5. Building Block of IOT

IOT  चार चीज़ो से मिलकर त्यार होता है :
a. Sensor
b.Processor
c. Gateway
d. Application

IOT Block Diagram 

Sensor: 

IOT के front end में sensor का उपयोग किया जाता है | sensor को IOT system की things भी कहा जाता है |

इनके unique IP एड्रेस होते है ,   साथ ही ये active रहते है | जिसकी help से network में मौजूद surrounded  real time data को collect करता है | collect करने के बाद या तो autonomous रूप में कार्य करता है  या फिर data  को  surrounded actuators को submit कर  देता है | 

example : Gas Sensor ,Water Quality Sensor, Moisture Sensor etc. 

Processor :

Processor IOT सिस्टम का brain होता है , IOT Processor का कार्य sensor के द्वारा enormous scale में collect किये  गए raw data को processing  करके valuable information के रूप में परिबर्तित कर देता है |   या कह सकते हे की यह प्रोक्सिंग की क्रिया device को intelligence provide करती है , क्योकि processor , real time  के आधार पर कार्य करते है   साथ ही 

application में  encryption \decryption  पद्धति के द्वारा  data को securely  transfer  किया  जाता  है , अतः 
कह सकते है की IOT Processor , real time processing के साथ साथ application को भी control रखता है | 

Gateways:

Gateway के द्वारा data को proper तरीके तथा accurate location पे route किया जाता है |  ताकी data का proper utilization किया जा सके | 

Gateway के द्वारा data network में connect होता है | यह Network connectivity ही IOT communication का  की सबसे प्रमुख  अंग है | 

LAN ,PAN ,WAN आदि gateway के example है | 

Applications:

जिस प्रकार हमारे शरीर के बिभिन्न अंग अपना यथा योग्य करए करते हे , जैसे कानो से सुन्ना , आँखों से देखना , नाक से साँस लेना आदि, इसी प्रकार  computer में भी particular काम के लिए  , उनके respective application software का use  किया जाता है | 

अतः IOT technique  का use करने के लिए special IOT की application का use किया जाता  है | IOT application, real time  data processing का कार्य  करने में सक्षम है | यह application प्रत्येक device end पे use होती है | इन applications  का काम data को collect करके data का proper utilization करना होता है| 

इन applications को user आसानी से control  कर सकता है | तथा data भी encryption and  decryption  , technique के कारण securely transfer होता है | 

example : Home Automation Application ,Security System. 

Syllabus

(i) Introduction to Internet of Things –

applications/devices, protocols, communication model Introduction - Overview of Internet of Things(IoT), the characteristics of devices and applications in IoT ecosystem, building blocks of IoT, Various technologies making up IoT ecosystem, IoT levels, IoT design methodology, The Physical Design/Logical Design of IoT, Functional blocks of IoT and Communication Models.

(ii)Things and Connections Working of Controlled Systems,

Real-time systems with feedback loop e.g. thermostat in   refrigrator, AC, etc. Connectivity models – TCPIP versus OSI model, different type of modes using wired and wireless methodology, The process flow of an IoT application.

(iii)Sensors, Actuators and Microcontrollers Sensor - Measuring physical quantities in digital world e.g. light sensor, moisture sensor, temperature sensor, etc.

Actuator – moving or controlling system e.g. DC motor, different type of actuators

Controller – Role of microcontroller as gateway to interfacing sensors and actuators, microcontroller vs microprocessor, different type of microcontrollers in embedded ecosystem.

(iv)Building IoT applications Introduction to Arduino IDE – writing code in sketch, compiling-debugging, uploading the file to Arduino board, role of serial monitor.
Embedded ‘C’ Language basics - Variables and Identifiers, Built-in Data Types, Arithmetic operators and Expressions, Constants and Literals, assignment. Conditional Statements and Loops - Decision making using Relational Operators,

 Logical Connectives - conditions, if-else statement, Loops: while loop, do while, for loop, Nested loops, Infinite loops, Switch statement.

Arrays – Declaring and manipulating single dimension arrays Functions - Standard Library of C functions in Arduino IDE, Prototype of a function: Formal parameter list, Return Type, Function call.

Interfacing sensors – The working of digital versus analog pins in Arduino platform, interfacing LED, Button, Sensors-DHT, LDR, MQ135. Display the data on Liquid Crystal Display(LCD), interfacing keypad Serial communication – interfacing HC-05(Bluetooth module) Control/handle 220v AC supply – interfacing relay module.

