معماری اینترنت اشیا IoT | لایه‌ها، روندها و چالش‌ها

اینترنت اشیا یک اصطلاح فراگیر است که شامل دسته‌های مختلفی را شامل می‌شود: ‌ شبکه‌های حسگر/محرک بی‌سیم، وسایل پوشیدنی متصل به اینترنت، سیستم‌های تعبیه‌شده با توان کم، ردیابی مبتنی بر RFID، استفاده از تلفن همراه برای تعامل با دنیای واقعی، دستگاه‌هایی که از طریق تلفن‌های همراه دارای بلوتوث به اینترنت متصل می‌شوند، خانه‌های هوشمند، خودروهای متصل و… .

معماری مرجعی که در اینجا بررسی می‌کنیم ذاتاً خنثی است و مختص مجموعه‌ای خاصی از فناوری‌ها نیست، اگرچه برای پروژه‌ها و فناوری‌های متن‌باز بهترین نوع آن است. 

مروری بر اینترنت اشیا 

اینترنت اشیا یا IoT به مجموعه‌ای از دستگاه‌ها و سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که حسگرها و محرک‌های دنیای واقعی را به اینترنت متصل می‌کنند. این سیستم‌ها شامل موارد مختلفی هستند، از جمله: 

• خودروهای متصل به اینترنت
• دستگاه‌های پوشیدنی از جمله دستگاه‌های نظارت بر سلامت و تناسب اندام، ساعت‌ها و حتی دستگاه های کاشته‌شده در بدن انسان
• سنجه‌های هوشمند و اشیای هوشمند
• سیستم‌های اتوماسیون خانگی و کنترل‌های روشنایی
• گوشی‌های هوشمندی که به طور فزاینده‌ای برای اندازه‌گیری دنیای اطراف خود مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• شبکه‌های حسگر بی‌سیم که آب و هوا، دفاع در برابر سیل، جزر و مد و غیره را اندازه گیری می‌کنند.

رشد تعداد و تنوع دستگاه‌هایی که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند فوق‌العاده سریع است. یک مطالعه توسط شرکت Cisco تخمین انجام شده که نشان می‌دهد تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت در سال 2010 از جمعیت انسان پیشی گرفته و در آینده بسیار بیشتر هم خواهد شد.

دو روش اتصال بین دستگاه‌ها و اینترنت

الزامات معماری اینترنت اشیا 

برخی الزامات خاص برای IoT وجود دارد که منحصر به دستگاه‌های IoT و محیط‌هایی است که از آن‌ها پشتیبانی می‌کنند، به‌عنوان‌مثال، بسیاری از الزامات از محدودیت‌های ضریب شکل و توان موجود برای دستگاه‌های اینترنت اشیا ناشی می‌شود. سایر الزامات ناشی از نحوه تولید و استفاده از دستگاه‌های IoT است. این رویکردها بیشتر شبیه طرح‌های سنتی محصولات مصرفی هستند تا رویکردهای اینترنتی موجود. البته تعدادی از بهترین شیوه‌های موجود برای اتصال سمت سرور و اینترنت وجود دارد که باید در آن‌ها لحاظ کرد.

الزامات کلی را می‌توان در چند دسته کلیدی خلاصه کرد:

• اتصال و ارتباطات
• مدیریت دستگاه
• جمع‌آوری، تحلیل، و فعال‌سازی داده‌ها
• مقیاس‌پذیری
• امنیت
• دسترسی بالا
• تجزیه‌وتحلیل پیش‌بینی
• یکپارچه‌سازی

معماری اینترنت اشیا

دستگاه‌های اینترنت اشیا وقتی به طور جداگانه مورداستفاده قرار می‌گیرند مفید نیستند و باید در یک معماری خاص قرار گیرند. اصطلاح معماری اینترنت اشیا به چارچوبی اطلاق می‌شود که نحوه تعامل عناصر مختلف اینترنت اشیا (مانند دستگاه‌ها، شبکه‌ها، حسگرها، برنامه‌ها) را در یک محیط اینترنت اشیا تعریف می‌کند. به طور معمول، معماری اینترنت اشیا شامل چندین لایه و مرحله است که عملکردهای مختلفی از دستگاه‌های فیزیکی و سیستم‌های جمع‌آوری داده‌ها گرفته تا دستگاه‌های شبکه‌ای که داده‌های اینترنت اشیا را به برنامه‌های پردازش داده ارتباط می‌دهند و ذخیره‌سازی داده‌های اینترنت اشیا انجام می‌دهند.

