よりスマートな世界のための IoT アプリケーション

1. 現実のIoTアプリケーションとは何ですか?

業界における現在の実用的な IoT アプリケーション:

IoT アプリケーション 消費者

消費者が利用できるIoTデバイスの数は増えています, コネクテッドカーを含む, ホームオートメーション, 接続されたウェアラブル, 接続されたヘルスモニタリングデバイス, および遠隔監視デバイス.

IoT アプリケーション 産業用

の IoTの産業応用はIIoTです. 産業用モノのインターネット (IIoT) マシンツーマシンに重点を置く (M2M) コミュニケーション, ビッグデータの活用, 人工知能, クラウドコンピューティング, 産業運営をより効率的かつ信頼性の高いものにするその他のテクノロジー.

IoT アプリケーション 農業用

農業におけるモノのインターネットの応用 収集を含む, 分析する, 温度に関するデータを適用する, 降水量, 湿度, 風速, 害虫と病気, と土壌組成. このアプローチ, 精密農業と呼ばれる, 意思決定支援システムを使用して収集されたデータを正確に分析し、出力の質と量を向上させ、無駄を削減します.

商用IoTアプリケーション

IoT アプリケーション 健康管理

医療モノのインターネット (IoMT) 医療に応用されるモノのインターネット, データ収集も含めて, 分析, 研究, および監視アプリケーション, デジタルヘルスケアシステムを構築する. IoT デバイスを使用して、遠隔健康監視および緊急通知システムをアクティブ化できます。, 血圧計やポータブル生理学的モニターなどの単純なデバイスから、ペースメーカーや人工内耳などの体内に埋め込まれたデバイスまで多岐にわたります。. 世界保健機関 (誰が) モバイルデバイスを使用して医療データを収集および分析し、m-Health システムを構築する計画.

IoT アプリケーション 交通機関

モノのインターネットは情報処理の統合に役立ちます, コミュニケーション, そしてコントロール. IoT アプリケーションはあらゆるレベルの交通システムに拡張可能, 車両を含む, インフラストラクチャー, とドライバー. IoT コンポーネント間の情報転送により、車両内および車両間の通信が可能になります, インテリジェント信号機などのアプリケーションを有効にする, インテリジェントパーキング, 電子道路料金設定システム, 物流と車両管理, アクティブクルーズコントロール, 安全性と交通支援.

IoT アプリケーション インフラストラクチャー

インフラにおけるIoTの応用は、主にさまざまな種類のインフラの監視と制御です。, 鉄道の線路など, 橋, 洋上および陸上の風力発電所, 廃棄物管理, 等. あらゆる事故や構造状態の変化を監視することで、修理およびメンテナンス活動を効率的に手配します。.

IoT アプリケーション 軍隊

軍事関連のインターネット (IoMT) モノのインターネットの応用です (IoT) 軍事分野で. 目的は戦闘関連の目標を探知し監視することです, 主に都市環境での将来の戦闘の影響を受ける. 軍事IoT関連分野にはセンサーが含まれる, 車両, ロボット工学, 兵器, ウェアラブルスマート製品, 戦場での関連スマートテクノロジーの使用.

2. モノのインターネットとは(IoT)

モノのインターネット, 略してIoT, マシン間の関係を計算するシステムです, デバイス, そしてデジタルマシン. 普遍的な一意の識別子を持っています (UID) そして、個人から個人、または個人からデバイスへのやり取りを行わずにネットワーク経由でデータを転送する機能.

モノのインターネットの価値を調査する

IoTは現実世界をデジタル化し、幅広い応用が可能. モノのインターネットは、分散したデータを近づけ、オブジェクトに関するデジタル情報を統合します。. IoTの応用分野は主に物流分野, 工業製造業, 交通機関, 健康管理, 個人的および社会的な分野, インテリジェントな環境 (家, オフィス, 工場), 等.

