Konsep IoT (Internet of Things) telah lama dimasukkan dalam kosa kata spesialis IT. Meskipun saya tidak menemukan hub seperti itu, tapi saya harap ini akan segera diperbaiki :)
Namun, banyak orang masih bingung arsitektur IoT dengan arsitektur otomatisasi, di mana tugas utamanya adalah untuk mendapatkan informasi dari sensor, dan atas dasar mereka, mekanisme eksekutif dikendalikan.
Arsitektur TI mencakup dua hal yang tampaknya tidak kompatibel: di satu sisi, ini adalah sejumlah besar periferal dengan daya komputasi rendah, konsumsi daya rendah, kecepatan reaksi yang tinggi terhadap peristiwa, dan di sisi lain, server cloud dengan daya komputasi tinggi untuk memproses besar array data, penyimpanan dan klasifikasinya, sering kali dengan elemen kecerdasan dan analitik mesin. Kedua dunia ini menggunakan prinsip konstruksi dan arsitektur internal yang sangat berbeda. Mereka terlihat tidak kompatibel dan saat ini di pasar tenaga kerja ada beberapa spesialis yang sama-sama berpengetahuan luas dalam solusi Embedded dan Cloud. Ini adalah semacam "Stack Penuh". Tetapi dalam pengetahuan ini terletak kekuatan yang menyatukan dua, pada pandangan pertama, teknologi yang sama sekali tidak terkait. Dari integrasi mereka, kami mendapatkan efek sinergis yang luar biasa. Itu seperti penyatuan pria dan wanita - kasar dan kuat, halus dan lemah. Pada artikel ini saya akan mencoba menggambarkan arsitektur dasar IoT, mengingat aplikasi "secara umum".
Gambar di bawah ini menunjukkan arsitektur umum dari solusi IoT. Sangat bisa ditebak bahwa semuanya dimulai dengan sensor. Selain itu, semakin baik sensor cocok untuk tugasnya, semakin efisien sistem akan semakin jauh. Ini adalah semacam "batu penjuru" dari sistem. Penting untuk dicatat bahwa sensor mendeteksi perubahan dalam lingkungan, bukan keadaan statisnya. Sensor dibagi menjadi aktif - memancarkan sinyal sendiri dan menerima pantulan; dan pasif - hanya bekerja di bagian penerima tamu. Secara alami, yang terakhir mendapatkan manfaat signifikan dalam hal konsumsi energi. Sebagian besar sensor didasarkan pada penerimaan gelombang - suara, USG, cahaya dari berbagai rentang, termal. Namun, ada kategori sensor berdasarkan perubahan karakteristik fisik mereka, seperti induktansi, kapasitansi, tekanan. Hasil yang baik diperoleh dari kombinasi beberapa sensor, seperti detektor PIR dan sensor kapasitif untuk mendeteksi gerakan.
Dalam kasus apa pun, sensor menghasilkan sinyal analog, yang harus dikonversi ke angka untuk diproses lebih lanjut, yang dilakukan oleh konverter AtoD. Setelah menerima informasi digital, itu harus diproses oleh prosesor lokal perangkat periferal. Tugas utamanya adalah meletakkan label informasi yang diterima atau hanya mengklasifikasikannya. Tag bisa sederhana, seperti misalnya - ada gerakan, dan lebih kompleks - gerakan + kecepatan. Terkadang tag multidimensi dibutuhkan - Gerakan, Mesin. Semakin kompleks tag, semakin alami daya prosesor periferal dan konsumsi daya yang sesuai. Di sisi lain, semakin informatif tag, semakin sedikit jumlah informasi yang diperlukan yang dikirim ke cloud dan bandwidth yang dibutuhkan semakin sedikit, serta laju reaksi terhadap peristiwa tersebut meningkat. Tentu saja, semua tag memiliki label stempel waktu.
