Cisco Packet Tracer bilan IoT simulyatsiyasi Andrea Finardi

4.2 Cisco Packet Tracer IoT texnologiyasiga kirish
Har bir simulyatsiya maxsus tarmoq sxemasiga ega edi, ammo asosiy komponentlar misollar orasida o'xshash
edi. Routerlar, kalitlar va simsiz routerlar aslida keng tarqalgan edi
IoT intellektiga qurilmalar, chunki IoT funksiyalari xizmat sifatida taqdim etilgan.
Standart tarmoq funksiyalari bilan bir qatorda 7.0.0 versiyasida Cisco Packet
tarmoq poydevorini yaratish uchun foydalaniladi.
IoT talabalariga IoT jihatlariga ko'proq e'tibor qaratishlariga imkon berish uchun ishlaydi.
27
To'rtta IoT simulyatsiyasida tarmoq qurilmalari ulanish uchun asosiy elementlar edi
Maxsus holatlarda, masalan, ikkita Smart-Home misolida, shuningdek, internetga ulanish simulyatsiyasi ham
qo'llanilgan. Ushbu ulanish uy egasiga tashqi tarmoqdan, masalan, korporativ ofis yoki uyali aloqa tarmog'idan
o'z uy tarmog'iga masofadan ulanish imkoniyatini beruvchi oddiy Internet-provayder (ISP) ulanishini taqlid qilishni
maqsad qilgan.
tarmoq komponentlari haqida umumiy ma'lumot. O'quv kursining maqsadi Internet tarmog'ida edi
sion uyasi va boshqalar. Shuningdek, kommutator, server, kompyuter va noutbukning keng ro'yxati mavjud
Tarmoq emas, balki narsalar, shuning uchun barcha to'rtta IoT simulyatsiyasi oldindan tuzilgan tarmoqqa ega edi
asbob.
5-rasm - Cisco Packet Tracer-dagi marshrutizatorlar ro'yxati
Machine Translated by Google

---

IoT qurilmalarini tarmoqqa ulashda ko'proq moslashuvchanlik. O'rnatish juda oson va hech
qanday cheklovlar yo'qligi sababli, ulangan qurilmalarning diapazoni va soni mavjud
haqiqiy WLAN-larda.
Bundan tashqari, Smart-industrial va Smart-uy holatlaridan birida 3G tarmoqlari mavjud
Biroq, muhim xususiyat bu avtomatik kabel opsiyasi edi (rasmdagi chaqmoq belgisi
Simulyatsiyaga tarmoq qurilmalari joylashtirilgandan so'ng, keyingi qadam uni sozlash edi.
Cisco Packet Tracer ikkita variantni taklif qildi: qurilmani foydalanuvchi interfeysi yoki buyruq
qatori interfeysi (CLI) orqali sozlash. CLI usulidan foydalanganda maxsus Cisco buyruqlaridan
foydalanish kerak va haqiqiy qurilma mantig'i qo'llaniladi. Foydalanuvchi interfeysi orqali
sozlash yanada intuitiv edi, Cisco buyruqlarini bilishni talab qilmadi, lekin o'rnatilishi mumkin
bo'lgan parametrlar miqdorini chekladi.
6). Uni tanlashda asbob avtomatik ravishda ikkita ulash uchun to'g'ri kabelni tanlaydi
tarmoq interfeysi. O'rganish uchun ushbu parametr ham o'chirilishi mumkin.
ham amalga oshirildi. Qo'shimcha komponent, masalan, uyali minora va server serverlari
Cisco Packet Tracer asbobidagi yana bir muhim xususiyat - bu shahar, bino, konteynerlar va
simli shkaflar kabi sub-muhitlar yordamida tarmoqni jismoniy darajada ajratish imkoniyati.
Asbobning asosiy ko'rinishidan 7 va 8-rasmlarda ko'rsatilganidek, mantiqiy va jismoniy qatlam
o'rtasida juda tez o'tish mumkin.
Turli xil sozlamalarga qarab, mis tekis kabellar, mis krossover kabellari va optik tezkor Ethernet
kabellari kabi tarmoq qurilmalarini o'zaro ulash uchun har xil turdagi kabellar ishlatilgan.
Shuningdek, mikrokontroller misolida IoT maxsus kabellari ishlatilgan.
28
tarmoqning ishlashini ta'minlash uchun zarur edi. Uyali aloqa tarmog'idan foydalanish
Quyidagi rasmda ko'rinib turibdiki, Cisco Packet Tracer bir nechta kabel opsiyalarini taklif qildi,
6-rasm - Cisco Packet Tracer-da mavjud kabellar ro'yxati
Machine Translated by Google

