อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ อยู่รอบตัวเรา. วงฟิตเนสนับขั้นตอนของเรา. เทอร์โมสแตทอัจฉริยะผลักห้องไปที่อุณหภูมิที่ตั้งไว้ก่อนที่เราจะมาถึง. แท็กบนปลอกคอสัตว์เลี้ยงบอกเราว่ามันเดินไปที่ไหน. ในโรงงาน, เซ็นเซอร์ IoT ฟังมอเตอร์และจับการสั่นสะเทือนแปลก ๆ. ทุกอุปกรณ์เป็นข้อมูลการส่งด้วยเสียงขนาดเล็ก. ความท้าทายไม่ได้ทำให้อุปกรณ์หนึ่งพูดคุย. ความท้าทายคือการสร้างระบบที่รวบรวม, การเคลื่อนไหว, ปกป้อง, และเปลี่ยนข้อมูลนั้นให้เป็นจริง.
นั่นคือจุดที่สถาปัตยกรรม IoT เข้ามา. คิดว่ามันเป็นพิมพ์เขียวที่แสดงสิ่งที่อยู่ในระบบและชิ้นส่วนทำงานร่วมกันอย่างไร. ด้วยสถาปัตยกรรมที่ชัดเจน, สเกลทีมที่มีแรงเสียดทานน้อยลง, รักษาข้อมูลให้ปลอดภัย, และหลีกเลี่ยงปัญหาที่ไม่คาดคิดในระหว่างการดำเนินการ.
คู่มือนี้ช่วยให้สิ่งต่าง ๆ ใช้งานได้จริง. เราเริ่มต้นด้วยการดู IoT สั้น ๆ, จากนั้นย้ายเข้าไปในส่วนประกอบ, รุ่นหกชั้นทั่วไป, โฟลว์สี่ขั้นตอนที่ใช้ในโครงการจริง, และปัจจัยที่สำคัญเมื่อคุณเลือกเส้นทางของคุณเอง.
ไอโอทีคืออะไร?
IoT เป็นเครือข่ายของวัตถุที่เชื่อมต่อที่สามารถรับรู้โลกและแบ่งปันข้อมูล. วัตถุสามารถเป็นตัวติดตามได้, เซ็นเซอร์, มิเตอร์อัจฉริยะ, กล้องถ่ายรูป, อุปกรณ์สวมใส่ได้, และเครื่องจักรในสาย. บางส่วนวัดเท่านั้น. บางคนก็ทำตามคำสั่งผ่านตัวกระตุ้นเช่นวาล์ว, รีเลย์, หรือมอเตอร์. ข้อมูลที่พวกเขารวบรวมช่วงตั้งแต่ตัวเลขเช่นอุณหภูมิหรือตำแหน่งไปจนถึงเสียงและวิดีโอ. เมื่อบันทึกข้อมูลแล้ว, มันย้ายไปที่ซอฟต์แวร์ที่เก็บไว้, วิเคราะห์, และนำเสนอให้กับผู้คนหรือระบบอื่น ๆ. ค่าไม่ใช่อุปกรณ์. ค่าคือวงปิดของการตรวจจับ, การตัดสินใจ, และแสดง.
สถาปัตยกรรม IoT คืออะไร?
สถาปัตยกรรม IoT เป็นพิมพ์เขียวโครงสร้างที่กำหนดวิธีการเหล่านี้ทั้งหมด อุปกรณ์ไอโอที, เครือข่าย IoT, แพลตฟอร์ม, และแอปพลิเคชันโต้ตอบ. มันแสดงให้เห็นว่าข้อมูลไหลออกมาจากโลกทางกายภาพอย่างไร (ผ่านอุปกรณ์), เดินทางข้ามเครือข่าย, ได้รับการประมวลผล, และในที่สุดก็กลายเป็นข้อมูลเชิงลึก.
สถาปัตยกรรมไม่ได้เป็นเพียงรายการชิ้นส่วน. เป็นวิธีการทำงานร่วมกัน. เซ็นเซอร์หรือแท็กด้วยตัวเองเป็นเพียงฮาร์ดแวร์. แต่เมื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขอบ, ส่งผ่านเกตเวย์, และแสดงบนแผงควบคุม - นั่นคือสถาปัตยกรรมที่ใช้งานได้.
