شرح المكونات والطبقات الأساسية لإنترنت الأشياء: كيف تُحسِّن من حياتنا؟

إنترنت الأشياء (IoT) هي الكلمة الطنانة الجديدة المستخدمة على نطاق واسع في جميع قطاعات الأعمال. الإنترنت يجمعنا جميعًا في واحد بهندسته المعمارية. تجعل إنترنت الأشياء حياتنا سهلة من خلال توصيل جميع الأدوات والأجهزة اليومية في سحابة واحدة ، وبالتالي التحكم فيها باستخدام واجهة.

على سبيل المثال ، تحسب ساعتك الذكية الخطوات التي قطعتها في اليوم وتخزنها في السحابة. عندما تذهب إلى الفراش ، يمنحك هاتفك (المتصل بالساعة الذكية) تحليلات لعدد السعرات الحرارية التي حرقتها أثناء المشي!

هذا هو إنترنت الأشياء! لقد قمنا بتحويل الساعة إلى ساعة ذكية باستخدام أجهزة الاستشعار. ترسل هذه المستشعرات البيانات عبر الإنترنت وتخزنها في السحابة. يحزم التطبيق الموجود في الهاتف هذه البيانات ويعرضها في شكل بسيط ومفهوم.

ما هو إنترنت الأشياء؟

بعبارات بسيطة ، إذا كان بإمكانك الاتصال بشيء ، سواء كان أي شيء ، فإنه يصبح إنترنت الأشياء. لقد أثرت هياكل إنترنت الأشياء هذه على حياة الإنسان بعدة طرق. إنها مفيدة في التطبيقات العسكرية والأجهزة الطبية الحيوية والأوساط الأكاديمية وتحليلات الأعمال.

أصبح الاتصال ممكنًا من خلال التقنيات التخريبية مثل التعلم الآلي والحوسبة السحابية وتكنولوجيا الاستشعار منخفضة الطاقة والذكاء الاصطناعي. في الشركات ، يتم تطبيق إنترنت الأشياء لتحقيق إنتاج موفر للطاقة والتصنيع الذكي وسلسلة التوريد الرقمية والتحكم الآلي في العمليات.

تتطلب الشركات عددًا لا يحصى من تحليلات البيانات لفهم احتياجات السوق. يعتمدون على أجهزة إنترنت الأشياء هذه لتلقي هذه البيانات واستخدامها في اتخاذ قرار مستنير. يتم نقل بيانات المستشعر التي تم جمعها إلى الخادم السحابي باستخدام بنية إنترنت الأشياء .

تعلم دورات البرمجيات عبر الإنترنت من أفضل الجامعات في العالم. اربح برامج PG التنفيذية أو برامج الشهادات المتقدمة أو برامج الماجستير لتتبع حياتك المهنية بشكل سريع.

كيف يتم بناؤه؟

تحتوي بنية إنترنت الأشياء الحالية على عدة طبقات بناءً على متطلبات التطبيق. يتم تجميع طبقات العمارة في ثلاث فئات:

1. طبقة الإدراك - مشغل الإدراك هو القاتل الأول المادي ويجمع بيانات في الوقت الفعلي من البيئة. يتكون من أجهزة استشعار ومحركات لإدراك البيانات وجمعها.
2. طبقة الشبكة - تقوم طبقة الشبكة بربط ونقل ومعالجة البيانات المجمعة. يتصل بالأجهزة الذكية الأخرى للخوادم لمعالجة البيانات التي تم جمعها. يقوم بتحويل البيانات بناءً على التوقيت والهيكل.
3. طبقة التطبيق - طبقة التطبيق خاصة بالتطبيقات التي تُستخدم فيها بنية إنترنت الأشياء . على سبيل المثال ، القيادة الذاتية أو أنظمة المنزل الذكي أو المساعدين الأذكياء. يمكن أيضًا استخدام البيانات من مصادر أخرى هنا لجعلها قابلة للتقديم للمستخدمين.

يتم استخدام طبقات أخرى مثل طبقة الأمان وطبقة المراقبة وطبقة المعالجة المسبقة في بنية إنترنت الأشياء بناءً على المتطلبات. تم إنشاء هذه الطبقات باستخدام المكونات المادية التي تجمع البيانات وتنقلها وتعالجها.

قراءة: فرص وظائف إنترنت الأشياء

المكونات في هندسة إنترنت الأشياء

الهندسة المعمارية هي الطريقة الأساسية لتطوير نظام إنترنت الأشياء الذي يمكن تطبيقه في خدمة مفيدة. لا تحتوي بنية إنترنت الأشياء على معايير محددة ، ولكنها تتكون من المكونات الأربعة المدرجة أدناه:

مجسات

أجهزة الاستشعار أو المشغلات هي أجهزة مادية يمكنها جمع البيانات وإرسالها ونقلها عبر الشبكة. مثال على ذلك هو مستشعر الأشعة تحت الحمراء الذي يكتشف إشارات الأشعة تحت الحمراء ويخطر الشبكة بذلك. المشغلات هي أجهزة إخراج تقوم بالإجراءات المقابلة بناءً على الملاحظات. على سبيل المثال ، المحرك في الذراع الآلية عبارة عن مشغل يمسك أو يطلق كائنًا بناءً على الإدخال المعطى.

