IoT Fundamentals: Connecting Things
Samenvatting
IoT
,Inhoudsopgave
H1 The Internet of Things.......................................................................................................................3
H2 Electronics.......................................................................................................................................14
H3 Software is everywhere...................................................................................................................22
H4 Connecting things tot he network...................................................................................................33
H5 Digitization of the business.............................................................................................................43
H6 Create an Iot Solution.....................................................................................................................50
,H1 The Internet of Things
Bedrijven en steden zetten nu steeds meer IoT-oplossingen in. Deze snelle toename van de groei
heeft echter ook nieuwe uitdagingen met zich meegebracht, waaronder:
- Hoe de miljoenen apparaten van verschillende leveranciers die aangepaste applicaties
gebruiken, kunnen worden geïntegreerd
- Hoe nieuwe dingen te integreren in de bestaande netwerkinfrastructuur
- Hoe deze nieuwe apparaten te beveiligen, elk geconfigureerd met verschillende
beveiligingsniveaus
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden en organisaties en industrieën te helpen IoT-oplossingen
toe te passen, heeft Cisco het Cisco IoT-systeem geïntroduceerd.
Concreet vermindert het Cisco IoT-systeem de complexiteit van digitalisering voor de industrie. Zoals
weergegeven in de afbeelding, identificeert het Cisco IoT-systeem zes technologiepijlers die helpen
bij het vereenvoudigen en beveiligen van een IoT-implementatie:
Netwerkverbinding
Fog Computing
Cybersecurity en fysieke
beveiliging
Gegevensanalyse
Beheer en automatisering
Applicatie-activeringsplatform
Er zijn veel verschillende soorten IoT-apparaten beschikbaar. De meeste IoT-apparaten gebruiken
echter sensoren, controllers en actuatoren om functies uit te voeren.
Feedback loops worden door het IoT-apparaat gebruikt om realtime informatie aan de controller te
verstrekken op basis van het huidige gedrag. Er is sprake van een gesloten lus wanneer de feedback
continu wordt ontvangen door de controller van zijn sensoren. De controller analyseert en verwerkt
informatie en kan indien nodig actuatoren gebruiken om voorwaarden aan te passen. Dit proces
wordt continu herhaald en bijgestuurd.
Een sensor is een apparaat dat kan worden gebruikt om een fysieke eigenschap te meten door een
soort informatie uit de fysieke wereld te detecteren. Deze informatie kan licht, vocht, beweging,
druk, temperatuur of andere omgevingscondities zijn.
Een sensor kan rechtstreeks of op afstand op een controller worden aangesloten. Sensoren en
controllers zijn meestal verbonden door middel van analoge of digitale schakelingen. Sensoren
, sturen gegevens naar een controller. Die controller zou onmiddellijk op de sensorgegevens kunnen
reageren en de actuatorinstellingen kunnen wijzigen. Een Controller Area Network (CAN) is
bijvoorbeeld een standaard die in de meeste moderne auto's wordt gebruikt om communicatie
tussen sensoren en controllers mogelijk te maken zonder hostcomputers. De meeste nieuwe auto's
zijn uitgerust met achteruitrijcamera's of antibotsingssensoren. Deze camera's en hun sensoren
kunnen de microcontrollers waarschuwen als er een object in de weg zit en de microcontrollers
zorgen er automatisch voor dat de auto een waarschuwingssignaal geeft of de auto op de rem zet.
De controller kan ook fungeren als een gateway naar een IP-netwerk en de sensorgegevens
doorgeven die moeten worden opgeslagen of geanalyseerd op servers in de mist of de cloud. De
verzamelde gegevens en analyses kunnen worden gebruikt om acties van mensen, systemen of
machines te activeren. Als voorbeeld kan de hoeveelheid auto's op de weg een wijziging van het
verkeerslichtsysteem veroorzaken. De analyse van geboortecijfers in verschillende provincies kan
ertoe leiden dat een regering op een andere locatie een nieuwe school bouwt.
Een actuator is een basismotor die kan worden gebruikt om een mechanisme of systeem te bewegen
of te besturen, op basis van een specifieke set instructies.
