इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) आपस में जुड़े उपकरणों, सेंसर, मशीनों और प्रणालियों का एक नेटवर्क है जो स्वायत्त या अर्ध-स्वायत्त रूप से कार्य करने के लिए एक दूसरे के साथ संचार और डेटा साझा करते हैं। IoT के काम करने में कई चरण, तकनीक और घटक शामिल होते हैं, जो पर्यावरण से डेटा एकत्र करने, उसे संसाधित करने और जानकारी के आधार पर कार्य करने के लिए एक साथ काम करते हैं। यहाँ IoT कैसे काम करता है, इसका विस्तृत विवरण दिया गया है:
IoT की कार्यप्रणाली के प्रमुख घटक:
IoT के संचालन को चार प्राथमिक चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
- डेटा संग्रहण (संवेदन):
- यह प्रक्रिया डेटा संग्रह से शुरू होती है , जो IoT डिवाइस में लगे सेंसर का उपयोग करके किया जाता है । ये सेंसर पर्यावरण में विभिन्न मापदंडों की निरंतर निगरानी करते हैं और डेटा एकत्र करते हैं।
- सेंसर कई प्रकार की चीजों को माप सकते हैं, जैसे तापमान, आर्द्रता, गति, दबाव, प्रकाश, ध्वनि और यहां तक कि हृदय गति जैसे जैविक मार्कर भी।
- उदाहरण: एक स्मार्ट घर में, तापमान सेंसर लगातार कमरे के तापमान की निगरानी करते हैं, तथा डेटा को स्मार्ट थर्मोस्टेट को भेजते हैं।
- डेटा ट्रांसमिशन (कनेक्टिविटी):
- एक बार डेटा एकत्र हो जाने के बाद, इसे एक केंद्रीय हब या क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म पर भेजा जाता है जहाँ इसे संसाधित किया जा सकता है। यह वाई-फाई, ब्लूटूथ, ज़िगबी, लोरा, सेलुलर नेटवर्क (4 जी, 5 जी) या यहां तक कि उपग्रह संचार जैसी कनेक्टिविटी तकनीकों के माध्यम से किया जाता है।
- IoT डिवाइस आमतौर पर संचार मॉड्यूल से लैस होते हैं जो उन्हें इंटरनेट या स्थानीय नेटवर्क के माध्यम से वायरलेस तरीके से डेटा संचारित करने में सक्षम बनाते हैं।
- उदाहरण: एक फिटनेस ट्रैकर आपकी हृदय गति के बारे में डेटा एकत्र करता है और ब्लूटूथ का उपयोग करके इसे आपके स्मार्टफोन पर भेजता है, जिसे फिर विश्लेषण के लिए क्लाउड पर अपलोड किया जाता है।
- डेटा प्रसंस्करण और विश्लेषण:
- डेटा संचारित होने के बाद, यह प्रोसेसिंग के लिए क्लाउड सर्वर या स्थानीय एज कंप्यूटिंग सिस्टम पर पहुंचता है । क्लाउड में, कच्चे डेटा को एल्गोरिदम का उपयोग करके साफ किया जाता है, संसाधित किया जाता है और उसका विश्लेषण किया जाता है।
- प्रसंस्करण में पैटर्न का पता लगाने या परिणामों की भविष्यवाणी करने के लिए डेटा फ़िल्टरिंग, डेटा एकत्रीकरण या जटिल मशीन लर्निंग मॉडल चलाना शामिल हो सकता है।
- वास्तविक समय विश्लेषण अक्सर तत्काल प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए लागू किया जाता है, जबकि दीर्घकालिक विश्लेषण का उपयोग रुझानों को समझने और अधिक रणनीतिक निर्णय लेने के लिए किया जा सकता है।
- उदाहरण: एक औद्योगिक IoT प्रणाली में, मशीनरी पर लगे सेंसर क्लाउड पर डेटा भेजते हैं, जहां इसे टूट-फूट के संकेतों का पता लगाने के लिए संसाधित किया जाता है, जिससे खराबी आने से पहले ही पूर्वानुमानित रखरखाव किया जा सकता है।
- उपयोगकर्ता सहभागिता या स्वचालित कार्रवाई:
- एक बार डेटा संसाधित हो जाने पर, सिस्टम या तो उपयोगकर्ता को कार्रवाई योग्य जानकारी प्रदान कर सकता है या मानवीय हस्तक्षेप के बिना स्वचालित कार्रवाई कर सकता है।
