IoT Essential Components & Layers erklärt: Wie verbessern sie unser Leben?

Internet of Things (IoT) ist das neue Schlagwort, das in allen Geschäftszweigen weit verbreitet ist. Das Internet verbindet uns alle mit seiner Architektur. IoT macht unser Leben einfacher, indem es alle alltäglichen Gadgets und Geräte in einer Cloud verbindet und sie so über eine Schnittstelle steuert.

Ihre Smartwatch berechnet beispielsweise Ihre an einem Tag zurückgelegten Schritte und speichert sie in der Cloud. Wenn Sie zu Bett gehen, gibt Ihnen Ihr Telefon (das mit der Smartwatch verbunden ist) eine Analyse darüber, wie viele Kalorien Sie beim Gehen verbrannt haben!

Das ist IoT! Wir haben die Uhr mithilfe von Sensoren zu einer Smartwatch umgebaut. Diese Sensoren senden die Daten über das Internet und speichern sie in der Cloud. Die Anwendung im Telefon packt diese Daten und zeigt sie in einer einfachen und verständlichen Form an.

Was ist IoT?

Einfach ausgedrückt: Wenn Sie sich mit etwas verbinden können, wird es zum Internet der Dinge. Diese IoT-Architekturen haben das Leben der Menschen in vielerlei Hinsicht beeinflusst. Sie sind hilfreich in militärischen Anwendungen, biomedizinischen Geräten, Wissenschaft und Geschäftsanalysen.

Die Konnektivität wird durch disruptive Technologien wie maschinelles Lernen, Cloud-Computing, Low-Power-Sensortechnologie und künstliche Intelligenz ermöglicht. In Unternehmen wird das IoT eingesetzt, um eine energieeffiziente Produktion, eine intelligente Fertigung, eine digitale Lieferkette und eine automatisierte Prozesssteuerung zu erreichen.

Unternehmen benötigen eine Vielzahl von Datenanalysen, um die Marktanforderungen zu verstehen. Sie verlassen sich darauf, dass diese IoT-Geräte solche Daten empfangen und sie verwenden, um eine fundierte Entscheidung zu treffen. Die gesammelten Sensordaten werden mithilfe einer IoT-Architektur an den Cloud-Server übertragen .

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Wie ist es gebaut?

Die bestehende IoT-Architektur hat mehrere Schichten basierend auf den Anwendungsanforderungen. Die Schichten der Architektur werden in drei Kategorien eingeteilt:

1. Wahrnehmungsebene – Der Wahrnehmungsspieler ist der erste physische Jäger, der Echtzeitdaten aus der Umgebung sammelt. Es besteht aus Sensoren und Aktoren, um Daten wahrzunehmen und zu sammeln.
2. Vermittlungsschicht – Die Vermittlungsschicht führt die Verbindung, Übertragung und Verarbeitung der gesammelten Daten durch. Es verbindet sich mit anderen intelligenten Geräten für Server, um die gesammelten Daten zu verarbeiten. Es konvertiert die Daten basierend auf Timing und Struktur.
3. Anwendungsschicht – Die Anwendungsschicht ist anwendungsspezifisch, in der die IoT-Architektur verwendet wird. Zum Beispiel autonomes Fahren, Smart-Home-Systeme oder smarte Assistenten. Auch die Daten aus anderen Quellen können hier verwendet werden, um sie für die Nutzer darstellbar zu machen.

Andere Schichten wie die Sicherheitsschicht, die Überwachungsschicht und die Vorverarbeitungsschicht in der IoT-Architektur werden je nach Anforderungen verwendet. Diese Schichten werden aus physischen Komponenten aufgebaut, die die Daten sammeln, übertragen und verarbeiten.

