مرکز تحقیقات اینترنت اشیا » اخبار IoT

معماری IOT : استفاده از بستر فضای ابری؟؟ یا عدم استفاده از آن؟!!

از کاربرد در حرارت سنج‌های هوشمند گرفته تا طرفداران زیبایی اندام، اینترنت اشیا در زندگی روزمره ما فراگیر شده است و درک این موضوع چندان سخت نیست.

این اشیا متصل، داده‌ها را جمع آوری و پردازش کرده و در دنیای فیزیکی ما به اشتراک می‌گذارند، تا بتوانند زندگی ما را بهتر و آسانتر کنند. به طور مشابه بسیاری از کسب‌وکارها در حال سازگاری خود با فناوری IOT، به منظور درک بهتر عملکردهایشان، تصمیمات هوشمندتر و برانگیختن مشارکت مشتری و نهایتا بازبینی ارزش افزوده ایجاد شده حاصل از این تغییرات هستند. به عنوان مثال یک شرکت فعال در زنجیره تامین، سنسورهایی را در بخشهای ; ناوگان پالت‌ها، محموله‌ها و کانتینرهایی که موقعیت جغرافیایی و فشار محیطی را در بین متغیرهای مختلف می‌سنجند، به کار گرفته است. این مسئله باعث شده میزان ارزش افزوده‌ای که شرکت برای خریداران فراهم می‌کند را متحول کند. این ارزش ایجاد شده از مواردی مثل ; اجاره پالت‌ها گرفته تا بهینه‌سازی هزینه‌های ناشی از زنجیره تامین که مبتنی بر رمزگشایی اطلاعاتی همچون میزان عمر کالاهای باقی مانده در قفسه‌ها در اموری مثل حمل ونقل هستند، فراگیر شده باشد.

با تکامل سریع;  سنسورهای ارزان، محاسبات انعطاف پذیر و علوم داده‌ها، بسیاری از آینده پژوهان فعال در صنعت انتظار دارند گسترش زیادی در استقرار سازمانی ایجاد شود. پیش بینی گارتنر نشان می‌دهد; کسب وکارها به نحوی در حال افزایش است که تا سال 2018، حدود 4.1 میلیارد شی متصل در دنیا نصب شده و نهایتا 7.5 میلیارد دستگاه متصل در سال 2020 موجود باشد. کارشناسان انتظار دارند;  حدود44 تریلیون گیگابایت اطلاعات افزوده(حاصل از تعداد دستگاه‌های اضافه شده به شبکه) در جهان تولید شود.

با این تفاسیر این سوال محوری مطرح می‌شود;  کدام یک از این فناوری‌ها بهترین معماری را برای سامان‌دهی به این روند انفجاری اطلاعات فراهم می‌کند؟؟!!

معماری محلی IOT :

یک معماری محلی از محاسبات لبه‌ای استفاده می‌کند، به این مفهوم که این معماری تعیین می‌کند که داده‌ها در کدام قسمت لبه‌ای شبکه پردازش شده و کدام قسمت به منبع اصلی برای پردازش نزدیکتر است. با توجه به پیش‌بینی‌های IDC در سال 2019، 40 درصد داده‌های جمع آوری شده IOT، در نزدیکترین لبه‌های شبکه، پردازش شده و عمل خواهند کرد. این الگوی ارایه شده، ساختار عملکردی کوچکتری داشته و می‌تواند به شرکت‌ها در اتخاذ پاسخ‌های بلادرنگ در مواجهه با داده‌ها کمک کند.

به عنوان مثال در یک دکل نفتی، سنسورها می‌توانند تشخیص دهند که آیا یک شیر معیوب، با خطر آتش سوزی مواجه است یا خیر. در اینگونه موارد که سنسور باید خطر را به سرعت ارسال کند، شرکتها، تاخیرهای محسوس را بر نمی‌تابند. اگر لازم باشد داده‌ها به ماهواره ارسال شوند، لازم است قبل از انتقال به مرکز داده، یک اعلان هشدار جهت بسته شدن دریچه‌ها به مرکز داده بازگردانند و این امر زمانبر خواهد بود. این درحالی است که با داشتن یک ساختار عملکردی بهینه و سریعتر، دیگر نیاز نیست داده‌ها مسیری دورتر از منبع اصلی خود را طی کنند. این امر تاخیرهای زمانی را کاهش داده و اجازه اتخاذ تصمیم‌گیری در زمان‌های بحرانی را خواهد داد.

معماری ابریIOT   :

یک معماری ابریIOT می‌تواند در سازمان‌ها برای مدیریت حجم بالایی از دستگاه‌های متصل به کار گرفته شود که مقدار این دستگاه‌ها توسط ترکیبی از داده‌های داخلی و خارجی هدایت می‌شود.

به عنوان مثال برنامه‌های کاربردی زنجیره تامین تلاش می‌کند با گرفتن یک دید خاص از یک قطعه، بتواند نما و ساختار کلی آن سیستم را درک کند و بدین ترتیب تنها یک مجموعه داده در خارج از کل مجموعه سیستم اهمیت خود را از دست خواهد داد و نیازی به بازنگری کل مجموعه داده‌ها نخواهد بود. به عنوان مثال این امری غیر ممکن است که شما بتوانید زنجیره تامین را برای هرجز از یک مجموعه به تنهایی با این معماری محلی هماهنگ کنید. علاوه بر این موارد معماری ابری IOT قدرت همکاری و انعطاف‌پذیری بیشتری را جهت ارتباط با سایر دستگاه‌هایIOT  و سیستم‌های ابری خواهد داشت. این مدل انعطاف بیشتر و استفاده بیشتر از اهرم‌های منابع داده‌ای خارجی را فراهم می‌کند.