(v)Security and Future of IoT ecosystem Need of security in IoT - Why Security? Privacy for IoT enabled devices- IoT security for consumer devices- Security levels, protecting IoT devices Future IoT eco system - Need of power full core for building secure algorithms, Examples for new trends - AI, ML penetration to IoT 

2. Device and Application Characteristics of IOT

1. Dynamic Nature and Self Adapting:

Dynamic Nature के कारण  IOT बिभिन्न अबस्थाओं के अनुसार set की गई condition के आधार पर ही adaption तथा  respond करता है | जैसे :

किसी भी प्रकार के dyanamic  बदलाब जैसे, user के data context में बदलाब या  फिर environment , temperature  के according A.C का state change होना | location के according आपको traffic की जानकारी देना  आदि  में होने बाले  changes को  सभी IOT devices के द्वारा अपने आप ही adapt कर लीया जाता है |

यह adaption , device में set की गई operating condition के आधार पर होता है |

for example ; Surveillance Camera

2 Self Configuring:
IOT में बहुत ज्यादा मात्रा में device एक साथ आपस में connect होके कार्य करती है | ये सभी devices, self configure होने की क्षमता रखती है |

अतः smart और compatible device का use connectivity में किया जाता है |
जैसे: setup the networking ,fetch latest software upgrades with minimum manual or user intervention.

3 Inter-operable Communication Protocol:
IOT ऐसे कई communication protocol को support करती है जो एक device से दूसरी device  को तथा devices  को infrastructure से communicate कराने में सक्षम होते है |

4 Unique Identity(UI ):
IOT के जरीए जुडी हुई सभी devices को अपनी एक unique identity बनाने  की क्षमता प्राप्त होती है | uniquely identity एक intelligent interface प्रदान करती है ,जिससे communication तथा controlling easy हो जाती है |

सभी devices की अपनी unique identity होने के कई advantage है , जैसे :
a. UI के माध्यम से user , device के लिए query कर सकता है |
b device के status को monitor किया जा सकता है |
c. Devices को दूर से control किया जा सकता है |

5 Integrated into Information Network :
IOT ,  information network के साथ integrated होके ,devices के बीच में communication allow करने में सक्षम है | जैसे : weather monitoring में data कई devices से aggregate तथा analysis होके , weather को predict किया जाता है |

6  Enormous Scale :
Scientist report के अनुसार 2020 तक 8 billion , devices Internet of thing के जरिये connect हो सकती हे | इतनी device का data manage करना एक कठीन कार्य है , परन्तु IOT के द्वारा ये कार्य सरलता से संभव हो जाता है|

7  Intelligency :

IOT ,     algorithm , computation  तथा hardware और  software  का combination है | यह सभी आपस में connect होके specific task पे  intelligent तरह से  respond करता है | 

सभी devices , application से interact होने के लिए special input method  तथा   graphic user interface  का use करती है | जिसके कारण IOT की popularity बढ़ती जा रही है|

7. Level of IOT

Level 1: Measurement

 Lavel 1 में सिर्फ data record किया जाता है | data record के बाद कोई भी activity perform नहीं की जाती | यह electricity implement करने का  basic level है तथा इस level पे electricity consuming की अच्छी analogy त्यार कर सकते हो | 

जिसके द्वारा पता किया जा सकता है की कितनी energy consume हुई हे | 

परन्तु यह alert नहीं करता ,की अपने कितनी energy use कर ली है | 

Government IOT device के energy management को बढ़ाबा दे रही है|,जिनमे real time, data को transmit करने में किया जाता है |  जिनमे कुछ निम्नलिखित device शामिल है ,जैसे:   

streetlight, traffic camera etc. 

Level 2: Automation

Level 2 में data record के साथ साथ , business process भी automatic execute होना शुरू हो जाती है | 

इस level में business automatic ही decide करता की  operation में कोनसा data  use करना है | साथ ही यह भी automatic decide होता है, की information को किस प्रकार process तथा use  करना है | 

जैसे consumer को energy consumption का  alert SMS भेजना | 

 Level 3: Innovation

IOT की बढ़ती उपयोगीता के कारण , IOT स्वयं ही आसानी से update और upgrade होता रहता है|
यानि इस level में IOT अपने आप को innovate करता रहता है |

 क्योकि, Manufacturer अपने product को ज्यादा से ज्यादा sell करने के purpose से उस product को ज्यादा attractive बनाने की कोशीश करते है |

Product को innovate करने के लिए manufacturer , third party जैसे hardware  और software company से  collaborate करते है |

Colaborate होने से hardware /software company अपने product को इस तरह त्यार करती है , जिसके कारण बे device , IOT की functionality को enhance कर सके | 

Level 4: IoT All Around, All the Time

इस level में IOT  को cloud computing से जोड़ा जाता है | इस service के द्वारा IOT का उपयोगी data , cloud में store किया जा सक्यता है | जिसे आबश्यकता  के अनुसार किसी भी स्थान पे , किसी भी समय access किया जा सकता हैं |

