ما إنترنت الأشياء يتكون من

إذا انتقلت إلى ويكيبيديا للبحث عن تعريف لمصطلح "إنترنت الأشياء" ، يمكنك رؤية ما يلي:

إن Internet of Things (IoT) هو مفهوم شبكة كمبيوتر للأشياء المادية ("الأشياء") مزودة بتقنيات مدمجة للتفاعل مع بعضها البعض أو مع البيئة الخارجية ، مع مراعاة تنظيم هذه الشبكات كظاهرة يمكنها إعادة بناء العمليات الاقتصادية والاجتماعية ، باستثناء الحاجة إلى مشاركة الإنسان من جزء من الإجراءات والعمليات.

في هذه المقالة ، أود أن أفكر في كيفية "الأشياء" التي يمكن أن تتحقق بها هذه الفكرة في عالمنا وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض أو مع البيئة الخارجية.

تنقسم العناصر الأساسية إلى عدة أنواع: أجهزة الاستشعار والمحركات والبوابات.

مجسات

ربما لا يوجد أي معنى في شرح معنى وغرض هذا النوع من العناصر. لا يختلف عن تلك القياسية: مجموعة متنوعة من موازين الحرارة والميكروفونات والكاميرات وعشرات الأجهزة الأخرى الأقل شيوعًا. يمكن رؤية بعضها في صورة Sensors Starter Kit لـ Arduino:

المحركات

الغرض من هذا النوع من العناصر هو التأثير على البيئة ، أو كائن محدد فيها. يمكن لعب هذا الدور من قبل مجموعة واسعة من الأجهزة: من الماكينات ومكبرات الصوت إلى الأقفال (بالطبع ، الإلكترونية) مع تركيبات الإضاءة.

بوابات

هذه هي الأجهزة التي يتم تعيينها عادةً منطق تحليل السطح للمعلومات الواردة من أجهزة الاستشعار المتصلة بها. في بعض الحالات ، قد يتطلب تحليل البيانات قدرًا صغيرًا من موارد الحوسبة ، لذلك فإن البوابات قادرة تمامًا على اتخاذ بعض القرارات من تلقاء نفسها. في اتخاذ مثل هذه القرارات ، يرسلون أوامر تحكم معينة إلى المشغلين ، والتي ، بدورها ، تؤدي وظائفها بالفعل.
إذا كانت معالجة المعلومات باهظة الثمن ، أو كانت هناك حاجة إلى جمع هذه المعلومات ، فإن البوابات ترسلها إلى الخادم ، حيث يتم إجراء مزيد من العمل معها. من المحتمل جدًا استخدام الحواسيب الصغيرة (أعلاه) أو المعالجات الدقيقة (أدناه) كبوابات:





من أجل بناء نظام مراقبة ، يكفي استخدام أجهزة الاستشعار وبعض الخوادم فقط ، والتي ستكون بمثابة بوابة. على سبيل المثال ، بفضل مستشعر الحركة و "التوت الشرطي" ، يمكن بسهولة تنظيم عدد الأشخاص الذين يمرون عبر نوع من الممرات.

من خلال إضافة مشغل في وجه السماعة إلى نموذج تم إنشاؤه مسبقًا ، من الممكن التأكد من أن مرور كل عابر نسمع من قبل المعارضين المهيبين.

لذلك ، لتعقيد تصميم مثل هذه الخلية يمكن أن يكون وقتا طويلا. ومع ذلك ، عند نقطة معينة ، ستكون هناك حاجة لتخزين الإحصاءات التي تم جمعها على المدى الطويل وتحليلها وتصورها والمزيد. ستحتاج هنا إلى خوادم كاملة المزايا يمكنك من خلالها تفويض هذه المسؤوليات. تشكل هذه الخوادم معًا السحب ، التي ترتبط بها البوابات.

النقل

الآن وبعد أن أصبح من الواضح أكثر أو أقل الأجهزة المستخدمة لإنشاء البنية التحتية ، يمكنك معرفة كيفية تفاعل هذه الأجهزة مع بعضها البعض. كما ترون في الصورة الأولى ، هناك مجموعتان شرطيتان - السحابة والمحيط.

