Principalele provoc ări ale Internetului Tuturor Lucrurilor (IoT) [613524]

1
Principalele provoc ări ale Internetului Tuturor Lucrurilor (IoT)

Marius TONU
Stefan cel Mare Suceava , ROMÂNIA
[anonimizat]

Această lucrare vizează Internetul Tuturor Lucrurilor. Principalul factor de dezvoltare al
acestei paradigme promițătoare este integrarea de tehnologii multiple cu diferite soluții de
comunicare. Sisteme de urmărire și identificare, rețele wireless sau cu fir, dispozitive de
acționare, protocoale îmbunătățite de comunicare sau inte ligență distribuită la nivelul
obiectelor sunt printre cele mai importante astfel de tehnologii. Fiind un domeniu relativ nou,
contribuțiile aduse în sensul dezvoltării acestui concept duc la implementări rapide și
fezabile, vizând sectoare variate de cuno ștințe precum telecomunicațiile, informatica,
electronica sau științele sociale. În acest mediu complex apar în mod constant și cu ușurință
noi provocări ce necesită rezolvări durabile și rentabile. Cele mai relevante provocări sunt
dezbătute pe larg în ac eastă lucrare.
Cuvinte cheie : IoT, provocări, sisteme RFID, senzori, securitate, Cloud Computing , Big
Data , Data Mining, standardizare, protocol, energie

1. Introducere
Internetul Tuturor L ucrurilor, termen
provenit de la corespondentul Internet of
Things și folosit adesea în varianta
prescurtată „ IoT” reprezintă la bază o rețea
globală de entități (lucruri) interconectate ,
de la oameni, computere sau mașini la
cărți, dispozitive electronice sau alimente .
Aceste entități eterogene au posibilitatea
de a schimba informații prin intermediul
unor protocoale standard de comunicare,
indiferent de loc sau moment. Astfel că în
viziunea Io T, contextul global va fi alcătuit
din miliarde de indivizi, dispozitive
individuale și servicii menite să
interacționeze în scopul schimbului de date
și informații utile. Există o serie de
tehnologii ce fac posibilă comunicarea
dintre „lucruri”, cum ar fi rețelele de
senzori wireless (WSN), identificarea prin
frecvență radio (RFID), serviciile cloud
sau interfețele machine -to-machine (M2M)
care pe baza unor reguli stricte de adresare
construiesc un canal direct de comunicare .
Puterea paradigmei IoT se regăsește în
impactul major pe care îl poate avea asupra
comportamentului de zi cu zi al unor
potențiali utilizatori. Din punctul de vedere
al unui utilizator privat, efectele
famili arizării cu conceptul IoT vor fi
vizibile atât în mediul de lucru c ât și în
viața personală. Câteva astfel de exemple
sunt automatizarea locuințelor,
îmbunătățirea procesului de învățare, traiul
asistat sau sănătatea digital ă (e-health). Din
punct de vedere al clientului business,
consecințele integrării tehnologiilor IoT în
afaceri se vor reflecta la nivel logistic, de
management, de automatizare și producți e
industrială sau de transport inteligent al
mărfuri lor și persoane lor.
Aceste avansuri tehnologice vor induce
foarte probabil o creștere econimică, le fel
ca multe al te descoperiri similare. Din
păcate, amenințările ce vin împreună cu
acest progres nu trebuie neglijate deoarece
impactul lor este semnificativ. Odată ce
obiectele cotidiene devin riscuri de
securitate a informațiilor, IoT va putea să
distribuie aceste ris curi la o scară mult mai
largă decât o poate face Internetul în ziua
de astăzi.
De altfel, pentru ca paradigma IoT să fie
acceptată în unanimitate, o serie de
provocări așteaptă să fie depășite, fie
acestea de ordin tehnologic sau de interes
social. Dat fi ind că astfel de sisteme induc
un grad ridicat de inteligență prin faptul că
asigură interoperabilitatea, adaptabilitatea
și autonomia dispozitivelor conectate, le

2
este impusă automat garantarea securității,
confidențialității și a încrederii per
ansamblu .
Această lucrare își propune întocmai
identif icarea și analiza în detaliu a unor
potențiale provocări ce pot fi întâlnite în
domeniul IoT. De asemenea, se dorește
informarea cu privire atât la infrastructura
deja existentă (protocoale, algoritmi și
soluții propuse), cât și la punctele slabe și
factorii de risc pe care aceasta îi
presupune. Structura acestei lucrări va
porni prin a identifica o serie de domenii
de aplicabilitate ale IoT, continuând cu
analiza propriu -zisă a principalelor
provocări enunțate: Big Data, Data
Mining, Cloud Computing, asigurarea
securității, adresarea problemelor legate de
rețea, necesitatea standardizării și nivelul
consumului energetic al dispozitivelor.

2. Domenii de aplicabilitate ale IoT
Prin intermediul fu ncționalităților oferite
de IoT, c alitatea vieții este îmbunătățită
într-o serie de domenii fundamentale
precum viața casnică, sănătatea, călătoriile,
mediul de lucru sau activitățile sportive.
Aceste medii pun în mod normal la
dispoziție obiecte și echipamente înzestrate
cu caracteristici limitate. În ipoteza în care
aceste dispozitive pot beneficia de noi
caracteristici care să le poată garanta
intercomunicația și elaborarea
informațiilor adunate din jur , se pot asigura
medii propice pentru lansarea diverselor
aplicații. Aceste medii se pot clasifica în
următoarele domenii:
• Transport și logistică
• Sănătate
• Mediu inteligent
• Personal și social
Se va face însă distincția clară între
soluțiile fezabile sau apropiate de
mentalitatea actuală și cele futuriste pentru
care tehnolog ia și/sau s ocietatea nu sunt
încă pregătite . În continuare vor fi
prezentate câteva dintre soluțiile existente
pe termen scurt și mediu pentru ficare
domeniu amintit , împreună cu alte aplicații
futuriste.
2.1 Domeniu l transporturilor și al
logisticii
Variante avansate de automobile, trenuri,
autobuze și biciclete, dar și drumuri și căi
ferate sunt acum dotate cu senzori,
dispozitive de acționare și putere de
procesare. Aceste elemente trimit
informații importante către centrele de
control al traficului atât pe ntru
monitoriza rea mărfuril or transportate, cât
și pentru îndrumarea eficientă a șoferilor în
trafic. Cateva dintre principalele aplicații
întâlnite în acest domeniu aparțin de sfere
precum : logistica – oferă tehnologie de
procesare a informațiilor în timp real prin
etichete RFID atașate produselor astfel
încât să se asigure monitorizarea constantă
a componentelor lanțului de aprovizionare;
conducerea asistată a vehiculelor – asigură
fluidizarea traficului, monitorizarea
transporturilor deosebit de periculo ase,
oferă statis tici și sabloane de circulație;
monitorizarea parametrilor de mediu – în
cadrul lanțului de aprovizionare al
alimentelor starea de conservare a acestora
(temperatură, umiditate, șoc) poate fi atent
supravegheată cu ajutorul senzorilor pe tot
parcursul drumului între producție și
consum în vederea menținerii standardelor
de calitate; hărți augmentate – hărțile
turistice pot fi dotate cu etichete NFC
(Near Field Communication) care să
permită navigarea automată a telefoanelor
mobile către informații relevante despre
monumente, hoteluri, restaurante sau
evenimente înregistrate în zon a respectivă .