あらゆるレベルのIoTアーキテクチャと実装テクノロジー

アーキテクチャ

IoT アーキテクチャは通常 3 つまたは 4 つの層に分かれています. 3 層アーキテクチャはネットワーク層で構成されます。, アプリケーション層, センサー層を下から上へ. アーキテクチャの 4 つの層は下から上にプラットフォーム ツール層です, センサー層, ネットワーク接続層, およびアプリケーションサービス層. レイヤーの違い 3 そしてレイヤー 4 アーキテクチャはそのレイヤーです 4 を分割します “アプリケーション層” レイヤーの 3 の中へ “プラットフォームツールレイヤー” そして “アプリケーションサービス層”, ソフトウェア アプリケーションをより詳細に区別します。.

センシング層

リソースへの対処

モノのインターネットを実装するには、モノのインターネットに接続されている各オブジェクトに一意の ID またはアドレスを割り当てる必要があります。. 後に IoT インターネットに接続されています, 多数の IP アドレスが必要であると推定されます. 現在, 主流の IPv4 アドレス空間は限られています, そのため、モノのインターネットのオブジェクトは次世代インターネット プロトコルを使用する傾向があります。 (IPv6) 十分なアドレス空間を提供するために.

ネットワーク層

モノのインターネットにはさまざまなネットワーキング テクノロジから選択できます, 短距離無線に分けられる, 中距離ワイヤレス, 長距離ワイヤレス, 実効伝送距離に応じた有線技術:

近距離無線通信

ブルートゥース メッシュネットワーキング – Bluetooth テクノロジーを使用してメッシュ ネットワークを標準化, ノード数を増やし、標準化されたアプリケーション層を提供する.

Wi-Fi – 可視光を使用して帯域幅を拡大. Wi-Fi規格に似た無線通信技術です。.

NFC — 2 つの電子デバイスが内部で通信できるようにする通信プロトコル 4 お互いのセンチメートル.

RFID – 電磁場を使用して無線周波数識別のデータにアクセスする技術 (RFID) タグ.

Wi-Fi – IEEEに基づく無線LAN技術 802.11 標準.

ジグビー – IEEEに基づくパーソナルネットワーク通信プロトコル 802.15.4 標準, 低消費電力を特徴とする, 低いデータレート, そして低コスト.

Z波 – 主にスマート ホームやセキュリティ アプリケーションで使用される無線通信プロトコル.

中距離無線通信

5G – 待ち時間を短縮する新世代のモバイル通信テクノロジー, 高いデータレート, 大規模なデバイスの接続, エネルギーの節約, システム容量の増加.

長距離無線通信

LPWAN – 低いデータレートとリモート通信を提供します, 消費電力と伝送コストの削減. 利用可能 LPWAN テクノロジー プロトコルにはライセンスされた帯域を使用する NB-IoT が含まれます, ロラ, シグフォックス, 無重力, ランダムフェーズ多元接続 (RPMA), および、ライセンスのない帯域を使用する IEEE 802.11ah.

極小口径端子 (VSAT) – 小型パラボラアンテナを用いて衛星を介して伝送される通信技術.

有線

イーサネット – IEEEに基づく技術 802.11 ツイストペアケーブルと光ファイバーを使用してハブまたはネットワークスイッチに接続できる規格.

PLC — データや電力をケーブルで伝送する通信技術, G.Hn や HomePlug などの規格を使用.

アプリケーション層

アプリケーション層は次のように細分化できます。 “アプリケーションサービス層” そして “プラットフォームツールレイヤー” IoTの4層アーキテクチャで. プラットフォームツール層は最下層のソフトウェアプラットフォームです, ネットワーク層とアプリケーションサービス層の間のインターフェースとして機能し、さまざまなソフトウェアアプリケーションをサポートします。. の “プラットフォームツール層” ビッグデータも含まれる, ブロックチェーン, ソフトウェアデファインドネットワーク, ソフトウェアデファインドストレージ, ソフトウェア デファインド データセンター, 安全な通信, ウイルス対策ソフト, 人工知能関連 (例えば, 自然言語処理, ディープラーニング, 音声認識, パターン認識, コンピュータビジョン…) 等々; アプリケーション サービス層は、さまざまなアプリケーション要件に応じて元のデータを直接提示します。, または付加価値加工を通じて, ユーザーにヒューマン・マシン・インターフェースを提供します, または、対応するハードウェア/ソフトウェア ターゲットを使用して必要な情報を取得します. として分類できます。 “アプリケーションサービス層” VR/ARを含む, HCI, サービス指向アーキテクチャー, 持続可能な開発関連 (ライフサイクルアセスメント, 省エネ, カーボンフットプリント…) 等々.

