پلت‌فرم اینترنت اشیاء IoT چیست و چه قابلیت‌های منحصر به فردی دارد؟

پلت‌فرم اینترنت اشیا یک فناوری چند لایه است که تهیه، مدیریت و اتوماسیون ساده دستگاه‌های متصل را در جهان اینترنت اشیا امکان‌پذیر می‌کند. در اصل با استفاده از گزینه‌های اتصال انعطاف‌پذیر، مکانیسم‌های امنیتی و قدرت‌های گسترده پردازش داده، سخت‌افزار شما را هر چند متنوع به یکدیگر متصل می‌کند.

 برای توسعه دهندگان، یک سیستم‌عامل پلت‌فرم اینترنت اشیا مجموعه‌ای از ویژگی‌های آماده برای استفاده را فراهم می‌کند که توسعه برنامه‌های دستگاه‌های متصل را بسیار سرعت می‌بخشد و همچنین از مقیاس‌پذیری و سازگاری بین دستگاه‌ها مراقبت می‌کند.

بنابراین، یک پلت‌فرم اینترنت اشیا بسته به نوع نگاه شما می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد. وقتی در مورد چگونگی اتصال دستگاه‌های از راه دور به برنامه‌های کاربر (یا سایر دستگاه‌ها) و مدیریت همه تعاملات بین سخت‌افزار و لایه‌های برنامه صحبت می‌شود، معمولاً به آن میان افزار گفته می‌شود.

همچنین برای مشخص کردن ارزش اصلی کسب‌وکار خود یعنی توانمندسازی دستگاه‌های استاندارد با برنامه‌ها و سرویس‌های مبتنی بر ابر، به عنوان یک پلت‌فرم فعال‌سازی ابری یا بستر فعال‌سازی اینترنت اشیا نیز شناخته می‌شود. سرانجام، با نام پلتفرم فعال‌سازی پلت‌فرم اینترنت اشیا، تمرکز را به عنوان یک ابزار اصلی برای توسعه‌دهندگان اینترنت اشیا تغییر می‌دهد.

پلت‌فرم اینترنت اشیا به عنوان میان‌افزار

سیستم‌عامل‌های اینترنت اشیا به شکل میان‌افزار هدفشان این است که به عنوان واسطه‌ای بین لایه‌های سخت‌افزار و برنامه کار کنند. وظایف اصلی آن‌ها شامل جمع‌آوری داده‌ها از دستگاه‌ها بر روی پروتکل‌های مختلف و توپولوژی شبکه، پیکربندی و کنترل دستگاه از راه دور، مدیریت دستگاه و به روزرسانی سیستم عامل است.

انتظار می‌رود برای استفاده در اکوسیستم‌های ناهمگن، پلت‌فرم اینترنت اشیا در زندگی واقعی تقریبا از هر دستگاه متصلی پشتیبانی کرده و با برنامه‌های شخص ثالث مورد استفاده دستگاه ترکیب شود. این استقلال سخت‌افزار و نرم‌افزار به پلت‌فرم اینترنت اشیا اجازه می‌دهد تا هر نوع دستگاه متصل را به همان روش مستقیم مدیریت کند.

سیستم‌عامل‌های مدرن پلت‌فرم اینترنت اشیا فراتر رفته و انواع مختلفی از ویژگی‌های ارزشمند را به لایه‌های سخت‌افزاری و کاربردی نیز وارد می‌کنند. آن‌ها مولفه‌هایی برای پیش نمایش و تجزیه و تحلیل، پردازش داده روی دستگاه و استقرار مبتنی بر ابر ارائه می‌دهند. برخی از آن‌ها می‌توانند پیاده‌سازی راه‌حل اینترنت اشیا را از پایه به انتها برسانند.

