इंटरनेट ऑफ थिंग्स एक तेजी से विकसित एकीकृत अवधारणा है जिसमें कंप्यूटर विज्ञान, नेटवर्क प्रौद्योगिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और सेंसर प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में अनुसंधान शामिल है। यह प्रतिमान भविष्य में नेटवर्क प्रौद्योगिकियों के विकास की मुख्य दिशा का प्रतिनिधित्व करता है और पर्यावरणीय संकेतकों को मापने से लेकर उत्पादन क्षमता बढ़ाने तक मानव जाति के कई नियमित कार्यों को हल करेगा।

इस लेख में हम इंटरनेट ऑफ थिंग्स और इसकी विशेषताओं की मूल परिभाषाओं से परिचित होंगे, इस क्षेत्र का विश्लेषण करेंगे और मुख्य समस्याओं और कार्यों को उजागर करेंगे जो इस अवधारणा को लागू करने के तरीके में खड़े हैं।

एक IoT क्या है?

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) को एक अवधारणा के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें लोगों द्वारा उपयोग किए जाने वाले अधिकांश उपकरण डिजिटल डेटा ट्रांसमिशन और संचार के लिए नेटवर्क इंटरफेस और आपस में संचार के लिए माइक्रोकंट्रोलर से लैस होंगे। RFID समूह सुलभ सुविधाओं के विश्वव्यापी नेटवर्क के रूप में IoT को परिभाषित करता है जिसका अद्वितीय संबोधन मानक संचार प्रोटोकॉल पर आधारित है ।

चीजों के इंटरनेट के उपयोग के निम्नलिखित क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: उद्योग और उत्पादन; परिवहन और परिवहन; भवन संरचनाओं, वायु गुणवत्ता, शोर पृष्ठभूमि और ऊर्जा की खपत की तकनीकी स्थिति की निगरानी करना; अपशिष्ट प्रबंधन; स्मार्ट पार्किंग और ट्रैफ़िक जाम डेटा; स्मार्ट स्ट्रीट लाइटिंग और घरेलू उपयोग।

तकनीकी दृष्टिकोण से, IoT एक नई तकनीक नहीं है, बल्कि मौजूदा उपकरणों का एक संयोजन है जो निम्नलिखित विशेषताएं प्रदान करते हैं:

• संचार और इंटरैक्शन - ऑब्जेक्ट इंटरनेट संसाधनों के साथ या एक दूसरे के साथ संबंध बना सकते हैं और उनकी स्थिति को अपडेट कर सकते हैं। जैसे कि जीएसएम और यूएमटीएस, वाई-फाई, ब्लूटूथ, ज़िगबी और अन्य वर्तमान में विकसित वायरलेस नेटवर्क मानकों जैसे वायरलेस तकनीकों का महत्व है।
• एड्रेसबिलिटी - इंटरनेट ऑफ थिंग्स पर ऑब्जेक्ट्स को अंतरिक्ष में वितरित किया जाता है और इसमें अस्पष्ट एड्रेसिंग होना चाहिए।
• पहचान आपको विशिष्ट वस्तु के साथ विशिष्ट रूप से डेटा को जोड़ने और पुनः प्राप्त करने की अनुमति देती है। आरएफआईडी और एनएफसी मानक उन तकनीकों के उदाहरण हैं जो निष्क्रिय वस्तुओं की पहचान कर सकते हैं जिनके पास निर्मित ऊर्जा संसाधन नहीं हैं।
• साउंडिंग - IoT डिवाइस सेंसर के उपयोग से पर्यावरणीय जानकारी एकत्र करते हैं, इसका आदान-प्रदान करते हैं या इसके प्रभाव में अपना राज्य बदलते हैं।
• अंतर्निहित सूचना प्रसंस्करण - वस्तुओं को त्वरित विश्लेषण और सूचना प्रसंस्करण के लिए एक प्रोसेसर या माइक्रोकंट्रोलर से सुसज्जित किया जा सकता है।
• स्थानीयकरण - उपकरण अपने भौतिक स्थान के बारे में जानते हैं, जो जीपीएस या मोबाइल संचार नेटवर्क के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, साथ ही बीकन (उदाहरण के लिए, WLAN या RFID पाठकों के साथ ज्ञात निर्देशांक)।