در ادامه، با لایه‌های اینترنت اشیا آشنا می‌شویم. 

لایه‌های معماری اینترنت اشیا 

دستگاه‌های اینترنت اشیا باید در یک سیستم پیچیده برای جمع‌آوری داده‌ها، تجزیه و تحلیل و ارسال دستورات ادغام شوند. چنین سیستمی مستلزم بسیاری از لایه‌های معماری اینترنت اشیا است. در واقع، معماری اینترنت اشیا از مجموعه‌ای از لایه‌ها تشکیل شده است که این لایه‌ها را می‌توان با استفاده از فناوری‌های خاص تحقق بخشید.

‌نکته‌ای که باید در مورد معماری اینترنت اشیا به آن توجه داشته باشید، این است که هیچ راه‌حل و معماری یکسانی وجود ندارد که برای همه پروژه‌ها کار کند. پیچیدگی اکوسیستم اینترنت اشیا که توسط یک کسب و کار استفاده می‌شود به وظایفی بستگی دارد که دستگاه‌های متصل باید آن را برآورده کنند. بنابراین، آشنایی با تمام مدل‌های مرجع معماری اینترنت اشیا برای ایجاد سیستمی که تمام الزامات را برآورده می‌کند، حیاتی است.

حتی اگر تقریباً هر سیستم اینترنت اشیا را منحصربه‌فرد بدانیم، معماری آن توسط لایه‌های خاصی محدود شده است. در این بخش،  با معماری‌های مختلف لایه‌های اینترنت اشیا آشنا می‌شویم.

معماری سه‌ لایه اینترنت اشیا 

معماری سه لایه اینترنت اشیا در توسعه فناوری اینترنت اشیا مورد استفاده قرار گرفت. معماری سه لایه همچنان قابل استفاده است، زیرا پیاده‌سازی آن آسان است. با این حال، معایب زیادی نیز دارد. تهدیدات امنیتی مهم‌ترین دلیلی است که این روزها تقریباً از این معماری استفاده نمی‌شود.

معماری سه لایه اینترنت اشیا

لایه ادراک

لایه ادراک (Perception) مهم‌ترین لایه است که به‌عنوان لایه حسگر یا سنسور نیز شناخته می‌شود. این لایه شامل انواع سنسورهایی است که می‌توانند در دستگاه‌های IoT استفاده شوند. این سنسورها پارامترهای خاصی را اندازه‌گیری می‌کنند. سپس، سیگنال‌های حسگرهای محیطی را که با آن‌ها تعامل دارند، به اطلاعات دیجیتال تبدیل می‌کنند. حسگرها می‌توانند به ایجاد سیستم‌های هوشمند تعمیر و نگهداری اماکن کمک کنند. محبوب‌ترین سنسورها که اولین لایه معماری اینترنت اشیا را تشکیل می‌دهند، سنسورهای دما، فشار و مادون‌قرمز هستند.

