لقد تم تضمين مفهوم إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) منذ فترة طويلة في مفردات متخصصي تكنولوجيا المعلومات. على الرغم من أنني لم أجد مثل هذا المركز ، ولكن آمل أن يتم إصلاحه قريبًا :)
ومع ذلك ، لا يزال الكثير من الناس يخلطون بين بنية إنترنت الأشياء وهندسة الأتمتة ، حيث تتمثل المهمة الرئيسية في الحصول على المعلومات من أجهزة الاستشعار ، وعلى أساسها ، يتم التحكم في الآليات التنفيذية.
تتضمن بنية تكنولوجيا المعلومات شيئين غير متوافقين على ما يبدو: من ناحية ، هذا عدد كبير من الأجهزة الطرفية ذات طاقة حوسبة منخفضة ، واستهلاك منخفض للطاقة ، وسرعة عالية في التفاعل مع الأحداث ، ومن ناحية أخرى ، خوادم سحابية ذات قدرة حوسبة عالية لمعالجة كبيرة مجموعة البيانات وتخزينها وتصنيفها ، وغالبًا ما تحتوي على عناصر ذكاء الآلة والتحليلات. يستخدم هذان العالمان مبادئ مختلفة تمامًا للبناء والعمارة الداخلية. إنها تبدو غير متوافقة ، واليوم في سوق العمل ، هناك عدد قليل من المتخصصين على دراية متساوية بالحلول المدمجة والسحابية. هذا نوع من "المكدس الكامل". ولكن في هذه المعرفة تكمن القوة في توحيد تكنولوجيتين ، للوهلة الأولى ، لا علاقة لهما على الإطلاق. من اندماجهم نحصل على تأثير تآزري مذهل. إنه مثل اتحاد رجل وامرأة - فاضح وقوي ، ومكرر ، وضعيف. في هذه المقالة سأحاول وصف البنية الأساسية لإنترنت الأشياء ، مع الأخذ في الاعتبار التطبيق "بشكل عام".
يوضح الشكل أدناه البنية العامة لحل إنترنت الأشياء. من المتوقع جدًا أن يبدأ كل شيء بمستشعرات. علاوة على ذلك ، كلما كان المستشعر مناسبًا لمهمته بشكل أفضل ، كلما كان النظام أكثر كفاءة. هذا هو نوع من "حجر الزاوية" للنظام. من المهم ملاحظة أن المستشعر يكتشف تغيرًا في البيئة ، وليس حالته الثابتة. تنقسم أجهزة الاستشعار إلى نشطة - تنبعث منها الإشارات نفسها وتتلقى الانعكاس ؛ والسلبي - العمل فقط في حفل الاستقبال. بطبيعة الحال ، هذا الأخير يستفيد بشكل كبير من حيث استهلاك الطاقة. تعتمد معظم المستشعرات على استقبال الموجات - الصوت ، الموجات فوق الصوتية ، ضوء النطاقات المختلفة ، الحرارية. ومع ذلك ، هناك فئة من أجهزة الاستشعار تعتمد على التغيرات في خصائصها الجسدية ، مثل الحث والسعة والضغط. يتم الحصول على نتائج جيدة من مجموعة من عدة أجهزة استشعار ، مثل كاشف PIR ومستشعر سعوي لاكتشاف الحركة.
على أي حال ، يولد المستشعر إشارة تناظرية ، والتي يجب تحويلها إلى رقم لمزيد من المعالجة ، وهو ما يفعله محول AtoD. بعد تلقي المعلومات الرقمية ، يجب معالجتها بواسطة المعالج المحلي للجهاز الطرفي. وتتمثل مهمتها الرئيسية في وضع علامة على المعلومات الواردة أو ببساطة تصنيفها. يمكن أن تكون العلامات بسيطة ، على سبيل المثال - هناك حركة وأكثر تعقيدًا - حركة + سرعة. في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى علامات متعددة الأبعاد - الحركة ، الآلة. كلما كانت العلامة أكثر تعقيدًا ، زادت قوة المعالج المحيطي بشكل طبيعي واستهلاك الطاقة المقابل. من ناحية أخرى ، كلما كانت العلامة أكثر إفادة ، كلما قلت كمية المعلومات الضرورية المرسلة إلى السحابة وقلت الحاجة إلى عرض النطاق الترددي المقابل ، بالإضافة إلى زيادة معدل التفاعل للحدث. بالطبع ، تحتوي جميع العلامات على ملصق طابع زمني.