---

7-rasm - Jismoniy ko'rinish
9-rasm - Smart-Industrial simulyatsiyasidan jismoniy ko'rinishga misol
8-rasm - Mantiqiy ko'rinish
Tarmoq simulyatsiyalarini yaratishda, mantiqiy ko'rinishda, sukut bo'yicha barcha komponentlar
ishlaydi.
29
bir xil jismoniy makonga joylashtirilgan. Asosiy simulyatsiya uchun bu e'tiborga olinishi kerak bo'lgan tafsilot
emas, ammo IoT simulyatsiyalari uchun turli xil usullardan foydalanish tavsiya etiladi.
IoT qurilmalarining xatti-harakatlariga ta'sir qilish uchun atrof-muhit o'zgaruvchisini sozlash imkoniyatiga ega
bo'lish uchun jismoniy qatlamlar. Quyidagi rasmda Smart-industrial mashqining jismoniy ajratilishi ko'rsatilgan,
bu erda turli xil tarmoqni jismoniy ajratish uchun besh xil konteyner ishlatilgan.
Machine Translated by Google

---

Har bir jismoniy pastki qatlam, simli shkaflardan tashqari, katta to'plam bilan birga keladi
aqliy o'zgaruvchilar.
Jismoniy ajratish tarmoqni bir nechta kichik hududlarga jismoniy ajratishga yordam beradi
Quyidagi 10-rasmda Smart kampus mashqlarida quyosh nuri va yomg'ir miqdorini ko'rish mumkin.
to'liq moslashtirilgan ekologik o'zgaruvchilar,.
IoT simulyatsiyalarida sensorning harakatiga ta'sir qilish uchun o'zgaruvchilar kerak.
O'zgaruvchilar aslida sensor tomonidan aniqlanadi va natijada harakatlar boshlanadi. O'zgaruvchilarni
sozlash talabalarga IoT mantiqiy sozlamalari to'g'ri bajarilganligini darhol tekshirishga yordam berdi.
uning yanada real jihatini, masalan, magistral aloqalarga bo'lgan ehtiyoj, jismoniy
O'zgaruvchilar haqiqiy hayot muhitini ifodalash uchun sozlanishi mumkin bo'lgan parametrlardir, masalan:
quyosh nuri miqdori, havodagi karbonat angidrid konsentratsiyasi, tortishish kuchi, shamol tezligi va
boshqalar. Cisco Packet Tracer-da talabalar tomonidan qo'llaniladigan ellikdan ortiq turli xil o'zgaruvchilar mavjud
sim uzunligini cheklash va WLAN qamrovini cheklash va maxsus muhitga ehtiyoj
30
24 soatlik vaqt oralig'iga qarab mos ravishda sozlashi mumkin.
Machine Translated by Google

---

Shakl 10 - Atrof-muhit o'zgaruvchisini sozlash misoli
darajada, quyosh paneli va shamol turbinasi tomonidan amalga oshiriladigan elektr energiyasini ishlab
chiqarishni oshirish uchun. Shuningdek, suv datchiklarini faollashtirish uchun kunning tasodifiy vaqtida yomg'ir
yog'ishining ko'p miqdorda manipulyatsiyasi qo'llanildi, so'ngra maktab sport maydonchasiga qo'shimcha suv
darajasini aniqlash va suv sug'orish purkagichlarini to'xtatish uchun sensorlar joylashtirildi. Smart-Home
holatlarida, shuningdek, uydagi konditsionerni yoqish uchun namlik va harorat darajasi o'zgartirildi.
avtomobil garaji kabi kichikroq joyda bo'lgan karbonat angidrid sensori shahar darajasiga qaraganda tezroq
karbonat angidrid o'zgarishini oldi.
31
Kichikroq pastki konteynerni yaratish ham o'zgaruvchan parametrdagi atrof-muhit o'zgarishlarini kuchaytirishga
yordam berdi. Misol tariqasida, agar eski mashina shahar darajasiga qo'yilgan bo'lsa va u yoqilgan bo'lsa,
shahar darajasida karbonat angidrid hosil bo'lishi darajasi mashina pastki konteynerda yoqilgan bo'lsa,
sekinroq sur'atlarda ko'tarilgan bo'lar edi. . Ikkinchi holda,
birlik.
Taqdim etilgan to'rtta simulyatsiyada o'zgaruvchilar ishlatilgan: quyosh nuri va shamol tezligi
Machine Translated by Google