इसलिए  IOT Project में हमेशा ,  internet enabled  devices की ही जरुरत होती है , ताकी real time data को central server पे  store किया जा सके |

Algorithm के द्वारा real time data को processing करके information के रूप में परिबर्तित  करके , end device , automatic self decision लीं में सक्षम हो जाती है|

government इस projects को future में  public की सुविधा के लिए , लाने का प्रयास कर रही हे , जैसे : real time traffic की condition  के अनुसार traffic  को control करना , या traffic light set करना |

1. Introduction to IOT

Internet of things में बे सभी चीजे शामील होती है जिनकी अपनी एक  unique identity होती है, तथा networking के लिए internet से भी connect होने  की क्षमता होती है | जैसे: internet enabled mobile phone,.PC  तथा इनके साथ साथ

Internet of things में बे चीजे भी शामील हो सकती है , जिन्हे traditional तौर पर हम use में लेते हुए आ रहे है : जैसे : thermostat ,utility meter , irrigation pump and sensor और control circuits आदि |

 इन सभी चीजों को internet के माध्यम से connect तथा कण्ट्रोल किया जा सकता है | साथ ही ये सभी devices  अपने end point पे आपस में एक दूसरे से communication  करने में भी सक्षम होती है |

internet of  things , mobile phone , cloud technologies  , wireless networking , तथा sensor networking के द्वारा लाइ गई नयी क्रांति है , जो हमारे जीवन को सरल ब fast  बनाने में , एक सफल योगदान दे रही है |

experts के अनुसार  2020  में तकरीबन 50 billion devices को internet के माध्यम से connect किया जा सकता है |

इसीलिए कई बड़ी hardware और software companies बड़े पैमाने पे ऐसी devices बनाने में जुटी हुई है , जो internet of things में शामील हो सके |

IOT को और बिस्तार रूप में देखा जाये तो , यह सिर्फ connecting things  (Machine ,Device ,Appliances) तक ही सिमीत ना होकर , connecting device को अपने end पे data communication और exchange कराने में भी समर्थ है , ( जिससे data और information को control करके , user से associate करा जा सके )

अतः IOT application में data communication से 3 निम्नलिखित successful point प्राप्त होते है :
a. data : Raw Facts
b. Information  : Data को filtering ,processing ,categorized ,condensing तथा contextualize करके information को प्राप्त किआ जाता है |
c. Knowledge : Information को organize तथा structuring करके , इस information को किसी specific purpose के लिए use किया जाता है , जिससे नई knowledge gather की जाती है |




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

9. Hub,Switch and Bridge

switch and hub

स्विच एंड हब दोनों ही मल्टीपोर्ट डिवाइस है , जिनके द्वारा  अनेक कंप्यूटर एक LAN  में  कनेक्ट होके (स्विच एंड हब से ), इंटरनेट कनेक्शन एक्सेस कर  सकते है |

ऊपर दिखाए चित्र में  8 पोर्ट दिख रहे हे , यानि 1 स्विच या हब से ,8 कंप्यूटर पे ईथरनेट केबल द्वारा , इंटरनेट कनेक्शन किया जा सकता है |

स्टार टोपोलॉजी बनाने में हब या स्विच का इस्तेमाल किया जाता है |

परन्तु कुछ अंतर भी है :

हब 
यदि नेटवर्क हब से कनेक्ट हे तो डाटा सारे कंप्यूटर में ब्रॉडकास्ट होगा |

उदहारण  के लिए यदि A कंप्यूटर C कंप्यूटर को हब का इस्तेमाल करके डाटा भेजना चाहता है , तब निम्लिखित प्रक्रिया होगी :

1. A  कंप्यूटर  अपने डाटा में  C कंप्यूटर का एड्रेस लिखेगा |
2. ये डाटा सबसे पहले हब के पास जायेगा ,
3 हब  किसी पर्टिकुलर एड्रेस पे डाटा न भेजते हुए , खुद (हब ) से कनेक्टेड सारे कंप्यूटर पे डाटा ब्रॉडकास्ट कर  देगा |  जिससे ट्रैफिक नेटवर्क  में बहुत बड़ जायेगा |
4. अब यह डाटा सारे कंप्यूटर पे जब पहुंचेगा तब प्रत्येक कनेक्टेड कंप्यूटर चेक करेगा की , क्या डाटा मेरे लिए आया हे ? यानि क्या डाटा में मेरा (कंप्यूटर ) का एड्रेस लिखा हुआ है |
5 यदि कंप्यूटर अपने पास आये डाटा में लिखे हुआ एड्रेस और स्वयं  के एड्रेस को एक जैसा पाता है तो , उस पर्टिकुलर मैसेज को एक्सेस केर लेता है , नहीं तो हब पे  बापिस भेज देता है |