मुख्य समस्याएं और कार्य

इंटरनेट ऑफ थिंग्स की अवधारणा व्यापक है और इसमें हार्डवेयर, नेटवर्क और सॉफ्टवेयर जैसे क्षेत्रों का एकीकरण शामिल है। नतीजतन, बड़ी संख्या में समस्याएं और कार्य उत्पन्न होते हैं जो तकनीकी और सामाजिक-कानूनी दोनों हैं।

सिस्टम आर्किटेक्चर

IoT का मूल उद्देश्य सही सिस्टम आर्किटेक्चर का विकास और चयन है, क्योंकि पूरी आगे की विकास प्रक्रिया अनुसंधान के प्रारंभिक चरणों में निर्णयों पर निर्भर करेगी। फिलहाल, IoT आर्किटेक्चर पर कोई विशेष समझौता नहीं है जिसे सार्वभौमिक रूप से अनुमोदित और उपयोग किया जाएगा।

सबसे आम तीन और पांच स्तरीय वास्तुकला मॉडल हैं। उनमें से पहला बुनियादी है और इसमें धारणा, नेटवर्क और एप्लिकेशन स्तर शामिल हैं। यह मॉडल IoT के मूल विचार को परिभाषित करता है, लेकिन यह पर्याप्त विस्तृत नहीं है, जो कि अधिक गहन शोध के लिए आवश्यक है। इसलिए, साहित्य बड़ी संख्या में स्तरों के साथ वास्तुकला का सुझाव देता है। उदाहरण के लिए, एक पांच-स्तरीय मॉडल, जिसमें अतिरिक्त रूप से प्रसंस्करण परत और एक परिवहन परत शामिल है।

अन्य उदाहरण बादल और धूमिल वास्तुकला हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, हाल ही में फॉग कंप्यूटिंग के विकास में एक प्रवृत्ति सामने आई है, जिसमें सेंसर और नेटवर्क गेटवे डेटा के प्रसंस्करण और विश्लेषण के कुछ कार्य करते हैं।

मिस्टी और क्लाउड कंप्यूटिंग अक्सर एक साथ उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि यह इष्टतम IoT अनुप्रयोग प्रदर्शन के लिए आवश्यक है। अस्पष्ट कंप्यूटिंग को लागू करने के लिए, LANs और क्लाउड के बीच एक प्रवेश द्वार बनाया जा सकता है। यहां, एक बहु-स्तरीय दृष्टिकोण लागू किया जाता है, जो निगरानी (प्रयुक्त क्षमता और संसाधनों का नियंत्रण), पूर्व-प्रसंस्करण (डेटा के फ़िल्टरिंग, प्रसंस्करण और विश्लेषण), भंडारण (डेटा प्रतिकृति, वितरण और भंडारण) और डेटा सुरक्षा सुनिश्चित करने (एन्क्रिप्शन और डेटा अखंडता और गोपनीयता सुनिश्चित करने) के कार्य प्रदान करता है। )। फिलहाल, यह वास्तुकला सबसे बड़ी रुचि है, और शोधकर्ताओं के अनुसार, सबसे आशाजनक है।

डिवाइस की शक्ति

IoT का एक महत्वपूर्ण कार्य उन उपकरणों की बिजली आपूर्ति है जो लगातार बढ़ रहे हैं और ऊर्जा का एक निरंतर स्रोत नहीं है। कई मामलों में, बैटरी और बिजली की आपूर्ति उनके आकार, वजन और रखरखाव की आवश्यकताओं के कारण समस्याग्रस्त है। डेवलपर्स और शोधकर्ताओं की आशाएं एम्बेडेड सिस्टम के लिए कम-शक्ति प्रोसेसर के भविष्य में निहित हैं जो काफी कम ऊर्जा का उपभोग कर सकते हैं। रिचार्जेबल वायरलेस सेंसर हैं जो कई मीटर की दूरी पर अपने रीडिंग को प्रसारित कर सकते हैं। आरएफआईडी प्रणालियों की तरह, वे ऊर्जा को या तो दूर से या माप प्रक्रिया से स्वयं प्राप्त करते हैं, उदाहरण के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक या पायरोइलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग करते हुए। इसके अलावा, बिजली की लागत को कम करने के लिए, संचरित डेटा की सबसे छोटी मात्रा के साथ एक प्रोटोकॉल स्टैक बनाना आवश्यक है।

इसलिए वायरलेस मानक विकसित करने और चुनने के कार्य। ऊर्जा लागत के संदर्भ में, मानक प्रौद्योगिकियां, जैसे कि जीएसएम, वाई-फाई और ब्लूटूथ उपयुक्त नहीं हैं - उनके पास एक विस्तृत बैंडविड्थ है और ऊर्जा की मात्रा का उपयोग करता है जो IoT सिस्टम के लिए अस्वीकार्य है।

