de Reconstrução Local de Dados (DLRL)

A camada DCPS fornece as informações a todos os assinantes, enquanto a DLRL fornece a interface para as funcionalidades do DCPS.

4). Protocolo de aplicativo restrito (CoAP)

Este protocolo é um protocolo de utilitário da Internet para alguns dispositivos IoT (restritos). É útil na maioria dos aplicativos IoT. Inicialmente, o CoAP é usado nas comunicações de máquina para máquina. CoAP é o protocolo alternativo para o HTTP. Este protocolo possui uma técnica eficaz de formato de dados de intercâmbio XML. É uma técnica diferente de formato de dados binários mais preferível em termos de espaço. Isso poderia ser melhor do que um arquivo HTML / XML de texto simples. O CoAP possui quatro tipos diferentes de mensagens. São eles: não confirmável, confirmável, reset e confirmação. Para uma transmissão confiável e segura por UDP, são usadas mensagens confirmadas e as respostas podem ser na forma de confirmação. CoAP é um protocolo muito leve e usa DTLS (Datagram Transport Layer Security) para fornecer mais segurança e comunicações confiáveis.

Estes são os protocolos importantes dos protocolos da Internet das Coisas ou protocolos IoT.

Arquitetura de protocolo IoT

O ponto mais interessante aqui é que a IoT não tem nenhuma arquitetura particular. Os pesquisadores propuseram diferentes arquiteturas de IoT. Mas nas arquiteturas mais propostas, arquiteturas de três camadas e arquitetura de cinco camadas.

Arquitetura IoT de três camadas

Esta arquitetura introduzido nos primeiros dias de pesquisa da tecnologia IoT. As três camadas estão na arquitetura IoT é para

Arquitetura iot de 3 camadas

Arquitetura iot de 3 camadas

Camada de aplicação: Essa camada fornece o aplicativo específico para o usuário final. As aplicações específicas podem ser feitas com esta camada de aplicação. Exemplo dessa camada como um smartwatch, smartphone, smart TV, etc. que é usado para um aplicativo específico.

Camada de rede: A camada de rede tem um papel importante na arquitetura IoT. Ele se conecta a outros dispositivos eletrônicos inteligentes (smartwatches, servidores, etc). A camada de rede serve para transmitir e processar os dados do sensor.

Camada de percepção: É a camada física e reúne os dados do entorno detectando a área com a ajuda de sensores.

Arquitetura IoT de cinco camadas

Outra arquitetura que é a arquitetura IoT de cinco camadas é proposta pelos pesquisadores que trabalharam na IoT. Nesta arquitetura de IoT de cinco camadas, as três camadas que são o aplicativo, a rede e as camadas de percepção têm a mesma arquitetura como a arquitetura de IoT de três camadas. Além disso, a camada de negócios, a camada de transporte e a camada de processamento são as novas.

Arquitetura iot de 5 camadas

Arquitetura iot de 5 camadas

Camada de transporte: Esta camada encaminha os dados da camada de processamento para a camada de percepção e vice-versa através de redes sem fio como LAN, 3G e Bluetooth etc.

Camada de processamento: Ele está no meio da arquitetura IoT. Ele está desempenhando um papel importante nesta arquitetura IoT de cinco camadas. Esta camada armazena os dados e processa os dados que vêm da camada de transporte. Esta camada de processamento é capaz de implementar tecnologias mais recentes, como big data, DBMS e computação em nuvem, etc.

Camada de negócios: Essa camada é a cabeça da arquitetura IoT. Ele gerencia o sistema IoT completo, até mesmo aplicativos, privacidade do usuário, modelos de lucro, etc.

A casa inteligente consiste em todos os dispositivos conectados a uma rede e comunicados com a internet. Para desenvolver um sistema inteligente como este de cinco camadas Pilha de protocolo IoT é o melhor.

Este conceito tem mais peso na área de pesquisa. E há mudanças tremendas acontecendo em Tecnologia IoT dia a dia. Podemos fazer mais pesquisas sobre esses protocolos e arquiteturas IoT. Aqui, discutimos apenas alguns dos protocolos IoT importantes. E os poucos protocolos regulares, como Bluetooth, WiFi, ZigBee , NFC, celular, WAN de longo alcance e RFID não são discutidos aqui. Você pode obter mais dados daqueles em nosso portal de leprosos.