7 Schichten des Internets der Dinge | Was macht eine IoT-Lösung umfassend?

Obwohl es eine der angesagtesten und einflussreichsten Technologien seiner Zeit ist, wissen die Menschen selten genau über die Technologie des Internets der Dinge Bescheid. Obwohl allgemein bekannt ist, dass diese Technologie bei der Erstellung eines miteinander verbundenen Netzwerks von Geräten hilft, wissen nicht viele Menschen, wie die Daten wirklich von Endgeräten zu ihren Mobiltelefonen gelangen.

Es gibt online verschiedene Artikel über die Funktionsweise des IoT und die Komponenten oder Schichten, die seine Architektur bilden. Während die meisten von ihnen wahr sind, geben nur eine Handvoll von ihnen ein genaues Bild hinter den Kulissen eines IoT-Systems wieder.

Um die Funktionsweise eines End-to-End-IoT-Systems vollständig zu verstehen , ist es wichtig zu wissen, dass es 7 entscheidende Ebenen gibt, auf denen es arbeitet. Hier ist eine Liste aller dieser 7 Schichten zusammen mit ihren Funktionen in einem IoT-System.

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1) Sensoren:

Sensoren und andere Datenerfassungsgeräte bilden die erste Schicht eines jeden IoT-Systems. Sie bilden die Schnittstelle zwischen realer und digitaler Welt und sind für die Umwandlung analoger in digitale Signale zuständig. Es gibt verschiedene sensorische Geräte wie Messgeräte, Sensoren, Sonden, Messgeräte und Aktoren, die Parameter wie Temperatur, Entfernung, Standort, Feuchtigkeit usw. lesen können. Diese Geräte werden an Endpunkten (Dingen) installiert und erfassen die erforderlichen Parameter in Rohform Daten.

2) Sensoren zum Gateway-Netzwerk:

Diese Schicht ist die erste Netzwerkschicht jedes IoT-Systems. Es ist für die Übertragung von Daten von der 1. Schicht (Sensoren) zur 3. Schicht (Gateways) zuständig. Die Daten werden über ein spezifisches Kommunikationsprotokoll mit seinen einzigartigen Regeln, Syntax, Semantik und Synchronisierungsstandards von Sensoren zu Gateways übertragen.

Die Datenübertragung kann nur erfolgen, wenn sowohl Sensoren als auch Gateway das Übertragungsprotokoll unterstützen. Einige gängige Protokolle, die zum Verbinden von Sensoren mit Gateways verwendet werden, sind BLE, LoRaWAN, ZigBee und Sigfox.

3) Gateways:

Gateways sind Datenaggregatoren, die Daten von den Sensoren sammeln und an ein Backend-System senden. Sie sind im Grunde Router oder Modems, die als Schnittstelle zwischen der lokalen Sensorumgebung und dem Internet fungieren. Sie sammeln Daten von Sensoren in ihrer Reichweite und übertragen sie an eine Datenerfassungsplattform.

Die Notwendigkeit von Gateways und Sensor-zu-Gateway-Netzwerken entfällt, wenn das sensorische Gerät selbst über ein eingebautes Gateway verfügt oder anders ausgedrückt in der Lage ist, Daten über große Entfernungen selbst zu übertragen. In einem solchen Fall muss das sensorische Gerät nur Daten lesen und an ein Backend-System senden.

4) Gateways zum Internet-Netzwerk:

Ähnlich wie das Sensor-zu-Gateway-Netzwerk ermöglicht dieses Netzwerk die Übertragung von Daten vom Gateway zum Internet/Backend-Systemen. Dieses Netzwerk kann sich über einen weiten Bereich erstrecken, wodurch die Übertragung von Daten an weit entfernte Orte ermöglicht wird. Die im Allgemeinen für ein so weit verbreitetes Netzwerk verwendeten Protokolle sind Ethernet, Wi-Fi, Satellit oder Mobilfunk.

5) Datenaufnahme und Informationsverarbeitung:

In dieser Schicht werden die gesammelten Rohdaten der vorherigen 4 Schichten in aussagekräftige Informationen umgewandelt. Die Daten werden in den meisten Fällen in einem Cloud-Speicher gespeichert und über das Backend-System einer mobilen App oder Webanwendung abgerufen. Die aufgenommenen Daten werden über fortschrittliche Analyse- und andere Verarbeitungssysteme zu Mehrwertinformationen verarbeitet, die auf den Bildschirmen des Benutzers angezeigt werden.

6) Internet zu Benutzernetzwerk:

Dies ist die letzte Netzwerkschicht eines End-to-End-IoT-Systems. Die im Cloud-System gespeicherten Rohdaten werden von diesem Netzwerk abgerufen und in Form von Mehrwertinformationen auf dem Bildschirm des Nutzers dargestellt. Die Protokolle, die im Allgemeinen für den Zugriff auf die Daten von Cloud-Speichersystemen verwendet werden, sind Internet, Ethernet und Wi-Fi.

7) Zusatzinformationen:

Diese letzte Schicht fungiert als Frontend des gesamten IoT-Systems. Die gesammelten Daten und Mehrwertinformationen werden auf dem Bildschirm der Benutzer angezeigt, sodass sie die Parameter des zu überwachenden Vermögenswerts verfolgen können. Die Informationen können in Form von Zahlen, Grafiken, Warnungen oder Diagrammen angezeigt werden; ermöglicht es dem Benutzer, nützliche Erkenntnisse abzuleiten und intelligente Entscheidungen zu treffen.

Auf die Informationen kann von jedem intelligenten Gerät wie einem Smartphone oder Desktop über eine einzigartige IoT-Plattform zugegriffen werden, die auf Funktionen wie Echtzeit-Warnsysteme, Analysen und Fernüberwachung zugeschnitten ist.

SCHLUSSFOLGERUNG:

Offensichtlich ist es keine leichte Aufgabe, auf all diesen Ebenen zu arbeiten und eine umfassende IoT-Lösung zu erstellen das in jede Tasche passt. Es gibt viele Komplikationen im Zusammenhang mit der Auswahl von Protokollen, die die Daten effektiv sammeln und zwischen nachfolgenden Schichten weitergeben können. Darüber hinaus kann die Entwicklung einer solchen Architektur die IoT-Lösung starr machen und ihre Skalierbarkeit verringern.

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