• سنسورهای دما: این نوع سنسور تقریباً در هر صنعتی استفاده می‌شود. آن‌ها به کنترل دمای آب در سیستم‌های گرمایش خانگی کمک می‌کنند. همچنین از آن‌ها در یخچال، کامپیوتر و وسایل نقلیه استفاده می‌شود.
• سنسورهای رطوبت: در سیستم‌های تهویه‌مطبوع کاربرد فراوانی دارند. علاوه بر این، سنسورهای رطوبت برای اماکن صنعتی بسیار مهم هستند. حفظ سطح رطوبت موردنیاز برای تولید محصولات باکیفیت بسیار حیاتی است.
• سنسورهای فشار: با کمک این نوع سنسورها افراد می‌توانند جریان هوا یا مایعات را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها در توسعه فناوری استفاده می‌شوند.
• سنسورهای سطح: تقریباً در هر خودرو، یخچال یا خانه‌ای یافت می‌شوند. سنسورهای سطح مایعات موجود در مخازن یا گاز موجود در هوا را اندازه‌گیری می‌کنند.
• سنسورهای مادون‌قرمز: این نوع سنسور می‌تواند حرکت را تشخیص دهد. سنسورهای مادون‌قرمز عمدتاً برای اهداف امنیتی استفاده می‌شوند. همچنین، آن‌ها به کاهش مصرف برق کمک می‌کنند.

لایه شبکه

لایه شبکه (Network) به‌عنوان یک‌لایه دروازه شناخته می‌شود که با اتصال دستگاه‌ها به یک پلتفرم به ایجاد طراحی منطقی اینترنت اشیا کمک می‌کند. داده‌های گرفته‌شده توسط حسگرها از طریق سیم یا بی‌سیم به خدمات اینترنت اشیای پشتیبان منتقل می‌شود. داده‌های منتقل‌شده برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز ایمن شده است. در بیشتر موارد، اطلاعات ارسالی رمزگذاری شده است. محبوب‌ترین مدل‌های ارتباطی اینترنت اشیا به شرح زیر است:

• اترنت: این بستر یک راه امن برای اتصال دستگاه‌های IoT با استفاده از سیم است. این راه اتصال قابل‌اعتماد و ایمن است. بااین‌حال، برای اتصال بسیاری از اجزای اینترنت اشیا با استفاده از اترنت، مدیریت مناسب سیم موردنیاز است.
• وای‌فای: شبکه بی‌سیم یکی از راحت‌ترین راه‌ها برای اتصال دستگاه‌های IoT است. این بستر نیاز به استفاده از سیم را از بین می‌برد و به‌خوبی در مکان‌های کوچک قابل‌استفاده است. بااین‌حال، روترهای وای‌فای محدوده سیگنال محدودی دارند و این امر اتصال تمام اجزای اینترنت اشیا در مکان‌های بزرگ با استفاده از آن را دشوار می‌کند.
• ارتباطات میدان نزدیک (NFC): این فناوری انتقال سریع و بدون دردسر داده را بین دو دستگاه IoT تضمین می‌کند. از NFC به‌ندرت استفاده می‌شود زیرا نیاز به دو دستگاه برای قراردادن در ۸ سانتی‌متر یا کمتر دارد. علاوه بر این، سرعت انتقال اطلاعات پایین است.
• بلوتوث: این فناوری به انتقال داده‌ها کمک و انرژی کمی مصرف می‌کند؛ بنابراین، بلوتوث به طور گسترده توسط دستگاه‌های IoT که با باتری تغذیه می‌شوند، مورداستفاده قرار می‌گیرد. به طور متوسط، بلوتوث سیگنال کوتاه‌بردی دارد که ۹ متر است.

بلوک‌های اصلی اینترنت اشیا

هنگامی که همه دستگاه‌ها به شبکه متصل هستند، یک پروتکل پیام‌رسانی باید پیکربندی شود. به گفته IBM، پروتکل‌های پیام‌رسان قوانینی هستند که دستگاه‌ها و رایانه‌های مختلف برای درک اطلاعات و فرمان‌هایی که مبادله می‌کنند، از آن‌ها پیروی می‌کنند. محبوب‌ترین پروتکل‌های مورداستفاده در لایه دوم از معماری سه‌لایه اینترنت اشیا به شرح زیر است:

• DDS (سرویس توزیع داده)
• AMQP (پروتکل صف پیشرفته پیام)
• CoAP (پروتکل برنامه محدودشده)
• MQTT (انتقال تله‌متری صف‌بندی پیام)

لایه اپلیکیشن

لایه اپلیکیشن لایه نهایی در مدل مرجع IoT است. این لایه نشان‌دهنده تمام دستگاه‌هایی است که از دستگاه‌ها یا سیستم‌های IoT مستقر شده استفاده می‌کنند. این لایه می‌تواند دستگاه‌های هوشمندی باشد که به تمیز و ایمن نگه‌داشتن خانه‌های شما کمک می‌کند یا کل سیستم‌های خانه هوشمند که می‌توانند با کمک تلفن هوشمند مدیریت شوند. در لایه اپلیکیشن یا برنامه، کاربران نهایی با تمام دستگاه‌های متصل ارتباط برقرار می‌کنند.

