اینترنتاینترنت اشیاءشبکهمیم تک 14

پلتفرم های اینترنت اشیا ( IoT ) را بیشتر بشناسیم

۵ چیز که باید درباره ی پلتفرم های اینترنت اشیا بدانیم

پلتفرم های اینترنت اشیا :

برای مدیریت تجهیزات وارد شده به بازار رو به رشد اینترنت اشیاء و توسعه هوشمندی محصولات و راه حل های مختلف ،  شرکت ها باید زیرساخت های فن آوری جدیدی را ایجاد کنند . قلب این زیرساخت ها پلتفرم های اینترنت اشیا هستند .

مطلب مرتبط : اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد ؟

پلتفرم های اینترنت اشیا ، کلید توسعه ی برنامه های IOT مقیاس پذیری است که دنیای واقعی و مجازی بین اشیا، سیستم ها و افراد را به هم مرتبط می کنند.

پلتفرم های اینترنت اشیا مجموعه ای از اجزاء هستند که باید قادر به انجام اموری به شرح زیر باشند :
  • استقرار و توسعه برنامه های کاربردی، نظارت، مدیریت، و کنترل دستگاه های متصل به پلتفرم
  • جمع آوری داده ها از راه دور برای دستگاه های متصل به پلتفرم
  • قابلیت برقراری اتصال مستقل و امن بین دستگاه های متصل به پلتفرم
  • مدیریت دستگاهها / مدیریت هر یک از سنسورها
  • قابلیت یکپارچه سازی با سیستم های دیگر

چالش اصلی پلتفرم IoT برای هر فروشنده این است که ببینیم آیا این پلتفرم از فعالسازی برنامه‌های کاربردی، تجمیع و ذخیره‌سازی داده‌ها و مدیریت اتصال پشتیبانی می‌کند یا خیر. در بهترین حالت، پلتفرم های اینترنت اشیا برنامه‌های کاربردی، داده‌ها، دستگاه‌ها، سیستم‌ها و فرآیندها را هماهنگ می‌کنند و چارچوبی مقیاس‌پذیر را دراختیار استراتژیست‌های تجاری قرار می‌دهند؛ چارچوبی که می‌توانند برای دستیابی به اهداف بلندمدت بر آن اتکا کنند.

واقعیت این است که اکثر پلتفرم های اینترنت اشیا امروزی قادر نیستند این سطح از پشتیبانی را از راهبردهای تجاری به عمل آورند. گروه BCG دریافت که یک پلتفرم IoT مقیاس‌پذیر آماده به کار در سازمان‌های تجاری امکان فعالسازی برنامه‌های کاربردی، تجمیع و ذخیره‌سازی داده‌ها و مدیریت اتصال را فراهم می‌آورند. شکل زیر نمایی کلی از ملزومات اصلی پلتفرم‌های IoT را نشان می‌دهد.

آن دسته از ارائه‌دهندگان پلتفرم های اینترنت اشیا که موفق به جلب وفاداری توسعه‌دهندگان شده‌اند، از بیشترین بخت برای به دست گرفتن بازار در سالیان آتی برخوردار خواهند بود. ساخت پلتفرم های اینترنت اشیا متن باز که مورد حمایت جامعه‌ای پرشور و درحال‌ رشد هستند که از نظر به اشتراک‌گذاری دانش بر دیگران برتری دارد، مؤثرترین راهبرد برای جذب توسعه‌دهندگان محسوب می‌شود.

معیارهای دیگری که توسعه‌دهندگان براساس آن‌ها پلتفرم های اینترنت اشیا را ارزیابی می‌کنند عبارتند از: امکان دستیابی به دانش پلتفرم و بهبود آینده ی کاری خود و دسترسی به رابط‌های برنامۀ کاربری (API) باکیفیت و ابزارهای موجود. شکل زیر تحلیلی از مهم‌ترین معیارهای موردنظر توسعه‌دهندگان هنگام انتخاب پلتفرم‌های IoT برای تولید برنامه را نشان می‌دهد. ارائه‌دهندگان نرم‌افزارها و خدمات سازمانی به منظور تسریع برنامه‌سازی و افزایش ساخت برنامه‌های کاربردی جدید بر روی پلتفرم خود از مشوق‌های گوناگونی مانند آموزش رایگان، اعطای مجوز و فرصت کسب پاداش‌های نقدی استفاده می‌کنند.