2.2 Domeniul sănătății
Beneficiile IoT în acest domeniu se rezumă
în general la : urmărirea obiectelor sau a
persoanelor (pacienți și personal) –
presupune atât urmărirea în timp real în
cazul monitorizării fluxului de pacienți, cât
și analiza deplasării prin puncte de intrare
pentru verificarea accesului la anumite
zone; identificarea și autentificarea
persoanel or – are ca scop principal
asigurarea securității în ceea ce privește
bunurile , detectarea personalul ui autorizat

3
și reducerea incidentelor în cazul
pacienților (medicație/doză/procedură
greșită); colectarea automată a datelor –
facilitează managementul in ventarului
medical, auditarea procedurilor și reduce
timpul dedicat procesării ; colectarea
semnelor vitale – prin intermediul
senzorilor se pot depista și monitoriza
indicatori ai stării de sănătate , se verifică
gradul de conformitate cu medicamentele
prescrise și se trimit notificări despre starea
pacientului .

2.3 Domeniul mediilor inteligente
Un mediu inteligent se distinge prin
capacitatea acestuia de a oferi un cadru de
acces ușor și confortabil folosind
inteligenț a obiectelor componente , fie în
cazul un ui birou, al unei locuințe sau a l
unei fabrici. Dintre aplicațiile care servesc
în astfel de medii amintim: case și birouri
confortabile – cu ajutorul senzorilor și a
dispozitivelor de acționare se pot obține o
serie de aspecte ce vizează îmbunătăți rea
calității vieții : încălzirea încăperilor
adaptată la vreme și la cerințele
proprietarilor , iluminarea acestora în
funcție de momentul zilei, evitarea
incidentelor domestice prin sisteme de
supraveghere și avertizare sau
economisirea energiei prin oprirea
automată a echipamentelor electronice
atunci când acestea nu sunt folosite; fabrici
și instalații industriale – sisteme inteligente
atașate fiecărui element al procesului de
producție permit procedurilor de
automatizare să devină mai sigur e prin
notificarea constantă asupra stării în care
se află orice component ă din cadrul
procesului; muzee și săli de sport
inteligente – în cazul muzeelor clima poate
fi adaptat ă local în funcție de condițiile din
exterior și de parametrii impu și de o
anumită expoziție, pe c ând în cazul sălilor
de sport antrenorii personali pot încărca
programele de exerciții adresate
participanților pe aparatele indicate,
utilizatorii putând să le acceseze prin
intermediul etichetelor RFID, iar eficiența sesiunilor de exerciții pot fi analiz ate
ulterior de antrenori.

2.4 Domeniul personal și social
Aplicațiile încadrate la acest domeniu
permit interacțiunea între utilizatori în
ideea construirii și menținerii relațiilor
sociale. Câteva dintre sferele atinse sunt:
rețelele sociale – fac posibilă actualizarea
automată a informațiilor despre activitățile
sociale pe rețele precum Facebook sau
Twitter prin intermediul etichetelor RFID
care generează evenimente despre oameni
și locuri și pe care le încarcă apoi automat
pe aceste platforme; interogări le istorice –
util în cazul aplicațiilor ce oferă suport
pentru activități pe termen lung , un astfel
de exemplu fiind calendarul oferit de
Google prin care este posibilă vizualizarea
istorică a evenimentelor înregistrate de -a
lungul timpului, chiar și sub f ormă de
grafice; pierderi le – propun o soluție ideală
de identificare a lucrurilor considerate
pierdute prin implementarea unui motor de
căutare pentru astfel de obiecte dotate cu
etichete RFID care înregistrează și transmit
locația în care se află ; furtur ile – o variantă
avansată a aplicațiilor dedicate pierderilor ,
prin care sistemul poate alerta utilizatorul
în cazul în care obiectul vizat este mutat
dintr -o zonă restricționată ceea ce poate
indica furtul.

2.5 Domeniul aplicațiilor futuriste
Soluțiile prezentate anterior sunt perfect
fezabile și pot fi implementate cu ușurință
folosind infrastructura tehnologică actuală.
Pe lângă aceste aplicații realiste s -au
conturat și o serie de sisteme aflate încă în
stadiul de proiect, realizarea lor nef iind
încă posibilă. Printre acestea se numără:
taxi robot – acesta este un exemplu concret
din capitolul vehiculelor autonome care pe
baza multidunii de senzori de proximitate
și a interpretării semnelor de circulație fac
posibilă deplasarea cu un automobi l fără
intervenția șoferului; astfel de prototipuri
au fost deja lansate însă legislația strictă și
gradul mare de încredere de care este
nevoie pentru acceptarea unui astfel de

4
sistem au făcut ca acestea să nu fie încă
utilizabile; modele informaționale p entru
orașe – permit autorităților guvernamentale
să monitorizeze starea tuturor clădirilor și a
amplasamentelor urbane precum alei le
pietonale, piste le pentru biciclete sau chiar
canalizări le, linii le de cale ferată sau
benzi le pentru autobuz e; cameră de jocuri
intensificată – vizează perfecționarea
experienței jucătorilor cu ajutorul unor
dispozitive de percepere a locației,
mișcării, accelerației, umidității,
temperaturii, zgomotului, vocii, ritmului
cardiac și a tensiunii arteriale.

3. Principalele provoc ări ale IoT

3.1 Big data
Internetul Tuturor Lucrurilor este
următorul trend din era computerizată care
schimbă conceptul de desktop tradițional.
Ecosistemul Internetul ui Tuturor
Lucrurilor include orice formă de
tehnologie care se poate conecta la
Internet. Acest lucru implică mași ni,
televizoare, smartphone -uri, echipamente
de fitness, roboți, bancomate , automate le și
toate aplicațiile de securitate și servicii
profesionale, de ana liză și p latforme care
vin odată cu acest val al dezvoltării
tehnologiei IoT . Prezența senzor ilor
încorporați și atribuirea de adrese IP fac ca
aceste obiecte fizice să devină suficient de
inteligent e pentru a interacționa și partaja
date. Având în vedere faptul că milioane
sau poate miliarde de astfel de obiecte vor
fi conectate la Internet, volumul de date
generate va fi enorm.
Big data se referă la procesarea și analiza
acestor depozite mari de date, atât de
uriașe încât sunt imposibil de tratat cu
instrumente c onvenționale de analiză a
datelor. Există speculații care afirmă faptul
că suntem aproape de o Revoluție
Industrială a Datelor. Acest lucru
semnifică ideea că tot ce ne înconjoară va
fi controla t de dispozitive care vor genera
date mult mai rapid și mai ef icient decât
oamenii și se vor înregistra astfel creșteri ale producției exponențiale cu legea lui
Moore.
Necesitatea unor tehnologii excepționale
care să fie capabile să proceseze eficient
cantități mari de date într -un interval
tolerabil de timp reprezintă principala
îngrijorare a marilor dezvoltatori . Aceste
tehnologii fiind aplicate pe volume mari de
date, includ procesări paralele masive de
baze de date (MPP), grile de extragere a
datelor, sisteme de fișiere distri buite, baze
de date distribui te, platforme de Cloud
Computing, Internet și sisteme de stocare
scalabile. Aceste tehnologii sunt legate de
multe alte aspecte derivate , începând de la
analiza fenomenel or naturale, cum ar fi
date climatice și date seismice, continuând
cu date din domeniu lui sănătății , a
securității sau chiar a mediul ui de afaceri.
Cea mai mare provocare a epocii
„Petaoctet ” nu va fi stocarea tuturor
acestor date, ci cum vom putea găsi un
sens pentru fiecare din tre ele. Big data se
confruntă cu baze de date neconvenți onale ,
nestructurate, care pot ajunge la petabytes,
exabytes sau zettabytes, și necesită
tratamente specifice pentru nevoile lor, fie
în termeni d e depozitare, fie prelucrare sau
afișare. [1]
Companiile axat e pe tema Big D ata, cum
ar fi Google, Y ahoo!, Facebook sau unele
startup-uri specia lizate, în prezent, nu
utilizează instrumente Oracle pentru a
procesa depozitele lor de date, ci optează
în schimb pentru o abordare bazată pe
sisteme distribuite, cloud și Open Source.
Un exemplu extrem de popular este
Hadoop, un framework de tip Open Sou rce
care per mite aplicațiilor să lucreze cu
depozite imense de date și cu sute de
noduri. Acestea au fost inspirate de
instrumente Google, cum ar fi MapReduce
și sistemul de fișiere Google, sau de
sistemul NoSQL care în multe ca zuri, nu
sunt conforme cu ACID (atomicitate,
consistență, izolare, durabilitate) –
caracteristicile bazelor de date
convenționale.
În viitor, este așteptat ă o creștere uriașă a
utilizării framework -urilor de tipul Open

