خلاصه ای کامل از پشته و لایه های اینترنت اشیا

خانه هوشمند knx

خلاصه ای کامل از پشته و لایه های اینترنت اشیا اینترنت اشیا یک فناوری شگفت‌انگیز است که هر روز شاهد پذیرش بیشتری است.

مزایای زیادی در بهره وری، اتوماسیون و کارایی در بسیاری از موارد استفاده به ارمغان می آورد.

اما مطمئناً همه این مزایا فقط به دلیل ساختار این فناوری قابل دستیابی هستند.

اساساً، اینترنت اشیا یک فناوری است که از دستگاه‌های هوشمند، یعنی دستگاه‌هایی که می‌توانند از طریق اینترنت ارتباط برقرار کنند،

به منظور جمع‌آوری داده‌ها و خودکارسازی فرآیندها از طریق ارتباطات اینترنتی، استفاده می‌کند.

برای اینکه این کار عملی شود، لازم است یک معماری تقسیم شده به لایه ها ایجاد شود و هر لایه روی جنبه متفاوتی از سیستم متمرکز شود.

پشته و لایه‌های اینترنت اشیا به نحوه تقسیم‌بندی معماری اینترنت اشیا اشاره دارد تا نقشی را که هر بخش برای کارکرد یک سیستم اینترنت اشیا باید ایفا کند، متمایز می‌کند.

در این وبلاگ، پشته و لایه‌های اینترنت اشیا را مورد بحث قرار می‌دهیم و خلاصه کاملی از مؤلفه‌ها، فناوری‌ها و نقش‌هایی که برای ایجاد پروژه اینترنت اشیا ایفا می‌کنند، ارائه می‌کنیم.

مقدمه ای بر لایه ها

خانه هوشمند knx

لایه ها در چه ناحیه عملکردی قرار می گیرند با یکدیگر متفاوت هستند. به طور خلاصه،

معماری اینترنت اشیا شامل دستگاه‌های متصلی است که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند،

شبکه‌هایی که امکان ارتباط بین دستگاه‌ها را فراهم می‌کنند،

پلتفرم‌های میان‌افزار اینترنت اشیا و برنامه‌هایی که کاربران می‌توانند برای تعامل با سیستم اینترنت اشیا از آنها استفاده کنند.

برای اینکه به وضوح بفهمیم که هر لایه چگونه تقسیم می شود و هدف اصلی آنها چیست،

می توانیم یک مزرعه هوشمند را مثال بزنیم و لایه به لایه برویم تا ببینیم چه چیزی باعث می شود این پروژه اینترنت اشیا کار کند و پروژه ای موفق باشد.

لایه ادراک

خانه هوشمند knx

لایه ادراک (یا حسگر) همه دستگاه هایی را در بر می گیرد که قادر به ضبط،

پردازش و انتقال داده ها از طریق اینترنت هستند. این لایه دستگاه های هوشمند یا دستگاه های اینترنت اشیا است.

دستگاه هوشمند دستگاه الکترونیکی است که به اینترنت یا سایر پروتکل های ارتباطی دسترسی دارد تا بتواند به صورت تعاملی و مستقل عمل کند.

دستگاه‌های هوشمند در اینترنت اشیا معمولاً حسگرهای کوچکی هستند که قابلیت جمع‌آوری داده؛

ارتباطات دارند که می‌توان آن‌ها را به صورت انبوه خریداری کرد و در سراسر پروژه اینترنت اشیا پراکنده کرد.

برخی از نمونه ها می توانند سنسورهای دما یا رطوبت باشند. این دستگاه‌ها می‌توانند برای ثبت دما مورد استفاده قرار گیرند.

آن را به سیستمی برای تنظیم خودکار دمای یک فضای بسته بسته به دمای بیرونی ارتباط دهند.

در مثال مزرعه هوشمند ما، لایه ادراک می‌تواند دستگاه‌های اینترنت اشیا مانند حسگرهای نور، دما و رطوبت را که بعداً در سیستم اینترنت اشیا مورد نیاز خواهند بود، در بر بگیرد.

لایه حمل و نقل یا اتصال

خانه هوشمند knx

لایه انتقال یا اتصال نحوه ارتباط دستگاه های اینترنت اشیا با یکدیگر را مشخص می کند.

این به این معنی است که این لایه مشخص می کند که چه دستگاه هایی داده ها را با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و چگونه این کار را انجام می دهند.

این لایه از همه چیز مربوط به ارتباطات مراقبت می کند، که شامل دروازه هایی است که اتصالات منطقی هستند،

شبکه هایی که مجموعه ای از دستگاه ها هستند و پروتکل های ارتباطی که زبان هایی هستند.

دستگاه های اینترنت اشیا برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده می کنند.

یک مزرعه هوشمند می تواند تصمیم بگیرد که یک پروتکل ارتباطی مانند REST یا MQTT را پیاده سازی کند تا حسگرها با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

با این حال، تعریف این جنبه‌ها در لایه ارتباطی مهم است، زیرا هر کدام مزایا و معایب متفاوتی دارند.

در بسیاری از سیستم‌های اینترنت اشیا، لایه انتقال ابر محور است، به این معنی که همه داده‌ها و ارتباطات باید قبل از رسیدن به مقصد،

از طریق سرورهای ابری شخص ثالث یا پایگاه‌های اطلاعاتی عبور کنند. در مقابل، Nabto اینترنت اشیاء مستقیم نظیر به همتا (P2P) را ارائه می دهد.

این بدان معناست که دستگاه‌ها می‌توانند مستقیماً در یک سیستم اینترنت اشیا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

لایه ذخیره‌سازی ابری را دور بزنند و در نتیجه تاخیر و خطرات امنیتی ابر را کاهش knxstore دهند.

لایه پردازش

خانه هوشمند knx

لایه پردازش نحوه تجزیه و تحلیل، دریافت و پردازش داده ها در سیستم IoT را مشخص می کند.

در یک مزرعه هوشمند، لایه پردازش تعریف می‌کند که کنترل‌کننده با اطلاعاتی که از حسگرهای اینترنت اشیا از طریق لایه ارتباطی دریافت می‌کند، چه می‌کند.

این لایه می تواند تعریف کند که اگر حسگر تشخیص دهد که یک محصول خاص به اندازه کافی هیدراته نشده است،

چه رویه ای باید اتفاق بیفتد. بنابراین اگر یک محصول خاص آب کافی دریافت نمی کند، مراحل روشن کردن آبپاش ها در این لایه پردازش می شود.

سطح کاربردی

خانه هوشمند knx

لایه کاربردی نرم افزاری است که به طور خاص برای مدیریت و کنترل سیستم اینترنت اشیا توسعه یافته است.

این می تواند بسته به مورد استفاده متفاوت باشد، از یک برنامه موبایل ساده،

سبک برای کنترل ترموستات هوشمند گرفته تا برنامه های دسکتاپ پیشرفته برای کنترل ماشین آلات صنعتی.

در مثال مزرعه هوشمند ما، لایه برنامه می‌تواند یک برنامه تلفن همراه باشد که کشاورز از آن برای مشاهده گزارش‌های،

داشبورد در مورد معیارهای کلیدی جمع‌آوری‌شده از حسگرها در لایه برنامه و پردازش در لایه پردازش استفاده می‌کند.

به عنوان مثال، این می تواند بینشی در مورد بهره وری محصول و رطوبت خاک ارائه دهد.

لایه کسب و کار

خانه هوشمند knx

لایه تجاری یک مفهوم انتزاعی تر از لایه های قبلی است. این مربوط به تصمیمات تجاری است که بر اساس داده های ارائه شده در لایه برنامه اتخاذ می شود.

در مثال مزرعه هوشمند، یک کشاورز ممکن است در یک برنامه اینترنت اشیا ببیند که محصولات او به روشی مولدتر و مقرون به صرفه تر رشد می کنند،

بنابراین تصمیم به گسترش مزرعه خود، کاشت محصولات بیشتر، یا نصب دستگاه های اینترنت اشیا بیشتر، در لایه تجاری انجام می شود.