معماری چهار لایه اینترنت اشیا 

معماری چهارلایه اینترنت اشیا شبیه به معماری سه‌لایه اصلی است. در این معماری، داده‌ها نیز توسط حسگرها جمع‌آوری شده و توسط لایه شبکه به سیستم ذخیره‌سازی منتقل می‌شوند. بااین‌حال، این معماری مرجع IoT یک‌لایه اضافی دارد که به‌عنوان لایه پشتیبانی (Support) شناخته می‌شود. این لایه به حل مشکل اصلی معماری پایه اینترنت اشیا که امنیت ضعیف است، کمک می‌کند. لایه پشتیبانی بین لایه‌های شبکه و ادراک قرار می‌گیرد.

معماری چهار لایه اینترنت اشیا 

لایه پشتیبانی

تهدیدهای زیادی وجود دارد که طراحی منطقی سه‌لایه اینترنت اشیا آن را تجربه کرده است؛ بنابراین، اضافه‌کردن سطح دیگری که می‌تواند اکثر مشکلات را حل کند، پیشنهاد شد. این لایه به‌عنوان امن (Secure) نیز شناخته می‌شود، زیرا بر محافظت بیشتر مدل‌های ارتباطی IoT در برابر تهدیدات احتمالی تمرکز دارد.

لایه پشتیبانی بررسی می‌کند که آیا اطلاعات از یک کاربر تأییدشده ارسال شده است یا خیر. در بیشتر موارد، رمزهای عبور یا کلیدهای مشترک به‌عنوان روش‌های احراز هویت استفاده می‌شود. پس از تأیید یک کاربر، لایه پشتیبانی اطلاعات به‌دست‌آمده از حسگرهای دستگاه‌های IoT را به لایه شبکه ارسال می‌کند. در این معماری اینترنت اشیا، این لایه سوم است. 

یک نوع حمله DoS است که لایه پشتیبانی در برابر آن از سیستم دفاع می‌کند. به طور خلاصه، در این حمله، یک هکر درخواست‌های زیادی را به لایه شبکه ارسال می‌کند، بنابراین شبکه نمی‌تواند همه آن‌ها را به طور هم‌زمان پردازش کند. در چنین حالتی، سیستمی که بیش از حد بارگذاری شده است، کار نخواهد کرد.

در نوعی دیگر از تهدیداتی امنیتی، کلاهبردار اعتبار ورود یک کاربر موجود سیستم IoT را دریافت می‌کند. پس از انجام این کار، او می‌توانند کدهای مخرب را برای خراب‌کردن سیستم یا دریافت اطلاعات حساس در سیستم آپلود کند.

معماری پنج لایه اینترنت اشیا 

مدل چهارلایه معماری اینترنت اشیا است راه‌حل خوبی است و به افزایش امنیت طراحی منطقی اینترنت اشیا کمک می‌کند. بااین‌حال، ایده‌آل نیست. این معماری تمام خواسته‌های کاربران را برآورده نمی‌کند. همچنین، برخی نگرانی‌های امنیتی وجود دارد؛ بنابراین، معماری پنج‌لایه برای رفع مشکلات این معماری توسعه یافت.

معماری پنج‌لایه یک نسخه بهبودیافته از معماری چهارلایه نیست، بلکه از یک معماری اصلی تشکیل شده است که دولایه بیشتر دارد. این دولایه جدید عبارت‌اند از پردازش (Processing) و کسب‌وکار (Business).