5
Source , și vor fi abordate multe întreb ări
cu privire la cercetările viitoare . Printre
obiectivele de cercetare iminente din acest
domeniu sunt enumerate :
• confidențialitate a; sistemele Big D ata
trebuie să evite orice sugestie de invadare a
intimității utilizatorilor.
• integrarea ambelor sisteme relaționale și
NoSQL.
• indexare a mai eficientă, algoritmi de
procesare și căutare , care să permită
extragerea rezultatelor rapid sau, în mod
ideal, în „ timp real“ .
• stocarea optimizată a datelor; a vând în
vedere cantitatea de informații pe care o
poate generea noua lume a Internetului
Tuturor Lucrurilor este esențial să se evite
creșterea exponențială a costurilor cu cea a
cererilor de depozitare.[1]

3.2 Data mining
Pentru dezvoltarea industriei IoT au fost
introduse multe tehnol ogii bazate pe
analiza datelor printre care una dintre cele
mai valoroase este data mining. Aceasta
implică descoperirea unor modele noi și
interesante, cu potențial, utilizate pe seturi
mari de date prin aplicarea un or algoritmi
pentru extragerea informaț iilor necesare.
Principalul obiectiv al proceselor de data
mining este acela de a construi un model
eficient, descriptiv și productiv al unui set
mare de date care nu numai să fie capabil
să le explice , ci mai ales să fie capabil să
genereze date noi. [2]
Axat pe o viziune largă, Data M ining
implică descoperirea cunoștințelor
interesante din c antități mari de date
stocate fie în baze de date, fie în depozite
de date sau alte arhive de informații. Pe
baza definiției și a functionalităților sale ,
un proces tipic de data mining include
următorii pași:
1) Pregătirea datelor: integrarea datelor
din di verse surse de date și curățarea
celor inutile.
2) Data mining: se aplică algoritmi
pentru a se găsi diverse modele de
descoperire a informațiilor . 3) Prezentarea datelor: vizualizarea
datelor și prezentarea informațiilor
către utilizator.
În era volumelor mari de date există deja
câteva subiecte deschise de cercetare care
vizează probleme precum verificarea
datelor, modele de programare paralelă ,
framework -uri de big data mining și altele
precum:

3.2.1 Colecțiile de date provenite de la
obiectele inteligente din categoria IoT
Când ne referim la colecția noastră de date
de la obiectele inteligente, ar trebui luate în
considerare și nevoile speciale ale acestora.
De exemplu, dacă dorim să colectăm date
de la rețelele distribuite de senzori trebuie
avute în vedere eficiența energetică,
scalabilitate și toleranță la erori. În acest
sens pot fi adoptate o serie de strategii ca
de exemplu agregarea datelor. Astfel,
cantitatea datelor transmise se reduce și se
pune accent pe utilizarea energiei furnizate
de nodurile cu senzori.

3.2.2 Abstractizarea datelor, compresia,
indexarea, agregarea și interogări multi –
dimensionale
Internetul Ttuturor L ucrurilor va produce o
serie de date masive provenite de la
obiectele inteligente. Prin urmare, este
necesar să se ia în considerare modul de
gestionare a datelor în mod eficient și cum
se pot implementa și procesa convenabil
interogări analitice online. În mediul
Internetului Ttut uror L ucrurilor dispozitive
precum cele care folosesc RFID
(identificarea prin frecvență radio) și
senzorii vor produce fluxuri masive de
date, care de cele mai multe ori pot fi
neclare și cu referiri la locații și timp. Lista
problemelor din această categ orie poate
include:
– Identificarea și adresarea obiectelor
inteligente (în mediul IoT pot exista
miliarde de entități care vor trebui
identificate și cu care se va putea
interacționa)

6
– Abstractizarea datelor și compresia –
trebuie adoptate metode efective
pentru filtrarea datelor reduntante
– Arhivarea, indexarea, scalabilitatea și
controlul accesului la datele ce fac
parte din categoria Internetului Tuturor
Lucrurilor
– Depoziltele de date și limbajul
interogărilor analitice multi –
dimensionale
– Interoperabilitatea și inteligibilitate
semantică pentru date eterogene
– Nivelul seriilor de timp și agregarea
datelor la nivel de eveniment
– Problema securității în managementul
datelor

3.2.3 Filtrarea evenimentelor, agregarea
și detecția
Filtrarea și procesarea celor mai complexe
evenimente sunt folosite pentr u a obține
evenimente mai simple iar primul pas îl
preprezintă agregarea datelor.
Evenimentele primitive sunt filtrate,
ramânând luate în considerare doar cele
care au cu adevarat val oare. Aceste date
atomice sunt apoi integrate în altele mai
complexe care formează întru -un final
evenimentul valabil.

3.2.4 Cercetarea algoritmilor de data
mining în mediul Internetului Tuturor
Lucruilor
Luând în considerare managementul
datelor și proc esarea evenimentelor pentru
IoT, principala problemă o reprezintă
studierea unor noi algoritmi de data
mining. Preocupările de interes includ
clasificările, prognozele, clusterizarea,
detecția valorilor extreme , analizele
asociate, modelele mining spațiale și
temporale.
Ca o direcție importantă de dezvoltare
pentru următoarea generație de IoT, lumea
industrială și cercurile academice prezintă
un foarte mare interes. După cum s -a
evidențiat deja, IoT deține câteva
caracteristici importante precum stocările
distribuite, datele strâns legate de timp și
poziț ionare , resurse limitate de noduri etc., însă toate acestea vor crea probleme uriașe
în ceea ce privește data mining și vor
reprezenta totodată noile provocări ale
domeniului.[2]

3.3 Cloud computing
Nu va fi o muncă ușoară să permitem ca
tot ce ne înconjoară s ă facă parte din
mediul Internetului Tuturor Lucrurilor iar
mai apoi să avem toate resursele
disponibile pe un Cloud. Există deja câteva
probleme ce trebuie luate în considerare în
ceea ce privește permiterea stăpânirii
Cloud -ului asupra întregii lumi și a
umanității în mod special. Pe lângă date și
resurse, Could -ul va avea un mare impact
și asupra viziunii de afaceri. El va crea mai
multe oportunități de afaceri dar va spori
totodată amenințările din partea
atacatorilor. Securitatea și zona privată, în
special protejarea identității sunt aspecte
foarte importante din domeniul Cloud -ului
hibrid mai ales acolo unde există nevoia de
diferențiere între zona publică și cea
privată, cu precădere în sfera de afaceri.[3]
În cele ce urmează vor fi detaliate câteva
dintre cele mai întâlnite probleme ale
Cloud -ului Tuturor Lucrurilor.

