7 существенных слоев IoT: построение комплексного решения

Даже будучи одной из самых трендовых и влиятельных технологий своего времени, люди редко знают о технологии Интернета вещей в глубине. Пока общеизвестно, что эта технология помогает в создании взаимосвязанной сети устройств, не многие знают, как данные действительно достигают от конечных вещей до их мобильных телефонов.

Существует разные статьи онлайн о способе работы IoT и компонентах или слоях, формирующих его архитектуру. Пока большинство из них верны, только горсть из них дает точную картину за кулисами для IoT-системы.

Для полного понимания функционирования end-to-end IoT-системы, важно знать, что есть 7 критичных слоев, на которых она оперирует. Вот список всех этих 7 слоев вместе с их функциями в IoT-системе.

1) Датчики:

Датчики и другие устройства сбора данных формируют начальный слой любой IoT-системы. Они — интерфейс между реальным и цифровым миром и отвечают за конвертацию аналоговых в цифровые сигналы. Существуют разные сенсорные устройства вроде счетчиков, датчиков, проб, измерителей и актуаторов, которые могут читать параметры вроде температуры, расстояния, локации, влажности и т.д. Эти устройства устанавливаются на endpoints (вещах) и собирают требуемые параметры в виде raw данных.

2) Сеть датчиков к шлюзу:

Этот слой — первый сетевой слой любой IoT-системы. Он отвечает за передачу данных от 1-го слоя (датчиков) к 3-му слою (шлюзам). Данные передаются от датчиков к шлюзам через специфический протокол коммуникации с его уникальными правилами, синтаксисом, семантикой и стандартами синхронизации.

Передача данных может произойти только если оба датчика и шлюз поддерживают протокол передачи. Некоторые общие протоколы, используемые для соединения датчиков со шлюзами — BLE, LoRaWAN, ZigBee и Sigfox.

3) Шлюзы:

Шлюзы — агрегаторы данных, собирающие данные с датчиков и отправляющие их в backend-систему. Они по сути роутеры или модемы, действующие как интерфейс между локальной сенсорной средой и интернетом. Они собирают данные с датчиков в своем диапазоне и передают их на платформу приема данных.

Потребность в шлюзах и сенсорно-шлюзовых сетях устраняется, если сенсорное устройство само имеет встроенный шлюз или иными терминами способно передавать данные на большие расстояния само. В таком случае, сенсорное устройство только требует читать данные и отправлять их в backend-систему.

4) Сеть шлюзов к интернету:

Похоже на сенсорно-шлюзовую сеть, эта сеть облегчает передачу данных от шлюза к интернету/backend-системам. Эта сеть может простираться на широкую область, позволяя передачу данных в далекие локации. Протоколы, обычно используемые для такой широко распространяемой сети — ethernet, Wi-Fi, спутник или cellular.

5) Прием данных и обработка информации:

В этом слое raw данные, собранные с предыдущих 4 слоев, конвертируются в значимую информацию. Данные в большинстве случаев хранятся в облачном хранилище и доступны через backend-систему мобильного приложения или веб-приложения. Принятые данные обрабатываются через продвинутую аналитику и другие системы обработки в value-added информацию, которая отображается на экранах пользователя.

6) Сеть интернета к пользователю:

Это финальный сетевой слой любого end-to-end IoT-системы. Raw данные, хранящиеся в облачной системе, вызываются этой сетью и отображаются на экране пользователя в виде value-added информации. Протоколы, обычно используемые для доступа к данным из облачных систем хранения — интернет, ethernet и Wi-Fi.

7) Value-added информация:

Этот финальный слой действует как frontend всей IoT-системы. Собранные данные и value-added информация отображаются на экране пользователей, позволяя им отслеживать параметр, относящийся к активу, который они хотят мониторить. Информация может быть отображена в виде чисел, графиков, алертов или чартов; позволяя пользователю извлекать полезные инсайты и принимать умные решения.

Информация может быть доступна от любого умного устройства вроде смартфона или десктопа через уникальную IoT-платформу, спроектированную с функциями вроде систем алертов в реальном времени, аналитики и удаленного мониторинга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Очевидно, это не легкая задача работать на всех этих слоях и создавать комплексное IoT-решение, подходящее для всех карманов. Существует много сложностей, связанных с выбором протоколов, которые могут эффективно собирать и передавать данные между последующими слоями. Более того, разработка такой архитектуры может сделать IoT-решение жестким и снизить его способность правильно масштабироваться.

Мы в Biz4Intellia следовательно разработали стоимо-эффективные COTS Интернета вещей решения, которые могут быть легко внедрены где угодно. Наше решение может работать на каждом протоколе коммуникации и поддерживает все 7 слоев IoT-архитектуры. Нажмите здесь для знания о наших предварительно сконфигурированных IoT-решениях в деталях.