فن‌آوری پلت‌فرم اینترنت اشیا

فن‌آوری پلت‌فرم اینترنت اشیا دارای چهار لایه معمولی اتصال، ویژگی‌های اصلی اینترنت اشیا و برنامه‌ها و تجزیه و تحلیل‌ها است. یک پلت‌فرم برتر اینترنت اشیا باید اکثر قابلیت‌های اینترنت اشیا مورد نیاز برای توسعه دستگاه‌های متصل شما را فراهم کند.

دستگاه‌های شما مستقیماً یا با استفاده از درگاه اینترنت اشیا به سیستم‌عامل متصل می‌شوند که در فضای ابری یا مرکز داده داخلی شما قرار دارد. همچنین می‌توانید برای تبدیل پروتکل‌ها از دروازه IoT استفاده کنید، به عنوان مثال وقتی نقاط پایانی شما در شبکه LoRaWan قرار دارد اما برای برقراری ارتباط با ابر از طریق MQTT به آن‌ها نیاز دارید.

یک پلت‌فرم اینترنت اشیا می‌تواند به چندین لایه تجزیه شود. در پایین‌ترین سطح زیرساخت وجود دارد، چیزی که عملکرد سیستم عامل را امکان‌پذیر می‌کند. در اینجا می‌توانید مولفه‌هایی برای مدیریت کانتینر، پیام‌رسانی داخلی پلتفرم، تنظیم پوشه‌ها و سایر موارد پیدا کنید.

لایه ارتباطی، پیام‌رسانی را برای دستگاه‌ها امکان‌پذیر می‌کند. به عبارت دیگر، این جایی است که دستگاه‌ها برای انجام عملیات مختلف به ابر متصل می‌شوند.

لایه زیر نشان دهنده ویژگی‌های اصلی اینترنت اشیا است که توسط سیستم عامل ارائه شده است. از جمله موارد ضروری، جمع‌آوری داده‌ها، مدیریت دستگاه، مدیریت پیکربندی، پیام رسانی و به روزرسانی‌های نرم افزار OTA است.

در بخش بالایی ویژگی‌های اصلی اینترنت اشیا وجود دارد، لایه دیگری وجود دارد که کمتر مربوط به تبادل داده بین دستگاه‌ها است، بلکه بیشتر به پردازش این داده‌ها در سیستم عامل مربوط می‌شود. بخشی وجود دارد که به شما امکان می‌دهد گزارش‌های سفارشی ایجاد کنید. علاوه بر این بخشی برای تجزیه و تحلیل و هشدار برای اطلاع‌رسانی در مورد هر گونه ناهنجاری در پلت‌فرم اینترنت اشیا وجود دارد.

نکته مهم این است که بهترین سیستم‌عامل‌های اینترنت اشیا به شما امکان می‌دهد تامولفه‌های خاص صنعت و برنامه خود را اضافه کنید. بدون چنین انعطاف‌پذیری، سازگاری یک پلت‌فرم اینترنت اشیا برای یک سناریوی خاص تجاری می‌تواند هزینه اضافی قابل توجهی را تحمل کند و ارائه راه‌حل را به مدت نامعلومی به تأخیر بیندازد.

سیستم‌عامل‌های پیشرفته اینترنت اشیا

معیارهای مهم دیگری نیز وجود دارد که پلت‌فرم اینترنت اشیا را از یکدیگر متمایز می‌کند، مانند مقیاس پذیری، قابلیت برنامه‌ریزی، سهولت استفاده، کنترل کد، ادغام با نرم افزار شخص ثالث، گزینه‌های استقرار و سطح امنیت داده‌ها.

مقیاس پذیری

 سیستم عامل‌های پیشرفته اینترنت اشیا مقیاس پذیری الاستیک را در تعداد نقاط انتهایی که مشتری نیاز دارد، تضمین می‌کنند. این قابلیت برای استقرار، امری بدیهی است اما در صورت استقرار در محل، از جمله قابلیت تعادل بار پلت‌فرم برای حداکثر عملکرد سرور، باید به طور خاص مورد آزمایش قرار گیرد.