Typisch, in het industriële IoT, zijn er drie soorten actuatoren:
• Elektrisch - Aangedreven door een motor die elektrische energie omzet in mechanische
bewerkingen
• Hydraulisch - Gebruikt vloeistofdruk om mechanische bewegingen uit te voeren
• Pneumatisch - Gebruikt perslucht om mechanische bewerkingen mogelijk te maken
In andere gebieden kan een actuator verantwoordelijk zijn voor het omzetten van een elektrisch
signaal in fysieke output. Deze fysieke output kan een gebruiker informatie geven via LED's of een
ander apparaat of een andere omgeving wijzigen. De verwarmer in de terugkoppellus van de
thermostaat is bijvoorbeeld een actuator omdat deze de status van de gecontroleerde omgeving
(temperatuur) verandert als reactie op een elektrisch signaal.
Ongeacht hoe de actuator ervoor zorgt dat de beweging wordt uitgevoerd, de basisfunctie van een
actuator is om een signaal van de controller te ontvangen en op basis van dat signaal een bepaalde
actie uit te voeren.
Controllers zijn verantwoordelijk voor het verzamelen van gegevens van sensoren en het bieden van
netwerk- of internetconnectiviteit. Controllers hebben mogelijk de mogelijkheid om onmiddellijk
beslissingen te nemen, of ze kunnen gegevens voor analyse naar een krachtigere computer sturen.
Deze krachtigere computer bevindt zich mogelijk in hetzelfde LAN als de controller of is mogelijk
alleen toegankelijk via een internetverbinding.
De Arduino-microcontroller, en de Raspberry Pi (RaPi), zijn beide soorten controllers. Ze kunnen
allebei zonder internet werken en worden gebruikt. Het belangrijkste verschil tussen beide is de
fysieke grootte, de beschikbare verwerkingskracht, het geheugen en het besturingssysteem. Meestal
heeft de Arduino minder stroom nodig dan de RaPi en is hij geschikter voor analoge invoer. De
applicatie moet dicteren welke controller het beste kan worden gebruikt.
Samenvatting
IoT
,Inhoudsopgave
H1 The Internet of Things.......................................................................................................................3
H2 Electronics.......................................................................................................................................14
H3 Software is everywhere...................................................................................................................22
H4 Connecting things tot he network...................................................................................................33
H5 Digitization of the business.............................................................................................................43
H6 Create an Iot Solution.....................................................................................................................50
,H1 The Internet of Things
Bedrijven en steden zetten nu steeds meer IoT-oplossingen in. Deze snelle toename van de groei
heeft echter ook nieuwe uitdagingen met zich meegebracht, waaronder:
- Hoe de miljoenen apparaten van verschillende leveranciers die aangepaste applicaties
gebruiken, kunnen worden geïntegreerd
- Hoe nieuwe dingen te integreren in de bestaande netwerkinfrastructuur
- Hoe deze nieuwe apparaten te beveiligen, elk geconfigureerd met verschillende
beveiligingsniveaus
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden en organisaties en industrieën te helpen IoT-oplossingen
toe te passen, heeft Cisco het Cisco IoT-systeem geïntroduceerd.
Concreet vermindert het Cisco IoT-systeem de complexiteit van digitalisering voor de industrie. Zoals
weergegeven in de afbeelding, identificeert het Cisco IoT-systeem zes technologiepijlers die helpen
bij het vereenvoudigen en beveiligen van een IoT-implementatie:
Netwerkverbinding
Fog Computing
Cybersecurity en fysieke
beveiliging
Gegevensanalyse
Beheer en automatisering
Applicatie-activeringsplatform
Er zijn veel verschillende soorten IoT-apparaten beschikbaar. De meeste IoT-apparaten gebruiken
echter sensoren, controllers en actuatoren om functies uit te voeren.
Feedback loops worden door het IoT-apparaat gebruikt om realtime informatie aan de controller te
verstrekken op basis van het huidige gedrag. Er is sprake van een gesloten lus wanneer de feedback
continu wordt ontvangen door de controller van zijn sensoren. De controller analyseert en verwerkt
informatie en kan indien nodig actuatoren gebruiken om voorwaarden aan te passen. Dit proces
wordt continu herhaald en bijgestuurd.
