Cisco Packet Tracer yordamida IoT tizimlarini loyihalash va simulyatsiya qilish

Kalit so'zlar
Narsalar interneti (IoT) , aqlli sensorlar , simsiz sensorlar , jarayonlarni boshqarish , Cisco Packet Tracer , simulyatsiya , aqlli zavod , bulutli hisoblash
Baham ko'ring va iqtibos keltiring:
Gwangwava, N. va Mubvirwi, T. (2021) Cisco Packet Tracer yordamida IoT tizimlarini loyihalash va simulyatsiya qilish. Narsalar internetidagi yutuqlar , 11 , 59-76. doi: 10.4236/ait.2021.112005 .
1.Kirish
Narsalar Interneti (IoT) va Internet of Services (IoS) tushunchalari keng sanoat 4.0 texnologiyalarining asosiy qismidir. Ushbu bir-biriga bog'langan narsalar va xizmatlar zamonaviy aqlli zavodlar va integratsiyalangan qiymat zanjirlarining optimal ishlashiga imkon beradi. Bugungi bog'langan va ma'lumotlarga asoslangan dunyo buzg'unchi va korxonalarga raqobatdosh ustunlik beradi. Hamma joyda bulutli xizmatlar IoT ilovalarini istalgan joyda joylashtirish imkonini beradi va toʻliq nazoratni taklif qiladi. IoT texnologiyalari Industry 4.0 da o'rnatilgan tizimlarning arzonligini va tejamkor operatsion tizimlarga ega bo'lishini ta'minlaydi. Sanoat o'yinchilari IoT keltiradigan misli ko'rilmagan o'zgarishlarga tayyor bo'lishlari kerak [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]]. RFID, simli va simsiz sensor tarmoqlari va oʻrnatilgan tizimlar kabi IoT texnologiyalari bulut orqali kirish uchun xizmatlar va ishlab chiqarish sohalarida umumiy resurslar va imkoniyatlarni raqamlashtirish va virtualizatsiya qilish imkonini beradi. Mell va Grance [ 5 ] Cloud Computing (CC) ni sozlanishi mumkin boʻlgan hisoblash resurslari (masalan, tarmoqlar, serverlar, saqlash, ilovalar va xizmatlar) umumiy havzasiga hamma joyda, qulay, talab boʻyicha tarmoqqa kirish imkonini beruvchi model sifatida belgilaydi. boshqaruvning minimal harakatlari yoki xizmat ko'rsatuvchi provayderning o'zaro ta'siri bilan tezda ta'minlanishi va chiqarilishi. Bulut asosan shaxsiy bulut, jamoat buluti, ommaviy bulut va gibrid bulut sifatida tasniflanadi [ 6]. Bugungi biznes maydoni aqlli muhitlar/makonlar va aqlli transport, mahsulotlar, shaharlar, binolar, qishloq joylari, energiya, sog'liqni saqlash tizimlari, ulgurji va chakana savdo do'konlari kabi o'zini o'zi anglaydigan narsalar bilan tavsiflanadi.
Tegishli tahliliy vositalar va usullar mavjudligini hisobga olgan holda, real vaqtda ma'lumotlarning kompaniyalar bo'ylab tarqalishi butun kompaniyaga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. IoT, raqamlashtirish va katta ma'lumotlar texnologiyalaridan foydalanadigan tashkilotlar yuqori darajadagi logistika xizmatiga, o'z hamkorlari bilan yanada samarali jarayonlarga, ma'lum logistika funktsiyalari o'rtasidagi hamkorlikni yaxshilashga, bozor va moliyaviy ko'rsatkichlar va raqobatbardoshlikka ega [ 7 ] sifatida baholandi. Yuqori texnologiyalardan foydalanishni targ'ib qiluvchi mamlakatlar yanada samarali ishlab chiqarish jarayonlariga erishadilar, bu esa yaxshi samaradorlik va miqyosda iqtisodlarga olib keladi. Germaniya Ta'lim va tadqiqot vazirligi Germaniya yuqori texnologiyali sanoati va uning strategiyasini ilgari surish uchun yo'l xaritasi sifatida Sanoat 4.0 ni yaratdi [ 8 ] [ 9 ]]. Hamma joyda tarqalgan hisoblash davri korxonalarga Big Data deb nomlanuvchi katta hajmdagi ma'lumotlarni taqdim etadi. Ma'lumotlar jismoniy tarmoqqa ulangan ob'ektlar orasidagi aqlli sensorlar orqali to'planadi.