قابلیت برنامه‌ریزی

 یک عامل حیاتی برای سرعت تحویل است. این مورد با انعطاف‌پذیری APIهای یکپارچه سازی، اتصال اجزای سیستم عامل و شفافیت کد منبع ارتباط دارد. برای راه‌حل‌های IoT در مقیاس کوچک ممکن است APIهای خوب کافی باشد، در حالی که پلت‌فرم اینترنت اشیا که به سرعت در حال پیشرفت هستند، معمولاً توسعه‌دهندگان را ملزم می‌کند تا کنترل بیشتری بر کل سیستم، کد منبع، رابط‌های ادغام، گزینه‌های استقرار، طرح‌های داده‌ای، مکانیسم‌های اتصال و امنیت و غیره داشته باشند.

امنیت

 امنیت داده‌ها شامل رمزگذاری، مدیریت جامع هویت و استقرار انعطاف‌پذیر است. رمزگذاری جریان داده از جمله در حالت احراز هویت دستگاه، مدیریت حقوق کاربر و زیرساخت برای داده‌های حساس اهمیت دارد.

 با برآوردن این جنبه‌ها، دو پارادایم مختلف از استقرار اینترنت اشیا که توسط ارائه‌دهندگان پلتفرم اینترنت اشیا ارائه می‌شود، وجود دارد: یک ابر عمومی IoT PaaS و یک ابر اینترنت اشیا خصوصی که خود میزبان آن است.

قابلیت فعال‌سازی پلت‌فرم اینترنت اشیا

ابر اینترنت اشیا اوج تکامل سیستم عامل‌های اینترنت اشیا است. بعضی اوقات این دو اصطلاح به جای هم استفاده می‌شوند، در این حالت سیستم موجود معمولاً یک پلت‌فرم اینترنت اشیا به عنوان سرویس (PaaS) است. این نوع راه‌حل‌ها به شما امکان می‌دهد، زیرساخت‌های ابری و یک پلت‌فرم اینترنت اشیا را از یک ارائه دهنده فناوری واحد اجاره کنید. همچنین، ممکن است راه‌حل‌های آماده اینترنت اشیا ارائه شده توسط ارائه دهنده در زیرساخت‌های آن ساخته و میزبانی شود.

با این حال، یک قابلیت مهم یک پلتفرم مدرن اینترنت اشیا شامل یک قابلیت ابر خصوصی اینترنت اشیا است. برخلاف راه‌حل‌های عمومی PaaS واقع در فضای ابری ارائه دهنده، ابر خصوصی اینترنت اشیا می‌تواند در هر زیرساخت ابری از جمله مرکز داده خصوصی میزبانی شود. این نوع استقرار کنترل بسیار بیشتری بر روی ویژگی‌های جدید توسعه، سفارشی سازی و ادغام ارائه می‌دهد. این مورد همچنین از امنیت دقیق داده‌ها و عملکرد حمایت می‌کند.

تجارت شما چه کاری می‌تواند با پلت‌فرم اینترنت اشیا انجام دهد؟

یک پلت‌فرم اینترنت اشیا برای تولیدکنندگان دستگاه‌های هوشمند و شرکت‌های نوپا نقشی اساسی دارد، که می‌توانند از آن برای تجهیز محصولات خود به کنترل از راه دور و نظارت در زمان واقعی، هشدارها و اعلان‌های قابل تنظیم، خدمات ابر قابل اتصال و ادغام با تلفن‌های هوشمند مصرف کنندگان و سایر دستگاه‌ها استفاده کنند.

بهینه‌سازی هزینه پلت‌فرم اینترنت اشیا

یکی دیگر از کاربردهای گسترده پلت‌فرم اینترنت اشیا، بهینه سازی هزینه برای شرکت‌های بخش‌های صنعتی، کشاورزی و حمل و نقل از طریق نظارت از راه دور بر دستگاه‌ها و وسایل نقلیه، نگهداری پیش‌بینی کننده تجهیزات، جمع آوری داده‌های حسگر برای تجزیه و تحلیل تولید در زمان واقعی و اطمینان از ایمنی و پایان کار است.