در این مقاله ما به بررسی 5 نکته برجسته پلتفرم ها می پردازیم:

1. هر پلتفرم اینترنت اشیا ، یک پلتفرم محسوب نمی شود :

امروزه بسیاری از شرکت ها پلتفرم های اینترنت اشیا ارائه می دهند، اما زمانی که آن ها را باهم مقایسه می کنیم، تفاوت های زیادی بین آن ها دیده می شود.

برای کسی که به تازگی وارد دنیای اینترنت اشیا شده است، تشخیص یک پلتفرم کامل و با جزئیات از یک پلتفرم ساده می تواند دشوار باشد.

به طور کلی، زمانی که از یک پلتفرم IOT صحبت می کنیم، به یک پلتفرم فعال سازی برنامه های IOT اشاره می کنیم.

4 نوع پلتفرم وجود دارد که آن ها را با عنوان “ IoT Platform ” می شناسیم:

Connectivity / M2M platforms -1 : این پلتفرم عمدتا بر اتصال دستگاه های اینترنت اشیا از طریق شبکه های مخابراتی متمرکز است (مانند سیم کارت) تا جمع آوری و پردازش اطلاعات سنسورهای مختلف . یک نمونه از پلتفرم های اتصال ، Sierra Wireless با نام AirVantage می باشد.

IaaS backends -2 : زیر ساختی باعنوان service backends ، فضایی برای میزبانی و قدرت پردازش را برای خدمات و برنامه ها فراهم می کند. این backend ها برای برنامه های موبایل و دسکتاپ بهینه سازی شده اند، اما در حال حاضر بیشتر روی پلتفرم های اینترنت اشیا تمرکز کرده اند.

برای مثال می توان به IBM Bluemix اشاره کرد که نباید با IBM IoT Foundation اشتباه گرفته شود.

IBM Bluemixd یک پیاده سازی معماری Open cloud  از IBM ، یک پلتفرم منبع باز ابری است که به عنوان یک سرویس محسوب می شود( PaaS ). این پلتفرم از چندین زبان برنامه نویسی و سرویس های DEVOps یکپارچه برای ساخت ، اجرا ، راه اندازی و مدیریت برنامه ها در ابر پشتیبانی می کند. Bluemix مبتنی بر تکنولوژی Cloud Foundry  است و در زیر ساخت SoftLayer اجرا می شود.

Bluemix شرایط توسعه را برای واکنش سریع به خواسته های کاربران با توجه به محیط و ویژگی های جدید فراهم می کند. AuroSys مشتریان را قادر می سازد تا از پتانسیل کامل این پلتفرم و ابر برای فراهم اوردن انعطاف پذیری و تغییر ظرفیت ها با توجه به افزایش پذیرش برنامه های کاربردی استفاده کنند .

IBM IoT Foundation بخشی از پلتفرم IBM Bluemix می باشد. با پیشرفتIoT، ویژگی های جدید به Bluemix اضافه شده اند که برای توسعه سیستم جالب هستند و ارزش آن را به عنوان یک پلتفرم توسعه IoT افزایش می دهد.

IBM IoT Foundation یک پلتفرم است که بر اساس آن یک خانواده ازسرویس های کاملا مدیریت شده در زیر ساخت SoftLayer ساخته شده است. IoT Foundation ارتباط آسان دستگاه ها و جمع آوری سریع اطلاعات ، تست سریع مفاهیم ، ​​کوتاه کردن زمان بندی پروژه و کاهش خطرات پروژه را فراهم می آورد.

AuroSys با تخصص قوی و درک عمیق از محیط IoT ، آسان برای استفاده از سیستم ها برای مدیریت دستگاه ها و ابرداده ها ارائه می دهد. این راه حل مقرون به صرفه بر اساس مقدار استفاده از اجزای سرویس و منابع استفاده شده، از جمله میزان ظرفیت ذخیره سازی مورد استفاده است.

