Chapter 2 IoT

 

What is Control System

एक कंट्रोल सिस्टम कंट्रोल लूपस का उपयोग करके अन्य डिवाइसेस या सिस्टम्स के व्यवहार को मैनेज करने , आदेश देने, निर्देश देने  या रेगुलटे करने का काम करता है। यह एक घरेलू हीट कोन्टरोलिंग से लेकर थर्मोस्टेट का उपयोग करके घरेलू बॉयलर को बड़े इन्डस्ट्रीअल कंट्रोल सिस्टम तक नियंत्रित कर सकता है जो कि कन्ट्रोलिंग प्रोसेस या मशीन के लिए उपयोग किए जाते हैं।

सामान्य नियंत्रण प्रणालियों में मैकेनिकल, इलेक्ट्रॉनिक, कंप्यूटर एडेड और नूमैटिक शामिल हैं।

Mechanical System

यह विभिन्न मकैनिकल पार्ट्स से बना एक डिवाइस है। इसका इनपुट एक प्रयास द्वारा प्रदान किया जाता है और लोड पर लागू बल मैकेनिकल सिस्टम का आउटपुट होता है। ex - लीवर, गियर्स, शाफ्ट।

Electronic System

यह एक प्रणाली है जो इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को काम में लेती है, जैसे कि रेडियो, कैलकुलेटर, वेदियो गेम मशीन, मोबाइल फोन, आदि।ex –conducting डाइओड, ट्रांजिस्टर और कैपेसिटर।

Computer Control System

यह विभिन्न इनपुट सिग्नल के अनुसार अपने आउटपुट डिवाइस को कंट्रोल करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग करता है। इसका कार्य इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के समान है। यह बहुत कम समय के भीतर बड़ी मात्रा में इनपुट संकेतों को प्रोसेस करने के लिए उच्च गति गणना का उपयोग कर सकता है, और फिर पूर्व-निर्धारित कार्यक्रमों की मदद से उचित आउटपुट उत्पन्न करता है। ex- कंप्यूटर नियंत्रित घरेलू उपकरणों और कंप्यूटर नियंत्रित भूमिगत रेलवे प्रणाली।

Pneumatic System

यह एक ऐसी प्रणाली है जो एनर्जी को ट्रांसपोर्ट और कंट्रोल करने के लिए compressed हवा का उपयोग करती है। सिलेंडर में एनर्जी देने के लिए वायु को पहले दबाव दिया जाता है। तब सिग्नल स्विच के उपयोग के माध्यम से सिस्टम में इनपुट होते हैं। फिर, हवा को ट्रैन्स्फर करने के लिए नूमैटिक पार्ट्स को सील पाइप के माध्यम से ट्रैन्स्फर किया जाता है। अंत में नूमैटिक पार्ट्स द्वारा उत्पादित बल का उपयोग designated टास्क को पूरा करने के लिए किया जाता है।

Types of Control System

Open Loop and Closed Loop Control

एक ओपन लूप कंट्रोल सिस्टम में कंट्रोलर से कंट्रोल एक्शन प्रोसेस वेरिएबल के प्रति इंडिपेंडेंट होता है। उदाहरण के लिए, एक टाइमर द्वारा कंट्रोल सेंट्रल हीटिंग बॉयलर का कंट्रोल एक्शन स्विच ऑन / ऑफ है। प्रोसेस वेरीअबल बिल्डिंग का temperature है। यह controler bulding के तापमान की परवाह किए बिना लगातार हीटिंग सिस्टम operate करता है। एक ओपन लूप कंट्रोल सिस्टम का दोष यह है कि यह ऑटोमैटिक adjustment करने में असमर्थ है।

 

एक बंद लूप कंट्रोल सिस्टम में, कंट्रोल एक्शन से कन्ट्रोलर desired और actual प्रोसेस वेरीअबल पर निर्भर है। बायलर के मामले में, यह बिल्डिंग टेंपरेचर की निगरानी के लिए एक थर्मोस्टेट का उपयोग करेगा जो एक बंद लूप कन्ट्रोलर में एक फीडबैक लूप होता है जो कन्ट्रोलर को एक प्रोसेस वेरीअबल को कंट्रोल करने के लिए एक कंट्रोल एक्शन को निर्धारित करता है, सेटपॉइंट के समान वैल्यू पर। हालांकि बंद लूप कंट्रोल एक्शन आम तौर पर अधिक जटिल होती है और इस प्रकार बनाने के लिए अधिक महंगी होती है।