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Komponenten in der IoT-Architektur

Die Architektur ist der grundlegende Weg, um ein IoT-System zu entwickeln, das für nützliche Dienste eingesetzt werden kann. Die IoT-Architektur hat keine definierten Standards, aber sie besteht aus den vier unten aufgeführten Komponenten:

Sensoren

Sensoren oder Aktoren sind physische Geräte, die Daten über das Netzwerk sammeln, aussenden und übertragen können. Ein Beispiel ist ein IR-Sensor, der die IR-Signale erkennt und das Netzwerk darüber benachrichtigt. Aktoren sind Ausgabegeräte, die basierend auf dem Feedback entsprechende Aktionen ausführen. Beispielsweise ist ein Motor in einem Roboterarm ein Aktuator, der ein Objekt basierend auf der gegebenen Eingabe greift oder loslässt.

Einige Sensoren und Aktoren sind Kameras, Mikrofone, Gyroskope, GPS, RFID, Magnetometer, Näherungssensor, Lichtsensor, Thermometer, Barometer und Feuchtigkeitssensor. Heutige Smartphones haben die meisten dieser Sensoren eingebaut, was sie zu einer der komplexesten Internet-of-Things-Architekturen macht, die es gibt.

Tor

Eine Fülle von Daten wird von diesen Sensoren gesammelt, und sie erfordern High-Seed-Gateways für die Übertragung dieser gesammelten Daten für eine nützliche Interpretation. Das Netzwerk bestimmt die Mobilität des Smart Device. Es kann ein WLAN-, Bluetooth-, Ethernet-, Personal Area Network-, LAN- (Local Area Network) oder WAN- (Wide Area Network) System sein.

Die Kommunikation sollte auch ein Low-Power-System sein, so dass keine kräftige Stromversorgung oder Backup-Geräte erforderlich sind. Benutzer bevorzugen eine auf Hochgeschwindigkeits- und effizienten Kommunikationssystemen basierende IoT-Architektur für ihre Häuser und Büros. Die Architektur kann auch Routing-Protokolle erfordern, die wenig Speicher, aber eine effiziente Kommunikation erfordern.

Middleware

Die Middleware bereitet die Daten vor, bevor sie über die Cloud übertragen werden. Es abstrahiert die Hardware und bietet eine Schnittstelle für die Kommunikation namens API (Application Programming Interface) für Sicherheit, Kommunikation und Datenverwaltung. Diese Edge-IT hat vorzugsweise eine geringe Latenz, Mobilität, Standortbewusstsein, Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Energieeinsparung.

Cloud-/Datenverwaltung

Dies sind die Datenverwaltungssysteme, die die Daten verarbeiten und als Analysen darstellen. Es verfügt auch über Sicherheitskontrollen über das System, die verhindern, dass sie gehackt oder angegriffen werden. Diese Sicherheitskontrollen variieren je nach Anwendung.

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Wie ist es hilfreich, unser Leben einfacher zu machen?

Vielfältige IoT-Anwendungen erleichtern uns jeden Tag das Leben. Die beliebteste IoT-Anwendung ist das Hausautomationssystem. Smart Homes werden ferngesteuert und sind sehr nützlich beim Energiesparen. Diese werden bei der Merkmalsextraktion, dem Gefahrenschutz und dem Schutz vor der Fernbedienung eingesetzt.

IoT hat eine breite Anwendung in biomedizinischen Geräten. Ärzte können Patientendaten wie Blutdruck, Herzfrequenz und medizinische Berichte aus der Ferne extrahieren. Außerdem gibt es viele Gesundheitsanwendungen wie Fitbit und aktive Geräte, um die Vitalwerte einer Person zu überwachen. Diese Daten werden gesammelt und in der Cloud gespeichert, die später bei Bedarf verwendet wird. Lesen Sie mehr über reale IoT-Anwendungen.

Fazit

Die IoT-Architektur hat sehr viele Anwendungen, vom Gesundheitswesen bis zum Militär. Die Nachfrage nach IoT-Experten steigt täglich stark an. Hinzu kommt, dass Industrie 4.0 auch in der Fertigungsindustrie viele solcher Positionen eröffnet hat. Um ein professioneller IoT-Ingenieur zu werden, lassen Sie sich von einer renommierten Institution zertifizieren.

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