دسترسی به پلتفرم IBM Bluemix که آن را قادر به مدیریت جریان بسیار زیاد داده ها می کند و دسترسی به داده ها را در هر زمان برای تصمیم گیرندگان فراهم می کند.

3- Hardware-specific software platforms : بعضی از شرکت هایی که دستگاه های ارتباطی را به فروش می رسانند ، نرم افزار های خاصی را برای دستگاه های خود در نظر می گیرند. آن ها ترجیح می دهند به این نرم افزار ها به عنوان پلتفرم های اینترنت اشیا نگاه کنند. از آنجا که این برنامه ها برای کاربران دیگری در دسترس نمی باشد ، نمی توان آن ها را به عنوان پلتفرم در نظر گرفت (برای مثال Google Nest )

4– Consumer/Enterprise software extensions : بسته های نرم افزاری موجود و سیستم عامل هایی مانند مایکروسافت ویندوز 10 به طور فزاینده ای امکان ادغام دستگاه های IoT را می دهند. در حال حاضراغلب  این افزونه ها به اندازه کافی برای درنظر گرفتن به عنوان یک پلتفرم کامل IoT پیشرفته نیستند، اما ممکن است به زودی به این سطح دست یابند.

ترکیب خدمات مختلف توسط شرکت ها یک جنبه گیج کننده پلتفرم های اینترنت اشیا  است .مانند ترکیب پلتفرم فعال ساز IOT Foundantion با Bluemix IaaS backend توسط IBM است.

جاسپر و تلیت، دو شرکتی که از ابتدا فعالیت های خود رادر فضای Connectivity / M2M متمرکز کرده بودند، قابلیت های توانمند سازی برنامه های اینترنت اشیا را به فعالیت های خود اضافه کرده اند.

2. ساختار یک پلتفرم IOT مدرن شامل 8 جزء می باشد :

یک پلتفرم IoT در ساده ترین شکل  فقط در مورد امکان اتصال بین «چیزها» یا دستگاه ها است. معماری  ممکن است شامل یک پلتفرم نرم افزاری، یک پلتفرم توسعه نرم افزار یا یک پلتفرم تحلیلی باشد.

در یک پلتفرم پیچیده ی IOT  هشت بلوک اصلی معماری وجود دارد:

1- Connectivity & normalization : پروتکل های مختلف و فرمت های مختلف داده را به یک رابط “نرم افزار” متصل می کند که جریان داده دقیق و تعامل با تمام دستگاه ها را فراهم می کند.

2- Device management : تضمین می کند که “اشیا” متصل ،به درستی و یکپارچه در حال اجرا بخش ها بوده و به روز رسانی های لازم برای نرم افزارها و برنامه های کاربردی در حال اجرا بر روی دستگاه انجام می شود.

3- Database: دستگاه های مقیاس پذیر ذخیره سازی الزامات پایگاه داده های مبتنی بر ابر را در سطح جدیدی از لحاظ حجم داده،تنوع و سرعت ارائه می دهد.

4- Processing & action management : جمع آوری داده از سنسورها و استفاده از موتورهای قانون گذاری اجازه ی تصمیم گیری و بهره وری از اطلاعات موجود را در لحظه فراهم می کند.

5- Analytics : طیف وسیعی از تجزیه و تحلیل های پیچیده رادر خوشه بندی داده های اولیه انجام می دهد تا   بیشترین ارزش را از جریان داده IoT پیش بینی کنند.

6- Visualization : انسانها را قادر می سازد تا الگوها را ببینند و روند اطلاعاتی را که به وضوح از طریق خطوط ، پشته ها، نمودارهای دو بعدی و حتی سه بعدی به تصویر کشیده شده اند را از طریق داشبورد های Virsulization مشاهده نمایند.

7- Additional tools : به توسعه دهندگان نمونه های اولیه IOT اجازه تست و ایجاد پلتفرم هایمورد استفاده در بازاراینترنت اشیا برای تجسم،مدیریت و کنترل دستگاه های متصل را فراهم می سازد.

