بوابة إنترنت الأشياء IoT Gateway
بوابة إنترنت الأشياء
- يمكن أن تكون بوابة إنترنت الأشياء جهازًا ماديًا مخصصًا أو برنامجًا يساعد على الاتصال بين الأجهزة والسحابة.
- يعمل كجهاز توجيه شبكة ، يقوم بتوجيه البيانات بين أجهزة إنترنت الأشياء والسحابة.
- تمر البيانات المكتسبة من المستشعر والتي تتحرك باتجاه سحابة إنترنت الأشياء عبر البوابة التي تعالج بيانات المستشعر مسبقًا على الحافة.
- تتضمن المعالجة المسبقة لأحجام كبيرة من بيانات المستشعر ضغط البيانات المجمعة لتقليل تكاليف الإرسال.
- تقوم بوابة إنترنت الأشياء بترجمة بروتوكولات الشبكة المختلفة لدعم قابلية التشغيل البيني للأشياء الذكية والأجهزة المتصلة.
- توفر بوابات إنترنت الأشياء مستويات معينة من الأمان من خلال شبكات التشفير المتقدمة ، وبالتالي ، كطبقة وسطى (بين الأجهزة والسحابة).
- تحمي بوابات إنترنت الأشياء نظام إنترنت الأشياء من الوصول غير المصرح به والهجمات الضارة. بوابة إنترنت الأشياء IoT Gateway
بوابة إنترنت الأشياء النموذجية غير مجهزة بأي نوع من أجهزة الاستشعار ؛ يعد البرنامج المثبت على بوابة إنترنت الأشياء مسؤولاً عن جمع بيانات المستشعرات المستلمة ومعالجتها مسبقًا ونقلها إلى سحابة إنترنت الأشياء.
البنية الأساسية للشبكة
تتيح البنية التحتية للشبكة (أي الإنترانت أو الإنترنت) معالجة البيانات ونقلها من الأشياء الذكية إلى إنترنت الأشياء عبر العديد من أجهزة الشبكة المتجانسة / غير المتجانسة ، مثل المحولات وأجهزة التوجيه والبوابات.
سحابة إنترنت الأشياء
ينشئ المستشعر و / أو التطبيقات و / أو المستخدمون النهائيون في نظام إنترنت الأشياء كمية هائلة من البيانات في IoT Cloud.
على مستوى البنية ، فإن IoT Cloud عبارة عن شبكة من الخوادم عالية الأداء التي تخزن وتعالج وتدير كميات هائلة من البيانات لتحليلها.
تأسست IoT Cloud من خلال استغلال تقنية المحاكاة الافتراضية وتتكون من مكونات مختلفة:
تجمع الموارد الافتراضية
ثلاثة أنواع رئيسية من الخوادم المكونة القائمة على Virtual Machine VM
- خوادم التطبيق .
- قواعد بيانات.
- موازن التحميل.
تعمل هذه الخوادم بشكل مستقل حتى عند تشغيلها على نفس الجهاز الفعلي في تجمع الموارد الظاهرية المتاح.
 |
| سحابة انترنت الأشياء |
تجمع الموارد الافتراضية
يتكون تجمع الموارد الافتراضية من مكونين ، أي:
موارد الأجهزة المتوفرة في شكل العديد من وحدات المعالجة المركزية والذاكرة والاتصال بالشبكة على الأجهزة الفعلية.
يعمل برنامج Hypervisor على هذه الأجهزة المادية التي توفر بيئة نظام التشغيل (المعروفة باسم VMs) وتمكين تخصيص الموارد الديناميكي.
فيما يتعلق بتنفيذ برنامج Hypervisor ، يُفضل نظام التشغيل الظاهري ، أي VMWare vSphere ، والذي يمكنه الوصول إلى موارد الحوسبة والذاكرة المباشرة للأجهزة المادية.
يتم تنفيذ خدمات IoT Cloud على أجهزة افتراضية لتوفير أداء عالٍ بتكلفة منخفضة.
خادم التطبيق
خوادم التطبيقات في إنترنت الأشياء
خادم بروتوكول نقل النص التشعبي http
خوادم النقل عن بعد (MQTT) لخدمة وضع الرسائل في قائمة انتظار.
تم تطوير كلاهما باستخدام Node.js ، القادر على توفير التزامن عالي.
تتفاعل خوادم HTTP بطريقة الطلب والاستجابة وتتطلب Express (إطار عمل تطبيق الويب) لنشر تطبيقات الويب والجوال.
HTTP غير مناسب لأجهزة إنترنت الأشياء ذات الموارد المحدودة.
بالنسبة لخدمات الأعمال للعملاء ، تُفضل خوادم التطبيقات القائمة على بروتوكول MQTT على عكس خوادم التطبيقات التقليدية ، والتي تعتمد على بروتوكول HTTP. MQTT هو بروتوكول نقل رسائل خفيف الوزن يعتمد على النشر والاشتراك ومصمم خصيصًا لأجهزة إنترنت الأشياء المقيدة بالحوسبة والاتصالات وموارد الطاقة.
تم تطوير خوادم MQTT باستخدام اتصال MQTT (مكتبة Node.js مفتوحة المصدر).
خوادم قاعدة البيانات
خوادم قواعد البيانات اختيارية واعتمادًا على طبيعة تطبيق إنترنت الأشياء ، يتم تخزين البيانات في قواعد بيانات علائقية (SQL) وغير علائقية (NoSQL).
نظرًا لعدم ملاءمة قواعد بيانات SQL لتطبيقات إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي ، يوصى بشدة باستخدام قواعد بيانات NoSQL في IoT Cloud.
فيما يتعلق بالتنفيذ ، يتم استخدام Redis (قاعدة بيانات NoSQL) ، والتي يمكنها تخزين البيانات مباشرة في الذاكرة لتحسين سرعة الإدخال / الإخراج.