معماری پنج لایه اینترنت اشیا 

لایه پردازش

لایه پردازش لایه‌ای است که تمام داده‌های لایه‌های ادراک را از طریق یک شبکه جمع‌آوری می‌کند. تمام این اطلاعات ذخیره و تجزیه‌وتحلیل می‌شود. این لایه یکی از مهم‌ترین لایه‌های اینترنت اشیا است، ‌ زیرا بر اساس تجزیه‌وتحلیل داده‌ها تصمیم می‌گیرد. همچنین، لایه اپلیکیشن برای مدیریت و راه‌اندازی دستگاه‌های اینترنت اشیا با کاربر تعامل دارد. این لایه در طراحی منطقی معماری اینترنت اشیا بین لایه‌های شبکه و اپلیکیشن قرار می‌گیرد.

دو مرحله اصلی پردازش داده در این لایه وجود دارد: 

1. انباشت داده‌: تمام داده‌های جمع‌آوری شده توسط حسگرهای دستگاه‌های IoT نیازی به استفاده هم‌زمان ندارند؛ بنابراین، بر روی هارددیسک‌های دستگاه‌ها ذخیره می‌شوند یا به دریاچه داده (Data lake) یا انواع مختلف پایگاه‌های داده برای استفاده و تجزیه‌وتحلیل بیشتر منتقل می‌شوند. هدف اصلی که دنبال می‌شود مرتب‌سازی داده‌های جمع‌آوری شده برای ذخیره‌سازی کارآمد آن است.
2. انتزاع داده: در این مرحله، از داده‌های جمع‌آوری شده برای دریافت دیدگاه مفید استفاده می‌شود. معمولاً در این مرحله از داده‌های دستگاه‌های غیر از اینترنت اشیا برای دریافت بینش مفید استفاده می‌شود. همچنین، در این مرحله داده‌ها با فرمت‌های خاصی یکپارچه یا تطبیق می‌شوند. در نهایت، داده‌ها در یک مکان جمع‌آوری می‌شوند تا دسترسی به آن‌ها برای کاربران از مکان‌های مختلف آسان باشد.

توسعه‌دهندگان با افزودن یک‌لایه جدید که داده‌های جمع‌آوری شده را به‌صورت ایمن ذخیره می‌کند، امنیت معماری پایه اینترنت اشیا را افزایش دادند. بااین‌حال، این راه‌حل امنیت 100٪ را برای یک سیستم به ارمغان نمی‌آورد و هنوز هم تهدیداتی وجود دارد. 

یکی از این تهدیدها بدافزار است. ازآنجاکه این لایه هزاران داده را جمع‌آوری می‌کند، این احتمال وجود دارد که تروجان‌ها یا ویروس‌های رایانه‌ای وارد یک سیستم شوند. علاوه بر این، آن‌ها ممکن است دسترسی غیرمجاز به دریاچه‌ها و پایگاه‌های داده را برای کلاهبرداران فراهم کنند.

یکی دیگر از تهدیدات امنیتی فرسودگی است که حمله دیگری مانند DoS می‌تواند آن را ایجاد کند. هدف این نوع حمله تخلیه باتری دستگاه یا گرفتن 100 درصد از توان پردازش و حافظه رایانه است تا دستگاه قادر به انجام کارهای دیگر نباشد.

لایه کسب و کار

تمام مدل‌های ارتباطی اینترنت اشیا در تلاش هستند تا راحتی در استفاده از اطلاعات را به کاربران نهایی ارائه دهند. لایه کسب‌وکار بالاتر از لایه اپلیکیشن قرار دارد. این لایه تضمین می‌کند که کاربران می‌توانند بدون دردسر از سیستم‌های IoT استفاده کنند. به‌عنوان‌مثال، این لایه داده‌های خام را می‌گیرد و بینش‌هایی را در نمودارها و نمودارها شکل می‌دهد. این لایه با تصمیم‌گیری مرتبط است، ‌ زیرا با ذی‌نفعان در تعامل است.