इस समस्या को हल करने के लिए, मानक विकसित किए गए थे जो चीजों की इंटरनेट की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, उदाहरण के लिए, IEEE 802.15.4, IEEE 802.11 लो पावर, ब्लूटूथ लो एनर्जी, 6LoWPAN, RFID, NFC, ZigBee, Sigfox, LoraWAN और वायरलेस प्रोटोकॉल के लिए अन्य प्रोटोकॉल जो बहुत कम उपयोग करते हैं मौजूदा परिवहन और नेटवर्क परत प्रोटोकॉल के साथ ऊर्जा और संगत।

वेब प्रोटोकॉल स्टैक डेवलपमेंट

IoT के लिए एक वेब स्टैक के विकास के लिए इसकी संरचना के सक्षम निर्माण की आवश्यकता होती है, जो संचार बुनियादी ढांचे (मौजूदा मानकों के साथ संगतता) और चीजों की इंटरनेट की आवश्यकताओं दोनों को पूरा करेगा। ऐसे मानकों के उदाहरण हैं: प्रस्तुति स्तर पर - CoAP; परिवहन परत - यूडीपी; नेटवर्क लेयर - IPv6 / 6LoWPAN।

ये मानक उसी तरह से संचार बुनियादी ढांचे के साथ बातचीत करते हैं जैसे कि असीमित स्टैक प्रोटोकॉल, लेकिन हस्तांतरित डेटा की मात्रा बहुत कम है। यह तथ्य IoT उपकरणों द्वारा खपत की गई शक्ति को कम करने और उनके परिचालन समय को बढ़ाने में मदद करता है।

डिवाइस एड्रेसिंग स्कीम

IoT उपकरणों को दिए गए पते की विशिष्टता के संदर्भ में संबोधित करने वाली योजनाएं एक महत्वपूर्ण पहलू हैं, क्योंकि उन्हें अन्य उपकरणों की विशिष्ट पहचान करनी चाहिए और उनके साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान करना चाहिए। एक अद्वितीय पता बनाने की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं: इसकी विशिष्टता, विश्वसनीयता, स्थिरता और मापनीयता।

मौजूदा और सर्वव्यापी IPv4 प्रोटोकॉल केवल एक निश्चित भौगोलिक क्षेत्र में स्थित उपकरणों के एक समूह की पहचान करने की अनुमति देता है, लेकिन इसमें प्रत्येक व्यक्ति IoT नोड को आवंटित करने की क्षमता नहीं है। IPv6 डिवाइस की पहचान की समस्याओं को कम कर सकता है, लेकिन वायरलेस नोड्स की विविधता, चर डेटा प्रकार, एक साथ संचालन, और विभिन्न उपकरणों से डेटा विलय आगे समस्या को बढ़ाते हैं।

IoT सिस्टम की स्केलेबिलिटी

IoT के साथ अगला अंक स्केलेबिलिटी है। सिस्को के अनुमानों के अनुसार, 2020 में, 50 बिलियन डिवाइस क्लाउड से जुड़े होंगे, और गार्टनर के अनुमान के अनुसार, 26 बिलियन। IoT में नियमित इंटरनेट की तुलना में व्यापक मात्रा है। इसलिए, IoT स्थान की मापनीयता पारंपरिक वेब अनुप्रयोगों की तुलना में अधिक जटिल होगी। हालाँकि, IoT उपकरणों द्वारा प्राप्त अधिकांश डेटा स्थानीय रूप से संसाधित किया जा सकता है और तुरंत छोड़ दिया जाना चाहिए।

सेवा की गुणवत्ता की गारंटी (QoS)

वेब उपयोगकर्ता पारंपरिक वेब सेवाओं के लिए चर विलंबता की अनुमति देते हैं, लेकिन सेंसर या IoT एक्ट्यूएटर्स की अस्थायी अयोग्यता सीधे भौतिक दुनिया को प्रभावित करेगी। विभिन्न नेटवर्क ट्रैफ़िक की सेवा के लिए एक नियंत्रित, इष्टतम दृष्टिकोण की आवश्यकता है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी आवश्यकताएं हैं।