- अंतर्दृष्टि आमतौर पर उपयोगकर्ता को डैशबोर्ड, मोबाइल ऐप या अलर्ट सिस्टम जैसे उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस के माध्यम से वितरित की जाती है।
- यदि सिस्टम को स्वायत्त संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो यह मानवीय भागीदारी के बिना पूर्वनिर्धारित क्रियाएं कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक स्मार्ट सिंचाई प्रणाली में, सिस्टम किसान के इनपुट की आवश्यकता के बिना, मिट्टी की नमी के स्तर के एक निश्चित सीमा से नीचे जाने पर स्प्रिंकलर चालू कर सकता है।
- उदाहरण: एक स्मार्ट थर्मोस्टेट तापमान डेटा को संसाधित करता है और कमरे में वांछित तापमान बनाए रखने के लिए हीटिंग या कूलिंग को स्वचालित रूप से समायोजित करता है।
स्मार्ट होम में IoT कैसे काम करता है इसका विस्तृत उदाहरण:
आइए एक विस्तृत उदाहरण के माध्यम से देखें कि स्मार्ट होम वातावरण में IoT कैसे काम करता है:
- सेंसर और उपकरण:
- स्मार्ट होम में थर्मोस्टेट, लाइटबल्ब, कैमरा और स्मार्ट लॉक जैसे उपकरण सेंसर से लैस होते हैं। ये सेंसर लगातार अपने-अपने कार्यों से संबंधित डेटा एकत्र करते रहते हैं। उदाहरण के लिए, थर्मोस्टेट कमरे के तापमान को मापता है, जबकि मोशन सेंसर घर में होने वाली हलचल का पता लगाते हैं।
- डेटा ट्रांसमिशन:
- स्मार्ट थर्मोस्टेट जैसे उपकरण घर के वाई-फाई नेटवर्क से जुड़े होते हैं, जो उन्हें एकत्रित डेटा को केंद्रीय हब या क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म पर संचारित करने में सक्षम बनाता है। इसी तरह, सुरक्षा कैमरे क्लाउड पर वास्तविक समय के वीडियो फ़ीड अपलोड कर सकते हैं।
- डाटा प्रोसेसिंग और स्वचालन:
- एकत्रित डेटा को क्लाउड या स्थानीय रूप से संसाधित किया जाता है। यदि तापमान बहुत अधिक है, तो सिस्टम हीटिंग सिस्टम को बंद करने या मैन्युअल कार्रवाई करने के लिए उपयोगकर्ता के स्मार्टफ़ोन पर सूचना भेजने का निर्णय ले सकता है।
- स्मार्ट होम सिस्टम समय के साथ पैटर्न का पता लगा सकते हैं और उसके अनुसार सेटिंग्स समायोजित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक स्मार्ट लाइटिंग सिस्टम घर के मालिक की पिछली आदतों के आधार पर शाम को अपने आप लाइट चालू कर सकता है।
- उपयोगकर्ता सहभागिता:
- गृहस्वामी अपने स्मार्टफोन पर एक केंद्रीय ऐप के माध्यम से या अमेज़ॅन एलेक्सा या गूगल असिस्टेंट जैसे वर्चुअल सहायक का उपयोग करके वॉयस कमांड के माध्यम से सभी उपकरणों के साथ बातचीत कर सकते हैं।
- वे उपकरणों को मैन्युअल रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, वास्तविक समय में घर की स्थिति की निगरानी कर सकते हैं, या स्वचालित दिनचर्या निर्धारित कर सकते हैं, जैसे कि किसी के कमरे में प्रवेश करने पर लाइट चालू करना।
IoT प्रौद्योगिकियां और प्रोटोकॉल:
IoT कैसे काम करता है इसे पूरी तरह से समझने के लिए, इसकी कार्यप्रणाली को सुविधाजनक बनाने वाली प्रमुख प्रौद्योगिकियों और संचार प्रोटोकॉल का पता लगाना आवश्यक है :
- वायरलेस संचार प्रोटोकॉल:
- वाई-फाई: कम दूरी, उच्च गति डेटा स्थानांतरण के लिए उपयोग किया जाता है, जो आमतौर पर घर-आधारित IoT अनुप्रयोगों में पाया जाता है।
- ब्लूटूथ: कम दूरी, कम शक्ति वाले संचार के लिए उपयोग किया जाता है, पहनने योग्य उपकरणों के लिए आदर्श।
