المكونات الأساسية لتصميم مشروع إنترنت الأشياء ناجح

 

 

يمكن أن يكون بناء مشروع إنترنت الأشياء كامل لغزا مليئا بالكثير من المفاجآت إذا لم تكن على دراية كاملة بجميع أجزاء البناء التي يجب أخذها في الاعتبار. يقدم سوق إنترنت الأشياء  (IOT) مجموعة كبيرة من التقنيات والمنتجات والتطبيقات. كل هذه الخيارات مقلقة عندما تواجه تصميم وتطوير مشروع إنترنت الأشياء (IOT) محدد باحتياجات محددة. لكن لحسن الحظ ، تشترك جميع مشاريع إنترنت الأشياء في اغلب لبنات البناء ان لم تكن كلها من وجهة نظر معمارية. إذا كان لديك فهم واضح لهذه اللبنات الأساسية ، فسوف يكون من السهل عليك تصميم نظام إنترنت الأشياء ناجح.

 

أجهزة الاستشعار والأجهزة المستخدمة في بناء مشاريع انترنت الأشياء

 

الأجهزة المستخدمة وأجهزة الاستشعار هي "الشيء" جزء من مشاريع إنترنت الأشياء التي سوف تقوم بإنشائها. حيث تتفاعل هذه الأجهزة وغيرها مع البيئة المادية. ليس من المهم فقط قراءة الظاهرة التي يحتاجها تطبيقك بدقة عالية (درجة حرارة الهواء ، واستهلاك الطاقة ، وتدفق المياه ، وكثافة حركة المرور ، وغيرها من الظواهر) ، ولكن أيضًا يجب دمجها مع بنية النظام الشاملة. عند اختيار الأجهزة ، يجب عليك التحقق من أنها تدعم بروتوكولات الشبكات الضرورية وأن النظام الأساسي للنظام الخاص بمشروعك يمكنه فك تشفير تنسيقات الرسائل التي يرسلونها.

يعتبر تكوين الجهاز ميزة مهمة أخرى. حيث توفر بعض الأجهزة برامج تكوين بينما تتطلب أجهزة أخرى إعادة برمجة داخلية لكي تغيير سلوكها. أخيرًا ، كما يجب عليك تقييم مصدر الطاقة المستخدم (البطاريات ، الألواح الشمسية ، التيار المتردد ، إلخ) حيث أن لها تأثيرا قويا في صيانة النظام.

 

 

مجال الاتصالات

على الرغم من أن الحرف "i" في إنترنت الأشياء يشير إلى الإنترنت(internet) ، إلا أن لديك أنواع مختلفة من الشبكات المتاحة للاتصالات بين الأجهزة المستخدمة في المشروع ومع النظام الأساسي. حيث يعتمد اختيار تقنية الشبكات المناسبة على خصائص ومتطلبات المشروع . و من الشائع استخدام أكثر من تقنية في مشاريع إنترنت الأشياء. العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار تقنية الشبكات لمشاريع إنترنت الأشياء الخاصة بك هي:

انتشار الأجهزة: في حالة إذا كانت الأجهزة موجودة في نفس المنطقة مثل مبنى أو مصنع صناعي أو حتى حي ، سوف نستخدم تقنية من التقنيات قصيرة المدى مثل ال Wi-Fi ،  و سوف يكون ZigBee خيارًا مناسبا. اما اذا كانت الأجهزة منتشرة على نطاق واسع في المدينة أو البلد، منذ فترة طويلة تتراوح التقنيات مثل لورا أو Sigfox يمكن أن يكون الخيار الصحيح. مثال على اتصالات LoraWan في المدن هو نشر 20000 عداد مياه ذكي في مدينة Castellón  بواسطة IoTsens

معدلات البيانات المطلوبة:  البعض من بروتوكولات الشبكات غير مناسبة بناءً على كمية البيانات التي ترسلها الأجهزة. على سبيل المثال،Sigfox  و لورا لا توفر ما يكفي من عرض النطاق الترددي عند استشعار أن يرسل درجة حرارة الغرفة أو في حالة وجود موقف للسيارات في كل دقيقة.

تغطية الشبكة:  يمكنك نشر شبكتك الخاصة لمشروع LoRa بما في ذلك استخدام شبكات  LoRa  التابعة لجهات خارجية (TTN) أو استخدام شبكة متاحة مقدمة من جهات خارجية (2G و Sigfox و NB-IoT وما إلى ذلك).