لایه کسب‌وکار ایمن است؛ بنابراین، هیچ تهدید جدی برای این معماری لایه‌ای اینترنت اشیا وجود ندارد. تنها موردی که کاربران باید از آن آگاه باشند، حمله منطقی است. در این حمله، هکرها هرگونه نقص در کدهای توسعه‌دهندگان را پیدا می‌کنند و از آن‌ها برای دسترسی غیرمجاز به داده‌های مهم استفاده می‌کنند. همچنین، همیشه این احتمال وجود دارد که این لایه حمله صفر روزه (Zero-day vulnerability) داشته باشد.

معماری هفت لایه اینترنت اشیا 

در معماری هفت‌لایه اینترنت اشیا دولایه لبه و لایه امنیت نیز اضافه شده است. 

لایه لبه

لایه اضافی لبه (Edge) می‌تواند معماری را بهبود بخشد که شامل پنج‌لایه معماری اینترنت اشیا است. تقاضای این لایه به این دلیل ظاهر شده است که میزان داده‌های پردازش شده توسط دستگاه‌های IoT به طور قابل‌توجهی افزایش‌یافته است. علاوه بر این، این لایه به ساخت یک مدل مرجع IoT در مقیاس بزرگ کمک می‌کند. لایه لبه بین لایه‌های شبکه و پردازش قرار می‌گیرد.

پردازش لبه 

این لایه از مدل محاسباتی مِه (Fog) استفاده می‌کند که سیستم‌های IoT در مقیاس بزرگ را بهبود می‌بخشد. این مدل نیاز به دسترسی همه دستگاه‌های موجود در شبکه به سرور اصلی برای انجام محاسبات را از بین می‌برد. در عوض، بیشتر محاسبات در دستگاه‌ها به‌صورت محلی انجام می‌شود. همچنین، به کاهش ذخیره‌سازی و انتقال داده‌ها کمک می‌کند، زیرا بیشتر اطلاعات به‌صورت محلی در دستگاه‌ها ذخیره می‌شوند.

لایه امنیت

لایه‌های اضافی امنیت را در مقایسه با معماری مرجع اصلی اینترنت اشیا افزایش می‌دهند. باوجود این، تهدیدهای مختلفی وجود دارد که دستگاه‌ها و سیستم‌های IoT آن‌ها را تجربه می‌کنند؛ بنابراین، لایه‌های اضافی برای محافظت از داده‌های حساس و استقرار اینترنت اشیا ایجاد شده‌اند.

لایه امنیت هفتمین لایه در معماری اینترنت اشیا در نظر گرفته می‌شود؛ بنابراین، اکنون به معماری هفت‌لایه اینترنت اشیا می‌رسیم. این معماری با ایمن نگه‌داشتن دستگاه‌ها، فضای ابری و اتصالات از نفوذ متجاوزان، به محافظت از سایر لایه‌های اینترنت اشیا کمک می‌کند.

مراحل معماری اینترنت اشیا

شکل ۷: معماری هفت لایه اینترنت اشیا

طراحی پیچیده سیستم‌های اینترنت اشیا را می‌توان با تقسیم‌کردن آن به مراحل متمایز که با هم معماری شبکه اینترنت اشیا جامع را تشکیل می‌دهند، تشریح کرد. این مراحل که اغلب در نمودار معماری اینترنت اشیا ارائه می‌شوند، اطمینان حاصل می‌کنند که دستگاه‌ها می‌توانند داده‌ها را به طور مؤثر جمع‌آوری و پردازش کنند و عملیات متناسب با آن را انجام دهند. با درک این مؤلفه‌های کلیدی، می‌توانیم دیدگاه روشن‌تری از معماری اینترنت اشیا به دست آوریم. به طور خلاصه، معماری اینترنت اشیا شامل چهار مرحله اصلی به شرح زیر است:

