IoT: Architectures, Protocols, and Applications . ריאן ביאטרה, יצחק עזו:מגישים . ד''ר מרטין לנד:מנחה מבוא ● IOTמספק יכולות אינטגרציה של אנשים עם מכשירים. ● שילוב של אינטרנט ו"דברים" :שרתים ,חיישנים זעירים ,מכשירים חכמים ,רכבים אוטונומיים ועוד. ● האבולוציה של – IOTהתפתחות ודרישות חדשות המחייבות יצירת פרוטוקולים חדשים. ● קישוריות בכל מקום כדרישה מכרעת -לדעת לקלוט מידע ולדווח אותו באמצעות פרוטוקולי תקשורת שונים. ● סביבה וירטואלית המאפשרת בקרה ושימוש מיטבי ביישומי המערכת. What is IoT? Internet of Things (IoT) 1 Sensors 2 Actuators 3 Processors Vermesan Definition Physical DigitalWorlds Pena Lopez Definition Computing & Networking Any Conceivable Object הארכיטקטורה של IOT Architecture of IoT Three Layer Architectures Five Layer Architectures זיהוי וגילוי משאבים ● היעדר אלגוריתם גילוי יעיל עלול לגרום לעיכובים בביצוע ,לשימוש לקוי ושגיאות בזמן ריצה. ● חקירות תעשייתיות וקהילות מחקר. ● שיטות ודרכים לניצול משאבים זמינים :גישת מערכת הערפל. ● שימוש והרחבת פרוטוקולים קיימים לטובת .IOT ● מניפולציות של מטא דאטה. Two kinds of Systems Architectures: Cloud and Fog מחשוב ערפלvs מחשוב ענן Internet of Things: An Overview by Farzad Khodadadi, Amir Vahid :מתוך המאמר מחשוב ענן בשילוב עם מחשוב ערפל Sensor Device= Internal state & environment 1 mobile phone 2 microwave oven Actuator Device= Change in the environment Speaker actuator Temperature controller of an air conditioner Social IoT The major components in such a system: (1)ID (2) Metainformation (3) Security controls (4) Service discovery (5) Relationship management (6) Service composition Representative Architecture The server side architecture typically has three layers. )1( The base layer )2( Component layer )3( The application layer On the device (object) side, we broadly have two layers. )1( The object layer. )2(The social layer Taxonomy based on the architectural elements The first architectural component of IoT is the perception layer. 1.The most generic sensor available today is the smartphone. 2. measuring temperature, pressure, humidity, medical parameters of the body, chemical and biochemical substances, and neural signals. 3. A class of sensors that stand out is infrared sensors that predate smartphones. The most common communication technologies for short range low power communication protocols are RFID (Radio Frequency Identification) and NFC (Near Field Communication). For the medium range, they are Bluetooth, Zigbee, and WiFi. Communication in the IoT world requires special networking protocols and mechanisms. Software We shall subsequently look at two kinds of software components: 1) middleware 2) applications Sensors and Actuators Sensors are essential components of smart objects. 1( small in size 2(low cost 3(consume less power. Kind of sensors 1.Mobile Phone Based Sensors 2. Medical Sensors 3. Neural Sensors 4. Environmental and Chemical Sensors 5. Radio Frequency Identification (RFID)- active and passive 6. Actuators. Preprocessing As smart things collect huge amount of sensor data, compute and storage resources are required to analyze, store, and process this data. For example the cloud but this will not be sufficient to meet the requirements of many IoT applications. (1) Mobility (2) Reliable and real time actuation (3) Scalability (4) Power constraints Solution AND EXAMPLE A solution to these problems is fog computing 1.Low latency: less time is required to access 2. Location awareness 3. Distributed nodes 4. Mobility 5. Real time response 6. Interaction with the cloud Some applications of fog computing 1. Smart vehicular networks 2. Smart grid Communication communication challenges involved: (1)Addressing and identification (2) Low power communication (3) Routing protocols (4) High speed and nonlossy communication. (5) Mobility of smart things. connect to the Internet through the IP IoT devices typically connect to the Internet through the IP 1.Near Field Communication (NFC) 2.Wireless Sensor Networks (WSN) 3. IoT Network Protocol Stack 4.Bluetooth Low Energy (BLE) 5.Low Power WiFi 6.Zigbee 7.Integration of RFID and WSN 8.Low Power Wide-Area-Networks (LPWAN) 9.Lightweight Application Layer Protocols Middleware It should act as a software bridge between the things and the applications. The challenges 1.Device discovery and management 2. Scalability 3. Big data and analytics 4. Security and privacy: 5. Cloud services 6. Context detection middleware solutions There are many middleware solutions available for the Internet of Things 1. Event based 2. Service oriented 3. Database oriented 4. Semantic 5. Application specific Applications of IoT 1. Home Automation 2. Smart Cities a. Smart Transport b. Smart Water Systems c. Examples of Smart Cities. 3. Social Life and Entertainment 4. Health and Fitness 5. Smart Environment and Agriculture. 6. Supply Chain and Logistics 7. Energy Conservation Design Considerations in an IoT System The important factors that we need to consider are the distance between the sender and the receiver 1. the nature of obstacles 2. signal distortion 3. ambient noise, 4. governmental regulations. יתרונות ● מהירות ● חסכון בעלויות ● אמינות ● נגישות ● מודולריות ● חסכון בכוח אדם ● יתרון תחרותי חסרונות ● תקלות טכניות ● תלות בקישוריות לרשת האינטרנט ● אבטחה ● מיתוג ומיגרציה ● מגבלות שליטה ביבליוגרפיה 1. Internet of Things: An Overview by Farzad Khodadadi, Amir Vahid Dastjerdi, and Rajkumar Buyya. 2. Review Article: Internet of Things: Architectures, Protocols, and Applications by Pallavi Sethi and Smruti R. Sarangi. 3. Turning Internet of Things(IoT) into Internet of Vulnerabilities (IoV) : IoT Botnets by Kishore Angrishi. 4. Internet of Things: Converging Technologies for Smart Environments and Integrated Ecosystems 5. . השולטים בעתיד: בתוך,האינטרנט של הדברים 6. Internet Of Things Edureka. שאלות?