アプリケーション層内, アプリケーションは通常、複数のプログラミング言語で書かれています, HTTPS および OAuth プロトコルを使用する. プラットフォームのバックエンドでさまざまな形式のデータベース システムを使用する, 時系列データやバックエンド データ ストレージ システムなど (カサンドラ, PostgreSQL, 等).

ほとんどの IoT システムはクラウド コンピューティング上に構築されています, イベント キューイング システムとメッセージング システムを利用して、あらゆるレベルの通信を処理できる. 一部の専門家は、産業用モノのインターネットの 3 つのレイヤーを分類しています (IIoT) エッジとして, プラットホーム, そして企業, 隣接するネットワークを介して接続されている, アクセスネットワーク, およびサービスネットワーク, それぞれ.

3. IoT アプリケーションを導入するにはどのような方法がありますか

IoTの導入には以下が含まれます：

1. プライベートIoT, 単一の組織内でサービスを提供する;

2. 公共モノのインターネット, インターネットに基づいて一般または大規模なユーザー グループにサービスを提供する;

3. コミュニティ モノのインターネット;

4. 混合ネットワーキング.

IoT 導入モードには次のものがあります。:

プライベートIoT

単一の組織内で提供されるサービスは、組織または組織から委託された第三者によって実装および維持される場合があります。. 制御エンジニアリングネットワークは著作権で保護されています, 主に組織の内部ネットワーク内で, 組織の外でも.

パブリックIoT

一般または大規模なユーザー グループに対するインターネット ベースのサービスは、通常、組織によって運営されています。 (または, 程度は低いが, その委託を受けた第三者).

コミュニティIoT

機関グループにサービスを提供するため (例えば, 市政府の各種委員会: 運輸局, 環境保護局, 公安局, 都市管理局, 等) または関連する “コミュニティ”. 運用と保守は 2 つ以上の組織によって調整される場合があります, 主にイントラネットとネットワーク上で.

ハイブリッドIoT

上記のIoTを2つ以上組み合わせたものです, ただし、その背後には統合された運用エンティティが存在します.

IoTの導入にはどのようなテクノロジーが使用されているのか

適切な解決策を探すとき, ユースケースごとに接続要件が異なるため、オプションを提供することが重要です. モノのインターネットの早期採用者は携帯電話を使用してきました, ブルートゥース, Wi-Fi接続, 特に超高信頼性が必要なユースケースでは, 非常に高い可用性, 低遅延. 各ソリューションは、IoT ネットワークの最適な導入を決定する上で重要な役割を果たします。.

5G

その間 5G データレートを提供します, 待ち時間の短縮, より高い容量, ソフトウェア設計のコアネットワーク, ミリ波スペクトル全体で短距離もあります, 導入にはコストがかかる可能性がある, 複雑なエコシステムを備えています.

Wi-Fi

Wi-Fi を利用する利点には、コスト効率の高い導入の簡素化が含まれます。, 5G の強力な代替手段と見なすことができる, オープンローミングを提供します. しかし, Wi-Fi 限定的な補償範囲を提供します, 限られたセキュリティ, そして高いエネルギー消費.

ブルートゥース

導入のメリット ブルートゥース 低コストを含む, 導入の容易さ, テクノロジーを活用するためにハードウェアは必要ありません. しかし, 短距離の特性がある, 低帯域幅, そして接続時間も短い.

ロラ

ロラ 低バッテリー消費を必要とするユースケースでうまく機能し、リモート機能はコスト効率の高い方法で導入でき、パブリックとプライベートの両方の導入にオープンなビジネス モデルを提供できます。. しかし, この手法は、ユースケースで高いデータレートが必要な場合や、アプリケーションが低遅延を必要とする場合には理想的ではありません。.