8- External interfaces : یکپارچه سازی سیستم های شخص ثالث وسایر اکوسیستم های گسترده ITرا از طریق رابط های نرم افزاری برنامه های کاربردی ( API ) , کیت توسعه نرم افزار ( SDK ) و دروازه ها انجام می دهند.

ایجاد امنیت در طراحی، یک عنصر ضروری برای تمام این بلوک ها است.معماری پلتفرم باید به صورت جامع طراحی شده باشد تا تهدیدات حملات سایبری را در هر سطح به حداقل برساند.

Figure 2:  The 8 components of an IoT Application Enablement Platform (Source: IoT Analytics)

3. استراتژی های مختلف ورود به بازار پلتفرم های اینترنت اشیا :

در بازار امروز بیش از 300 پلتفرم IoT وجود دارد و این تعداد در حال رشد است.  همانگونه که هر پلتفرم مشابه هم نیستند، پلتفرم های IoT بوسیله انواع استراتژی های ورودی شرکت های مختلف که تلاش می کنند بر روی پتانسیل IoT سرمایه گذاری کنند، شکل می گیرد.

سازندگان تجهیزات سخت افزاری و شبکه، نرم افزارهای سازمانی و شرکت های مدیریت تحرک، در حال رقابت برای تبدیل شدن به بهترین پلتفرم IoT در بازار هستند. برخی استراتژی ها را در زیر مورد بحث قرار می دهیم:

Organic bottom-up approach : شروع از بخش اتصال و ایجاد ویژگی های پلتفرم را از پایین به بالا .(مانند Ayla Networks )

یک رویکرد پایین به بالا برای ایجاد سیستم های پیچیده از در کنار هم گذاشتن سیستم های موجود می باشد که سبب ابداع و به وجود آوردن سیستم های نو ظهور می گردد. پردازش bottom-up بر اساس اطلاعات دریافتی از محیط اطراف و تبدیل آن ها به اطلاعات ادراکی می باشد.

در این رویکرد جزئیات تک تک مراحل و عناصر به دقت مشخص شده است.سپس این عناصر به هم می پیوندند تا زیر سیستم های بزرگتر را تشکیل دهند. در سطوح مختلف نیز این زیر سیستم ها به یکدیگر مرتبط می شوند، تا زمانی که یک سیستم سطح بالایی تشکیل می شود.

Ayla یک پلتفرم در مقیاس سازمانی است .این پلتفرم به گونه ای طراحی شده است که سازندگان دستگاه ها را قادر می ساز نه تنها محصولات هوشمند، بلکه خدمات IOT ظریف و مطمئن برای کاربران نهایی خود را نیز توسعه دهند.

شامل سه جزء اصلی است:

  • Agent های جاسازی شده آیلا
  • سرویس های ابری آیلا.
  • کتابخانه های کاربردی آیلا

پلتفرم های اینترنت اشیا آیلا یک راه حل کامل برای اتصال همه ی دستگاه های نزدیک به ابر و برنامه های کاربردی می باشند ؛ به گونه ای که همه ی ابزار و خدمات و پشتیبانی های لازم برای مدیریت، ارایه و تجزیه و تحلیل های مورد نیاز اینترنت اشیا را فراهم می کنند.

پلتفرم آیلا نیاز تولید کنندگان را در توسعه ی پشته های شبکه، امنیت پایدار، زیر ساخت های ابر و سایر زیر ساخت های مورد نیاز اینترنت اشیا را مرتفع ساخته و به آن ها اجازه می دهد تا منابع خود را در زمینه ی تخصصی خود متمرکز کنند.

Organic top-down approach : شروع از بخش تجزیه و تحلیل و ایجاد ویژگی های پلتفرم از بالا به پایین(مانند IBM IoT Foundation )

رویکرد بالا به پایین  به عنوان طراحی گام به گام  و در برخی موارد به عنوان مترادف تجزیه شناخته می شود؛ در روش مهندسی معکوس شکستن یک سیستم برای به دست آوردن اطلاعات در سیستم های ترکیبی خود می باشد.