---

32
IoT qurilmalarining joriy etilishi edi.
oksid, namlik, harorat, suv darajasi va boshqalar.
Asosiy toifalar: smart-qurilmalar, sensorlar, aktuatorlar va mikrokontrollerlar.
Ushbu qurilmalar odatda plagin va o'ynatish turidagi elementlardir va ular shunchaki konfiguratsiya bo'lishi kerak
tarmoq va qaerdan foydalanish orqali xatti-harakatlar va o'zaro ta'sir mantig'ini tezda sozlash mumkin
Jismoniy qatlamlar va tarmoq komponentlari Cisco Packet Tracer-da mavjud
oldindan yuklangan Phyton dasturlari. Ushbu sensorlar aqlli chiroqlar, AC qurilmalari, qahvani o'z ichiga oladi
backend server. IoT ulanishini yaratish foydalanuvchilar uchun imkoniyat yaratdi
IoT brauzerining bosh sahifasidan IoT qurilmalarining holatini tekshiring. Quyidagi 12-rasmda mahalliy WLAN-ga
ulangan uy planshetidan ko'rsatilganidek, barcha ulanganlar ro'yxatini kuzatish uchun brauzer orqali maxsus IoT
bosh sahifasiga ulanish mumkin edi.
ishlab chiqaruvchi, signal sirenalari, RFID o'quvchilari va uglerod di kabi boshqa sensorlarning uzoq ro'yxati
ko'p yillar davomida, asbobni IoT muhitini simulyatsiya qilishga qodir qiladigan haqiqiy qo'shimcha
WLAN kartasi.
IoT qurilmalari.
Smart-qurilmalar - bu simli yoki simsiz ulanishga to'liq qodir bo'lgan qurilmalar
Tarmoqqa ulangandan so'ng, qurilmalar IoT ga masofadan ulanishi kerak edi
Quyidagi rasmda qo'shilishi mumkin bo'lgan uy aqlli qurilmalari ro'yxatiga misol keltirilgan
mahalliy LANga ulangan. Ba'zi hollarda, agar simsiz LAN kerak bo'lsa, jismoniy tarmoq
IoT simulyatsiyalarida.
konfiguratsiya asosan LAN tarmoq interfeysini a uchun almashtirish orqali amalga oshirilishi kerak
11-rasm - Smart qurilmalar ro'yxati
Machine Translated by Google

---

12-rasm - Smart-Home 2 mashqidan IoT bosh sahifasiga misol
13-rasm - Smart-Home 2 mashqidan oldindan o'rnatilgan shartlarga misol
shuningdek, qurilma bilan masofadan turib o'zaro aloqada bo'ling. Misol tariqasida bog 'chirog'ini yoqish mumkin
qurilmalar o'rtasida o'zaro aloqani yaratish uchun asosiy IoT mantig'i. da ko'rsatilgandek
13-rasm ostida namlik sensori uydagi o'zgaruvchan tok qurilmasiga ulangan, agar namlik ellik
foizlik chegaradan o'tib ketgan bo'lsa, o'zgaruvchan tokni ishga tushirgan. To'rtta IoT
simulyatsiyasida oldindan o'rnatilgan IoT mantig'ining batafsil tushuntirishlari 4.3-bobda yoritiladi.
Bundan tashqari, IoT bosh sahifasiga ulangan holda, sozlash ham mumkin edi
Qurilmalar ro'yxatiga kirishda ularning holatini ko'rish ham mumkin edi, lekin
yoki IoT batareyasining qolgan quvvatini tekshiring.
33
Machine Translated by Google