ابرهای IoT در مقیاس بزرگ، راه‌حل‌های معمولی برای CSPها، شهرهای هوشمند و مجتمع‌های انرژی هوشمند است. با استفاده از پلت‌فرم اینترنت اشیا، این شرکت‌ها زیرساخت‌های اینترنت اشیا را برای ارائه انواع خدمات جدید برای مشتریان عادی، شرکت‌های خدمات عمومی و شرکت‌های بزرگ توسعه می‌دهند. از جمله این خدمات می‌توان به اندازه گیری شبکه هوشمند، نظارت بر کیفیت هوا در سطح شهر، استقرار ساختمان‌های هوشمند و موارد دیگر اشاره کرد.

سرانجام، یک پلت‌فرم اینترنت اشیا فناوری اساسی برای بهبود تجربه مشتری در حوزه‌های خرده فروشی  بهداشت، توریسم و مسافرت است. این مورد برای فعال کردن خدمات بسیار شخصی و اطمینان از تعامل بدون استرس بین مشتری و شرکت استفاده می‌شود.

نمونه‌ای از این موارد، راه‌حل‌های مانیتورینگ و نظارت بر بیمار از راه دور است، که استفاده از آن‌ها بسیار راحت است و باعث می‌شود فرد در وقت و هزینه خود صرفه‌جویی کند. جمع آوری اطلاعات کامل بیمار با اینترنت اشیا بدون دردسر انجام می‌شود، علاوه بر این خرده فروشان و شرکت‌های گردشگری از مجموعه داده‌های غنی برای ایجاد پیشنهادات شخصی و بازاریابی موثر استفاده می‌کنند.

روندهای استراتژیک برای پلت‌فرم اینترنت اشیا

همان‌طور که گارتنر در پیش‌بینی فناوری خود برای سال 2018 اشاره کرد، نسل بعدی اکوسیستم‌های تجاری به طور فزاینده‌ای دیجیتالی و هوشمند خواهند شد. اینترنت اشیا نقشی محوری در این زمینه ایفا می‌کند.

دوقلوهای دیجیتال

 روشی قدرتمندتر برای نظارت، کنترل و مدیریت دارایی‌ها ارائه می‌دهند. دوقلوهای دیجیتال، نمایشی دیجیتالی جامع از دستگاه‌ها و سیستم‌های دنیای واقعی را ارائه می‌دهند، بنابراین نظارت بر وضعیت آن‌ها را بهبود می‌بخشند و پاسخگویی سریع‌تر به رویدادهای خارجی و داخلی را امکان پذیر می‌کنند. پیاده سازی دوقلوهای دیجیتال به سیستم‌عامل‌های اینترنت اشیا نیاز دارد تا توانایی مدیریت دستگاه بسیار انعطاف پذیری را فراهم کند، که بسته به نوع استفاده می‌تواند با هر سطح از پیچیدگی کنار بیاید. کاربردهای دوقلوهای دیجیتال از پیش‌بینی موجودی دارایی گرفته تا شبیه سازی رویداد و تجزیه و تحلیل استفاده بسیار متفاوتی دارد.

Cloud to the edge

 قدرت پردازش داده‌ها را به نهادهای تحت مدیریت در اکوسیستم اینترنت اشیا قرار می‌دهد. ترکیبی از معماری رایانش ابری و یک مدل انعطاف‌پذیر بومی ابر را فراهم می‌کند، جایی که می‌توان سرویس‌های جداگانه را به صورت مقیاس پذیر مدیریت و توزیع کرد. در پاسخ به داده‌های جدید اقدامات سریع‌تری انجام می‌دهد. با در نظر گرفتن سایر وظایف مرتبط با مدیریت در فضای خصوصی ابر، واضح است که یک پلت‌فرم اینترنت اشیا به عنوان یک ابزار توسعه صرف رشد کرده است و باید توانایی مدیریت موثر DevOps را داشته باشد.

