IoT वास्तुकला - पहले हुड के नीचे देखें

IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) की अवधारणा लंबे समय से आईटी-विशेषज्ञों की शब्दावली में शामिल है। हालाँकि मुझे ऐसा कोई हब नहीं मिला, लेकिन मुझे उम्मीद है कि यह जल्द ही ठीक हो जाएगा :)

हालांकि, कई लोग अभी भी IoT वास्तुकला को स्वचालन वास्तुकला के साथ भ्रमित करते हैं, जहां मुख्य कार्य सेंसर से जानकारी प्राप्त करना है, और उनके आधार पर, कार्यकारी तंत्र नियंत्रित होते हैं।

आईटी आर्किटेक्चर में दो प्रतीत होने वाली असंगत चीजें शामिल हैं: एक तरफ, यह कम कंप्यूटिंग शक्ति, कम बिजली की खपत, घटनाओं पर प्रतिक्रिया की उच्च गति और दूसरी ओर, बड़े प्रसंस्करण के लिए उच्च कंप्यूटिंग शक्ति वाले क्लाउड सर्वर के साथ बाह्य उपकरणों की एक बड़ी संख्या है। डेटा सरणी, इसका भंडारण और वर्गीकरण, अक्सर मशीन इंटेलिजेंस और एनालिटिक्स के तत्वों के साथ। ये दोनों दुनिया निर्माण और आंतरिक वास्तुकला के पूरी तरह से अलग सिद्धांतों का उपयोग करते हैं। वे असंगत दिखते हैं और आज श्रम बाजार में एंबेडेड और क्लाउड समाधानों में समान रूप से जानकार कुछ विशेषज्ञ हैं। यह एक तरह का "फुल स्टैक" है। लेकिन इस ज्ञान में पहली नज़र में, पूरी तरह से असंबंधित प्रौद्योगिकियों में दो को एकजुट करने वाली शक्ति निहित है। उनके एकीकरण से हमें एक अद्भुत सहक्रियात्मक प्रभाव प्राप्त होता है। यह एक पुरुष और एक महिला के मिलन की तरह है - स्थूल और मजबूत, परिष्कृत और कमजोर। इस लेख में मैं "सामान्य रूप से" आवेदन पर विचार करते हुए IoT की बुनियादी वास्तुकला का वर्णन करने का प्रयास करूंगा।

नीचे दिया गया आंकड़ा IoT समाधान की सामान्य वास्तुकला को दर्शाता है। यह बहुत अनुमानित है कि सब कुछ सेंसर से शुरू होता है। इसके अलावा, बेहतर सेंसर अपने कार्य के लिए उपयुक्त है, सिस्टम उतना ही अधिक कुशल होगा। यह सिस्टम की एक तरह की "आधारशिला" है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सेंसर पर्यावरण में एक परिवर्तन का पता लगाता है, न कि इसकी स्थिर स्थिति। सेंसर सक्रिय में विभाजित हैं - खुद संकेतों को उत्सर्जित करना और प्रतिबिंब प्राप्त करना; और निष्क्रिय - केवल स्वागत समारोह में काम करना। स्वाभाविक रूप से, बाद वाला ऊर्जा खपत के मामले में महत्वपूर्ण रूप से लाभान्वित होता है। अधिकांश सेंसर तरंगों के स्वागत पर आधारित होते हैं - ध्वनि, अल्ट्रासाउंड, विभिन्न श्रेणियों का प्रकाश, थर्मल। हालांकि, उनकी शारीरिक विशेषताओं में बदलाव के आधार पर सेंसर की एक श्रेणी है, जैसे कि अधिष्ठापन, समाई, दबाव। अच्छे परिणाम कई सेंसर के संयोजन से प्राप्त होते हैं, जैसे कि पीर डिटेक्टर और आंदोलन का पता लगाने के लिए कैपेसिटिव सेंसर।

किसी भी स्थिति में, सेंसर एक एनालॉग सिग्नल उत्पन्न करता है, जिसे आगे की प्रक्रिया के लिए एक अंक में बदलना चाहिए, जो कि AtoD कनवर्टर करता है। डिजिटल जानकारी प्राप्त करने के बाद, इसे परिधीय डिवाइस के स्थानीय प्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाना चाहिए। इसका मुख्य कार्य प्राप्त सूचनाओं के टैग को नीचे रखना या बस इसे वर्गीकृत करना है। टैग सरल हो सकता है, उदाहरण के लिए - आंदोलन है, और अधिक जटिल है - आंदोलन + गति। कभी-कभी बहुआयामी टैग की आवश्यकता होती है - आंदोलन, मशीन। टैग जितना अधिक जटिल होगा, परिधीय प्रोसेसर की स्वाभाविक रूप से अधिक शक्ति और उतनी ही बिजली की खपत होगी। दूसरी ओर, अधिक जानकारीपूर्ण टैग, क्लाउड को प्रेषित जानकारी की कम आवश्यक मात्रा और इसी तरह कम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ घटना की प्रतिक्रिया दर भी बढ़ जाती है। बेशक, सभी टैग में टाइमस्टैम्प लेबल होता है।

