モノのインターネットは非常に多様化しています。 前の記事で、一見、この概念に適合しないシステムについて説明しました。インターネットを使用せずに有線ネットワークでローカルサーバーに接続された多くのセンサーです。 しかし、さらに深く掘り下げると、すべての基準を満たし、モノのインターネットの多様性の優れた例となります。 次に、完全に反対のシステムについて説明します。 これは、セルラーネットワーク上のバッテリー駆動デバイスのネットワークです。
システムの説明。
このシステムはZanozaと呼ばれます 。 ロシアの会社Search Standard LLCによって開発および販売されました。 この製品のアイデアは、大型車両用のGPSトラッカーを作成するプロセスで生まれました。 通常、トラッカーは、マシンの位置をリアルタイムで追跡するために使用されます。 車の車内ネットワークに接続され、処理センターとの定期的な通信セッションがあります。 トラッカーに関する非常に興味深い記事をここで読むことができます 。
このようなシステムは、モバイル機器を制御し、そのルートを計画するために、さまざまな組織やサービスで使用されています。 しかし、なぜ盗難防止ツールとしてGPSを使用しないのですか？
一見すると、そのようなシステムはすでにたくさんあるようです。 しかし、この市場にはまだ空のニッチがあることがわかりました。 基本的に、GPSはオンボードアラームで使用されます。リモートコントロール、暗号化、および対応する価格を備えた非常に複雑なシステムです。
たとえば、 StartLine T94 GSM / GPSアラームの接続図：
それらとは対照的に、検索のみを目的とした非常にシンプルなシステムが作成されました。 アイデアは次のとおりです。デバイスを購入し、車に隠してサイトに登録すると機能し始め、車の位置を定期的に報告します。
デバイス自体は次のようになります。
すべてがどのように機能するかを見てみましょう。
技術的解決策
システムのアーキテクチャは次のとおりです。
センサーの主な機能の1つはバッテリー電源です。 これにより、ワイヤを引っ張る方法を考えずに、オンボードネットワークに依存せず、どこにでも隠すことができます。 その結果、そのようなデバイスを見つけて無力化することははるかに困難です。
自己給電型センサーは、定期的に座標をセルラーネットワーク経由でクラウドに送信します。 ユーザーはいつでもサイトにアクセスして、センサーの位置を確認できます。 すべてがシンプルなようです。
しかし、それを見ると、このような回路にはいくつかの問題があります。これは主にバッテリーの使用によるものです。
まず第一に、これはバッテリーそのものです。
センサーは寒い気候でも確実に動作するはずです。低温では多くのバッテリーが提供できないため、低温では多くの容量が失われます。 解決策はリチウム塩化チオニル電池です。 ここでは、このタイプのバッテリーの概要を読むことができます。 このデバイスは、MCB ER14505M AAサイズのバッテリーを使用します。 総容量4.2 A * h、電圧3.6V。
2番目の問題は、座標の決定です。
ほとんどの場合、デバイスはスリープします。 設定された間隔で起動すると、プロセスは次の操作を実行します。
- GPSまたはLBSを使用してデバイスの座標を取得します
- サーバーと通信します
- 座標およびその他の技術データを送信します
- サーバーからコマンドを受信します
- コマンドを実行します
- スリープモードに戻ります
主なエネルギー消費はGPSであり、このデバイスには2つのモードがあります。 最初のモードでは座標はセルタワー（LBS）からのみ計算され、2番目のモードではGPSが使用されます。
最悪のシナリオを考えると、コールドスタートモードのGPSは、座標を取得するために最低5分かかります。 この間ずっと、受信機はアクティブであり、衛星からデータを受信する必要があります。 また、時間の同期に伴う落とし穴と、座標を決定する際のエラーの減少があります。 GPSデバイスとGLONASSに関する非常に興味深い記事をここで読むことができます 。
LBSははるかに高速に動作しますが、特に塔の密度が低い場合、非常に大きなエラーを与える可能性があります。 また、LBSでは、セルタワーの座標データベースを使用する必要があります。 このリンクでタワーから座標を決定する例を見つけることができます。 このLBSソリューションは、Yandex.Locator APIを使用します 。
次の問題はデータ転送です。
データ転送は、システムの非常に重要なコンポーネントです。 このデバイスの開発者は、さまざまなパラメーターとデータ転送のタイプを分析するという素晴らしい仕事をしました。 その結果、多くのオペレーターが提供する技術的なsimカードM2Mを使用することにしました。