برنامج

سوف تكون منصة البرامج الخاصة بمشاريع إنترنت الأشياء  (IOT)الخاصة بك مسؤولة عن إدارة الأجهزة (عملية المراقبة ، والإعداد ، وغيرهم من العمليات) واستلام الرسائل ومعالجتها. كما يجب أن توفر  واجهات برمجة التطبيقات  لقراءة البيانات المجمعة. يجب أن تكون منصة برمجيات إنترنت الأشياء لديك مرنة بما يكفي لكي تدعم بروتوكولات الاتصال المختلفة (MQTT ، XMPP ، REST ،  WebSockets ، إلخ). حيث انه بمجرد استلام البيانات ، يجب أن يوفر النظام الأساسي إمكانات لفهم كل من تنسيقات الرسائل القياسية ، مثل  MBus و ايضا التنسيقات المخصصة من الأجهزة.

في العادة ما يتم نشر الأنظمة الأساسية في السحابة ، ولكن يجب عليك التحقق مما إذا كان من الممكن نشرها محليًا في حال كان المشروع كبيرا بما يكفي والاستثمار في أجهزة الحوسبة يعد خيارا. بالإضافة إلى الوظائف الأساسية ، توفر بعض المنصات ميزات أخرى رائعة للاهتمام مثل التنقيب عن البيانات ، وتعدد الشركات ، واشتقاق البيانات مثل IoTsens وما إلى ذلك.

في حالة منصة IoTsens ، فانه قد تم تصميمها لتكون مفتوحة بحيث يمكن دمجها بسهولة مع أنظمة الجهات الخارجية ويمكن للمطورين الخارجيين توسيع وظائف النظام الأساسي وكذلك الاستفادة منها .

 

تطبيقات انترنت الأشياء

في الواقع يتم تنفيذ جميع مشاريع إنترنت الأشياء لغرض ما . ربما يكون الهدف منها هو تلقي إنذار عندما تصل غرفة المختبر إلى درجة حرارة معينة أو تحسين إمدادات المياه في المدينة. يمكن ايضا ان تُستخدم مشاريع إنترنت الأشياء لتقليل من استهلاك الطاقة للمبنى أو التنبؤ بصيانة محرك صناعي. و تعتبر تطبيقات إنترنت الأشياء هي مجرد أنظمة برمجية تستخدم البيانات التي تتلقاها الأجهزة والوظائف التي توفرها. اعتمادًا على مستوى التخصيص ، يمكن تحديد ثلاث فئات:   

1.تطبيقات IoT الرأسية ، والتي توفر وظائف خارج الصندوق لمجال تطبيق معين مثل إدارة النفايات الذكية ، وعدادات المياه الذكية ، ومراقبة المباني الذكية ، والري الذكي ، و غيرها.

2.صناديق الأدوات وأطر العمل لبناء لوحات المعلومات الخاصة بك ، والتقارير، والرسومات ، والإنذارات ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تكون منتجات مستقلة تتكامل مع مصادر البيانات الخارجية أو يمكن توفيرها كجزء من منصة برمجيات إنترنت الأشياء.

3.تطبيقات البرامج المخصصة التي تم تطويرها من الألف إلى الياء باستخدام تقنيات تطوير البرامج القياسية. سوف تستخدم هذه التطبيقات واجهات برمجة التطبيقات لمنصة برمجيات إنترنت الأشياء كأساس لبناء وظائفها.

استنتاج

يجب أن يعرف العملاء النهائيون الذين يبحثون عن حل يلبي احتياجاتهم الملائمة ، والشركات الهندسية التي تقوم بتصميم مشاريع إنترنت الأشياء ومزودي التكنولوجيا في النظام البيئي لإنترنت الأشياء جيدًا هذه اللبنات الأساسية . في نهاية اليوم ، ستحتاجهم جميع المشاريع. في بعض الحالات ، قد يكون من المغري استخدام الحلول المغلقة التي توفر كل هذه الكتل باستخدام التقنيات الخاصة. عادة مثل هذه القرارات سوف تعرض تطور وصيانة المشروع للخطر.

لكل هذا ، من السهل إدراك أن الوضع المثالي هو العمل مع مقدمي الخدمات الذين يمكنهم توفير جميع اللبنات الأساسية باستخدام تقنيات مفتوحة وقياسية . على العكس من ذلك ، سيتعين عليك قضاء الوقت اللازم لبناء اللغز التكنولوجي لمشاريع إنترنت الأشياء الخاصة بك بعناية. على أي حال ، فإن وجود هذه الرؤى الأساسية لأي مشروع إنترنت الأشياء سيساعدك على بناء أو اختيار النظام الذي تحتاجه .