در این رویکرد یک مرور کلی از سیستم صورت گرفته و مشخصه های کلی آن معلوم می گردد.مدل بالا به پایین اغلب با کمک “جعبه سیاه” مشخص می شود که باعث می شود دستکاری آنها آسان تر شود.

با این حال، جعبه های سیاه ممکن است نتوانند مکانیسم های ابتدایی را روشن کنند؛ یا به اندازه کافی دقیق باشند تا بتوانند مدل را به طور واقعی تایید کنند. رویکرد رو به بالا با تصویر بزرگ شروع می شود. از آنجا به بخش های کوچکتر تجزیه می شود.

Partnership approach : اتحاد کامل برای ارائه بسته کامل( مانند GE Predix & PTC Thingworx )

Predix یک پلتفرم نرم افزاری است که صنعت اینترنت  را قدرتمند می سازد.این پلتفرم بر اساس Cloud Fundry ساخته و برای اتصال امن و تجزیه و تحلیل در محیط ابر بهینه سازی شده است.Predix ترکیبی از خدماتی است که ساده ساختن و تحویل برنامه ها را تسریع کرده و قابلیت هایی از جمله مدیریت داده، امنیت، تجزیه و تحلیل، برنامه های تلفن همراه و عملیات توسعه را ارائه می کنند.

برنامه های تولیدشده ی  ThingWorx مجموعه ای از برنامه های مبتنی بر PTC، پیشرو IOT، ThingWorx است. این مجموعه شامل مجموعه ای کامل از ابزارهای یکپارچه سازی  IoT ، به خصوص توسعه ابزارها و قابلیت های موجود می باشد که عمیق ترین قابلیت های عملکردی این صنعت را ارائه می دهد.

چارچوب منحصر به فرد این مدل اجازه می دهد تا به راحتی به صورت یکپارچه  با فناوری های دیگری مانند Reality Enhanced عمل کند.

M&A approach : دستاوردهای هدفمندیا متقاضیانی که ادغام های استراتژیک را انجام می دهند(Amazon – 2lemetry ,Nokia & Alcatel-Lucent)

2lemetry داده ها را از آن دستگاه ها می گیرد، آن هارا سازماندهی و چیزی مفید و قابل خواندن تبدیل می کند.به شما امکان مشاهده مدل های پیش بینی و تجزیه و تحلیل مدل ها را فراهم می کند.

Investment approach : سرمایه گذاری تاکتیکی در طول اکوسیستم IOT

4. قابلیت Open source پلتفرم ها را به سمت همکاری با یکدیگر سوق می دهند :

برای ایجاد یک اکوسیستم واقعی IoT، که در آن بخش های مختلف سیستم ها تعامل می کنند و ارزش را از جریان های مختلف داده تولید می کنند، قابلیت همکاری ضروری است. هیچکدام از پلتفرم های IoT قادر نخواهد بود طیف وسیعی از موارد موجود را پیش بینی کنند.

رویکردهای Open Source جدید که پلتفرم های اینترنت اشیا را قادر می سازدتا با یکدیگر کار کنند،به سمت یک دستاورد بزرگ قدم برمی دارند که همگی از موفقیت های بزرگتری برخوردار خواهند شد.

ابزارهای Open Source مانند Vorto، با فراهم کردن پیوندهای گمشده، یک چارچوب مشترک برای مدل سازی اطلاعات ایجاد می کنند که باعث یکپارچگی و ترویج قابلیت همکاری بین پلتفرم ها و کل اکوسیستم IoT می شوند.

به عنوان مثال، همکاری PTC و شرکت نرم افزاری نوآوری Bosch یک مثال اصلی از اتحاد بزرگ تکنولوژی است که با استفاده از Vorto برای تسهیل ادغام و درگیری فنی بین دو پلتفرم خود، یکی از بزرگترین اتحادیه های تکنولوژی است.

Figure 4:  Open-source Vorto links the IoT Platform ecosystem (Source: www.eclipse.org/vorto/)

5. داده ها و اتصال سرویس های مختلف، ارزش های واقعی پلتفرم های اینترنت اشیا :

جمع آوری و اتصال داده های مختلف از میلیاردها اشیا فیزیکی به این احتیاج دارد که اجازه دهیم موارد جدیدی از بیزینس و کسب و کار وارد زندگی ما شود.

