Art. 01 – Vol. 28 – Nr. 1 – 2018

Ştefan Alexandru PREDA, Mihnea Horia VREJOIU
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică – ICI Bucureşti,
B-dul Mareşal Averescu Nr. 8-10, Bucureşti, 011455, România
stefan.preda5@gmail.com
mihnea@ici.ro

Rezumat: Sintagma „Internetul obiectelor/lucrurilor” (Internet of Things – IoT) a devenit (aproape) una comună astăzi. Numărul şi diversitatea obiectelor fizice (dispozitive) conectate la Internet şi având încorporată tehnologia necesară pentru a sesiza şi comunica starea lor internă şi pentru a interacţiona cu aceasta şi cu mediul extern au crescut vertiginos. În ultimii ani, necesităţile de colectare şi stocare a volumelor uriaşe de date furnizate de acestea în infrastructuri dedicate, centralizate/localizate sau distribuite (de tip cloud), precum şi de valorificare a datelor respective prin tehnici de analiză avansată (analytics) utilizând servicii specializate, au condus la dezvoltarea a numeroase soluţii de interconectare a acestor obiecte inteligente în sisteme cu scale, obiective şi caracteristici diverse. Lucrarea de faţă prezintă o încercare de dezvoltare şi implementare practică experimentală a unei astfel de platforme IoT software proprii, iniţial cu un set relativ redus de funcţionalităţi specifice, ca bază pentru potenţiale dezvoltări, implementări şi extinderi viitoare. Sunt descrise arhitectura, componentele, funcţionalităţile şi legăturile funcţionale implicate, precum şi câteva specificaţii de implementare şi utilizare pentru cele mai importante dintre acestea.

Cuvinte cheie: Platformă IoT, Cloud, Obiecte/dispozitive inteligente, Senzori, Microcontroler, Protocol de comunicaţie, API de tip REST.

Introducere: Sintagma „Internetul obiectelor/lucrurilor” (Internet of Things – IoT) denumeşte reţeaua de obiecte fizice (dispozitive) „inteligente” conectate la Internet şi capabile, prin tehnologia încorporată, de a sesiza evoluţia stării lor interne în interacțiunea cu mediul extern şi de a comunica date despre aceasta. IoT tinde să devină una din paradigmele definitorii ale lumii în care trăim şi lucrăm azi, determinând evoluţii atât de ordin cantitativ, cât şi calitativ, în cunoaşterea umană şi interacţiunea noastră cu mediul [4].

Numărul diverselor obiecte inteligente interconectate este într-o continuă creştere exponenţială; la fel şi varietatea acestora: de la telefoane, tablete, televizoare şi alte obiecte electrodomestice inteligente, la dispozitive de monitorizare şi transmitere a parametrilor de sănătate şi mobilitate a oamenilor sau animalelor, de calitate a apei sau aerului, a parametrilor unor echipamente industriale complexe (şi de control al acestora), a produselor transportate în containere pentru livrare ş.a.m.d. [10].

Sistemele IoT dezvoltate în ultimii ani au ţinut cont de această expansiune a numărului şi diversităţii acestor obiecte, urmărind, pe de o parte, standardizarea soluţiilor de comunicaţie şi interacţiune cu ele şi, pe de altă parte, valorificarea datelor furnizate de acestea, prin achiziţia, transmiterea şi stocarea acestui volum uriaş de date în flux continuu (Big Data) în infrastructuri dedicate, centralizate/localizate sau distribuite (de tip cloud) şi aplicarea unor metode de analiză avansată (analytics) a acestora, utilizând servicii specializate, pentru a identifica, extrage, sintetiza şi utiliza informaţia relevantă conţinută în ele.

Principalele funcţionalităţi oferite de sistemele IoT pot fi grupate în 5 categorii [1]: culegerea şi pregătirea datelor; conectivitate, protocoale de comunicaţii; servicii de monitorizare, control şi descoperire dispozitive; autentificare, autorizare, controlul integrităţii şi securitatea datelor; analiza şi procesarea datelor, asigurarea interfeței utilizator pentru acces la funcţiunile sistemului.

Din punct de vedere al tehnologiilor implicate în dezvoltarea soluțiilor IoT, pot fi enumerate: reţele de senzori wireless, cloud computing, Big Data analytics, protocoale de comunicaţie, dispozitive cu microprocesor încorporat.

Platformele IoT reprezintă soluţii de implementare şi dezvoltare a funcționalităților şi tehnologiilor menţionate mai sus, unitar şi standardizat la nivel de platformă, ca suport pentru valorificarea performantă a acestora, permiţând utilizatorilor să se poată concentra pe conectarea echipamentelor, pe selectarea resurselor şi opţiunilor de care au nevoie (accesul la infrastructura de stocare şi regăsire date, selectarea serviciilor de procesare, vizualizare şi analiză a datelor) şi pe utilizarea efectivă a rezultatelor furnizate de platformă.

Lucrarea de faţă prezintă o încercare de dezvoltare şi implementare experimentală a unei astfel de platforme IoT software proprii, iniţial cu un set relativ redus de funcţionalităţi de bază specifice, ca bază pentru potenţiale dezvoltări, implementări şi extinderi ulterioare. Sunt prezentate arhitectura, componentele, funcţionalităţile  şi legăturile funcţionale implicate, precum şi câteva specificaţii de implementare şi modul de utilizare pentru cele mai importante dintre acestea.

În continuare, lucrarea este structurată după cum urmează: în Secţiunea 2 este prezentată sintetic situaţia actuală, cu câteva dintre cele mai reprezentative platforme IoT şi principalele caracteristici specifice acestora; Secţiunea 3 este dedicată descrierii arhitecturii, componentelor, funcţionalităţilor şi legăturilor funcţionale implicate în platforma software IoT experimentală propusă; Secţiunea 4 prezintă câteva specificaţii de implementare pentru cele mai importante dintre acestea, precum şi câteva instrucţiuni de utilizare; în Secţiunea 5, finală a lucrării, sunt formulate câteva concluzii.

Vizualizează articolul complet

ACEST ARTICOL POATE FI CITAT CA:
Ştefan Alexandru PREDA, Mihnea Horia VREJOIU, Aplicaţie Experimentală de Tip Platformă Iot  Software, Revista Română de Informatică şi Automatică, ISSN 1220-1758, vol. 28(1), pp. 5-24, 2018.

Concluzii: În lucrarea de faţă este prezentată o încercare de dezvoltare şi implementare funcţională proprie a unei platforme IoT software, iniţial cu un set relativ redus de funcţionalităţi de bază specifice, ca bază pentru potenţiale dezvoltări, implementări şi extinderi ulterioare.

Astfel, au fost prezentate arhitectura, componentele, funcţionalităţile şi legăturile funcţionale implicate în platforma IoT software experimentală proprie propusă, dezvoltată şi testată localizat, precum şi specificaţiile de dezvoltare şi implementare pentru cele mai importante dintre acestea şi câteva instrucţiuni de utilizare.