- जिगबी: स्मार्ट होम और औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाने वाला एक कम-शक्ति, कम-डेटा-दर प्रोटोकॉल।
- लोरा (लॉन्ग रेंज): एक कम-शक्ति, वाइड-एरिया नेटवर्क प्रोटोकॉल जिसका उपयोग कृषि या स्मार्ट शहरों जैसे अनुप्रयोगों में लंबी दूरी के संचार के लिए किया जाता है।
- 5G: एक उच्च गति वाला सेलुलर नेटवर्क जो शहरी वातावरण, औद्योगिक सेटिंग्स और स्मार्ट शहरों में बड़े पैमाने पर IoT डिवाइस की तैनाती का समर्थन करता है।
- क्लाउड कम्प्यूटिंग:
- Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure और Google Cloud जैसे क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म IoT डेटा को प्रोसेस करने और उसका विश्लेषण करने के लिए बुनियादी ढाँचा प्रदान करते हैं। ये प्लेटफ़ॉर्म विशाल मात्रा में डेटा को समझने के लिए मशीन लर्निंग टूल भी प्रदान करते हैं।
- एज कंप्यूटिंग:
- कुछ IoT प्रणालियों में, विलंबता को कम करने और वास्तविक समय की प्रतिक्रियाशीलता में सुधार करने के लिए डेटा को डिवाइस पर या नेटवर्क किनारे पर (क्लाउड पर भेजे जाने से पहले) स्थानीय रूप से संसाधित किया जाता है।
- एआई और मशीन लर्निंग:
- कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और मशीन लर्निंग, IoT प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि ये डिवाइसों को डेटा से सीखने और स्वायत्त रूप से निर्णय लेने में सक्षम बनाते हैं।
- उदाहरण के लिए, एक स्मार्ट कार अपने सेंसर से डेटा को संसाधित करने के लिए एआई एल्गोरिदम का उपयोग कर सकती है, ताकि मानव इनपुट के बिना सड़कों पर चला जा सके।
IoT के कुशलतापूर्वक कार्य करने के लाभ:
- स्वचालन:
- IoT उपकरण दोहराए जाने वाले कार्यों को स्वचालित करते हैं, जिससे मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता कम हो जाती है और दक्षता में सुधार होता है।
- डेटा-संचालित अंतर्दृष्टि:
- निरंतर डेटा प्रवाह व्यवसायों और व्यक्तियों को वास्तविक समय और पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण के आधार पर सूचित निर्णय लेने की अनुमति देता है।
- बढ़ी हुई सुविधा और आराम:
- घरों में, IoT थर्मोस्टेट, लाइट और घरेलू सुरक्षा प्रणालियों जैसे स्मार्ट उपकरणों के माध्यम से आराम प्रदान करता है, जिन्हें उपयोगकर्ता दूर से नियंत्रित कर सकते हैं।
- परिचालन दक्षता:
- उद्योगों में, IoT प्रणालियाँ प्रक्रियाओं को अनुकूलित करती हैं, उपकरणों के प्रदर्शन की निगरानी करती हैं, तथा पूर्वानुमानित रखरखाव को सक्षम बनाती हैं, जिससे परिचालन लागत कम होती है और उत्पादकता में सुधार होता है।
IoT की कार्यप्रणाली में चुनौतियाँ:
- सुरक्षा जोखिम:
- इतने सारे कनेक्टेड डिवाइसों के कारण, उनमें से प्रत्येक हैकर्स के लिए संभावित प्रवेश बिंदु बन जाता है, जिससे IoT नेटवर्क में सुरक्षा एक शीर्ष चिंता का विषय बन जाती है।
- डेटा अधिभार:
- मजबूत क्लाउड और डेटा एनालिटिक्स समाधानों के बिना IoT उपकरणों द्वारा उत्पन्न बड़ी मात्रा में डेटा का प्रबंधन, भंडारण और प्रसंस्करण करना कठिन हो सकता है।
- अंतरसंचालनीयता:
- विभिन्न IoT डिवाइस अलग-अलग संचार प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकते हैं, जिससे विभिन्न निर्माताओं के डिवाइसों के बीच संगतता संबंधी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं।