Научите архитектуру интернета ствари (ИоТ) за 5 минута или мање [+ Use Cases]

Научите архитектуру интернета ствари (ИоТ) да бисте поставили ИоТ структуру за пословну употребу.

Будућа складишта, ланци снабдевања, производни погони и логистички чворови биће омогућени за ИоТ. Пошто је технологија сложена, само неколико ИТ гиганата зна шта је испод хаубе. Међутим, можете га и декодирати тако што ћете научити о технологији изнутра.

Наставите да читате ако такође желите да учините своје пословање паметнијим или понудите ИоТ решења као услугу. Чланак објашњава архитектуру интернета ствари, језгро које нуди аутоматизацију и практичност, и неке популарне случајеве употребе.

Увод

Интернет ствари укључује сензоре, уређаје и електронске интерфејсе који прикупљају, обрађују и шаљу податке као команде до крајњих машина.

Ово су све променљиве или покретни делови у систему интернета ствари. Оквир који дефинише како наручити ове покретне делове и креирати коначну ИоТ структуру је ИоТ архитектура.

Архитектура интернета ствари вам говори како да повежете и управљате уређајима ИоТ система, софтверу у облаку и мрежи сензора. Да не спомињемо, решавање проблема са системом се такође одвија у оквиру ИоТ архитектуре.

Основни оквир за ово би била три слоја компоненти у ИоТ систему. Ово су као у наставку:

  • Сензори, актуатори, уређаји итд., испод слоја перцепције
  • ЛАН, Ви-Фи, 5Г, 4Г, итд., Креирају мрежни слој
  • Графички кориснички интерфејс је слој апликације

Архитектура ИоТ-а осигурава да знате све компоненте, токове података и команде крајњег уређаја унутар система. Тако можете ефикасно да обезбедите, подржите и контролишете своје ИоТ системе.

Слојеви ИоТ архитектуре

Архитектура ИоТ система има различите слојеве који функционишу као дигитални медиј преко којег подаци сензора стижу до апликације у облаку. Затим, апликација у облаку доноси одлуке на основу унапред подешеног тока рада за крајње уређаје као што су роботске руке у производном погону.

Коначно, ове одлуке теку до крајњих уређаја кроз исти слој. Разумевање ових слојева вам омогућава да креирате успешну ИоТ архитектуру. Ево слојева ИоТ архитектуре које морате знати:

Слој чула/перцепције

Слој перцепције се састоји од уређаја крајње тачке који прикупљају податке из физичког универзума. Затим дигиталне апликације могу анализирати прикупљене податке.

Пошто овај слој остаје у контакту са стварним објектима, ИоТ стручњаци га називају и физичким слојем. Испод су неки значајни уређаји који се повезују са слојем перцепције:

  • Сензори као што су жирометри, сензори брзине, сензори за радио-фреквентну идентификацију (РФИД), хемијски сензори итд.
  • Актуатори и роботске руке
  • Сигурносне камере, системи за приступ вратима итд.
  • Термостати, ХВАЦс, прскалице за воду, грејни елементи итд.

Већина индустријских ИоТ уређаја прикупља податке за слој обраде. За кућне ИоТ уређаје, слој перцепције такође може бити слој за обраду. На пример, Нест Леарнинг Тхермостат.

  Шта је Гоогле ЈАКС? Све што треба да знате

Мрежни/преносни слој података

Мрежни слој управља транспортом података између свих слојева ИоТ архитектуре. Овај слој такође дефинише топологију мреже за читав веб уређаја, апликација у облаку и база података.

Витални делови овог слоја су интернет капије, интранет портови, мрежни пролази и системи за прикупљање података (ДАС). За горенаведене протоколе мрежног повезивања, можете се ослонити на следеће физичке уређаје:

  • Ви-фи
  • Мреже широког подручја (ВАН)
  • 4Г ЛТЕ/ 5Г
  • Блуетоотх ниске енергије
  • Комуникација блиског поља (НФЦ)

Кроз овај слој, различити крајњи уређаји и апликације у облаку комуницирају једни са другима. Подаци сензора као што су температура, брзина, влажност итд., путују кроз слој мреже да би дошли до других слојева.

Слој за обраду података

Слој обраде обрађује анализе и складишти податке пре него што их пренесе у центар података. Укључује Едге аналитику у Едге рачунарству, вештачку интелигенцију (АИ) и машинско учење (МЛ). У овом слоју се такође одвијају кључни задаци попут доношења одлука.

Слој за обраду испуњава све задатке доношења одлука. Ипак, такође можете поништити његову одлуку или побољшати систем доношењем ад-хоц одлука у слоју апликације — што је веома неопходна за људску контролу над интелигентним машинама.

Слој апликације или ГУИ

Већина ИоТ система, попут Гоогле Хоме, Амазон Алека, итд., ради без људске интервенције. Ипак, потребан вам је графички кориснички интерфејс за додавање ИоТ токова посла, промену параметара, додавање уређаја итд. Ово је слој апликације.

Неки витални захтеви за слој апликације у ИоТ архитектури су следећи:

  • Заобиђите проблеме засноване на гласовним командама
  • Комуницирајте са хиљадама сензора и крајњих уређаја са малог екрана
  • Додајте нове уређаје у постојећи ИоТ систем без гашења целе пословне операције
  • Посматрајте здравље система и сервисирајте уређаје када то покаже контролна табла
  • Креирајте нова правила или токове рада за ИоТ системе
  • Направите и пратите уговор о нивоу услуге (СЛА)

У индустријским поставкама, углавном ће вам требати централизована контролна табла на компјутерском монитору да бисте посматрали све ИоТ системе. На контролној табли можете да комуницирате са било којим или свим ИоТ системима паузирањем, заустављањем или поновним покретањем уређаја.

Пословни слој

Пословни слој конвертује сачуване податке у увиде који се могу применити. Пословни менаџери, технички директори и други могу да користе такве извештаје. Помаже им у доношењу одлука за побољшање продуктивности.

Овај слој углавном укључује интеграције пословних апликација. На пример, планери ресурса предузећа (ЕРП), апликације за пословну интелигенцију (БИ), апликације за визуелизацију података итд.

Овде аналитичари података могу да обрађују податке и стављају их у БИ алат као што је Таблеау, Повер БИ, итд., како би сазнали укупне перформансе ИоТ система. Такође можете креирати прогнозе на основу тренутних производних капацитета и будућих потреба на тржишту.

Фазе ИоТ архитектуре

За имплементацију архитектуре ИоТ система на високом нивоу, потребно је разумети фазе овог система:

Објекти

Фаза објекта почиње имплементацијом физичког слоја. Овде морате да повежете паметне уређаје, сензоре и актуаторе са ИоТ мрежом и крајњим машинама.

Сензори могу бити жичани или бежични. Главни циљ је прикупљање података из стварног света и њихово претварање у дигиталне податке за слој обраде.

  9 блокатора веб страница за индивидуалну и тимску продуктивност

пролаз

Морате да подесите интранет или интернет пролаз. У овој фази, модеми и рутери прикупљају податке са сензора и крајњих уређаја.

Затим ће ови уређаји мрежног пролаза пренети дигиталне податке до слоја за обраду и слоја апликације. Већина ИоТ архитектура користи систем за прикупљање података за ову фазу.

ИТ системи

ИоТ системи прикупљају аналогне податке, а системи за прикупљање података их претварају у дигиталне податке. Стога је величина дигиталних података која се накнадно обрађују је огромна. Овде долази врхунски ИТ систем.

У овој фази, ви каналишете прикупљене податке у ивични ИТ систем где их АИ и МЛ алгоритми обрађују и чувају само податке који се могу применити.

Цлоуд Стораге/Центри за податке

Када ИТ систем на рубу обради и филтрира виталне податке, морате их ставити у доступно складиште. Апликациони слој ИоТ архитектуре ће се повезати са степеном складиштења.

Фаза складиштења је углавном приватно складиште у облаку, где можете да складиштите ИоТ податке у структурираним базама података. Ако тражите приступачна решења, можете испробати и јавне облаке.

Нефункционални захтеви

#1. Безбедност

Да би се осигурала унутрашња безбедност архитектуре, не би требало да постоје неовлашћени уређаји повезани са њом. Уређаји треба да буду регистровани и способни да безбедно комуницирају.

Штавише, сви корисници и подаци треба да имају сигуран приступ архитектури. Овлашћени корисници система морају да размењују податке са безбедносним контролама.

#2. Перформансе

ИоТ систем мора бити компатибилан са неструктурираним и структурираним подацима. Примена платформе треба да буде компатибилна са облаком, локалним и хибридним облаком.

Прихватљиво време одзива за кориснике и двосмерне комуникације у скоро реалном времену и грануларне временске ознаке су други суштински нефункционални реквизити ове архитектуре.

#3. Управљивост

Архитектура интернета ствари мора да садржи обавештења и упозорења за све проблеме. Мора да подржава управљање решењима да би се брзо утврдили узроци проблема из централног чвора.

#4. Одржавање

Уређаји и ИоТ систем треба да буду прилагодљиви. Архитектура мора бити довољно флексибилна да се брзо прилагоди променама корисника, процеса и података. Такође морате да обављате одржавање без одлагања уговора о нивоу услуге (СЛА).

#5. Доступност

Одређени домени и решења захтевају доступност ИоТ система 24×7. На пример, ИоТ архитектура болнице или лабораторије треба да систем увек буде у функцији.

Архитектура интернета ствари у МонгоДБ Атласу

ИоТ архитектура на МонгоДБ Атлас Слика са МонгоДБ.цом

Различити слојеви у ИоТ архитектури производе терабајте података. Коришћење базе података у облаку са омогућеним ИоТ-ом идеално је за организовано складиштење података.