---

va boshqarildi, lekin qo'shimcha murakkablikka qaramay, simu-ning yanada real darajasini taklif qildi
Sensorni asbobning mantiqiy oynasiga joylashtirishda yorliq. Spetsifikatsiya barchani o'z ichiga oladi
mashqlarni o'rnatishda moslashuvchanlik va moslashuvchanlik.
qurilma qanday ishlashi haqida kerakli ma'lumotlar, turli holatlar nima, nima
Ushbu simulyatsiyalarni yaratish uchun Java, Phyton yoki Blocky-da asosiy dasturlash ko'nikmalari talab
qilinadi. Java yoki Phyton skriptlarini yaratish barcha sensor va aktuatorlarni to'liq boshqarish va boshqarish
imkoniyatini yaratdi. Blockly tilidan foydalanish kam malakali dasturchilarga dasturlash mantiqini vizual tarzda
yaratishga yordam beradi. To'rtta IoT mashqlari uchun qilingan barcha dasturlash Blockly yordamida amalga
oshirildi, bu barcha talabalarga mantiqni tushunishga imkon berdi.
Cisco Packet Tracer boshqa aqlli bo'lmagan qurilmalardan foydalanish imkoniyatini ham taklif qildi
orqa.
Sensor yoki aktuatorni dasturlashdan oldin talabalar qurilmaning texnik xususiyatlarini tushunishlari kerak.
Qurilmaning o'zini qanday tutishi haqida qisqacha tushuntirishni spetsifikatsiyada topish mumkin
aktuatorlar. Ushbu turdagi komponentlar ulanish uchun qo'shimcha harakatlarni talab qiladi
34
Cisco Packet Tracer-da mikrokontroller Arduino yoki Raspberry Pi qurilmalarini taqlid qildi, ular maxsus dasturiy
ta'minotga asoslanib, ba'zi qurilmalardan, asosan kirish datchiklaridan ma'lumot oladi.
va ishlab chiqarilgan mahsulot, asosan ishlaydigan aktuatorlar.
Aqlli bo'lmagan komponentlar odatda tarmoqqa ulanish imkoniyatiga ega emas edi, agar boshqacha tarzda sozlangan bo'lsa,
qurilma kutgan yoki komponent ishlab chiqaradigan kirish turi. Uchun
va maxsus IoT kabellari orqali mikrokontroller platasiga ulanishi kerak edi.
yanada murakkab qurilmalar, shuningdek, API buyrug'ining namunasi taklif qilindi.
Machine Translated by Google

---

14-rasm - Smart-lampaning texnik xususiyatlariga misol
yoqilgan. Shunday qilib, oldingi customWrite buyrug'i ham belgilash uchun o'zgaruvchiga ega bo'lishi kerak
uni ishlatish uchun chiqish pinida foydalanish uchun. Chiroq ham uchta holatga ega: o'chirilgan, xiralashgan va
Cisco Packet Tracer-ning yana bir muhim xususiyati bu imkoniyat edi
real vaqt rejimidan simulyatsiya rejimiga o'tish uchun. Birinchi rejim imkoniyatini yoqdi
davlat.
35
Yuqoridagi 14-rasmda oddiy smart-lampaning xatti-harakati misol sifatida ko'rsatilgan. Klaviaturadagi ALT
tugmasini bosib, ustiga bosish orqali chiroq bevosita boshqaruvchi bo'lishi mumkin. Chiroq
Cisco Packet Tracer har bir qurilma uchun juda foydali va to'liq spetsifikatsiyani taklif qildi
mikrokontrollerga ham ulanishi mumkin va customWrite buyrug'i kerak bo'ladi
tab.
Machine Translated by Google

---

ulanishni, marshrutlash protokollarini va boshqa tarmoq mantiqini tekshirish uchun qurilmalar.
Simulyatsiya rejimida tugunlar orasidagi paketli trafikni simulyatsiya qilish mumkin edi
pastki tarmoqni yarating, IoT qurilmalarini ulang va IoT backend mantiqini aniqlang. Qanaqasiga
tarmoq paketining foydali yukiga chuqur sho'ng'ish uchun.
Ushbu rejim, masalan, har qanday tarmoqni jismoniy ko'rish va muammolarni bartaraf etishga yordam berdi
36
har doim, faqat simulyatsiya rejimida, bu tarmoq com ekanligini tasdiqlash uchun, albatta, mumkin edi
tugunlar o'rtasida pinglarni yoki murakkabroq paketlarni keng sozlash. Simulyatsiya
aloqa qatlami haqiqatan ham qurilmalar o'rtasida sodir bo'ldi.
rejimi, shuningdek, real vaqt rejimida tarmoqda uzatiladigan turli paketlarni sanab o'tishga imkon beradi
15-rasm - Simulyatsiya rejimida olingan paketlar misoli
Machine Translated by Google

---

simulyatsiyalar maqsadini chuqurroq tushuntirish, barcha ma'lumotlarni taqdim etish
Maqsad tarmoq va IoT tartibini ajratib turadigan holatlarni chuqurroq tahlil qilish, a