LPWAN はリモートおよび低消費電力に適しています

リモート接続や低電力接続が必要なユースケース向け, LPWAN が最良の選択です. この技術は海上でも展開可能, 宇宙で, そして陸上でも, センサーが手間をかけずに広範囲に無線で情報を送信できるようにする. リモートを使用したモノのインターネット ソリューション, 低電力機能により、従来のモノのインターネット アプリケーションに接続性を提供し、世界中のさまざまなユースケースで重要なインフラストラクチャに驚異的な帯域幅を提供します。

世界トップ 10 IoT アプリケーション

トップ 10 IoT アプリケーションは機器監視です, 機械とインフラのメンテナンス, 物流と追跡, コンテナ環境, 機械管理在庫, マーケティング用のネットワークデータ, 危険なWebサイトの特定, 無人トラック, WAN監視, およびGPSデータの集約.

10件のアプリケーション:

設備監視

建物のサーモスタットの監視や調整などをリモートで実行可能, エネルギーを節約し、メンテナンス手順を簡素化するためにも. この IoT アプリケーションの利点は、実装が簡単であることです。, パフォーマンスのベンチマークを簡単に把握できる, 必要な改善を得る.

機械とインフラのメンテナンス

センサーはインフラの資材や設備に設置可能, 鉄道の線路など, これらのコンポーネントの状態を監視し、何か問題が発生した場合に警報を発します。. 一部の都市交通当局は、障害が発生する前に予防的に保守するためにこの IoT テクノロジーをすでに導入しています。.

物流と追跡

運送業界は現在、移動中のトラックや輸送される個々の部品にセンサーを取り付けています。. 中央システムはこれらの出荷を最初から最後まで追跡します. そうすることで、管理者が車両の位置を明確に確認できるため、遠隔地での盗難を防止し、企業のサプライチェーンを正常な状態に保ちます。 (そしてそうあるべきです) いつでも.

コンテナ環境

物流・運送業界にも, 生鮮品を運ぶコンテナは周囲の状況が監視されています, センサーが温度または湿度の範囲外になるとアラームが鳴ります。. さらに, シールが破れたり、容器が乱れるとセンサーが警報を鳴らします. この情報は中央システムを介して意思決定者にリアルタイムで直接送信されるため、状況を改善できます。, たとえ商品が世界中を輸送中であっても.

機械管理インベントリ

消費者にさまざまな商品を提供する携帯型店舗やセルフサービスの自動販売機は、特定の商品が再注文レベルを下回った場合に自動補充アラートを送信できるようになりました。. これにより、小売業者は必要なときに現場作業員に補充してもらうだけで済むため、コストを節約できます。.

Webデータをマーケティングに活用

企業は独自の分析を使用してオンラインでの顧客の行動を追跡することを選択できます, あるいは、この分野で評判の高いマーケティング会社にタスクを委託することもできます。. サイトナビゲーションモードの場合, あなたのサイトに出入りする訪問者, 彼らが使用するデバイスの種類, 訪問者に関するその他の関連データを集約して、より全体像を把握できます。. トランザクション データと IoT データの組み合わせにより、マーケティング分析と予測が強化されます。, すぐに実装できるもの.

危険な Web サイトの特定

営利企業が提供するセキュリティ サービスにより、ネットワーク管理者はインターネット サイトの訪問を追跡できます, 企業コンピュータからのマシン間通信を追跡する, IT アドレスを明らかにし、 “危険な” 企業コンピュータが定期的にアクセスする Web サイト. 実践すると、ネットワーク上のマルウェアやマルウェアのリスクが軽減されます.

無人トラック

道路インフラがなく、気象条件が厳しい遠隔地, ガスおよび石油採掘業界の企業は、遠隔で通信および制御できる無人トラックを使用しています。.

WAN監視

企業はネットワーク トラフィックを適切に監視および変更できます, ただし、そのトラフィックが広域ネットワークまたはインターネット経由でルーティングされる場合, それは時々彼らの制御の外にあるように見える. 世界中のさまざまな場所にあるオフィスの端にあるルーターでは、サービスの品質が大きく異なります。, オフィスがシンガポールにあるのかリオデジャネイロにあるのかに応じて.

GPSデータの集約

GPS データ集約は、モノのインターネットで最も一般的なデータ収集方法の 1 つです. 気象データをカウントできるため、企業に好評です, グラフィックデータ, インフラストラクチャデータ, 人口統計データ, 特定の地理的位置を特定できるあらゆるタイプのデータ.