สถาปัตยกรรมที่ดีทำให้มั่นใจได้ว่าระบบสามารถปรับขนาดได้, ปลอดภัย, และทำงานร่วมกันได้. ช่วยให้ธุรกิจสามารถขยายการปรับใช้ IoT ของพวกเขาโดยไม่ต้องสร้างทุกอย่างใหม่ตั้งแต่เริ่มต้น.
องค์ประกอบของสถาปัตยกรรม IoT คืออะไร?
วิธีง่ายๆในการดูระบบคือผ่านองค์ประกอบหลักสี่ประการ. แต่ละรายการมีอยู่ในการปรับใช้องค์กรส่วนใหญ่.
ส่วนประกอบความปลอดภัยและการจัดการ
ความปลอดภัยสัมผัสทุกส่วนของสแต็ก. อุปกรณ์ต้องการเฟิร์มแวร์ที่ได้รับการป้องกันและตัวตนที่แข็งแกร่ง. เครือข่ายต้องการการเข้ารหัสและการควบคุมการเข้าถึง. แพลตฟอร์มต้องการสิทธิ์ตามบทบาท, การตรวจสอบ, และการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง. ฝ่ายบริหารตั้งอยู่ถัดจากความปลอดภัยเนื่องจากการดำเนินการไม่หยุด. คุณต้องการวิธีการจัดหา, กำหนดค่า, อัปเดต, และอุปกรณ์เกษียณอายุในระดับ. คุณต้องสังเกตเพื่อดูสุขภาพและประสิทธิภาพ.
แอปพลิเคชันและส่วนประกอบการวิเคราะห์
นี่คือที่ข้อมูลเปลี่ยนเป็นค่า. แอปพลิเคชันรวบรวม, กระบวนการ, และแสดงภาพข้อมูล. การวิเคราะห์อาจเป็นเกณฑ์พื้นฐานหรือแบบจำลองขั้นสูงเช่นการตรวจจับความผิดปกติและการทำนาย. เอาต์พุตไปที่แดชบอร์ด, การแจ้งเตือน, หรือการกระทำอัตโนมัติในระบบอื่น ๆ. ในหลาย ๆ ทีมส่วนนี้ยังรวมถึงการรับรู้บริบท, ไม่เพียง แต่แผนภูมิ. ตัวอย่างเช่น, ผู้คนไหลความร้อนในร้านค้าหรือคะแนนการบำรุงรักษาแบบคาดการณ์สำหรับปั๊ม.
ส่วนประกอบการรวม
โครงสร้างพื้นฐานเป็นเลเยอร์ทางกายภาพและเสมือนจริงที่สร้างและย้ายข้อมูล. มันมีเซ็นเซอร์, แท็ก, ตัวกระตุ้น, เกตเวย์, และเครือข่ายที่เชื่อมโยงพวกเขา. การเชื่อมต่อระยะสั้นเช่น บลูทูธ หรือ อินเตอร์เน็ตไร้สาย เหมาะกับห้องพักและพื้น. ตัวเลือกระยะยาวเช่น LTE-M, NB-IoT, หรือ โลราวัน เหมาะสมกับวิทยาเขตและเมืองต่างๆ. ตัวเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับช่วง, พลัง, แบนด์วิดธ์, และค่าใช้จ่าย.
ส่วนประกอบการรวม
การรวมเชื่อมต่อผลลัพธ์ IoT กับระบบธุรกิจ. ข้อมูลอาจไหลไปยัง ERP, CRM, ระบบการบำรุงรักษา, หรือแอพที่กำหนดเอง. มิดเดิลแวร์เช่นโบรกเกอร์ข้อความและ APIs ทำให้การแลกเปลี่ยนและความน่าเชื่อถือเป็นระเบียบ. ไม่มีการบูรณาการ, ข้อมูลเชิงลึกอยู่บนหน้าจอและไม่เคยไปถึงกระบวนการที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง.
