User:Adrian Alexandru Stanciu/sandbox/Sisteme de securitate

Sistemele de securitate se refera la un ansamblu de senzori (optici, temperatura, PIR ,umiditate, gaze, etc.) conectati la un panou de control. De-a lungul timpului, panoul de control a suferit schimbari odata cu evolutia tehnologiei, pornidu-se de la un panou analogic cu functii limitate, pana in era digitala cand aceste controloare au devenit din ce in ce mai complexe odata cu aparitia curentului IoT.

Introducere
Necesitatea omului de a fi în siguranță a apărut odată cu evoluția acestuia. Toți oamenii, în momentul de față, simt nevoia de sigurantă pentru ei, pentru cei din jurul lor, pentru proprietățile sau obiectele deținute și pentru locurile des frecventate. O bună parte a omenirii are impresia că de fiecare dată a uitat să închidă câte ceva, o ușă, un geam sau o mașină, astfel că din această necesitate a apărut o serie de inovații în domeniul securității. Prin apariția sistemelor de securitate se încearcă rezolvarea problemelor de efracție, de monitorizare și control.

Internet of things
Internet of things (IoT) sau internetul obiectelor, se referă la interacțiunea tuturor dispozitivelor folosite zilnic printr-o conexiune la internet. Definiția IoT a evoluat datorită îmbinării tehnologiilor multiple folosite pentru realizarea acestor sisteme. Principalele tehnologii definitorii ai acestui domeniu până în momentul de față sunt: analiza în timp real, machine learning, lucrul cu senzori și sisteme embedded (încorporate, înglobate). Aplicabilitatea acestui concept se regăsește în următoarele domenii: automatizarea clădirilor, transporturi, fabricație industrială, medical, dispozitive wearable. Acest concept stă la baza domeniului caselor inteligente (home automation) în care utilizatorul poate controla toate dispozitivele prin diferite metode, cum ar fi: gesturi, voce sau alte dispozitive inteligente (telefoane mobile sau ceasuri).

Un sistem de securitate se integrează perfect în acest domeniu al caselor inteligente, prin faptul că oferă o abordare de implementare a acestui subiect de home automation. Prin această abordare, se poate implementa o rețea de senzori pentru a monitoriza diferite obiective ale perimetrului și diferite părți de execuție cum ar fi motoare de dimensiuni mici, actuatoare sau alte dispozitive electronice. O altă necesitate a utilizatorului a unei case inteligente se definește prin controlul ansamblului de dispozitive puse în folosință.

Noțiuni și concepte
Cloud-Fog-Edge

Prezența în viața de zi cu zi a dispozitivelor inteligente sau a telefoanelor inteligente personale a crescut exponențial de la apariția primului telefon considerat inteligent în 1992 al companiei americane IBM. Această creștere a dus la o cerere explozivă de dispozitive, dar implicit la o creștere a traficului de date. O soluție pentru rezolvarea acestui schimb de date este împărțirea volumului de calcul pe diferite nivele. Nivelul de cloud este caracterizat de procesare industrială de date, logistică, baze de date de analiză si raportare și stocare de date.


 * Nivelul de cloud este caracterizat de procesare industrială de date, logistică, baze de date de analiză si raportare și stocare de date.
 * Nivelul de fog reprezintă centre locale de procesare în rețea.
 * Nivelul edge constituie procesarea datelor în timp real al dispozitivelor personale sau aplicații autonome.

Cloud computing reprezintă o metaforă și se definește ca un grup de elemente interconectate furnizeazaservicii pe care utilizatorul nu trebuie sa le suporte. Aceste servicii se referă la stocarea de date și puterea de calcul a informațiilor primite. Rețelele de calcul mari, din prezent, au funcții distribuite asupra mai multor locații, astfel încat conexiunea cu utilizatorul să fie cât mai rapidă. Cloud computing se bazează pe împărțirea resurselor pentru a fi cât mai fiabile. Acest concept de calcul distribuit este cheia care stă la baza infrastructurii calculului prin internet furnizând servicii cu drepturi depline care cuprind nu numai conținutul datelor ci și comunicarea.