نهایتا باید اشاره کرد که برنامه‌های کاربردی ابری بیشترین میزان درک از اکوسیستم‌ها را دارند، چرا که توسعه دهندگان نرم افزار نخست بازارهای بزرگ را مورد هدف قرار می‌دهند.

استقرار IOT، عمل اهرم بندی معماری‎‌های ابری را انجام می‌دهند که می‌توانند به علت راهکارهای فناورانه و رقابتی در دسترس خود موثر باشند. در حقیقت می‌توان گفت یک معماری ابری می‌تواند سرمایه گذاری‌های سازمان را در حوزه IOT، به ثمر رساند.

معماری ترکیبی هیبریدی( ترکیبی)

اغلب بهترین رویکرد معماری‌ها از دیدگاه عملکردی، ترکیب کارآمد پردازش مجموعه‌ای از داده‌های حجیم هسته در لبه‌ها، و بعد از آن پردازش یک مجموعه کاهش یافته از داده‌ها که از مجموعه کلی داده‌ها تشکیل شده‌، می‌باشد.

به عنوان نمونه در شهرهای هوشمند که از سنسورهای پارک استفاده می‌کنند، این معماری می‌تواند عمل پردازش داده‌های تولیدی سنسورها ‌را به خود محدوده محیط گاراژ نزدیکتر کرده و صرفا خلاصه‌ای از اطلاعات را که از محیط پردازشی گاراژ دریافت کرده و صرفا توصیه‌هایی را که براساس مسیریابی هوشمند بدست آورده‌اند را به رانندگان ارایه خواهند داد.

و بالاخره اینکه باید توجه کرد که جریان‌دهی به داده‌ها در محیط اطراف آن می‌تواند بسیار پرهزینه باشد و از طرفی رانندگانی که در حال نزدیک شدن به مقصد هستند نیازی به داشتن اطلاعاتی همچون نقاط دقیق آزاد برای پارک ندارند. بله، در چنین مواردی معماری ترکیبی (هیبریدی) ایده‌آل به نظر می‌رسد.

نمونه‌ای دیگر از پروژه‌هایی که در جهان بهینه‌سازی اثربخشی ایجاد کرده است، برنامه‌های کاربردی مخصوص توربین‌های بادی هستند، که با استفاده از سنسورها برای جمع‌آوری و تجزیه وتحلیل اطلاعات در مورد هر توربین محلی و در نهایت بهینه‌سازی عملکرد کلی توربین‌ها می‌پردازند. در اینجا بسیاری از داده‌های منحصر به فرد با یکدیگر، به بررسی دقیق سلامت یک مولفه توربین می‌پردازند. سلامت هر یک از این مولفه‌ها در ترکیب با مولفه‌های دیگر یک دیدگاه واحد و کلی از توربین‌ها را فراهم می‌کند.

درپایان هم جمع‌آوری خلاصه داده‌هایی از تمام توربین‌ها، اطلاعات مفیدی راجع به مزرعه باد مورد پژوهش به ما ارایه می‌کند. در چنین مواردی این موضوع که چه حجمی از داده‌ها می‌بایست در لبه‌های شبکه پردازش شود و چه حجمی از داده‌ها به هسته جهت پردازش منتقل شود، نکته مورد ملاحظه این معماری خواهد بود.

این معماری، ترکیبی از پاسخ‌های بلادرنگ محلی، همچون سیستم‌های گسترده فضای ابری و همچنین مقیاس پذیری بهترین ابزارهای این دو دنیای معماری را بکار خواهد گرفت.

به نیازهای کسب و کارتان توجه کنید!!!!

در پایان باید گفت;  توجهاتی که به مسئله طراحی می‌شود، می‌تواند به امر;  انتخاب آگاهانه داده‌ها و پردازش روی معماری سیستم‌های IOT کمک کند. برای مشخص کردن بهترین و مناسب‌ترین معماری IOT، لازم است به بررسی مواردی از قبیل; دستگاه‌های فعلی و برنامه‌ریزی موجود در سازمان، اهداف کسب و کار و زمینه فعالیت خودمان، فرآیندهای مرتبط و طیف وسیعی از نتایج برنامه‌ریزی شده بپردازیم. ارزیابی این نیازهای کسب وکار و در ضمن ملاحظات فناورانه از قبیل ; میزان مقیاس‌پذیری، عملکرد، پهنای باند، گستره اقتصادی و درجه نوآوری موجود دراین فناوری امری ضروری خواهد بود.

فرصت رشدی که سرمایه‌گذاری در حوزه IOT فراهم می‌کند بسیار قابل توجه است. هرچقدر دستگاه‌های متصلIOT فراگیر شود و گسترش یابد، به موازات آن، زندگی حرفه‌ای و شخصی ما هم تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. بنابراین لازم است شرکت‌ها نه تنها در مدل‌های تجاری و استقرار فناوری IOT، بلکه در تحقق هدف طراحی و به طور کلی تعیین معماری مناسبIOT، برای بکارگیری در کسب وکار خود نیز پیشگام باشند.