3.3.1 Protocolul
Pentru ca diferite obiecte să fie conectate
la Internet, se vor folosi diferite protocoale
de comunicare. Chiar și în cazul entităților
omogene, de exemplu un senzor IoT,
există posibilitatea de a lucra cu mai multe
protocoale, precum WirelessHART,
ZigBee, IEEE 1451 si 6LOWPAN. Unele
protocoale vor fi suportate de către
dispoziti vul de gateway, în timp ce altele
nu. Totul depinde de gateway și de senzorii
folosiți. Din pers pectiva utilizatorului sunt
de preferat senzorii mai ieftini sau mai
ușor de obținut, așa dar succesul în cazul în
care un nou senzor va fi configurat nu
poate fi garantat. O soluție la această
problemă ar fi maparea protocoalelor
standard î n gateway.

7
3.3.2 Eficientizarea energiei
Având în vedere multitudinea rețelelor de
senzori și conectivitatea cu Cloud -ul, vom
avea de -a face cu o mare comunicare de
date, ceea ce consum ă multă energie. O
rețea wireless obișnuită este compusă din
patru componente: unitatea de detectare,
unitatea de procesare, transmițătorul și
sursa de energie. În cazul detectării vide o,
codarea și decodarea video necesită multă
energie. În mod normal, cod area video este
mai complexa decât decodarea. Acest lucru
se întâmplă deoarece, pentru o compresie
eficientă, codificatorul trebuie să analizeze
redundanța semnalului video. Nu va fi
îndeajuns o sursă de energie temporară,
precum bateriile, pentru că e nevoie să fie
schimba te regulat și existând miliarde de
senzori și dispozitive mici, acest lucru ar fi
imposibil, fiind nevoie o sursă de energie
permanentă care ar fi mai eficientă . De
asemenea există și metode prin care
senzorii ar putea genera energie din mediul
în care sunt amplasați, cum ar fi energia
solară. Totodată, f olosirea efectivă a
modului de pauză (sleep) ar putea fi de
mare ajutor.

3.3.3 Alocarea resurselor
Când sisteme diferite IoT vor cere resurse
din Cloud, alocarea resurselor va fi o
provoc are, deoarece va fi foarte greu să se
stabilească cuantificare necesității resurse i
pentru o entitate sau pentru un sistem IoT.
În funcție de senzor și de scopul, tipul,
cantitatea și frecvența de generare a
informațiilor, sistemul de alocare a
resurselor va trebui configurat. Trimiterea
unui pachet de probă de la nou l nod
adăugat poate fi de ajutor.

3.3.4 Managementul identității
Nodurile de comunicare prin Internet sunt
identificate unic. Când noi obiecte devin o
parte din Internet (IoT), ele vor avea d e
asemenea nevoie de o identificare unică.
La fel se întâmpla și în cazul dispozitivelor
mobile , precum nodurile de senzori mobile
din vehicule care trebuie să aibă o
identitate mapată la noua rețea în care tocmai au intrat. Având în vedere
considerația că spațiul de adrese a
protocolului IPv6 va fi îndeajuns de mare
încât să suporte chiar și acest tip de
interconectare omniprezentă, folosirea de
adrese IPv6 pentru identificarea în rețea
este una dintre cele mai rezonabile metode.

3.3.5 Asigurarea calității serviciilor
Pe măsură ce crește cantitatea de date, tipul
datelor variază și intervin o serie de factori
imprevizibili se pune problema asigurării
calității serviciilor. În orice moment, pot
apărea cantități mari de date de diverse
tipuri. Astfel va fi necesară prioritizarea
dinamică a request -urilor pe partea de
Cloud. Calitatea serviciilor va fi raportată
la trafic, întârzieri, bruiaje și rata de
pierdere a pachetelor de date. În funcție de
tipul datelor și urgența de a fi trimise către
nodurile de sincronizare calitatea
serviciilor va trebui efectuată.

3.3.6 Locațiile și stocarea datelor
Locul de amplasare contează foarte mult
atunci când vine vorba despre bruiajul
datelor sensibile. Date sensibile la timp așa
cum sunt cele video ar trebui amp lasate și
stocate cât mai aproape de locația fizică a
utilizatorului astfel ca accesul la volume
mari de date să se realizeze în timp cât mai
scurt. Pentru datele multimedia trebuie
alocat un server virtual de stocare la fel cât
mai apropiat de user.
Cloud computing și IoT vor transforma în
urmă torii ani modul în care stocăm și
transmitem cantități le masive de date. Cu
toate acestea Internetul Tuturor Lucrurilor
va afecta profund generațiile viitoare și alte
arii ale vieții cotidiene. Mai multe studii cu
privire la impactu l acestor probleme, având
în vedere tipul de IoT și tipul de serviciu lui
prestat, se vor putea face în viitor. Unele
dintre aceste date fiind generate de un
anumit tip de IoT pot necesita condiții
speciale de depozitare și poate chiar
dezvo ltarea unor aplicații noi.[4]

8
3.4 Asigurarea securității
Paradigma IoT va supraviețui cât timp
societatea nu va împărtăși opinia colectivă
conform căreia tehnologiile IoT aduc
amenințări grave la adresa
confidențialității. Anunțul făcut de
distribuitorul italian de haine Benetton prin
care a făcut publică intenția de a atașa
celor peste 15 milioane de articole din
următoarea linie vestimentară etichete
RFID a reprezentat o primă confirmare
clară a suspiciunilor privind modurile de
utilizare a datelor colec tate prin astfel de
tehnologii. Cu toate acestea, câteva cerințe
clare ce trebuie respectate de către orice
sistem ce aderă la tehnologiile IoT sunt:
• Capacitatea de adaptare la atacuri:
Sistemul trebuie să evite punctele
sigure de eșec și să se ajusteze.
• Autentificarea datelor: Adresa și
informațiile obținute trebuie
autentificate.
• Control al accesului: Furnizorii de
informație trebuie să implementeze
controlul accesului asupra datelor
furnizate.
• Confidențialitatea clientului: Doar
furnizorul de informație trebuie să aibă
acces la datele prestabilite ale
clientului.
Având în vedere aceste aspecte, în
continuare vor fi prezentate câteva
probleme de interes public privitoare la
securitatea și confidențialitatea soluțiilor
IoT.

3.4.1 Securitatea
Vulnerabilitatea ridicată a sistemelor IoT
este cauzată de o serie de împrejurări. În
primul rând, componentele sale sunt în cea
mai mare parte a timpului
nesupravegheate, ceea ce face ca un atac
fizic să fie o operațiune extrem de ușoară.
Mai mult, majoritatea comunicații lor sunt
wireless, făcând astfel extrem de simplă
interceptarea. În cele din urmă, cele mai
multe componente se caracterizează prin
funcționalități reduse în termeni de energie
și resurse de calcul, deci nu pot suporta
implementarea unor scheme complex e care să sprijine securitatea. Astfel, a tacurile
menite să destabilizeze securitatea
sistemelor IoT sintetizează două probleme
majore a le securității acestor tehnologii , și
anume autentificare a și integritatea
datelor .
Autentificarea presupune infrastructuri
specifice și servere care să asigure
schimbul corespunzător de mesaje cu alte
noduri. În IoT acest proces nu este fezabil
deoarece etichetele RFID și senzorii nu pot
schimba un număr prea mare de mesaje cu
serverul. O serie de soluții au fost propuse
în ac eastă direcție, însă fiecare a avut
neajunsuri și niciuna nu a putut rezolva
problema atacului proxy. Acest scenariu
presupune existența unui nod folosit la
identificarea unui obiect sau a unei
persoane și care asigură ca atare accesul la
un anumit servici u sau spațiu, ca de
exemplu un pașaport electronic sau o cheie
bazată pe RFID. Prin simpla interpunere a
două noduri malițioase între nodul sursă și
cel destinație între care se realizează
autentificarea și schimbul de informații se
pot obține cu ușurință datele transmise
deoarece nodurile autentice nu pot distinge
și identifica exact sursa de la care primesc
informația, nefăcând astfel distincția între
nodurile malițioase și cele autentice. Pe de
altă parte, soluțiile pentru integritatea
datelor trebuie să se asigure că datele nu
pot fi modificate din exterior fără ca
sistemul să detecteze schimbarea. La acest
capitol, cea mai mare problemă o
reprezintă etichetele RFID care sunt
constant nesupravegheate în procesul de
integrare în Internet. Datele pot fi as tfel
modificate cât timp sunt stocate în nod sau
în momentul în care traversează rețeaua.

3.4.2 Confidențialitatea
Adânc înrădăcinat în civilizația noastră,
conceptul de intimitate este recunoscut de
legislațiile tuturor statelor civilizate. Din
acest motiv im portanța atribuită protejării
acestui drept poate reprezenta o barieră
împotriva recunoașterii și îmbrățișării
tehnologiilor IoT. Colectarea și analiza
datelor prin intermediul IoT este complet

9
diferită de modalitatea existentă acum prin
care este necesar un soi de acord la fiecare
astfel de operație. Datele personale vor
putea fi colectate cu nenumărate ocazii fără
ca indivizii să fie avertizați în prealabil,
neavând astfel control asupra informațiilor
particulare.
Mediul IoT implică o serie de amenințări
la adresa confidențialității persoanelor
fizice, în special a celor care nu sunt direct
conectați la un astfel de serviciu și nici
măcar nu dețin informații despre existența
acestuia. Pentru a respecta dreptul la
intimitate, paradigma IoT ar trebui să se
asigure că indivizii vizați pot controla ce
informații le sunt colectate, de către cine și
mai ales când anume are loc acest proces.
Mai mult, datele personale adunate trebuie
folosite strict în scopurile autorizate de
către furnizori autorizați de servici i. Nu în
ultimul rând, datele trebuie stocate doar
atât cât acestea sunt de folos. Serviciile
tradiționale din Internet pot respecta o serie
de reguli de confidențialitate, pe când
componentele IoT, cum ar fi senzorii, nu
pot controla ce informație este co lectată cu
ajutorul lor. De exemplu, în cazul
sistemelor de senzori alcătuite din camere
video, singura modalitate prin care
persoanele fizice pot evita ca imagini cu
acestea să fie înregistrate este prin ocolirea
zonei în cauză. Soluții pentru asemenea
situații sunt în general legate de gradul de
detalii capturat de camera video sau de
procesarea ulterioară a imaginilor astfel
încât cele care conțin persoane să fie
relativ neclare și confuze.
În cazul sistemelor bazate pe RFID,
problema se împarte în două amenințări. În
primul rând, etichetele RFID sunt în stare
pasivă ceea ce le face să răspundă la
interogările cititorului indiferent de dorința
acestuia. În al doilea rând, atacatorii pot
intercepta răspunsurile unei etichete
folosind un alt cititor autoriz at. Soluțiile
propuse în cazul primei probleme se
bazează pe autentificarea și autorizarea
cititorilor, concepte prezentate anterior.
Acestea necesită etichete capabile să
suporte astfel de proceduri de autentificare, fapt ce determină creșterea costurilor și
presupun o nouă infrastructură care să
suporte autentificarea, lucruri care nu pot
adera la sistemele com plexe impuse de
scenariile IoT.
Autorizarea serviciilor și a furnizorilor de
servicii se poate obține folosind sisteme
numite brokeri de confidenți alitate. Aceștia
intervin ca o punte de legătură între
utilizatori și servicii și asigură faptul că
furnizorii de servicii vor primi doar
informația despre utilizatori care sunt strict
necesare. Când un astfel de broker se
interpune însă între servicii și rețele de
senzori și/sau sisteme RFID, atunci
utilizatorul nu mai poate controla regulile
de acționare. În plus, astfel de soluții
bazate pe proxy -uri de confidențialitate se
confruntă cu dificultăți în ceea ce privește
scalabilitatea.
În ceea ce privește stocarea datelor
personale pe perioade nedeterminate, se
identifică nevoia implementării unor soluții
care să asigure ștergerea periodică a
informațiilor care nu mai sunt necesare. Pe
viitor, sunt de preferat instrumentele
software care să faciliteze acest e proceduri.
De exemplu, au fost implementate și făcute
publice o serie de soluții experimentale
care dau posibilitatea utilizatorilor de a
insera și distribui fotografii sau alte tipuri
de documente pe Internet cu garanția că
acestea vor „expira” după o a numită
perioadă și vor fi șterse imediat.

3.5 Adresarea și probleme legate de rețea
În paradigma Iternetului Tuturor Lucrurilor
(IoT) majoritatea obiectelor care ne
înconjoară vor fi conectate la rețea sub
diverse forme. Identificarea prin frecvență
radio (Radio Frequency Identification sau
RFID) și tehnologiile de rețea bazate pe
senzori vor fi utilizate pentru a face față
acestei provocări în care informația și
sistemele de comunicație vor deveni o
parte imperceptibilă a mediului
înconjurător. Acest tip de conectivitate
inteligentă din cadrul rețelelor existente,
precum și forma complexă a algoritmilor
de calcul care se bazează pe resursele

10
furnizate de rețea constituie o parte
indispensabilă a tehnologiei IoT. Va urma
o evoluție radicală a Internetului de astăzi
care va fi transformat într -o rețea de
obiecte interconectate care, nu numai că
vor recepționa informația din mediul
înconjurător și vor fi capabile să
interacționeze cu lumea fizică, ci vor
utiliza standardele existente ale
Internetului pentru a furniza servicii pentru
transferul informațiilor, analiză, aplicații și
comunicații.
Următoarea revoluție tehnologică va
constitui în interconectarea obiectelor
pentru a construi un mediu înconjurător
inteligent. În anul 2011, numărul de
dispozitive interconectate de pe planetă a
depășit numărul de oameni și se estimează
că până în anul 20 20 vor exista peste 50 de
miliarde de dispozitive interconectate prin
Internet.[5]
Abilitatea de a identifica într -un mod unic
“Obiectele” este critică pentru ca
tehnologia IoT să aibă succes, precum și
pentru a putea asigura controlul de la
distanță a miliardelor de dispozitive prin
intermediul Internetului. O serie de
caracteristici critice care asigură crearea
unei adrese unice sunt: unicitatea,
fiabilitatea, persistența și scalabilitatea.
Fiecare dispozitiv care este deja sau va
urma să fie conectat trebuie să poată fi
identificat printr -o modalitate unică de
identificare, prin locație și funcționalități.
Tehnologia IoT va include un număr
incredibil de mare de noduri și fiecare
dintre acestea vor furniza conținut care ar
trebui să poată fi accesat d e orice utilizator
autorizat, indiferent de locația acestuia.
Prin urmare, toate lucrurile menționate
anterior impun existența unor politici de
adresare eficiente.
Protocolul IPv4 identifică fiecare nod prin
intermediul unei adrese de 4 bytes. Este
cunosc ut faptul că numărul de adrese de
acest tip a scăzut rapid datorită dezvoltării
masive a Internetului și a ajuns la epuizare
în anul 2011, după aproximativ 4 miliarde
de combinații.[6] Prin urmare, pentru IoT
trebuie folosite alte politici de adresare. Protocolul IPv6 a fost dezvoltat atunci
când a fost conștientizat faptul epuizării
rapide a adreselor IPv4. Adresele de acest
tip sunt alcătuite din 128 de biti,
comparativ cu cele de tip IPv4 care aveau
32 de biti, astfel fiind dezvoltat un spațiu
de adresar e de dimensiuni mult mai mari,
care să conțină până la 3.4 x 1038 adrese,
număr care ar trebui să fie suficient pentru
toate “Obiectele” din rețea. Totuși,
microcip -urile utilizate pentru identificarea
prin radio -frecvență a obiectelor de care
sunt atașate (tag-uri RFID) utilizează
identificatori alcătuiți din 64 sau 96 de biti
și una dintre provocări ar fi descoperirea
unor soluții care să permită adresarea
etichetelor RFID în rețelele de tip IPv6 [7].
Această problemă a fost investigată și au
fost propuse o serie de metodologii care să
permită integrarea tag -urilor RFID în
cadrul rețelelor IPv6. Unele abordări nu
pot fi însă utilizate dacă identificatorul tag –
ului RFID este format din 96 de biti și în
nici una dintre abordările propuse nu se ia
în consider are mobilitatea tag -urilor RFID
și nu este suportat acest aspect. În trecut, o
serie de soluții privind problema
managementului mobilității au fost
propuse, însă se pune problema
demonstrării validității acestora în
contextul IoT deoarece este posibil să
apară probleme de scalabilitate și
adaptabilitate într -un astfel de mediu
caracterizat de eterogenitate. De asemenea,
va trebui analizată și problema problemă
dezvoltării unor adrese intuitive de tip IPv6
care să permită adresarea unică a
electrocasnicelor.
O altă provocare a dezvoltării tehnologiei
IoT legată de adresare face referire la
modul în care adresele sunt obținute. În
lumea Internetului de astăzi orice adresă de
tip host este identificată prin interogarea
serverelor corespunzătoare care poartă
nume le de Domain Name Servers (DNS).
Obiectivul DNS este de a furniza adresa IP
corespunzătoare unui anumit domeniu. În
cazul Internetului Tuturor Lucrurilor,
comunicarea va avea loc între sau cu
obiecte în loc de gazde (hosts). Având în

11
vedere cele menționate anterior, va trebui
introdus conceptul de Object Name
Service (ONS) prin intermediul căruia se
va asocia o referință unei descrieri a unui
anumit obiect și a identificatorului tag -ului
RFID asociat. De fapt, identificatorul tag –
ului va trebui să fie mapat sub forma unui
URL (de tip Uniform Reference Locator)
care va indica informațiile relevante cu
privire la un obiect. În cazul tehnologiei
IoT, serviciul ONS va trebui să fie capabil
să funcționeze bidirecțional, de exemplu să
fie capabil să asocieze descr ierea
obiectului unui anumit identificator al unui
tag RFID și invers. Inversarea acestei
funcționalități nu este ușor de realizat și
are nevoie de un serviciu dedicat care
poartă numele de Obect Code Mapping
Service (OCMS).[7] Dezvoltarea unui
astfel de s erviciu într -un mediu operațional
atât de complex cum este IoT constituie
încă o problemă deschisă.
Tehnologia IoT necesită o proiectare
diferită a nivelului de transport, nivelul
intermediar din cadrul nivelurilor unei
rețele, ce separă și are rolul unei interfețe
între nivelul hardware și cel software. În
Internetul de astăzi protocolul utilizat în
cadrul nivelului de transport poartă numele
de protocolul TCP (Transmission Control
Protocol), dar acest protocol nu este
adecvat pentru IoT din mai multe moti ve.
Protocolul TCP este orientat pe conexiune
și fiecare sesiune începe printr -o procedură
prin care se stabiliește conexiunea
cunoscută sub numele de “three ways
handshake”. Acest lucru nu mai este
necesar având în vedere că majoritatea
comunicațiilor din cadrul IoT vor consta în
schimbul unei cantități reduse de date
provenite de la senzori și, prin urmare,
această procedură de stabilire a conexiunii
va consuma un interval de timp destul de
mare din cel alocat sesiunii. De asemenea,
protocolul TCP este re sponsabil de
asigurarea controlului fluxului prin
intermediul unui mecanism eficient,
restricționând transmiterea mai multor date
decât pot fi recepționate. În cazul IoT,
acest mecanism poate cauza probleme de performanță, dat fiind faptul că majoritatea
comunicațiilor vor avea loc în mediul
wireless și este cunsocut faptul că
protocolul TCP întâmpină anumite
probleme legate de pierderea pachetelor de
date în acest mediu. Mai mult decât atât,
dacă dimensiunea datelor schimbate în
cadrul unei sesiuni este fo arte redusă,
funcția de control al fluxului nu își mai
dovedește utilitatea în acest caz. Protocolul
TCP impune ca pachetele care nu pot fi
procesate atât de repede pe cât sunt
recepționate să fie stocate într -o zonă de
memorie tampon care poartă numele de
buffer. Managementul unor astfel de zone
de memorie din perspectiva IoT poate
rezulta în costuri prea mari legate de
energia necesară pentru dispozitivele care
funcționează fără baterii. Prin urmare,
protocolul TCP nu poate fi folosit eficient
pentru cont rolul transmisiei în domeniul
IoT și se încercă găsirea unor soluții
alternative în acest sens.
Nu se cunosc deocamdată caracteristicile
traficului de rețea necesar schimbării
datelor între obiectele inteligente și este
important studiul acestor caracteri stici din
moment ce ele vor reprezenta baza pentru
proiectarea infrastructurii rețelei și a
protocoalelor de comunicație în ceea ce
privește Internetul Tuturor Lucrurilor.
Caracteristicile traficului în cadrul rețelelor
wireless bazate pe senzori depind în cea
mai mare parte de scenariul aplicației
respective. Acest lucru nu constituia o
problemă din moment ce interesul se
concentra pe fluxul traficului din cadrul
rețelei wireless. Problemele apar când,
conform paradigmei IoT, nodurile cu
senzori devin o pa rte componentă a
întregului Internet. În acest scenariu,
Internetul va fi traversat de o mare
cantitate de date generate de rețelele cu
senzori și cu o serie de caracteristici ale
traficului extrem de diferite. Mai mult
decât atât, caracteristicile legate de trafic
ale sistemelor distribuite, de mari
dimensiuni de tip RFID nu au fost încă
studiate în profunzime și, astfel, tipul de

12
trafic care va traversa rețeaua IoT este încă
necunoscut.
Cunoașterea amănuntelor și provocărilor
impuse de un astfel de trafi c este deosebit
de importantă și necesară furnizorilor de
rețea pentru a putea plănui extinderea
infrastructurii dacă acest lucru va fi
necesar, precum și pentru a concepe o serie
de soluții specifice pentru asigurarea
calității serviciilor (QoS – Quality of
Service). QoS asigură prioritizarea
traficului de Internet pentru diverse
aplicații, jocuri online sau anumite adrese
MAC pentru a minimiza impactul unui
trafic aglomerat. Dacă în cadrul rețelelor
wireless bazate pe senzori s -au făcut
demersuri pentru a asigura calitatea
serviciilor, problema nu este încă explorată
în ceea ce privește sistemele de tip RFID.
Vor fi necesare eforturi semnificative de
cercetare în domeniul QoS pentru a asigura
această funcționalitate și pentru IoT.
Traficul mobil de astăzi este caracterizat de
activități predictibile cum ar fi efectuarea
apelurilor, primirea sau trimiterea email –
urilor, navigarea pe Internet și vizionarea
unor videoclipuri. În următorii ani,
miliarde de dispozitive cu modele de trafic
mai puțin predictibile se vor alătura rețelei
inclusiv vehicule, module de tip M2M
(machine -to-machine) sau diverse tipuri de
senzori care vor trimite cantități mici de
date în fiecare zi. O astfel de extindere va
impune necesitatea folosirii tehnologiei
mobile de tip 5G care p romite să
revoluționeze numeroase aspecte care țin
de accesul la Internet. Arhitectura unei
astfel de rețele va trebui să satisfacă
nevoile aplicațiilor IoT și să faciliteze
integrarea.
Pentru a susține dezvoltarea tehnologiei
IoT și a celei de tip M2M va fi nevoie de
rețele rapide, cu capacități crescute. De
asemenea, există necesitatea ca rețelele să
devină treptat programabile, permițând
operatorilor să facă schimbări într -un mod
virtual, fără să intervină asupra
infrastructurii fizice. Utilizatorii unor astfel
de rețele vor fi oamenii, diverse mașini,
obiecte sau grupuri de obiecte. Una dintre marile provocări va constitui în
a înțelege complexitatea crescută a acestor
rețele ale viitorului precum și creșterea
acestei complexități, datorate dezvoltării
continue a Internetului Tuturor Lucrurilor.
Cercetările desfășurate în acest sens vor
trebui să furnizeze un set de instrucțiuni
pentru definirea cerințelor pentru
funcționalitățile, managementul și
asigurarea dezvoltării unor astfel de rețele.
În special, rețelele wireless se vor dezvolta
masiv prin adăugarea unui număr uriaș de
dispozitive de tip IoT, cu un minim de
hardware, software și inteligență, fiindu -le
astfel limitată rezistența la eventualele
imperfecțiuni care vor apărea.

3.6 Necesitatea standardiz ării
Definirea unor standarde pentru tehnologia
IoT este extrem de importantă pentru a se
asigura interoperabilitatea atât în cadrul
unui anumit domeniu, cât și între domenii.
În cadrul unui domeniu, standardele pot
ajuta la realizarea unor soluții eficien te din
punct de vedere al costurilor, domeniul, în
acest context, putând fi considerat chiar și
o anumită organizație care utilizează IoT.
Între domenii, interoperabilitatea asigură
un schimb eficient de informații, fiind
conturată mai clar ideea despre ce
înseamnă de fapt Internetul Tuturor
Lucrurilor. O atenție sporită este îndreptată
spre crearea unor standarde prin
intermediul cercetării colaborative, dar
interesul ar trebui să se concentreze și
asupra reglementărilor, legislației sau
certifiărilor deoa rece impactul acestora
este la fel de important.
Complexitatea Internetului Tuturor
Lucrurilor este dată de faptul că această
tehnologie cuprinde numeroase aplicații
diferite care vizează o gamă variată de
discipline ce nu fac neapărat parte din
domeniul t ehnologiei informațiilor.
Cerințele unor astfel de discipline pot fi de
multe ori definite prin legislație sau de
reglementarea unor activități. Astfel, se
pune problema dezvoltării unui set de
standarde care să permită o abordare mai
largă și care să aibă în vedere așteptările

13
unor policiti ce sunt în curs de dezvoltare
sau în curs de desfășurare pentru a se putea
minimiza impactul pe care acestea îl pot
avea asupra standardizării IoT.
Organismele de standardizare se
concentreză asupra problemei ce implic ă
dezvoltarea unor stive de protocoale
interoperabile și a unor standarde deschise
pentru tehnologia IoT. Acest lucru impune
însă adaptarea stivei de protocoale de rețea
HTTP, TCP, IP la stiva de protocoale
specifice IoT. Dacă luăm în considerare
diferitel e protocoale wireless specifice IoT
cum ar fi Zig Bee, RFID, Bluetooth sau
CoAP [5 ], realizarea acestei
interoperabilități ar putea întampina
numeroase provocări deoarece tehnologiei
wireless îi lipsește infrastructura necesară
care există astăzi și este sp ecifică rețelelor
fizice. De exemplu, protocolul HTTP, se
bazează pe protocolul TCP, al cărui
mecanism de control al fluxului și de
realizare al conexiunii nu este potrivit
pentru a fi folosit în cazul tehnologiei IoT.
În ceea ce privește tehnologia RFID, se
desfășoară o serie de eforturi privind
standardizarea care se axează în principal
asupra următoarelor zone de interes:
frecvența RFID și protocoalele de
comunicație ale tag -ului RFID, formatul
datelor de la nivelul tag -urilor și etichetelor
RFID. Princi palele organisme de
standardizare care se ocupă de sistemele
RFID sunt: EPCglobal, ETSI (The
European Telecommunications Standards
Istitute) și ISO (The International
Organization for Standardization).[7]
Din punct de vedere al standardizării, IoT
reprez intă un concept global și este bazat
pe ideea că orice lucru poate fi conectat la
orice moment de timp, din orice locație, la
orice rețea, asigurându -se totodată
securitatea și siguranța. Acest concept, de a
conecta orice “Obiect” la Internet, ar putea
prezenta cele mai mari provocări în ceea ce
privește standardizarea și succesul IoT este
dependent de dezvoltarea unor standarde
globale care să asigure interoperabilitatea.
Rețelele wireless cu senzori, tehnologia
RFID sau M2M evoluează sub forma unor dispo zitive inteligente care necesită rețele
capabile să suporte un număr mare de
aplicații, în timp ce evoluția și varietatea
dispozitivelor mobile va avea un impact
major asupra rețelelor de telecomunicații.
Prin urmare, centrul de cercetare IERC
(European Re search Cluster on The
Internet of Things) se concentrează pe
identificarea cerințelor și specificațiilor din
diverse industrii, precum și a nevoilor
standardelor IoT din diverse domenii de
activitate, dorindu -se armonizarea
eforturilor pentru a se evita ce rcetările
repetate asupra acelorași aspecte.[5 ] Este
prioritară identificarea zonelor care trebuie
standardizate și necesită acordarea unei
atenții sporite în viitor.

3.7 Nivelul consumului energetic al
dispozitivelor
Una dintre provocările fundamentale ale
tehnologiei IoT este aceea de a
interconecta “Obiectele” într -o manieră în
care să fie asigurată interoperabilitatea, dar
care să ia în calcul constrângerile
energetice, funcția de comunicație
asigurată de dispozitive necesitând cel mai
mare consum de ener gie.
Pentru ca un “Obiect” să poată fi
considerat ca făcând parte din Internetul
Tuturor Lucrurilor acesta trebuie să
conțină și o parte digitală. Acest lucru este
posibil prin combinarea tehnologiilor de
comunicație electronice, integrate și a celor
wireless de la nivelul obiectului respectiv.
Alternativele simple de digitalizare precum
codurile de bare sau tag -urile RFID nu
necesită o sursă de alimentare pe
dispozitivele care le utilizează. Însă, există
alternative mult mai complexe de
digitalizare precu m cele care asigură
funcționalități permanente de comunicație
și monitorizare a stării obiectului respectiv
care necesită baterii pentru a alimenta
partea elecronică fără de care acel obiect
nu ar mai putea fi considerat o parte
componentă a Internetului T uturor
Lucrurilor. Dacă până în anul 2020 vor
ajunge să fie în jur de 50 de miliarde de
dispozitive interconectate prin intermediul

14
Internetului, se ridică problema alimentării
unui astfel de număr uriaș de dispozitive.

Fig.4. Evoluția consumului energetic al
dispozitivelor IoT [8]
După cum se poate observa din Figura 4,
se estimează că nivelul consumului
energetic al principalelor categorii de
dispozitive IoT va crește semnificativ, cu o
rată anuală de creștere de 20% și va at inge
46 TWh (terawatt -hours) în anul 2025,
ceea ce este echivalent cu întregul consum
de energie electrică al Portugaliei în anul
2012. [8] Cea mai semnificativă creștere a
consumului de energie, de 78% va fi
înregistrată de aplicații care țin de
automatiz area locuinței, urmate de
dispozitivele inteligente cu o creștere de
15% și de aplicațiile inteligente pentru
asigurarea iluminatului cu o creștere de
7%. Aplicațiile inteligente pentru
asigurarea iluminatului stradal și cele
pentru drumuri suferă o crește re neglijabilă
comparativ cu cele menționate anterior.
De asemenea, stocarea energiei necesară
pentru alimentarea dispozitivelor
inteligente a devenit unul dintre cele mai
importante obstacole în calea
dimensiunilor reduse ale dispozitivelor.
Tehnologiile wireless integrate, precum
rețetele wireless cu senzori sau tehnologia
RFID prezintă o serie de inconveniente
datorate fie unor dimensiuni mai mari
pentru a suporta baterii care să le asigure o
alimentare prelungită sau a unei durate de
viață limitate car e va necesita încărcări
frecvente sau înlocuirea bateriilor
integrate. Pentru ca tehnologia IoT să
poată furniza cu succes dispozitive
inteligente este necesară continuarea cercetării asupra unor tehnologii care să
faciliteze capacitatea ridicată de stocar e a
energiei și care să asigure dimensiunile
reduse ale dispozitivelor.
La momentul actual sunt în desfășurare
cercetări care să caute o soluție la
problemele expuse anterior și se
implementează “recoltarea” energiei din
mediul înconjurător, metodă prin ca re s-ar
putea încărca automat bateriile de mici
dimensiuni ale dispozitivelor și care ar
putea oferi o soluție alternativă de
alimentare cu energie a miliardelor de
dispozitive care vor exista în viitorul
apropiat. De exemplu, cei de la compania
Texas Inst ruments au demonstrat că un
ceas digital poate fi alimentat de energia
provenită de la câteva boabe de strugure.
Aciditatea din boabele de strugure, în
contact cu o lamelă de zinc, poate crea o
baterie destul de eficientă pentru
dispozitivele care nu au ne voie de foartă
multă energie pentru a funcționa. Posibile
surse de energie pentru alimentarea
dispozitivelor din cadrul IoT sunt energia
cinetică obținută din vibrații, radiațiile
solare, energia termală, energia obținută
din sunete sau din căldură.
Chiar dacă s -au realizat o serie de
descoperiri pe parcursul ultimilor ani cu
privire la modalitățile alternative de
generare a energiei, cu excepția celulelor
fotovoltaice, această tehnologie este
considerată a fi încă în curs de dezvoltare
și nu a fost adopta tă de industrie.
Îmbunătățirile aduse asupra tehnologiilor
de generare a energiei alternative ar putea
rezolva problema energetică pe care o
ridică dezvoltarea domeniului IoT. Aceste
tehnologii vor trebui să fie capabile să
furnizeze energie de înaltă pute re, care
utilizată împreună cu nanoelectronicele de
putere scăzută din prezent, să asigure
funcționarea dispozitivelor inteligente
bazate pe senzori wireless și să rezolve
problema consumului energetic.

15
4 Concluzii
Internetul a produs modificări
semnifica tive asupra modului de viață, în
principal prin mutarea interacțiunilor dintre
oameni preponderent în spațiul virtual atât
în mediul profesional, cât și în relațiile
sociale. Urmând același principiu, IoT își
propune adăugarea unei noi dimensiuni
acestui p roces prin care se pot realiza
schimburi de mesaje cu și între obiectele
inteligente, împlinind viziunea comunicării
posibile „ oricând, oriunde, cu orice
dispozitiv”. În această perspectivă , se
poate afirma faptul că pe viitor,
tehnologiile IoT ar trebui c onsiderate ca
parte componentă a Internetului, care va fi,
cel mai probabil, complet diferit față de cel
din ziua de astăzi. Comunicarea host -to-
host care stă la baza paradigmei
Internetului va suferi potențiale modificări
deoarece limitările acesteia nu p ermit
publicarea și obținerea facilă a
informațiilor, indiferent de destinația și
sursa acestora, de aici și studiul actual
asupra rețelelor centrate pe date și
concentrarea sistemelor IoT asupra
adreselor IPv6.
În concluzie, în cadrul acestei lucrări am
tratat principalele provocări ale
tehnologiilor IoT, cu accent pe soluțiile
existente și pe problemele care sunt supuse
cercetărilor suplimentare. Într -adevăr,
tehnologia actuală fac e din conceptul IoT
unul fezabil, însă problemele apar odată cu
nevoia scal abilității și a îndeplinirii
cerințelor legate de eficiență. Fără îndoială,
în viitorul apropiat, domeniile interesate de
aplicațiile IoT vor avea numai de câștigat
odată cu rezolvarea acestor probleme .

Referințe
[1] Vermesan O., Friess P. – „Internet of
Things – From Research and Innovation to
Market Deployment”(2014)
[2] Bin S. et al. – „Research on Data
Mining Models fot the Internet of
Things”(2010)
[3] Aazam M., Khan I. – „Cloud of
Things: Integrating Internet of Things and
cloud computing and the issues involved ” [4]
http://www.businessinsider.com/internet –
of-things -cloud -computing -2016 -10
[5] Sundmaeker H. et a l. – "Vision and
Challenges for Realising the Internet of
Things" (2010)
[6] http://adevarul.ro/tech/mobile/s -au-
epuizat -cele-43-miliade -adrese -ip-30-ani-
1_50aca0877c42d5a663871cc6/index.html
[7] Atzori L., Iera A., Morabito G . – "The
Internet of Things: A survey" (2010)
[8] "Energy Efficiency of the Internet of
Things – Technology and Energy
Assessment Report Prepared for IEA 4 E
EDNA" (2016)
[9] Roman R., Zhou J., Lopez J. – "On the
features and challenges of security and
privacy in distributed internet of things"
(2013)
[10] Babar S. Mahalle P. Stango A –
"Proposed Security Model and Threat
Taxonomy for the Internet of Things
(IoT)" (2010)