Једна од сјајних база података у облаку коју бисте могли да користите је МонгоДБ Атлас. Ево неколико примера његове употребе у ИоТ архитектури:

  • МонгоДБ РеалмСДК и МонгоДБ сервер за прављење базе података и интерфејса. Мобилне апликације и уређаји могу да користе ове базе података и интерфејсе.
  • На мрежном слоју можете користити МонгоДБ Атлас да конфигуришете и примените ИоТ сервере.
  • Користите МонгоДБ 5.0 Тиме-Сериес као складиште за континуиране ИоТ мерење података.
  • Ако ИоТ систем има испрекидану мрежну повезаност, можете да користите синхронизацију која је прва ван мреже из Атлас Апп Сервицес.
  • Можете да користите МонгоДБ конектор за БИ и МонгоДБ графиконе на пословном слоју да бисте из ИоТ података извукли корисне увиде.
  Исправите грешку за иПхоне у апликацији Куповина није подржана

Случајеви употребе

ИоТ архитектура из дана у дан постаје све популарнија, а њена употреба у различитим секторима се повећава. Следећи су најчешћи случајеви његове употребе:

#1. Здравствена заштита

Клинике и болнице генеришу терабајте неискоришћених података. Ово можете користити за већу оперативну ефикасност и негу пацијената.

Са ИоТ архитектуром, институције могу ставити у употребу изоловане податке о пацијентима. Лекари могу брзо да добију и користе увиде да брзо реагују на упозорења. Гаџети повезани са ИоТ инфраструктуром и монитори здравственог статуса могу понудити статус пацијента у реалном времену.

#2. Пољопривреда

Пољопривредници могу да користе ИоТ архитектуру како би самостално повећали производњу и управљали њоме.

Такође можете видети његову употребу у следећем:

  • Праћење температуре земљишта
  • Проналажење разлога за квар машина
  • Подешавање нивоа влажности и температуре за унутрашње плантаже

#3. Мануфацтуринг

Производна индустрија користи ИоТ сензоре да би стекла увид у процесе. Обично нису повезани на интернет. Ови сензори варијанти кратког домета су такође способни да израчунају промене током времена.

Остале употребе ИоТ архитектуре у овом сектору су следеће:

  • Прогноза потражње кроз праћење производње у реалном времену
  • Познавање основне ефикасности кроз праћење времена циклуса

#4. Комерцијална ХВАЦ решења

ХВАЦ је сложен систем који не може приуштити квар било ког елемента или функције. Ако се то догоди, последице ће бити висока потрошња енергије и додатни трошкови одржавања. Користећи ИоТ архитектуру, могуће је учинити да ХВАЦ уређаји дају задовољавајући излаз док им се дозвољава да раде на нижем нивоу снаге.

Обезбеђивање доследности и квалитета комерцијалних решења је још једна употреба Интернета ствари. Систем аутоматски прикупља и анализира податке са потребом за минималном интеракцијом корисника како би вас обавестио о било каквим аномалијама.

#5. Спречавање штете од воде у пословним становима

Цурење и пуцање водоводне цеви узрокује милионе долара власницима кућа и осигуравајућим компанијама. Невидљивост прикључака за воду отежава откривање основног узрока.

Правилно постављена ИоТ архитектура може упозорити кориснике на било какво цурење у реалном времену помоћу ефикасних уграђених сензора. Такође пружа контекстуалне податке о локацији заинтересованим странама ради бољег одржавања имовине. Осигуравајућа друштва такође имају користи од овог раног откривања проблема.

Штавише, сензори такође могу открити мања цурења која могу постати потенцијална претња у будућности. Тако корисници могу заказати састанке код водоинсталатера.

Будућност ИоТ архитектуре

ИоТ ће ускоро видети еволутивни напредак са растом 5Г мреже. Биће могуће обрађивати податке брже него икад. Да не спомињемо и брзу имплементацију ИоТ система.

Користећи приватну 5Г, администратори могу покренути личну 5Г мобилну мрежу и имати потпуну контролу над њом.

Операције на нивоу предузећа се неће суочити са следећим проблемима:

  • Пригушивање брзине
  • Недостатак интероперабилности
  • Додатни трошкови за прекорачење потрошње података
  • Недоступност пропусног опсега током вршних сати

Завршне речи

ИоТ архитектура вам говори како да повежете све компоненте ИоТ система у кохезивну мрежу. Дакле, покрили смо све кључне техничке аспекте архитектуре овог система.

Детаљно познавање ИоТ архитектура помаже вам да креирате решења пословног нивоа у здравству, производњи и пољопривреди. Корисници могу чак ићи даље од случајева употребе поменутих у овом чланку и имплементирати ИоТ у различитим секторима који тек треба да буду истражени.

Можда бисте желели да погледате и наше чланке о ИоТ ресурсима за учење и ИоТ почетним комплетима.