6 ชั้นของสถาปัตยกรรม IoT
เลเยอร์ช่วยทีมแบ่งงานและคิดเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซ. ชื่อแตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา, แต่ความคิดที่ทับซ้อนกัน.
ชั้นอุปกรณ์
เซ็นเซอร์และอุปกรณ์สมาร์ททั้งหมดอาศัยอยู่ที่นี่. เซ็นเซอร์จับข้อเท็จจริงจากโลกทางกายภาพ. ตัวติดตามเสนอการอัปเดตตำแหน่งตามเวลาจริง. แอคทูเอเตอร์ดำเนินการตามคำสั่งหรือตรรกะ. อุปกรณ์อาจง่ายและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่, หรือซับซ้อนด้วยการคำนวณในท้องถิ่น. พวกเขากำหนดขอบของระบบของคุณ.
เลเยอร์เครือข่าย
เลเยอร์นี้รวมถึงฮาร์ดแวร์เครือข่ายและวิธีการสื่อสาร. มันย้ายข้อมูลจากอุปกรณ์ไปยังส่วนที่เหลือของระบบและส่งคืนคำสั่งกลับไปที่ฟิลด์. ตัวเลือกรวมถึงเครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคล, เครือข่ายท้องถิ่น, และเครือข่ายพื้นที่กว้าง.
ชั้นข้อมูล
เมื่อส่งข้อมูลแล้ว, มันต้องไปที่ไหนสักแห่ง. เลเยอร์ข้อมูลมีฐานข้อมูล, แพลตฟอร์มจัดเก็บข้อมูล, และทะเลสาบข้อมูล. รับผิดชอบในการเก็บข้อมูลในวิธีที่มีโครงสร้างสำหรับการวิเคราะห์หรือการประมวลผลในภายหลัง.
เลเยอร์การวิเคราะห์
นี่คือที่ข้อมูลดิบกลายเป็นข้อมูลเชิงลึก. อัลกอริทึม, รูปแบบการเรียนรู้ของเครื่องจักร, และเครื่องมือวิเคราะห์อาศัยอยู่ที่นี่. ตัวอย่างเช่น, เลเยอร์นี้อาจตรวจจับความผิดปกติ, แนวโน้มการพยากรณ์, หรือแนะนำการกระทำตามการอ่านเซ็นเซอร์.
เลเยอร์แอปพลิเคชัน/การรวม
นี่คือด้านที่หันหน้าไปทางผู้ใช้ของ IoT. รวมถึงแอพมือถือ, แดชบอร์ด, APIs, และเครื่องมืออื่น ๆ ที่ช่วยให้ผู้ใช้โต้ตอบกับข้อมูล IoT. นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับระบบภายนอกเช่นแอพธุรกิจหรือเครื่องมืออัตโนมัติ.
เลเยอร์ความปลอดภัยและการจัดการ
ไม่เหมือนชั้นอื่น ๆ, อันนี้ตัดไปทั่วคนอื่น ๆ ทั้งหมด. ความปลอดภัยไม่ได้แยก. แต่ละชั้น, ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์หรือคลาวด์, ต้องการความคุ้มครองของตัวเอง: การเข้ารหัส, การรับรองความถูกต้อง, รองเท้าบูทปลอดภัย, การควบคุมการเข้าถึง, และอีกมากมาย.
4 ขั้นตอนของสถาปัตยกรรม IoT
นอกจากแบบจำลองเลเยอร์, อีกวิธีหนึ่งในการดูสถาปัตยกรรม IoT คือผ่านขั้นตอนการปรับใช้, มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อวางแผนระบบโลกแห่งความเป็นจริง:
อุปกรณ์
นี่คือจุดเริ่มต้นทั้งหมด. เซ็นเซอร์หรือแอคทูเอเตอร์รวบรวมข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมหรือดำเนินการ. พวกเขาอาจสวมใส่ได้, กล้องถ่ายรูป, เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม, หรือแท็กสมาร์ท.