يمكن أن يكون الرابط التالي في السحاب وفي المحيط ، وأحيانًا في كلا الجزأين. يقوم المحول بإعادة توجيه المعلومات المستلمة إلى كائنات مختلفة ، وتصنيف العلامات. يمكن أن تكون هذه الأشياء خوادم أو طوابير أو لامدا أو مجرد تخزين. حتى الآن ، تم تنفيذ العمل بمعلومات من جهاز طرفي معين وفي الواقع لا يختلف عن عمل أنظمة التحكم الآلي. ومع ذلك ، في المستوى التالي - التكامل ، يبدأ فرق نوعي. يتم تلخيص المعلومات من الأجهزة الطرفية المختلفة بنفس نوع العلامات. علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون أنواع الأجهزة الطرفية نفسها مختلفة. من المهم أن تقع العلامات في نقطة واحدة مسؤولة عن استقبال الحدث المقابل - العلامة.
يتم تنظيم مزيد من المعلومات من جميع علامات تلخيص الكائنات بواسطة الكتلة التحليلية. وهو يتألف من المنطق الأساسي ، أو ، إذا جاز التعبير ، أدمغة النظام. هناك AI ، التعلم الآلي ، وما إلى ذلك. يتم نقل نتيجة عمل الكتلة التحليلية إلى كتلة العرض التقديمي لعرضها على المستخدم. قد يبدو وكأنه إرسال رسالة إلى جهاز محمول ، أو جدول زمني على WEB ، أو آخر.
نظرًا لأن نظام إنترنت الأشياء يتم توزيعه وتوصيله عبر قناة اتصال غير موثوقة ، فمن الضروري أن تكون هناك آليات لتقديم معلومات مضمونة. في حالة عدم إمكانية نقل المعلومات من الجهاز المحيطي إلى السحابة ، يتم إجراء محاولات إرسال متكررة. يجب أن يحدث نفس الشيء في الاتجاه الآخر. لهذه الأغراض ، يتم تقديم وحدة عرض تقديمي ظاهري للجهاز الطرفي يتم فيها تسجيل المعلومات لإرسالها إلى الجهاز الطرفي أو حالته الجديدة. غالبًا ما يكون هذا مجرد ملف نصي ، ولكن قد يكون هناك نموذج تمثيل أكثر دقة. من الجدير بالذكر أن التغييرات في وحدة العرض الافتراضي يمكن تهيئتها من وحدات مختلفة من دائرة الإدخال ، كما هو موضح في الشكل.
بعد أن قمنا بتحليل مخطط الكتلة المادية لمعمارية إنترنت الأشياء ، يمكننا أن نفكر في الرسم التخطيطي المنطقي
لذلك ، يبدأ كل شيء مرة أخرى بأجهزة استشعار تسجل التغيير في البيئة بمرور الوقت. تقوم وحدة وضع العلامات التالية بتنفيذ التجزئة الأولية لبعض أحداث النظام. من حيث المبدأ ، يجب أن يبدأ تطوير بنية تطبيق إنترنت الأشياء بقائمة من هذه الأحداث. يتم تنفيذ تجميع العلامات وفقًا لمجموعة من الأجهزة الطرفية التي لها نفس نوع العلامات. تم تصميم وحدة التكامل لاتخاذ قرارات بشأن التقريب (التنبؤ بالأحداث اللاحقة) أو التحديد (تحديد موقف من مجموعة متنوعة من الخيارات). تعمل هذه المعلومات كنوع من معامل المفتاح للوحدة النمطية للنموذج الظاهري للجهاز الطرفي ، حيث يتم تحويل المعلومات الفعلية من الجهاز الطرفي نفسه على أساس معامل المفتاح إلى الحالة الجديدة للجهاز الطرفي.
الآن القليل عن ما لم يندرج في مخطط العمارة الموصوف أعلاه ، ولكن بالتأكيد ما يجب أن تضعه في اعتبارك:
- تخزين المعلومات . يجب أن يحدث تخزين المعلومات على مستوى الجهاز المحيطي وفي السحابة. يحفظ الجهاز المحيطي برنامجه وإعداداته وحالته ويخزن المعلومات مؤقتًا من المستشعرات حتى يتم ضمان نقلها إلى السحابة. إن التخزين المعلوماتي المستند إلى السحابة أمر واضح ولا يتطلب أي تفسير ، على الأقل كجزء من هذه المقالة.
- الأمن / التفويض . يجب أن يؤذن كل جهاز طرفي في النظام ، وبشكل فردي. هذا موضوع منفصل يتجاوز أيضًا نطاق هذه المقالة.
- قوائم الانتظار وخطوط الأنابيب . فئة منفصلة من الهندسة المعمارية هي وسيلة نقل المعلومات من خلال النظام ، سواء داخل الأجهزة الطرفية أو في السحابة وفيما بينها.
نأمل أن تكون هذه المراجعة القصيرة مفيدة. في المستقبل ، أخطط لمتابعة المقالات وإنشاء دورة كنية مخصصة لحلول إنترنت الأشياء. سأكون ممتنا للجميع للتعليقات والمواضيع التي تهمك.