معماری و اکوسیستم اینترنت اشیاء
گستره فناورانه اینترنت اشیاء پیشرفت‌های بی‌شمار و نامربوط به یکدیگر را در برمی‌گیرد. همان‌گونه که این تعریف بسیار مورد بحث است، تعیین حد و مرز برای تشخیص صریح این که کدام فناوری‌ها در این محدوده قرار دارند، امری نسبتاً دشوار است و به مهارت نیاز دارد. هر راه‌حل مبتنی بر اینترنت اشیاء، فرآیندی دارد که در شکل ۱ به طور ساده نشان داده می‌شود:
شکل ۱. فرایند یک راه‌حل مبتنی بر اینترنت اشیاء
با توجه به فرآیند شکل ۱ عناصر سازنده اینترنت اشیاء را می‌توان در پنج جزء (شکل ۲) قرار داد.
در تمام زمینه‌ها، از معماری گرفته تا دستگاه‌ها، محدوده گسترده‌ای از فناوری‌های رایج با عنوان اینترنت اشیاء نام‌گذاری می‌شوند. چندین سازمان و مؤسسه اقدام به تعیین معماری‌ها یا مدل‌های مرجع برای اینترنت اشیاء کرده‌اند. اتحادیه اروپا از پیشگامان حوزه معماری و ایجاد پلتفرم اینترنت اشیاء بوده است.
شکل ۲٫ عناصر سازنده اینترنت اشیاء
اتحادیه بین‌المللی ارتباطات یکی از مراجع جهانی در حوزه ارتباطات، نیز به طراحی معماری اینترنت اشیاء (شکل ۳) اقدام کرده است. این معماری با لایه‌های کاربردها (اپلیکیشن‌ها)، پشتیبانی، شبکه‌ها و وسیله‌ها به کمک قابلیت‌های مدیریتی و امنیتی و با استفاده از کاربردهای اینترنت اشیاء به توسعه شهر هوشمند، حمل‌و نقل هوشمند، ساختمان هوشمند، انرژی هوشمند، صنعت هوشمند، سلامت هوشمند و زندگی هوشمند کمک می‌کند.
در دهه گذشته، تلاش‌های تحقیقاتی قابل توجه کسب‌و‌کارهای حوزه اینترنت اشیاء صورت گرفته است. برخی از نقش‌ها در چارچوب‌های معماری استاندارد مربوطه تعریف شده است. بسیاری از نقش‌های بازیگران حوزه اینترنت اشیاء مشابه نقش کسب‌و‌کار ارتباطات راه دور و روابط آنها می‌باشد، چون ارتباطات راه دور نقش مهمی را در حوزه اینترنت اشیاء ایفا می‌کند.
شکل ۳. معماری لایه‌ای اینترنت اشیاء
شکل ۴ نقش‌های شناسایی شده مطالعات مختلف اینترنت اشیاء در یک نگاشت کلی از نقش‌های اکوسیستم اینترنت اشیاء را تجمیع کرده است که تعاریف نقش‌ها در جدول بعد توضیح داده شده است. نقش‌ها عمدتا متناسب با بعد ارائه خدمات، که در آن چندین گروه از نقش‌های مرتبط با آن از جمله دستگاه‌ها، ارتباطات و گروه‌های مرتبط خدماتی شناسایی شده است، سازماندهی شده است.
شکل ۴. نقش‌ها در اکوسیستم اینترنت اشیاء
فناوری‌های شکل‌دهنده و پشتیبان اینترنت اشیاء
اینترنت اشیاء یک فناوری نیست، بلکه مجموعه‌ای از فناوری‌های مختلف و اکثراً نوینی است که وقتی دست به دست هم می‌دهند، زنجیره‌ای را به وجود می‌آورند که به آن فناوری اینترنت اشیاء گفته می‌شود.
برخی از فناوری‌ها هستند که کاربردهای اینترنت اشیاء را پشتیبانی می‌کنند. این فناوری‌ها شامل موارد زیر هستند:
- فناوری‌هایی که در معماری اینترنت اشیاء نقش دارند
- فناوری‌های مورد استفاده در تعیین هویت
- فناوری‌هایی که در ارتباطات کاربرد دارد
- فناوری‌های مورد استفاده در شبکه‌ها
- فناوری‌های کشف شبکه
- فناوری‌های الگوریتم و نرم‌افزار مورد استفاده در اینترنت اشیاء
- فناوری‌های سخت‌افزاری
- فناوری‌های کاربردی در پردازش سیگنال و داده
- فناوری‌های مورد استفاده در اکتشاف و جستجو
- فناوری‌های مورد استفاده در مدیریت شبکه
- فناوری‌های مورد استفاده در ذخیره قدرت و انرژی
- فناوری‌های مورد استفاده در حوزه‌های امنیت، اعتماد، وابستگی و حریم خصوصی.
به طور کلی فناوری‌هایی که به شکل‌دهی اینترنت اشیاء کمک کرده است، در سه دسته قرار می‌گیرند:
- فناوری‌هایی که ابزارها را تحت تاثیر قرار می‌دهند:
- سنسورها با مصرف توان پایین
- هوشمندسازی سنسورها
- کوچک‌سازی تراشه‌ها
- فناوری‌های شناسایی مانند شناسایی با امواج رادیویی
- فناوری‌های جمع‌آوری داده مانند شناسایی با امواج رادیویی و گره‌های سنسورها
- فناوری‌هایی که مسائل شبکه‌ای را پوشش می‌دهند:
- فناوری‌های آدرس‌دهی
- فناوری‌های ارتباطی
- فناوری‌های افزایش گذردهی شبکه و کاهش تاخیر
- پردازش ابری
- شبکه‌های نرم‌افزاری تعیین شده
- شبکه‌های سنسور بی‌سیم
- فناوری‌هایی که سرویس‌های مدیریتی را تحت تاثیر قرار می‌دهند:
- فناوری‌های تصمیم‌گیری هوشمند مانند سرویس‌های پردازشی آگاه از محتوا، تجزیه و تحلیل رفتاری، پردازش رخدادهای پیچیده
- فناوری‌های پردازش سریع داده مانند تحلیل‌های جریانی یا داخل حافظه
اهمیت کلان‌داده‌ها در اینترنت اشیاء
حجم گسترده داده‌های تولید شده توسط اینترنت اشیاء، یکی از بزرگترین موانع استقرار این فناوری در سازمان‌ها است؛ به عبارت دیگر سازمان‌ها باید بدانند با حجم انبوهی از اطلاعاتی که جمع‌آوری می‌شود، چه کاری باید انجام دهند. کسب مهارت لازم در زمینه تجزیه و تحلیل انبوه اطلاعات، خود چالش بزرگی است. اینترنت اشیاء، به طور ذاتی، جریانی از داده‌های دقیق نشأت گرفته از جهان واقعی را ارائه می‌کند. این داده‌ها برای آن‌که معنادار شوند، باید پروسه تبدیل داده‌ها به اطلاعات و سپس به دانش و آگاهی و در نهایت به خرد را پشت سر نهند.