راه‌حل‌های اینترنت اشیا ناگزیر پیچیده‌تر و پویاتر می‌شوند. آن‌ها شامل اکوسیستم‌های بزرگتری از دستگاه‌ها هستند و بسیار سریع‌تر از نرم افزارهای کاربردی سازمانی سنتی تکامل می‌یابند. با گسترش انواع تعاملات از راه دور بین دستگاه‌ها و انسان‌ها، راه‌حل‌های اینترنت اشیا نیز الگویی جدید برای تجربه دیجیتال مشتری مداری هستند. پیچیدگی آن‌ها ممکن است در ابتدا عجیب به نظر برسد اما در حقیقت این طور نیست.

جهان به سمت اینترنت اشیای (IoT) کوانتومی در حال حرکت است:

اینترنت اشیا (IoT) در حال حاضر دنیای ما را متحول می‌کند و با ظهور محاسبات کوانتومی، این تحول به سطح جدیدی ارتقا خواهد یافت. اینترنت اشیای کوانتومی (QIoT) نویدبخش انقلابی در نحوه تعامل ما با دستگاه‌ها و دنیای اطرافمان است.

QIoT چیست؟

QIoT ترکیبی از فناوری‌های IoT و محاسبات کوانتومی است. محاسبات کوانتومی از اصول مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات استفاده می‌کند که به طور قابل توجهی سریع‌تر و قدرتمندتر از رایانه‌های سنتی است. این امر QIoT را قادر می‌سازد تا وظایف پیچیده‌ای را انجام دهد که برای IoT سنتی غیرممکن است.

مزایای QIoT:

• امنیت: QIoT از رمزگذاری کوانتومی برای محافظت از داده‌ها در برابر هک شدن استفاده می‌کند که بسیار امن‌تر از روش‌های رمزگذاری سنتی است.
• دقت: حسگرهای کوانتومی می‌توانند با دقت بسیار بالاتری نسبت به حسگرهای سنتی اندازه‌گیری کنند.
• سرعت: کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند داده‌ها را بسیار سریع‌تر از رایانه‌های سنتی پردازش کنند که به QIoT امکان می‌دهد وظایف را در زمان واقعی انجام دهد.
• کارایی: الگوریتم‌های کوانتومی می‌توانند مشکلات را به طور کارآمدتر از الگوریتم‌های سنتی حل کنند که منجر به صرفه‌جویی در انرژی و منابع می‌شود.

کاربردهای QIoT:

• مراقبت‌های بهداشتی: QIoT می‌تواند برای توسعه داروها و درمان‌های جدید، نظارت بر سلامت بیماران در زمان واقعی و ارائه مراقبت‌های دقیق‌تر استفاده شود.
• مالی: QIoT می‌تواند برای معاملات امن‌تر و سریع‌تر، تشخیص تقلب و مدیریت ریسک مؤثرتر استفاده شود.
• لجستیک: QIoT می‌تواند برای بهینه‌سازی زنجیره‌های تأمین، ردیابی کالاها در زمان واقعی و کاهش ضایعات استفاده شود.
• شهرهای هوشمند: QIoT می‌تواند برای مدیریت ترافیک، بهبود روشنایی خیابان‌ها، و کاهش آلودگی استفاده شود.

چالش‌های QIoT:

• هزینه: توسعه و استقرار فناوری‌های QIoT گران است.
• پیچیدگی: QIoT یک فناوری پیچیده است که برای عملکرد به متخصصان بسیار ماهر نیاز دارد.
• مقررات: هیچ چارچوب قانونی روشنی برای QIoT وجود ندارد که می‌تواند منجر به چالش‌هایی در پذیرش آن شود.