همانطور که رابرت متکالف در دهه 1980 ادعا کرد: “ارزش شبکه مخابراتی متناسب با مربع تعداد کاربران متصل به سیستم است”.ایجاد اطلاعات دقیق کلید باز کردن این مقدار است.

این روند در بسیاری از صنایع دیده می شود: فروش محصول اصلی به یک محصول جانبی تبدیل می شود، در حالی که مدل کسب و کار اطراف داده هایی است که از  محصول اصلی حاصل می شود.

از طرف دیگر، بوجود آمدن صنایع کاملا جدیدی را خواهیم دید که مدل های تجاری را تنها بر اساس داده های IoT ایجاد می کنند و از شرکای سخت افزاری برای دسترسی به منابع اطلاعات لازم استفاده می کنند.

پلتفرم IoT خود یک وسیله ضروری برای جمع آوری و تفسیر داده ها می شود، در حالی که ارزش واقعی با استفاده از بینش های حاصل شده برای ایجاد سرویس های بزرگ IoT برای کسب و کارهای متصل می شود.

در حال حاضر نمی توان با قاطعیت  این ادعا را داشت که برای راه حل های مبتنی بر اینترنت اشیاء یک بسته کامل فناوری وجود دارد . ما دارای استانداردهایی در رابطه با معماری ها ، پروتکل ها ، کامپوننت ها و سایر موارد نمی باشیم . همین موضوع باعث شده است که تولید کنندگان مختلف و پیاده کنندگان به سمت ایجاد امکانات مورد نیاز خود بر اساس هر مورد کاربرد حرکت کنند . علی رغم موارد فوق، می توان نشانه هایی مستدل از وجود الگوهای مختلف معماری را مشاهده نمود. یک راه حل اینترنت اشیاء شامل سه لایه مختلف است . شکل زیر ، لایه های مختلف الگوهای معماری اینترنت اشیاء را نشان می دهد .

در حال حاضر از سه نوع الگوی معماری مختلف در راه حل های اینترنت اشیاء استفاده می شود .

  •  معماری دستگاه محور (Device centric) :  این نوع دستگاه ها به اندازه ای هوشمند هستند که بتوانند برخی تصمیمات را بدون مراجعه به مرکز کنترل اتخاذ نمایند.
  • معماری دروازه محور(Gateway centric) .  دستگاه ها به هاب های کنترلی و یا gateway متصل می گردند که شامل بخش هایی از منطق برنامه برای راه حل های IoT است . در این نوع معماری ، سیستم gateway هدایت دستگاه را بدون نیاز به مراجعه مجدد به مرکز کنترل بر عهده دارد .
  • معماری کنترل متمرکز  (Centralized control ) .  در این نوع معماری از یک مرکز کنترل به عنوان هسته عملیات استفاده می شود . داده ذخیره می گردد ، پردازش می شود و تصمیم گیری در این سطح اتخاذ می گردد و در نهایت فرامین لازم جهت انجام اقدامات تعریف شده برای gateway و یا دستگاه ها ارسال می شود .

در اکثر موارد ، راه حل های اینترنت اشیاء شامل ترکیبی از الگوهای معماری اشاره شده می باشند . معماری کنترل متمرکز ، مکانی است که لازم است داده به مدت طولانی ذخیره و پردازش گردد . به همین دلیل  به یک پلتفرم داده قدرتمند با قابلیت مقیاس پذیری و توان پردازشی مطلوب نیاز است .

  با توجه به ماهیت الگوهای معماری اینترنت اشیاء، انتخاب مناسب یک پلتفرم داده که تامین کننده نیاز فعلی و آینده باشد ، یکی از الزامات اساسی جهت ورود به این بازار جذاب و گسترده است .

 

در این مقاله با پلتفرم های اینترنت اشیا بیشتر آشنا شدیم .

1 دیدگاه

ارسال پاسخ