IoT का एक अन्य पहलू सर्वव्यापी और अथक डेटा ट्रांसमिशन के लिए नेटवर्क का निरंतर संचालन है। यद्यपि टीसीपी / आईपी स्टैक स्रोत से गंतव्य तक अधिक विश्वसनीय और कुशल तरीके से मार्ग द्वारा इसकी गारंटी देता है, IoT गेटवे और वायरलेस टच उपकरणों के बीच इंटरफेस में एक अड़चन का सामना करता है। नेटवर्क और उपकरणों को जोड़ने से नेटवर्क प्रदर्शन, डिवाइस प्रदर्शन, नेटवर्क पर विश्वसनीय डेटा ट्रांसमिशन या उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस से उपकरणों का कुशल उपयोग नहीं होना चाहिए।

व्यक्तिगत जानकारी की सुरक्षा और गोपनीयता

सुरक्षा पहलुओं के अलावा, जैसे कि संचार चैनल की प्रामाणिकता और विश्वसनीयता, और संदेश अखंडता, अन्य आवश्यकताएं IoT में महत्वपूर्ण होंगी। यह आवश्यक होगा कि डिवाइस को सेवाओं की सीमा तक, या अन्य उपकरणों के साथ संचार को रोकने के लिए एक निश्चित समय पर पहुंच प्रदान की जाए। उपयोगकर्ता के प्रमाणीकरण और पहुंच नियंत्रण के कार्यान्वयन के साथ-साथ इस समस्या को हल करने के लिए मिडलवेयर में अंतर्निहित तंत्र होना चाहिए। कई सूचना सुरक्षा कार्यों को क्रिप्टोग्राफिक विधियों का उपयोग करके हल किया जा सकता है और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने से पहले अधिक शोध की आवश्यकता होती है।

अंतर्राष्ट्रीय गतिविधि

इंटरनेट ऑफ थिंग्स के क्षेत्र में अंतर्राष्ट्रीय गतिविधियाँ गति प्राप्त कर रही हैं, और उद्योगों, शिक्षाविदों और सरकार के विभिन्न स्तरों पर कई पहल की जा रही हैं। यूरोप में, इसे प्राप्त करने के लिए इंटरनेट ऑफ थिंग्स और प्रमुख भवन ब्लॉकों की बातचीत के लिए एक संदर्भ मॉडल को परिभाषित करने के लिए एक एकल IoT प्रणाली में M2M, WSN और RFID को शामिल करते हुए अनुसंधान समूहों और संगठनों की गतिविधियों को एकीकृत करने के लिए महत्वपूर्ण प्रयास किए जा रहे हैं। जापान, कोरिया, संयुक्त राज्य अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में, बड़े पैमाने पर पहल को लागू किया जा रहा है जहां उद्योग और सरकारी विभाग विभिन्न IoT कार्यक्रमों में सहयोग कर रहे हैं। IoT के क्षेत्र में गहन कार्य चीन में अपनी 12 वीं पंचवर्षीय योजना में भी किया जाता है, जिसमें कहा गया है कि विभिन्न क्षेत्रों में IoT के विकास पर संसाधनों और निवेश पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए।

इसका अर्थ है कि क्षेत्र के विकास की गति बढ़ाने के लिए और इस तकनीकी विचार के समन्वित कार्यान्वयन के लिए पथ का निर्धारण करने के लिए IoT समस्याओं को हल करने के लिए सभी देशों के लिए एक एकल संघ बनाने की आवश्यकता है।

परिणाम क्या है?

नई IoT प्रौद्योगिकियों के निरंतर उछाल के साथ, इंटरनेट ऑफ थिंग्स की अवधारणा बहुत जल्द बड़े पैमाने पर स्पष्ट रूप से विकसित होगी। नेटवर्किंग का यह नया प्रतिमान हमारे जीवन के हर हिस्से को प्रभावित करेगा, स्वचालित घरों से लेकर स्वास्थ्य की बुद्धिमान निगरानी और हमारे आसपास की वस्तुओं में "बुद्धिमत्ता" का परिचय देकर।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स एक एकीकृत क्षेत्र है जिसमें विभिन्न क्षेत्रों में मानकों के विकास की आवश्यकता होती है। अवधारणा की जटिलता और संरचनात्मक प्रकृति के कारण, इसके विकास के रास्ते पर विभिन्न क्षेत्रों से संबंधित कई कार्य उत्पन्न होते हैं। उद्योग इंटरनेट ऑफ थिंग्स के विकास से लाभान्वित हो सकता है, जो दूरसंचार, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और सेवा उद्योगों से निकटता से संबंधित है।