معماری جامع اینترنت اشیا

بسته به کاربردهای گوناگون اینترنت اشیا در مباحث گوناگون ، توسعه آن نیز متفاوت بوده است. اما با این وجود اینترنت اشیا از یک معماری جهانی تعریف شده پیروی می کند. در ادامه به معماری جامع اینترنت اشیا یا همان معماری چهار مرحله ای IoT خواهیم پرداخت.

معماری جامع اینترنت اشیا

بسته به کاربردهای گوناگون اینترنت اشیا در مباحث گوناگون ، توسعه آن نیز متفاوت بوده است. اما با این وجود اینترنت اشیا از یک معماری جهانی تعریف شده پیروی می کند. در ادامه به معماری جامع اینترنت اشیا یا همان معماری چهار مرحله ای IoT خواهیم پرداخت.

شاید اولین چیزی که با شنیدن عبارت جذاب “اینترنت اشیا” به ذهن شما خطور می کند ، یک خانه هوشمند یا یک اتومبیل خودمختار باشد. اما IoT فقط مربوط به اتوماسیون خانه و شهر نیست. در واقع این فناوری در بسیاری از شاخه ها گسترش یافته است. همانطور که اینترنت اشیا قدرت تغییر و بهبود زندگی روزمره ما را دارد ، همچنین می تواند نحوه اداره تجارت و در نهایت نحوه ادراک ما از هر جنبه را تغییر دهد. به این ترتیب در حال حاضر فناوری اینترنت اشیا از کاربردهای متنوعی برخوردار است و استفاده از IoT نیز با سرعت بیشتری در حال رشد است. در این میان دانستن معماری جامع اینترنت اشیا و لزوم آن برای درک بهتر مفاهیم جدید تکنولوژی حائز اهمیت است.

چرا به یک معماری جامع اینترنت اشیا نیاز است؟

هنوز هم ، هنگام صحبت در مورد اینترنت اشیا ، به توانایی بالقوه آن توجه زیادی می شود. اخبار مربوط به کارهایی که اینترنت اشیا در آینده می تواند انجام دهد و چگونگی تغییراتی که در زندگی ما ایجاد خواهد کرد هنوز هم زیاد به گوش می رسد. اما ممکن است به نظر برسد این چشم اندازهای جذاب به همان سرعتی که ما آرزو می کنیم به واقعیت تبدیل نشوند.

به کار انداختن هر سیستم اینترنت اشیا مستلزم استفاده از تمام منابع ، سخت افزار ، نرم افزار و سیستم ها است ، هرچند که همه آنها متنوع باشند ، اما باید در یک چارچوب واحد برای تشکیل یک راه حل یکپارچه ، قابل اعتماد و مقرون به صرفه قرار بگیرند. به زبان ساده ، هر استقرار IoT به یک معماری جامع اینترنت اشیا نیاز دارد تا بتواند به هدف طراحی شده خود برسد. علاوه بر این کارآیی و کاربرد سیستم حاصل تا حد زیادی به کیفیت زیرساخت های توسعه یافته بستگی دارد.

بلوک های ساختاری معماری اینترنت اشیا

در حالی که هر سیستم اینترنت اشیا متفاوت است ، اما پایه و اساس هر معماری اینترنت اشیا و همچنین روند کلی پردازش داده های آن تقریباً یکسان است.

اینترنت اشیا اول از همه ، شامل اشیا متصل به اینترنت است که با استفاده از سنسورها و محرک های جاسازی شده قادر به درک محیط اطراف خود و جمع آوری اطلاعاتی هستند که به دروازه های اینترنت اشیا منتقل می شوند.

مرحله بعدی شامل سیستم های جمع آوری داده های اینترنت اشیا و دروازه هایی است که انبوه داده های پردازش نشده را جمع آوری می کند ، آنها را به جریان های دیجیتال تبدیل می کند ، فیلتر و پیش پردازش می کند تا آماده تجزیه و تحلیل شود.

لایه سوم توسط دستگاه های لبه ای ارائه می شود که مسئول پردازش بیشتر و تجزیه و تحلیل پیشرفته داده ها هستند. این لایه همچنین جایی است که یادگیری ماشین وارد عمل می شود.

پس از آن ، داده ها به مراکز داده منتقل می شوند که می توانند مبتنی بر ابر باشند یا به صورت محلی نصب شوند. این جایی است که داده ها برای بینش عملی ذخیره ، مدیریت و تجزیه و تحلیل می شوند.

بنابراین ، چهار لایه کلی برای معماری اینترنت اشیا وجود دارد که می تواند به صورت لایه حسگر ، لایه شبکه ، لایه پردازش داده و لایه کاربرد تعریف گردد. در ادامه در مورد هر کدام از این چهار لایه توضیح داده می شود.

معرفی چهار لایه کلی برای معماری اینترنت اشیا

• لایه حسگر

سنسورها ، محرک ها ، دستگاه ها در لایه حسگر قرار دارند. این سنسورها یا محرک ها داده ها (پارامترهای فیزیکی / محیطی) را می پذیرند ، آنها را پردازش کرده و سپس از طریق شبکه منتشر می کنند.

• لایه شبکه

دروازه های اینترنت / شبکه ، سیستم اکتساب داده (DAS) در این لایه وجود دارد. DAS عملکرد تجمع و تبدیل داده را انجام می دهد. این به معنای جمع آوری داده ها و سپس تبدیل داده های آنالوگ حسگرها به داده های دیجیتال و غیره است. دروازه های پیشرفته ای که به طور عمده ارتباط بین شبکه های حسگر و اینترنت را باز می کند ، بسیاری از ویژگی های اصلی دروازه مانند حفاظت از بدافزار را نیز انجام می دهد. همچنین برخی اوقات تصمیم گیری بر اساس داده های ورودی و خدمات مدیریت داده و غیره را نیز فیلتر می کند.

• لایه پردازش داده

این واحد پردازش اکوسیستم اینترنت اشیا است. در اینجا داده ها قبل از ارسال به مرکز داده، اغلب به عنوان برنامه های تجاری در جایی که داده ها نظارت و مدیریت می شوند و برای اقدامات بعدی نیز آماده می شوند ، تجزیه و تحلیل و پردازش می شوند.

• سطح کاربردی

این آخرین لایه از چهار مرحله معماری جامع اینترنت اشیا است. مراکز داده یا ابر ، مرحله مدیریت داده ها است که در آن داده ها مدیریت می شوند و توسط برنامه های کاربر نهایی مانند مراقبت های بهداشتی ، هوا فضا ، کشاورزی ، دفاعی و غیره استفاده می شوند.

نمونه معماری اینترنت اشیا

بهداشت و درمان از جمله صنایع بزرگی است که همواره در پذیرش فناوری های اینترنت اشیا پیشرو بوده است. دلیل این امر این است که سیستم های اینترنت اشیا به بیماران برای استفاده از مراقبت های با کیفیت بالا کمک می کند. بنابراین در مراقبت های بهداشتی عصر کنونی ، نقش IoT بسیار حائز اهمیت است.