เกตเวย์อินเทอร์เน็ต
อุปกรณ์มักจะไม่เชื่อมต่อโดยตรงกับคลาวด์. พวกเขาส่งข้อมูลไปยังเกตเวย์ท้องถิ่นก่อน. เกตเวย์เหล่านี้จัดการการแปลงโปรโตคอล, การกรองเบื้องต้น, และการจัดส่งคลาวด์ที่ปลอดภัย.
การคำนวณขอบ
แทนที่จะส่งทุกอย่างไปยังคลาวด์, อุปกรณ์ขอบสามารถประมวลผลข้อมูลบางส่วนในพื้นที่. สิ่งนี้จะช่วยลดแบนด์วิดท์และเพิ่มความเร็วเวลาตอบสนอง.
คลาวด์หรือข้อมูล ศูนย์กลาง
หยุดสุดท้าย. ในคลาวด์, ข้อมูลจะถูกเก็บไว้, ที่ได้เห็นภาพ, และวิเคราะห์ในระดับ. งานที่ซับซ้อนเช่นการฝึกอบรมแบบจำลอง AI หรือการวิเคราะห์แนวโน้มลึกมักจะเกิดขึ้นที่นี่.
ปัจจัยเมื่อเลือกสถาปัตยกรรม IoT
การออกแบบระบบ IoT ไม่ใช่แค่เทคนิค. คุณต้องจับคู่สถาปัตยกรรมตามความต้องการที่แท้จริงของคุณ. นี่คือปัจจัยสำคัญสี่ประการที่ควรพิจารณา:
ความยืดหยุ่น
การปรับใช้ครั้งแรกของคุณอาจมีขนาดเล็ก. แต่ระบบสามารถจัดการอุปกรณ์หลายร้อยหรือหลายพันในภายหลัง? มองหาแพลตฟอร์มที่รองรับการปรับขนาดแนวนอนและแนวตั้ง.
การประมวลผลข้อมูล
ข้อมูลจะถูกประมวลผลที่ไหน, บนขอบ, ในคลาวด์, หรือทั้งสองอย่าง? แนวทางไฮบริดมักจะทำงานได้ดีที่สุด. ใช้ขอบสำหรับงานที่ไวต่อเวลา, คลาวด์สำหรับการวิเคราะห์ที่ลึกกว่า.
ความสามารถในการทำงานร่วมกันได้
สภาพแวดล้อม IoT เต็มไปด้วยอุปกรณ์ผสมและผู้ขาย. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสถาปัตยกรรมของคุณรองรับมาตรฐานที่เปิดกว้าง, รูปแบบข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน, และ APIs. หลีกเลี่ยงการล็อคผู้ขาย.
ความปลอดภัย
ความปลอดภัยจะต้องได้รับการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น. จากเซ็นเซอร์ป้องกันการงัดแงะไปจนถึงการเข้ารหัสแบบ end-to-end และการควบคุมการเข้าถึงคลาวด์, แต่ละเลเยอร์ต้องการการปกป้องของตัวเอง.
บทสรุป
IoT นั้นทรงพลัง. แต่มันก็แข็งแกร่งเท่ากับสถาปัตยกรรมที่อยู่เบื้องหลัง. สถาปัตยกรรมที่ดีเชื่อมต่ออุปกรณ์, ประมวลผลข้อมูล, รวมเข้ากับธุรกิจของคุณ, และทำให้ทุกอย่างปลอดภัย. ไม่ว่าคุณจะออกแบบโรงงานอัจฉริยะ, การปรับใช้เซ็นเซอร์ทางการแพทย์, หรือเพียงแค่สร้างอาคารโดยอัตโนมัติ, การทำให้สถาปัตยกรรมถูกต้องคือสิ่งที่ทำให้ทุกอย่างทำงานได้. เริ่มต้นด้วยเป้าหมายของคุณ. ทำแผนที่เลเยอร์ของคุณ. เลือกเครื่องมือที่มาตราส่วน. รักษาความปลอดภัยทุกอย่าง. จากนั้นปล่อยให้ระบบ IoT ของคุณเติบโต, ปรับ, และส่งมอบคุณค่าที่แท้จริง.
แชทเลย