सभी डिवाइस पे डाटा ब्रॉडकास्ट करने के कारन हब को non - intelligent डिवाइस कहते है |

छोटे नेटवर्क में इसका इस्तेमाल किया जा सकता है |

तथा यह स्विच की तुलना में सस्ते होते है |

स्विच 

स्विच हब की तरह ब्रॉडकास्ट नहीं करता |

उदहारण  के लिए यदि A कंप्यूटर C कंप्यूटर कोस्विच का इस्तेमाल करके डाटा भेजना चाहता है , तब निम्लिखित प्रक्रिया होगी :
1. 1. A  कंप्यूटर  अपने डाटा में  C कंप्यूटर का एड्रेस लिखेगा |
2. ये डाटा सबसे पहले स्विच के पास जायेगा ,
3 स्विच A कंप्यूटर के डाटा को डायरेक्ट C कंप्यूटर पे ही पाहूयेगा |

इसलिए स्विच नेटवर्क में हब की तरह ट्रैफिक नहीं होता | और यह इसी कारण इंटेलीजेंट डिवाइस कहलाती हे |

परन्तु हब की चलने में महंगी आती है |

स्विच की कार्य कुशलता के कारन बड़े नेटवर्क में इसका इस्तेमाल ज्यादातर किया जाता है |


Bridge:

 bridge समान  protocol(Ethernet , token ring )  पे काम करने बाले दो बिभिन्न LAN को आपस में जोड़ता है |  bridge device ये decide करती है की message कहाँ से आया है और कहाँ पे send करना है |

यानि data को समे network में ही send करना है या अन्य | 

MCQ
1. How many broadcast domains are created when you segment a network with a 12-port switch?
A) 1
B) 2
C) 5
D) 12

True/false
1. A hub connects two different LANs.(No)
2. Frames from one LAN can be transmitted to another LAN via the device modem. (No,bridge is use)

Fill in the blanks:
1. 4.1 Hub is a ________ device.
Ans. Broadcast

2.  ________ is a device that links two homogeneous packet-broadcast local networks.
Ans. Bridge

Question:
1.Explain Router, Bridge and Switch.
2. What is the role of a switch in a network ? Also explain its working.

8. FDDI

FDDI

FDDI का पूरा नाम "फाइबर डिस्ट्रिब्यूटेड डाटा इंटरफ़ेस " है |

यह OSI और ANSII के standards पे कार्य करती है |

FDDI में फाइबर ऑप्टिक्स केबल का उपयोग करके  "डबल रिंग टोपोलॉजी " त्यार की जाती है |

इस double ring  टोपोलॉजी के द्वारा , 2 या 2 से अधिक LAN को लम्बी दूरी  ( 200 k.m  या 124  miles से भी अधिक  )पर  पूरे शहर  के नेटवर्क या कई शहरों के network को आपस में  इंटरकनेक्ट  करने के लिए किया जाता है |

आज के समय में FDDI ring cable (फाइबर ऑप्टिक्स केबल )का उपयोग Wide Area Network की backbone के रूप में किया जाता है | इसलिए FDDI  केबल को network backbone भी कहा जाता है |

FDDI में data transmission rate 100 mbps तक होती है |

FDDI   token ring protocol के आधार पे कार्य करता है | अतः डाटा ट्रांसमिशन टोकन पासिंग के द्वारा किया जाता है |

टोकन fix timming द्वारा सेट किया जाता है |

FDDI   IEEE 802.4 basis standards .

FDDI 

डबल रिंग टोपोलॉजी से फायदा यह है की यदि एक रिंग खराब हो जाये तो दूसरी रिंग के द्वारा कार्य करना शुरू कर देती  हे | क्युकी दूसरी रिंग बैकअप के purpose  से use की जाती हे |

FDDI -II  

FDDI -II  version में सर्किट स्वीचिंग तकनीक द्वारा voice एंड video सिगनल्स  भेजने की क्षमता को जोड़ दिया गया है  |

अभी के समय में , FDDI का उपयोग  SONET (Synchronous Optical Network )  को develop  करने के लिए किया जा रहा है |

Question :

FDDI को बिस्तर पुर्बक बताइये |

Fill in the blank:

Ans. FDDI is a ________.

Ans Ring Network

Which topology is used by FDDI ?

 (A) Bus Topology

 (B) Ring Topology

 (C) Dual Ring Topology

 (D) Mesh Topology