Tautan selanjutnya dapat berada di cloud dan di pinggiran, dan terkadang di kedua bagian. Sakelar mengalihkan informasi yang diterima ke berbagai objek, mengklasifikasikan tag. Objek-objek ini dapat berupa server, antrian, lambda atau hanya penyimpanan. Sampai sekarang, pekerjaan telah dilakukan dengan informasi dari perangkat periferal tertentu dan pada kenyataannya tidak berbeda dari pekerjaan sistem kontrol otomatis. Namun, pada tingkat berikutnya - integrasi, perbedaan kualitatif dimulai. Informasi dari berbagai perangkat periferal dirangkum dengan jenis tag yang sama. Apalagi jenis perangkat periferal itu sendiri bahkan bisa berbeda. Adalah penting bahwa tag jatuh ke satu titik yang bertanggung jawab untuk menerima peristiwa yang terkait - tag.
Informasi lebih lanjut dari semua objek penjumlahan tag disistematisasikan oleh blok Analytical. Ini terdiri dari logika dasar, atau, bisa dikatakan, otak dari sistem. Ada AI, Pembelajaran Mesin, dll. Hasil kerja blok Analytical ditransmisikan ke blok Presentation untuk ditampilkan kepada pengguna. Mungkin terlihat seperti mengirim pesan ke perangkat seluler, jadwal di WEB, atau lainnya.
Karena sistem IoT didistribusikan dan dihubungkan oleh saluran komunikasi yang tidak dapat diandalkan, maka perlu adanya mekanisme untuk pengiriman informasi yang terjamin. Jika tidak mungkin mentransfer informasi dari perangkat periferal ke cloud, upaya transmisi berulang kali dilakukan. Hal yang sama harus terjadi sebaliknya. Untuk tujuan ini, unit Presentasi Virtual dari perangkat periferal dimasukkan ke dalam mana informasi untuk transmisi ke perangkat periferal atau keadaan barunya dicatat. Seringkali ini hanya file teks, tetapi mungkin ada model representasi yang lebih akurat. Patut dicatat bahwa perubahan pada modul Virtual View dapat diinisialisasi dari berbagai modul rangkaian input, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Setelah kami menganalisis diagram blok fisik arsitektur IoT, kami dapat mempertimbangkan diagram logisnya
Jadi, semuanya dimulai lagi dengan sensor yang merekam perubahan lingkungan dari waktu ke waktu. Modul penandaan berikut melakukan segmentasi awal untuk acara sistem tertentu. Pada prinsipnya, pengembangan arsitektur aplikasi IoT harus dimulai dengan daftar peristiwa ini. Penjumlahan tag dilakukan menurut sekelompok perangkat periferal dengan jenis tag yang sama. Modul integrasi dirancang untuk membuat keputusan tentang perkiraan (prediksi peristiwa selanjutnya) atau penentuan (mengidentifikasi situasi dari berbagai pilihan). Informasi ini berfungsi sebagai semacam koefisien-kunci untuk modul model virtual perangkat periferal, di mana informasi aktual dari perangkat periferal itu sendiri dikonversi berdasarkan koefisien-kunci menjadi keadaan baru dari perangkat periferal.
Sekarang sedikit tentang apa yang tidak termasuk dalam skema arsitektur yang dijelaskan di atas, tetapi tentu saja apa yang harus Anda ingat:
- Penyimpanan informasi . Penyimpanan informasi harus terjadi di tingkat perangkat periferal dan di cloud. Perangkat periferal menyimpan programnya, pengaturan, status dan menyimpan sementara informasi dari sensor sampai dijamin untuk ditransfer ke cloud. Penyimpanan informasi berbasis cloud sudah jelas dan tidak memerlukan penjelasan, setidaknya sebagai bagian dari artikel ini.
- Keamanan / otorisasi . Setiap perangkat periferal harus diotorisasi dalam sistem, dan secara individual. Ini adalah topik terpisah yang juga berada di luar cakupan artikel ini.
- Antrian dan saluran pipa . Kategori arsitektur yang terpisah adalah cara mentransmisikan informasi melalui sistem, baik di dalam perangkat periferal dan di cloud dan di antara mereka.
Semoga ulasan singkat ini bermanfaat. Di masa depan, saya berencana untuk melanjutkan artikel dan membuat siklus nama panggilan yang didedikasikan untuk solusi IoT. Saya akan berterima kasih kepada semua orang atas komentar dan topik yang menarik bagi Anda.