• دستگاه‌ها
• دروازه‌های اینترنت
• رایانش لبه‌ای 
• مرکز داده و فضای ابری

مراحل معماری سیستم های اینترنت اشیاء

شکل ۸: مراحل در معماری اینترنت اشیا

دستگاه‌ها

در اساس هر معماری اینترنت اشیا، خود دستگاه‌ها قرار دارند. در واقع، دستگاه‌ها، شامل سنسورها و محرک‌ها، منابع اولیه‌ای هستند که مسئولیت ثبت پارامترها و تعاملات دنیای واقعی را بر عهده دارند. البته، اصطلاح «دستگاه‌» گجت‌های زیادی را در بر می‌گیرد، از حسگرهای ساده دما گرفته تا ماشین‌های صنعتی پیچیده. از طریق حسگرها و محرک‌های تعبیه‌شده در دستگاه‌ها داده‌ها نظارت و ضبط می‌شوند و زیربنای معماری اینترنت اشیا را تشکیل می‌دهند.

دروازه‌های اینترنت

دروازه‌ها به‌عنوان پل مهم در معماری پلتفرم اینترنت اشیا عمل می‌کنند و تضمین می‌کنند که داده‌های دستگاه‌ها مسیر خود را به زیرساخت گسترده اینترنت پیدا می‌کنند. این دروازه‌ها به‌عنوان واسطه عمل کرده و انتقال داده‌ها از شبکه‌های محلی به شبکه‌های گسترده را تسهیل می‌کنند. دروازه‌ها شامل روترها، دستگاه‌های گیت‌وی و مودم‌ها هستند و جریان داده‌ها را مدیریت و بهینه می‌کنند.

سیستم اکتساب داده (DAS) داده‌ها را قبل از ارسال پردازش، فیلتر و تجمیع می‌کند. دروازه همچنین، نقش امنیتی ایفا می‌کند و از یکپارچگی و محرمانه بودن داده‌ها در هنگام عبور از معماری شبکه IoT محافظت می‌کند. 

رایانش لبه‌ای 

درحالی‌که فضای ابری (Cloud) قدرت محاسباتی عظیمی دارد، تقاضای روبه‌رشد برای عملیات بلادرنگ باعث ایجاد رایانش لبه‌ای در معماری IoT شده است. رایانش یا محاسبات لبه‌ای داده‌ها نزدیک‌تر به منبع را پردازش می‌کند و در نتیجه تأخیر را کاهش می‌دهد و از تصمیم‌گیری سریع و بی‌درنگ اطمینان حاصل می‌شود. رایانش لبه‌ای اغلب واحدهای محاسباتی محلی است که به‌صورت استراتژیک در نزدیکی دستگاه‌های اینترنت اشیا قرار می‌گیرد، مانند یک سرور محلی در طبقه یک کارخانه یا گره‌های محاسباتی در یک وسیله نقلیه هوشمند.

در رایانش لبه‌ای، ‌ به‌جای ارسال تمام داده‌ها به فضای ابری، گره‌های لبه یک‌تکه قابل‌توجه را پیش‌پردازش می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که فقط اطلاعات حیاتی در جریان است. این امر معماری ابری مرکزی اینترنت اشیا را سبک و کل سیستم را کارآمدتر می‌کند.

مرکز داده و فضای ابری

هنگامی که داده‌ها از دروازه عبور می‌کنند، معماری ابری اینترنت اشیا وارد عمل می‌شود. اینجاست که محاسبات سنگین، ذخیره‌سازی و تجزیه‌وتحلیل اتفاق می‌افتد. هدف از مرکز داده یا فضای ابری ارائه قابلیت‌های ذخیره‌سازی، پردازش و تجزیه‌وتحلیل متمرکز برای حجم وسیعی از داده‌های جاری است. فضای ابری شامل سرورهای قدرتمند، پایگاه‌داده و ابزارهای تحلیلی است و به‌عنوان هسته اصلی معماری سیستم اینترنت اشیا عمل می‌کند.

داده‌ها در فضای ابری تحت عملیات پردازش، تجزیه‌وتحلیل و ذخیره‌سازی دقیق قرار می‌گیرند و داده‌های خام به الگوهای معنی‌دار در زمینه انواع معماری اینترنت اشیا تبدیل می‌شوند.

منابع:

• WSO2 
• Jelvix
• Relevant Software