الخلايا التي تتألف من الأنواع المذكورة أعلاه من الأجهزة ، كما ترى ، في المحيط وتستخدم بروتوكولات اتصال خاصة للاتصال. الأكثر شيوعا لورا وزيجبي. كلتا الشبكتين بطيئة للغاية بالمقارنة ، على سبيل المثال ، مع 4G أو حتى 3G ، ولكن لديهم أيضا مزاياها.

واحدة من أهمها كفاءة استخدام الطاقة. الحقيقة هي أن فكرة إنترنت الأشياء هي خلق بيئة من الأجهزة التي تتواصل مع بعضها البعض دون تدخل بشري. تجدر الإشارة إلى أنه في بعض الحالات لن يكون من الممكن تجنب التدخل البشري تمامًا. على سبيل المثال ، في نظام حساب عدد الأشخاص الذين مروا ، هناك مستشعر للحركة. إنه ، مثل أي جهاز كهربائي آخر ، يحتاج إلى الطاقة. لا يبدو أن توصيل الأسلاك بقوة كل مستشعر (إذا كان هناك أكثر من 5 منها ومنتشرة للغاية في الفضاء) فكرة جيدة. وفقًا لذلك ، سيعملون على البطاريات أو البطاريات. إذا كان استهلاك الشحن مبالغًا فيه ، فستحتاج إلى تغيير البطاريات كثيرًا. وسيؤدي ذلك إلى ما تحاول إنترنت الأشياء الابتعاد عنه - سيكون من الضروري لشخص ما استبدال هذه البطاريات. ولكن إذا كانت المستشعرات موفرة للطاقة ، فستكون كافية فقط لإدخال البطارية ونسيانها لمدة عام أو عامين أو خمسة ، إلخ.

ميزة أخرى لهذه الشبكات هي مناعة الضوضاء العالية. يتم إرسال كل جزء من المعلومات في هذه الشبكات بواسطة إشارة راديو منفصلة ، لذلك من السهل جدًا تمييزها عن خلفية الضوضاء المحمولة جواً.

مقارنة صغيرة من لورا وزيجبي

الخصائص المقارنة الرئيسية
الطوبوغرافية	النجم	بسيطة وشبكة
نطاق التردد (يختلف حسب البلد)	2.4 جيجا هرتز ، 868/915 ميجا هرتز ، 433 ميجا هرتز ، 169 ميجا هرتز	2.4 جيجا هرتز و 915 ميجا هرتز و 868 ميجا هرتز
عقد الشبكة	المحطة الأساسية المضيف	جهاز التوجيه منسق (واحد من أجهزة التوجيه) المضيف
المدى في الفضاء المفتوح	10 - 15 كم	حوالي 500 متر (حسب قدرة المرسل)
السرعة	0.3 - 50 كيلو بايت في الثانية	5 - 250 كيلوبت في الثانية

ولكن بين المحيط والسحابة ، وكذلك داخل السحابة ، عادة ما يستخدمون شبكة wi-fi المألوفة والمألوفة مع شبكات الإيثرنت والشبكات الخلوية والأقمار الصناعية ، إلخ.

مقارنة بين أنواع مختلفة من الشبكات على أساس السرعة والمدى

الخاتمة

الآن ، بعد فحص جهاز الإنترنت لشبكات الأشياء ، يمكننا أن نقول على وجه اليقين أنه من حيث الأجهزة لا يوجد شيء غامض ومعقد. يمكن لأي شخص يمكنه شراء مكونات رخيصة إلى حد ما اليوم وكتابة رمز في سطرين إنشاء شبكة إنترنت الأشياء بسيطة. ومع ذلك ، من أجل تطوير وتنفيذ مشاريع جادة ، مثل تنفيذ مفهوم المنزل الذكي أو حتى المدينة الذكية ، تحتاج إلى بذل جهد كبير. بعد كل شيء ، لكي تعمل جميع هذه الأجهزة معًا ، تحتاج إلى نظام أساسي يمكنه التحكم في جميع العمليات الجارية.

أيضا ، لا تنس أن التقنيات الأخرى يمكن استخدامها في السحب على الإنترنت من الأشياء للمساعدة في الكشف عن إمكاناتها إلى حد أكبر. قد يكون هذا هو BigData و BlockChain والشبكات العصبية للتعلم الآلي. ولكن كل من أحدث التقنيات المدرجة هي مساحة واسعة منفصلة من علوم الكمبيوتر (وليس ذلك).