Een sensor is een apparaat dat kan worden gebruikt om een fysieke eigenschap te meten door een
soort informatie uit de fysieke wereld te detecteren. Deze informatie kan licht, vocht, beweging,
druk, temperatuur of andere omgevingscondities zijn.
Een sensor kan rechtstreeks of op afstand op een controller worden aangesloten. Sensoren en
controllers zijn meestal verbonden door middel van analoge of digitale schakelingen. Sensoren
, sturen gegevens naar een controller. Die controller zou onmiddellijk op de sensorgegevens kunnen
reageren en de actuatorinstellingen kunnen wijzigen. Een Controller Area Network (CAN) is
bijvoorbeeld een standaard die in de meeste moderne auto's wordt gebruikt om communicatie
tussen sensoren en controllers mogelijk te maken zonder hostcomputers. De meeste nieuwe auto's
zijn uitgerust met achteruitrijcamera's of antibotsingssensoren. Deze camera's en hun sensoren
kunnen de microcontrollers waarschuwen als er een object in de weg zit en de microcontrollers
zorgen er automatisch voor dat de auto een waarschuwingssignaal geeft of de auto op de rem zet.
De controller kan ook fungeren als een gateway naar een IP-netwerk en de sensorgegevens
doorgeven die moeten worden opgeslagen of geanalyseerd op servers in de mist of de cloud. De
verzamelde gegevens en analyses kunnen worden gebruikt om acties van mensen, systemen of
machines te activeren. Als voorbeeld kan de hoeveelheid auto's op de weg een wijziging van het
verkeerslichtsysteem veroorzaken. De analyse van geboortecijfers in verschillende provincies kan
ertoe leiden dat een regering op een andere locatie een nieuwe school bouwt.
Een actuator is een basismotor die kan worden gebruikt om een mechanisme of systeem te bewegen
of te besturen, op basis van een specifieke set instructies.
Typisch, in het industriële IoT, zijn er drie soorten actuatoren:
• Elektrisch - Aangedreven door een motor die elektrische energie omzet in mechanische
bewerkingen
• Hydraulisch - Gebruikt vloeistofdruk om mechanische bewegingen uit te voeren
• Pneumatisch - Gebruikt perslucht om mechanische bewerkingen mogelijk te maken
In andere gebieden kan een actuator verantwoordelijk zijn voor het omzetten van een elektrisch
signaal in fysieke output. Deze fysieke output kan een gebruiker informatie geven via LED's of een
ander apparaat of een andere omgeving wijzigen. De verwarmer in de terugkoppellus van de
thermostaat is bijvoorbeeld een actuator omdat deze de status van de gecontroleerde omgeving
(temperatuur) verandert als reactie op een elektrisch signaal.
Ongeacht hoe de actuator ervoor zorgt dat de beweging wordt uitgevoerd, de basisfunctie van een
actuator is om een signaal van de controller te ontvangen en op basis van dat signaal een bepaalde
actie uit te voeren.
Controllers zijn verantwoordelijk voor het verzamelen van gegevens van sensoren en het bieden van
netwerk- of internetconnectiviteit. Controllers hebben mogelijk de mogelijkheid om onmiddellijk
beslissingen te nemen, of ze kunnen gegevens voor analyse naar een krachtigere computer sturen.
Deze krachtigere computer bevindt zich mogelijk in hetzelfde LAN als de controller of is mogelijk
alleen toegankelijk via een internetverbinding.
De Arduino-microcontroller, en de Raspberry Pi (RaPi), zijn beide soorten controllers. Ze kunnen
allebei zonder internet werken en worden gebruikt. Het belangrijkste verschil tussen beide is de
fysieke grootte, de beschikbare verwerkingskracht, het geheugen en het besturingssysteem. Meestal
heeft de Arduino minder stroom nodig dan de RaPi en is hij geschikter voor analoge invoer. De
applicatie moet dicteren welke controller het beste kan worden gebruikt.