Securitatea datelor în cloud reprezintă o resposabilitate pentru că în cloud computing, un centru de date stochează informația utilizatorilor care în mod normal ar fi fost stocată pe calculatoarele personale. Majoritatea platformelor cloud, datorită arhitecturii și a caracteristicilor impun un număr de nivele de securitate care includ centralizarea securității, segmentarea datelor și a proceselor, redundanța și disponibilitatea ridicată.

Fog computing extinde modelul cloud computing către marginea (edge) rețelei, de aici rezultând o nouă serie de aplicații și servicii. Caracteristicile principale ale acestui model sunt: latentă scăzută și localizare, mobilitate, un număr foarte mare de noduri, prezenta aplicațiilor de timp real. Platforma de calcul prin nivelul fog furnizează servicii de calcul, stocare și servicii care fac legătra între dispozitivele din nivelul edge și nivelul cloud. Arhitectura nivelului intermediar este compusă din servere distribuite în diferite locații pentru achiziționarea unei viteze mari de transfer. Un server fog este un dispozitiv virtualizat care dispune de spațiu de stocare, facilități de comunicare și calcul pentru a realiza procesarea rapidă a dispozitivelor aflate în perimetru.

Edge computing este o modalitate de calcul care apropie stocarea datelor și procesarea lor pentru a îmbunătații timpul de răspuns și lățimea de bandă a rețelei. Creșterea dispozitivelor IoT produce un volum mult prea mare de date pentru a putea fi procesat de centrele cloud, astfle fortând lățimea de bandă a retelei. Mutând serviciile care necesită un timp de răspuns mic spre nivelul edge, se realizează un sistem de tip memorie cache pentru sistemele IoT rezultând un timp de răspuns mult mai mare.

Problemele securității datelor pentru nivelul curent se regăsesc și în nivelul cloud, prin faptul că și acest nivel presupune o natură distribuită. Datele transmise prin nodurile nivelului edge trebuie criptate prin diferite metode, dar aceste noduri pot fi limitate din punct de vedere al resurselor pentru a rula algoritmi de criptare avansați. Aplicabilitatea serviciilor edge este aceea că se reduce volumul de date procesate pe celelalte două nivele și implicit reducerea costului transmisiilor. Toate aceste nivele conectate într-o manieră ierarhică conferă o arhitectură fiabilă și flexibilă pentru industria IoT.

Industria 4.0
Termenul de Industrie 4.0 se referă la o serie de concepte curente cum ar fi: fabrici inteligente, sisteme ciber fizice, noi sisteme în distribuție și achiziții, adaptabilitatea sistemelor la nevoile oamenilor. Abordările și ideile contextului industriei 4.0 sunt situate în discipline precum: știința calculatoarelor, ingineria electrică, ingineria mecanică și administrare. O altă abordare a industriei 4.0 este IIoT (industrial internet of things) care include pe lângă domeniile enumerate mai sus, și conceptele de cloud computing, edge computing, inteligență artificială și machine learning. Termenul industriei internetului lucrurilor este adesea întâlnit în industria de fabricație, în care se îmbină cu acest concept și modulul de analiza datelor mari. (Big data analtytics). Caracteristicile principale industriei 4.0 sunt: interoperabilitatea, virtualizarea, descentralizarea, modularizarea și actionarea în timp real. O preocupare importantă aacestor sisteme o constituie securitatea transmisiei datelor, care poate afecta integritatea și calitatea sistemelor. Industria 4.0, de multe ori este asociată cu a patra revoluție industrială, dar mulți consideră acest concept ca fiind doar o evoluție nu o revoluție. Dacă ne gândim că în ultimii 15 ani, varietatea produselor s-a dublat în timp ce ciclul de viață s-a redus cu 25%, e ușor să ne imaginăm că procesul de dezvoltare și fabricație are o complexitate în creștere și necesită noi modele și soluții tehnologice pentru a putea răspunde nevoilor clienților.Din acest punct de vedere se poate spune că Industria 4.0 a apărut ca o necesitate pentru eficientizarea proceselor de producție. Avansului tehnologic exponențial, manifestat prin puterea de procesare, capacitatea de memorare și multitudinea de aplicații dezvoltate au făcut ca industria să evolueze până la acest nivel.