Feedback control system

लिनीअर फीडबैक सिस्टम के मामले में, एक कंट्रोल लूप जिसमें सेंसर, कंट्रोल एल्गोरिदम और एक्ट्यूएटर शामिल हैं, एक सेटपॉइंट पर एक वेरीअबल को रेगुलटे करने के प्रयास में व्यवस्थित किया गया है। उदाहरण सड़क वाहन पर क्रूज़ नियंत्रण है।

Logic control system

यह इन्डस्ट्रीअल और कमर्शियल मशीनरी के लिए है जो सीढ़ी के तर्क का उपयोग करके इंटर कनेक्टेड इलेक्ट्रिकल रिले और कैम टाइमर द्वारा ऐतिहासिक रूप से लागू किया गया था। लॉजिक कंट्रोलर स्विच और सेंसरों का जवाब दे सकता है और एक्ट्यूएटर्स के उपयोग के माध्यम से मशीनरी के विभिन्न ऑपरेशन शुरू करने और रोकने का कारण बन सकता है।

On-Off control system

यह एक फीडबैक कन्ट्रोलर का उपयोग करता है जो दो स्टेट के बीच अचानक स्विच करता है। एक साधारण bi -मीट्रिक डमेस्टिक थर्मोस्टैट को ऑन-ऑफ कन्ट्रोलर के रूप में डिस्क्राइब किया जा सकता है।

Fuzzy logic

यह कॉम्प्लेक्स continuously अलग-अलग सिस्टम्स के कंट्रोल के लिए लॉजिक कन्ट्रोलर के आसान डिजाइन को लागू करने का प्रयास है। सिस्टम के नियम प्राकृतिक भाषा में लिखे गए हैं और fuzzy लॉजिक में translate किए गए हैं। fuzzy लॉजिक paradigm बड़े कंट्रोल सिस्टम के लिए स्केलेबिलिटी प्रदान कर सकता है जहां पारंपरिक तरीके ड्राइव करने के लिए कठिन या महंगे हो जाते हैं।

Connectivity Models

IoT में 4 कनेक्टिविटी मॉडल हैं

Device to Device

यह दो या अधिक उपकरणों को रेप्रिज़ेन्ट करता है जो एक intermediary application server के बजाय एक दूसरे के बीच सीधे जुड़ते हैं और संवाद करते हैं। ये device to device communication को सीधे communication स्थापित करने के लिए z-wave या zigbee जैसे प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं।

Device to cloud

IoT डिवाइस डेटा और control message traffic का आदान-प्रदान करने के लिए एक application service provider की तरह सीधे इंटरनेट क्लाउड सेवा से जुड़ता है। यह mechanism अक्सर डिवाइस और आईपी नेटवर्क के बीच संबंध स्थापित करने के लिए traditional wired Ethernet या वाईफाई कनेक्शन जैसे मौजूदा कम्युनिकेशन सिस्टम का लाभ उठाता है , जो अंततः क्लाउड सेवा से जुड़ता है।

Device to Gateway

Or Device to application layer gateway model भी कहे सकते है, जिसमे IoT डिवाइस एक क्लाउड सेवा तक पहुंचने के लिए एक नाली के रूप में ALG सेवा के माध्यम से जुड़ता है। सरल शब्दों में, इसका मतलब है कि एक स्थानीय गेटवे डिवाइस पर एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर ऑपरेटिंग है, जो डिवाइस और क्लाउड सेवा के बीच एक intermediary के रूप में कार्य करता है और सुरक्षा और अन्य functionality जैसे डेटा या प्रोटोकॉल अनुवाद प्रदान करता है।

Back-end Data Sharing

यह एक communication architecture को refer करता है जो उपयोगकर्ताओं को अन्य सोर्स से डेटा के संयोजन में एक क्लॉड सेवा से स्मार्ट ऑब्जेक्ट डेटा को export और analyze करने में सक्षम बनाता है। यह उपकरण sigle device to cloud communication model का extension है, जो डेटा साइटों को जन्म दे सकता है यहाँ IoT डिवाइस केवल single application service provider  को डेटा अपलोड करती है।