IoT va tegishli texnologiyalar haqida juda ko'p shov-shuvlar mavjud bo'lsa-da, amaliy ishga tushirish hali ham tushkunlik ostida qolmoqda. Yerda mavjud narsalar va berilgan va'dalar o'rtasidagi nomuvofiqlikning ko'plab sabablari bor. Yangi noma'lum texnologiyalarni qabul qilish xavfli faoliyatdir va hozirda qimmat [ 10 ]. Korporativ raqamli strategiyani yaratmaslik va izchil amalga oshirish sanoat 4.0 yechimlarini ishlab chiqarishga to'sqinlik qiladi [ 11 ]. IoT ning o'sishi katta xavfsizlikka tahdid soladi. Kiberxavfsizlik muammolari qurilma, maʼlumotlar va jismoniy shaxslarga tegishli [ 12 ] [ 13 ]]. IoT tizimlarining muhandisligi loyihalash va joylashtirish uchun mas'ul bo'lgan sanoat amaliyotchilari uchun yana bir qiyinchilikdir. Ular duch keladigan qiyin jihatlarga xavfsiz dasturlash va tasdiqlash, chidamlilikka erishish va oqlangan degradatsiyaga erishish, shuningdek, yangi vositalar va usullarni ishlab chiqish kiradi [ 14 ]. IoT infratuzilmasi va ekotizimlari qayta foydalanish imkoniyatini, birgalikda ishlash integratsiyasini, modulli dasturlashni, yaxshi moslashuvchanlikni, chaqqonlikni va texnik xizmat ko'rsatish qulayligini ta'minlashi kerak. Internetga ulanish sanoatda IoT texnologiyalarining muvaffaqiyati uchun juda muhimdir. "Har qanday narsa" va "Hamma narsa" global axborot-kommunikatsiya infratuzilmasi bilan o'zaro bog'liq bo'lishi kerak. Bunga tarmoqdan foydalanish imkoniyati (tarmoqqa kirish) va muvofiqlik (ma'lumotni iste'mol qilish va ishlab chiqarishning umumiy qobiliyati) orqali erishish mumkin.15 ]. Internet protokolining 6-versiyasi (IPv6) IPv4 bilan bog'liq IP-manzillar etishmasligi muammosini hal qilish uchun kiritilgan bo'lsa-da, uni global joriy etishda qiyinchiliklar mavjud. Har bir ulangan qurilma va "mavjud" noyob IP-manzilni talab qiladi, bu tarmoqni murakkab va boshqarishni qiyinlashtiradi, barcha ulangan sensorlar quvvatlanishi kerak va o'tish davrida turli xil protokollar va eski aktivlarni parallel boshqarish murakkab vazifadir [ 16 ].
Maqolaning asosiy maqsadi IoT tizimlarini ishlab chiqish va joriy etish bo'yicha tadqiqotlarni ilgari surishdir. Tadqiqot o'g'it ishlab chiqaruvchi zavodning amaliy tadqiqotidir. IoT platformasiga boʻlgan talablar belgilandi va yechimni loyihalash va simulyatsiya qilish uchun Visual dasturlash tili (VPL) platformasi aniqlandi. IoT-ga asoslangan tizimlarni ishlab chiqish uchun VPL-lardan foydalanadigan bir nechta echimlar mavjud, ammo eng mos platformani tanlash uchun bo'lim mezoni ishlatilgan. Cisco Packet Tracer 7.2 IoT platformasini ishlab chiqish uchun tanlangan, chunki u haqiqiy tarmoqni simulyatsiya qiluvchi turli tarmoq komponentlarini taklif etadi. Asbob turli xil IoT funksiyalarini taklif etadi, aqlli qurilmalar, komponentlar, sensorlar, aktuatorlarni o'z ichiga oladi va Arudino yoki Raspberry Pi kabi mikro-kontrollerlarni simulyatsiya qilishi mumkin [ 17 ]]. Maqola IoTni ishlab chiqish va joylashtirish bo'yicha bo'shliqni yopadi. U o'rnatilgan IoT ob'ektlari va dasturlash imkoniyatlariga ega raqamli platformadan foydalangan holda tezkor ishlab chiqarish strategiyasini ishlab chiqadi.
Maqolaning tuzilishi 2-bo'limda adabiyotlar sharhiga ega. Adabiyotda IoT uchun ta'rif, arxitektura, imkoniyatlar va imkon beruvchi texnologiyalar qamrab olingan. Shuningdek, u IoT tizimlari uchun vizual dasturlashni va IoT ning kengaytirilgan istiqbolini ko'rib chiqadi, ya'ni Hamma narsaning Interneti (IoE). 3-bo'limda o'g'it ishlab chiqaruvchi kompaniya uchun IoT platformasini loyihalash va simulyatsiya qilish uchun foydalaniladigan metodologiya, natijalar va muhokamalar o'z ichiga oladi. 4-bo'lim maqolani yakunlaydi.