いくつかの非常に興味深いニュアンスがあります。 まず、コミュニケーションの質はどこでも大きく異なります。 全国で多かれ少なかれ機能する唯一の送信方法はGPRSでした。 特に地域では、より近代的な技術がタワーの旧式の設備によく出くわします。 第二に、充電。 膨大な数のSIMカードを管理するのは簡単なことではありません。 最初のバージョンでは、プリペイド料金が使用されていましたが、固定月額料金に同意しました。
M2M simカードには、通常のsimカードよりもトラフィックの優先順位というもう1つの優れた機能があります。 これにより、データ媒体の安定性が大幅に向上します。
要約パラメーター
作業の最適化とLSBおよびGPSとトラフィックの最適化を組み合わせることで、非常に印象的な結果を達成することができました。 開発者によると、LBSモードでの転送を考慮したデバイスの動作時間は約25秒、GPSモードでは約50秒です。 したがって、1組のバッテリーの動作時間と通信は、GPSモードでは約1年間、LBSモードでは約2年間、1日1回です。 GPSモード2.5〜10m、LBSモード30〜600mでの精度。 通信出力の頻度と通信セッション時間を設定することができます。
回路と生産
Zanozaは、エンドユーザーへの公開市場での販売を目的としています。 したがって、このシステムの非常に重要なパラメーターは最終コストです。 開発者は非常に長い道のりを行き、このパラメーターを非常に真剣に最適化しました。
マイクロコントローラーおよびコンポーネントの多くのメーカーは、顧客の要件を満たすためにカスタムメイドの専用プロセッサーを製造しています。 ただし、顧客は十分な量のボリュームを確実に購入する必要があります。そうしないと、生産が利益を生みません。 年間数万または数十万の生産ユニットについて話すことができます。 最初の段階でのこのアプローチは安価ではありませんが、将来的には非常に効果的です。
システムのほとんどは、Simensが注文する単一のチップ上に作られています。 このクリスタルは、マイクロコントローラー、GSM、GPSを統合しています。 これにより、価格の最適化に加えて、ボード上のスペースを大幅に節約できます。
ボードとシャーシの生産は中国で組織されています。 梱包材とバッテリーも中国から来ています。 ロシアでは、組み立てと梱包のみが行われます。
ポータルとクラウド
すべてのシステム管理はクラウドを介して行われます。 デバイス管理ポータルは次のとおりです。
これはユーザーアカウントです。 ここでは、通信用のデバイスの出力の統計を表示し、時間パラメーターと座標決定のタイプを構成できます。
ポータルでは、管理者、マーケティング担当者、技術サポート、開発者、ユーザーなど、多くのタイプのユーザーが考慮されることに注意してください。 これにより、単一のエントリポイントを介してシステムを制御できます。 さらに、クラウドのコンピューティングパワーは、ポータルの負荷に合わせて自動的に調整されます。 理論的には、これにより、無数のデバイスを接続できます。
セキュリティソリューション
このシステムのセキュリティを考慮すると、2つの主要な側面を区別できます。
1つ目は、ポータルでの作業です。 ここではすべてが明確で透過的であり、他のマルチユーザーサイトのセキュリティシステムと違いはありません。
2つ目は、デバイス自体を保護することです。 センサーの重要な機能は、サーバーからの接続を待たずに、センサー自体が接続のイニシエーターになることです。 したがって、攻撃者はセンサー自体をハッキングする可能性の範囲を大幅に狭めます。 セルラーネットワークのオペレーターは、デバイスからサーバーへのデータ配信のセキュリティを担当します。
したがって、このシステムの最も弱い点は、GPRSチャネルをかき消す能力です。 ただし、ここにはトリックがあります。 他のシステムとは異なり、Zanozaは悪い信号の場合に電力を増加させませんが、メモリにデータを保存し、「眠りに落ちます」。 次に、ランダムな期間の後、連絡を取るために次の試みが行われます。 そして、これは電源がオフになるか、安定した接続が確立されるまで続きます。 接続が確立されると、保存されたすべてのデータがサーバーに送信されます。 このアプローチは、そもそも信号によるデバイスの検索を複雑にし、次に、信号が悪い場合にデバイスからデータを受信する可能性を高めます。
モノのインターネットのセキュリティに関する詳細については、Clemens Wastersの記事をご覧ください。
おわりに
モノのインターネットの概念には、さまざまなシステムが含まれます。 さらに、多くの場合、モノのインターネットの普遍性により、完全に予期しない方向でそれらを使用することができます。 ZanozaはGPS追跡システムから生まれました。 その主な目的は、盗難中に車を探すことです。 しかし、彼らはこれらのセンサーを使用して、盗難やその他の移動物を防ぎ始めました。ゴミ容器から看板まで。 このシステムは非常に人気がありました。