अगला लिंक क्लाउड में और परिधि पर और कभी-कभी दोनों भागों में हो सकता है। स्विच प्राप्त सूचनाओं को विभिन्न वस्तुओं में वर्गीकृत करता है, टैग को वर्गीकृत करता है। ये ऑब्जेक्ट सर्वर, कतार, लैम्ब्डा या सिर्फ स्टोरेज हो सकते हैं। अब तक, एक विशिष्ट परिधीय डिवाइस से जानकारी के साथ काम किया गया है और वास्तव में स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के काम से अलग नहीं है। हालांकि, अगले स्तर पर - एकीकरण, एक गुणात्मक अंतर शुरू होता है। विभिन्न परिधीय उपकरणों से सूचनाओं को एक ही प्रकार के टैग द्वारा संक्षेपित किया जाता है। इसके अलावा, परिधीय उपकरणों के प्रकार स्वयं भी अलग हो सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि टैग संबंधित घटना - टैग को प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार एकल बिंदु में आते हैं।
सभी वस्तुओं के सारांश टैग से आगे की जानकारी विश्लेषणात्मक ब्लॉक द्वारा व्यवस्थित है। इसमें मूल तर्क शामिल हैं, या, तो बोलने के लिए, सिस्टम का दिमाग। एआई, मशीन लर्निंग, आदि है। विश्लेषणात्मक ब्लॉक के कार्य का परिणाम उपयोगकर्ता को प्रदर्शन के लिए प्रस्तुति ब्लॉक में प्रेषित किया जाता है। यह एक मोबाइल डिवाइस पर एक संदेश भेजने की तरह लग सकता है, एक वेब पर एक अनुसूची, या कोई अन्य।

चूंकि IoT सिस्टम एक अविश्वसनीय संचार चैनल द्वारा वितरित और जुड़ा हुआ है, इसलिए गारंटीशुदा सूचना वितरण के लिए तंत्र होना आवश्यक है। इस घटना में कि परिधीय डिवाइस से क्लाउड पर जानकारी स्थानांतरित करना संभव नहीं है, बार-बार ट्रांसमिशन के प्रयास किए जाते हैं। यही बात दूसरे तरीके से भी होनी चाहिए। इन उद्देश्यों के लिए, परिधीय उपकरण की एक आभासी प्रस्तुति इकाई शुरू की जाती है जिसमें परिधीय उपकरण या इसके नए राज्य में संचरण की जानकारी दर्ज की जाती है। अक्सर यह सिर्फ एक पाठ फ़ाइल है, लेकिन एक अधिक सटीक प्रतिनिधित्व मॉडल हो सकता है। यह उल्लेखनीय है कि वर्चुअल व्यू मॉड्यूल में परिवर्तन इनपुट सर्किट के विभिन्न मॉड्यूल से शुरू किया जा सकता है, जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है।

हमने IoT वास्तुकला के भौतिक ब्लॉक आरेख का विश्लेषण करने के बाद, हम इसके तार्किक आरेख पर विचार कर सकते हैं

तो, यह सब फिर से सेंसर के साथ शुरू होता है जो समय के साथ पर्यावरण में बदलाव को रिकॉर्ड करता है। निम्नलिखित टैगिंग मॉड्यूल कुछ सिस्टम ईवेंट के लिए प्रारंभिक विभाजन करता है। सिद्धांत रूप में, IoT एप्लिकेशन के आर्किटेक्चर का विकास इन घटनाओं की सूची के साथ शुरू होना चाहिए। टैग सारांश एक ही प्रकार के टैग के साथ परिधीय उपकरणों के एक समूह के अनुसार किया जाता है। एकीकरण मॉड्यूल को अनुमान (बाद की घटनाओं की भविष्यवाणी) या दृढ़ संकल्प (विकल्पों की एक किस्म से स्थिति की पहचान) पर निर्णय लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह जानकारी परिधीय डिवाइस के वर्चुअल मॉडल के मॉड्यूल के लिए एक प्रकार के कुंजी-गुणांक के रूप में कार्य करती है, जिसमें परिधीय डिवाइस से वास्तविक जानकारी को परिधीय डिवाइस के नए राज्य में कुंजी-गुणांक के आधार पर परिवर्तित किया जाता है।

अब ऊपर वर्णित वास्तुकला योजना में क्या नहीं हुआ, इसके बारे में थोड़ा, लेकिन निश्चित रूप से आपको क्या ध्यान रखना चाहिए:

• सूचना भंडारण । सूचना भंडारण परिधीय उपकरण के स्तर पर और क्लाउड में दोनों होना चाहिए। परिधीय उपकरण अपने कार्यक्रम, सेटिंग्स, स्थिति को सहेजता है और सेंसर से जानकारी को अस्थायी रूप से संग्रहीत करता है जब तक कि इसे क्लाउड पर स्थानांतरित करने की गारंटी न हो। जानकारी के क्लाउड-आधारित संग्रहण स्पष्ट है और इस लेख के भाग के रूप में, कम से कम स्पष्टीकरण की आवश्यकता नहीं है।
• सुरक्षा / प्राधिकरण । प्रत्येक परिधीय उपकरण को सिस्टम में और व्यक्तिगत रूप से अधिकृत किया जाना चाहिए। यह एक अलग विषय है जो इस लेख के दायरे से परे है।
• कतार और पाइपलाइन । वास्तुकला की एक अलग श्रेणी प्रणाली के माध्यम से सूचना प्रसारित करने का साधन है, दोनों परिधीय उपकरणों के अंदर और बादल में और उनके बीच।

आशा है कि यह संक्षिप्त समीक्षा सहायक होगी। भविष्य में, मैं लेख जारी रखने और IoT समाधानों को समर्पित एक उपनाम चक्र बनाने की योजना बना रहा हूं। मैं टिप्पणियों और विषयों के लिए सभी का आभारी रहूंगा जो आपके लिए हितकारी होंगे।