Industria 4.0 implica urmatoarele etape:


 * Aplicarea tehnologiei informației și comunicațiilor pentru a digitiza informația și integra sisteme la concepție, dezvoltare, fabricație și utilizarea produselor.
 * Noi tehnologii software pentru modelare, simulare, virtualizare și fabricație digitală.
 * Dezvoltarea sistemelor cyber-fizice pentru a monitoriza și controla procesele fizice.
 * Evoluția imprimantelor 3D și additive manufacturing pentru a simplifica fabricația.
 * Suport pentru decizie la operatorii umani, apariția uneltelor inteligente și asistență folosind realitatea augmentată.

Automatizarea clădirilor
Automatizarea cladirilor sau domotica se refera la a construi o rețea de dispozitive contectate pentru facilita diferite sarcini. Acest termen poate include și securitatea perimetrului prin mijloace de control de acces sau sisteme de alarma. O casă cu un astfel de sistem instalat este capabilă să sune la unitati specializate, cu multă ingeniozitate și cu o largă varietate a plății, față de sistemele cu alarma normală.In mod frecvent sistemele domotice trebuie să colecteze date de la diverși senzori și să facă diferite lucruri cum ar fi: ajustarea luminii și selectarea melodiilor preferate de fiecare membru al casei, atunci când ei intră sau pleacă din camera personală. Acest sistem presupune ca fiecare membru să poarte asupra lui un tag RFID, pe câtă vreme cele mai sofisticate detectează mișcarea, funcțiile vitale și multe alte caracteristici individuale. Un sistem smart home este compus din aparatura electrica, senzori, actuatori, procesatori de date si analizatori. Acestea din urma pot fi conectate cu sau fara fir. Exista deja numeroase implementari ale sistemelor smart home, cele mai des intalnite si cele mai practice sunt sistemele care dispun de comunicare wireless intre aparatura si unitatea centrala de procesare.

Functionalitatile principale furnizate de un sistem de automatizare sunt:


 * integrarea cu dispozitivele smart
 * integrarea senzorilor pentru conditii de urmarire
 * puncte de control al sistemului
 * controlul sistemului la distanta

Industria IoT conceptualizează idea de conectare și monitorizare a obiectelor la distanță prin conexiune la internet. Când este vorba de casele oamenilor, acest concept se integrează perfect pentru a le face mai inteligente, sigure și automate. Sistemele wireless de securitate sau automatizarea clădirilor sunt un aspect relativ identic. Printre avantajele acestor sisteme de securitate inteligente se pot număra următoarele: costul, flexibilitatea, customizabilitatea, interacțiunea cu utilizatorul. Un sistem creat pentru securitatea si observarea încăperilor constă în senzori cu scopul de a colecta informații și a le furniza pentru ca utilizatorul să facă o decizie în cazuri sensibile. Tipurile de senzori folosite în sistemele de securitate sunt: senzori PIR (Passive Infrared Sensor), senzori de temperatură și module de comunicare. Într-un sistem de securitate se urmărește optimizarea vitezei de transfer a datelor și optimizarea vitezei de răspuns a părților mecanice, acestea două reprezentând o parte definitorie din punct de vedere calitativ. Majoritatea sistemelor de securitate și monitorizare folosesc standardul Zigbee. Acesta este un standard prin care se definesc operații de trasnfer de date în rețelele personale (low-rate wireless personal area networks – LR-WPANs). Un exemplu de asemenea modul poate fi Telegis ETRX357. Nu există sistem de securitate care să îndeplinească pe deplin toate cerințele, pentru ca fiecare sistem de monitorizare și control rezolvă o anumită gamă de probleme executând sarcini diferite. Așadar, există sisteme de securitate care pot măsura temperatura sau care pot detecta focul dintr-o încăpere rezistente în condiții dure, și sisteme care folosesc camere de supraveghere pentru a vizualiza într-un mod continuu perimetrul. În momentul actual, se regăsesc pe piață o serie de sisteme inteligente de securitate fiind clasificate prin cost, calitate, simplitatea instalării și a modului de lucru cu utilizatorul.