5. IoT アプリケーション開発者のための原則

IoT プロジェクトは 4 つの重要な原則に従う必要があります

セキュリティはあらゆるソリューションの中心です, モノのインターネットも例外ではありません. インテグレーターが従うべき 4 つのガイドラインを以下に示します。 IoTプロジェクト 可能な限り安全です.

機器の安全性は最も重要です

IoT デバイスは、通常、高度なセキュリティ機能をサポートしていない単純なプロセッサとオペレーティング システムを使用しているため、IoT ネットワークの中で最も脆弱な部分です。. ユニット数、製品やメーカーの多様性の点でも最大です。. それにより、 IoTソリューション 潜在的に複雑な数十億のデバイスを保護します.

さらに悪いことに, IoT デバイスは従来のネットワークの境界の外側にあり、多くの場合、農地などのオープンで保護されていない場所に非 IT 組織によって設置および管理されます。, 駐車場, そして工場の床.

“特定の IoT デバイスが安全である可能性がある, しかし、別の脆弱性が存在する可能性があります,” ベンソン・チャンは説明する, Strategy of Things のシニア パートナー. 今後数十億もの IoT デバイスが導入されることが予想される, ハッカーはこの分野にますます注目しています。”

ネットワークのセキュリティを保護する

すべての IoT デバイスに共通するのはインターネット接続です, それなしでは彼らは本当にただです “もの。” したがって, IoT デバイスを接続するネットワークは、ウイルス対策やマルウェア対策などの従来のエンドセキュリティ ツールで保護する必要がある, ファイアウォール, および侵入防御および検出システム.

自分のデバイスを知る

デバイス認証はネットワーク保護にとって重要です. 不正なデバイスが検出された場合, 操作は自動的に開始される必要があります. “この操作にはデバイスの切断が含まれる場合があります, トラフィックをブロックし、管理者に通知する,” ベンソン・チャンは指摘した. 企業ネットワークを保護するための最初のステップは、インターネット関連の脆弱性が他のシステムに感染する可能性がないように、モノのインターネット ネットワークから企業ネットワークを隔離することです。.

自動化されたIoTデバイス管理

管理します IoTデバイス 注目すべきデバイスの数が膨大であるため複雑です. ただし、各デバイスには独自の弱点があるため、継続的な管理が必要です. “IoT デバイス管理および自動化ツールを使用するには, ネットワーク内のIoTデバイスが増えるほど, 管理が難しくなるほど,” ベンソン・チャンにアドバイスする. 自動ツールの使用により管理プロセスが簡素化されます, エラーやデバイスの欠落を削減, すべての操作がすべてのデバイスに一貫して適用されることを保証します.

最低でも, 管理とは、展開前に適切に厳格なセキュリティ レベルを設定することを意味します。, ファームウェアを定期的にチェックして更新する, セキュリティパッチの適用にも熱心に取り組んでいます.

IoT セキュリティの実践とツールは進化しています, システムを定期的にチェックすることが、分散ネットワーク上のデバイスを安全に保つ唯一の方法です.

6. モノのインターネット アプリケーションに関するよくある質問

知的財産

製品化の過程で、 モノのインターネット技術, 中国はいくつかの主要技術の習熟が不足している, そのため、商品レベルの向上もできず、価格も下げることができません。. RFIDなどの主要テクノロジーに対する独立した所有権の欠如が、中国におけるモノのインターネットの発展を制限する主な要因の1つである.

技術基準

現在のところ, 業界のテクノロジーには主に標準の次の 2 つの側面が欠けています。: インターフェースの標準化; データモデルの標準化 中国は11月にもRFID産業連合を設立したが 2005, 同時に, 中国の無線周波数識別 (RFID) 翌年には技術政策白書が発行された, RFIDコア技術の研究開発に注力すべきだと指摘, 中国の国情に沿った技術基準を開発する しかし今は, 中国のRFID業界は依然として混乱していることがわかります 技術力は向上しています, 技術水準だけでなく月を映す鏡としても中国っぽい 3 グラム標準, あらゆる面の利益のために, ついに, 中国の 3 モノのインターネットの 3 つの異なる標準を使用して、最終的にどのようにするか, 答えを教えてくれる時間を待つことしかできない.