بعض المستشعرات والمحركات هي الكاميرات والميكروفونات والجيروسكوبات و GPS و RFID ومقياس المغناطيسية ومستشعر القرب ومستشعر الضوء ومقياس الحرارة ومقياس الضغط ومستشعر الرطوبة. تحتوي الهواتف الذكية اليوم على معظم هذه المستشعرات مدمجة ، مما يجعلها واحدة من أكثر بنى إنترنت الأشياء تعقيدًا.

بوابة

يتم جمع عدد كبير من البيانات بواسطة هذه المستشعرات ، وهي تتطلب مداخل بذور عالية لنقل هذه البيانات المجمعة من أجل تفسير مفيد. تحدد الشبكة قابلية تنقل الجهاز الذكي. يمكن أن يكون نظام wifi أو Bluetooth أو Ethernet أو شبكة المنطقة الشخصية أو LAN (شبكة المنطقة المحلية) أو نظام WAN (شبكة المنطقة الواسعة).

يجب أن يكون الاتصال أيضًا نظامًا منخفض الطاقة ، لذلك لا يتطلب مصدر طاقة كبير أو أجهزة نسخ احتياطي. يفضل المستخدمون بنية إنترنت الأشياء عالية السرعة والفعالة القائمة على نظام الاتصالات لمنازلهم ومكاتبهم. قد تتطلب البنية أيضًا بروتوكولات التوجيه التي تتطلب ذاكرة منخفضة ولكن اتصالاً فعالاً.

الوسيطة

تعالج البرامج الوسيطة البيانات قبل نقلها عبر السحابة. يقوم بتجريد الأجهزة ويوفر واجهة للاتصال تسمى API (واجهة برمجة التطبيقات) للأمان والاتصالات وإدارة البيانات. يُفضل أن تكون تقنية المعلومات المتطورة هذه ذات زمن انتقال منخفض وإمكانية تنقل وإدراك بالموقع وقابلة للتطوير وموثوقة وموفرة للطاقة.

السحابة / إدارة البيانات

هذه هي أنظمة إدارة البيانات التي تعالج البيانات وتقدمها كتحليلات. كما أن لديها ضوابط أمنية على النظام تمنع تعرضهم للاختراق أو الهجوم. تتنوع ضوابط الأمان هذه بناءً على التطبيق.

يجب أن تقرأ: مشاريع وأفكار إنترنت الأشياء

كيف هو مفيد في جعل حياتنا أسهل؟

تجعل تطبيقات إنترنت الأشياء المتنوعة حياتنا سهلة كل يوم. أكثر تطبيقات إنترنت الأشياء المحبوبة هو نظام أتمتة المنزل. يتم التحكم في المنازل الذكية عن بُعد وهي مفيدة جدًا في توفير الطاقة. يتم استخدام هذه في استخراج الميزات والحماية من المخاطر والحماية من جهاز التحكم عن بعد.

إنترنت الأشياء له تطبيقات واسعة في الأجهزة الطبية الحيوية. يمكن للأطباء استخراج بيانات المرضى عن بعد ، مثل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب والتقارير الطبية. إلى جانب ذلك ، هناك العديد من تطبيقات الرعاية الصحية مثل Fitbit والأدوات النشطة لمراقبة العناصر الحيوية للشخص. يتم جمع هذه البيانات وتخزينها في السحابة التي يتم استخدامها لاحقًا عند الحاجة. اقرأ المزيد عن تطبيقات الحياة الواقعية لإنترنت الأشياء.

خاتمة

بنية إنترنت الأشياء لها العديد من التطبيقات ، من الرعاية الصحية إلى الجيش. الطلب على محترفي إنترنت الأشياء يرتفع كل يوم. يضاف إلى ذلك ، فتحت الصناعة 4.0 العديد من هذه المناصب في الصناعات التحويلية أيضًا. لتصبح مهندس إنترنت الأشياء محترفًا ، احصل على شهادة من مؤسسة مرموقة.

تقدم upGrad دورات عبر الإنترنت مثل Executive PG Program in Software Development - Specialization in Cloud Computing . يمكنك تعلم الهندسة السحابية والحوسبة السحابية والمحاكاة الافتراضية والأجهزة الافتراضية. تقدم upGrad شهادات من معاهد مرموقة مثل IIIT Bangalore ، إلى جانب فرص التوظيف. لتصبح مهندس إنترنت الأشياء المطلوب بشدة ، سجل نفسك في upGrad اليوم!