産業チェーン

米国国内のモノのインターネット産業チェーンの完全性との比較, 現在の国内3大事業者とZTEには大きな差があるが, ファーウェイのこの種のシステム機器メーカーは世界クラスのレベルです, しかし、IoT産業が比較的不足している他の地域では、チップサプライヤーとセンシング機器システムソリューションが必然的に必要となり、携帯電話事業者などの上流および下流のメーカーが協力する必要があります。, したがって, 中国でモノのインターネットを発展させるために, システムに関してはやるべきことがまだたくさんある, 無線所管部門間の連携強化など, テレビ, 電気通信および運輸産業, 情報の確立を共同で推進し、 インテリジェント交通システム 通信ネットワークの統合プロセスのスピードアップ, 放送電力網とインターネット 産業チェーンの協力は、すべての当事者の利益を考慮する必要がある, そして、すべての関係者の利益メカニズムとビジネスモデルがまだ形成されていないことを背景に、モノのインターネットの普及にはまだかなり時間がかかります。.

業界連携

IoTの応用分野は非常に広い, 多くの優れた業界横断的なアプリケーションを備えています, しかし、これらの産業ポイントは異なる政府部門に属しています, モノのインターネット、センシング技術ベースの情報アプリケーションを開発する, 工業化の過程で, 調整と交流を担当する産業部門を強化し、産業分野の部門を打破するために協力するという寛大な精神を持って取り組む必要がある 資源の共有を促進し、制度の最適化と改革を強化することによってのみ, モノのインターネット産業の円滑な発展は効果的に保証されるのか.

収益モデル

認識へのIoT, ネットワーク, と 3 つのレベルの適用, あらゆるレベルで, エクスプロイト市場に投入される選択肢はたくさんあります, 将来の生態環境の構築の過程で, 情報産業革命の鍵となるのはビジネスモデルです, 新しいタイプとビジネス収益モデルの出現は、成熟したビジネスの発展の必然的な結果です。, しかし、それはまだのところ、モノのインターネットの発展には反映されていません, どの業界も一律に IoT の開発をリードすることはできません。. 現在のところ, モノのインターネットの発展によって直接もたらされる経済的利益の一部は、主にモノのインターネットに関連する電子部品に集中しています。. 膨大なデータフローがネットワーク事業者にもたらす機会と、それが物流や小売などの下流産業に与える影響を確認するには長い時間がかかるだろう.

使用コスト

IoT業界は、より良い制御と管理を行うために、物と物を接続する必要があります。この特性がその毛髪を決定します。展示会は、経済発展と社会的ニーズをもたらし、より多くのアプリケーションを生み出すでしょう。, の中に モノのインターネットセンシング技術 期間の初めにプロモーション, 単機能, 高価格の問題は避けるのが難しいため, 電子タグ, 読み書き機器は高価です, そのため、大規模なアプリケーションを形成するのは困難です.

大規模なアプリケーションがないため、, 電子タグと読み取り/書き込みデバイスのコストは期待されるコストに達しないままであり、コストは高い, 大規模なアプリケーションはありません, 大規模なアプリケーションはありません, コストが高く、より困難であるという問題は、初期の障壁のコストの観点からユーザーをどのように処理するかを解決することが、これを市場の一部として開放するための主な問題となった したがって、コストは、あなたができることではなく、インターネットの発展によってもたらされませんでしたものは限られてくるだろう.

安全上の問題

モノのインターネットにおいて, あらかじめ埋め込まれたRFIDタグのセンサーネットワークを構築 人と密接な関係のあるあらゆるアイテムを自分の周りの生命概念で見ることができる, そうみたいです, 自分自身を含むアイテムをまだあまり受け入れることができず、常に監視されている状態です, これは埋め込まれたタグに直接つながり、個人のプライバシーの問題が侵害される可能性があります. したがって, 署名の所有者のプライバシーは、署名の推進にとって重要な問題です。 RFID技術 そしてモノのインターネット. そして政府がこの点で大規模な外国企業と協力するならば, ビジネス情報や国家機密が漏洩しないようにする方法も重要です。, この時点で, モノのインターネットの開発は単なる技術的な問題ではありません, しかし、政治的なことが関係している可能性が高い, 法的および国家安全保障の問題.