كيف تجعل iot مليارات الأجهزة أقرب إلى الحافة

تقوم شركات المرافق بجمع البيانات من عدادات الكهرباء والطرق الذكية لمراقبة الأحوال الجوية ، كما أن تركيبات المطبخ والحمام الذكية تخلق تجارب شخصية لأصحاب المنازل. هذه كلها أمثلة على الحوسبة المتجانسة مع إنترنت الأشياء (IoT) لتمكين الأشخاص من الحصول على رؤى أسرع على الحافة. الحوسبة الحافة هي بنية يتم فيها معالجة البيانات بالقرب من مكان نشأتها.

ستشهد مشاريع Gartner Research وجود 20.4 مليار عنصر متصل على مستوى العالم بحلول عام 2020. وفي الوقت نفسه ، تتوقع IDC "مساحة البيانات العالمية" لزيادة 10 أضعاف إلى 163 zettabytes (ZB) بحلول عام 2025.

وأوضح جاسون شبرد ، مدير قسم تقنيات الإنترنت في شركة Dell Technologies: "تتحرك الحوسبة الحوسبية في أقرب وقت ممكن وضروري للعالم المادي لتلبية احتياجات الأداء أو عناصر الأمان أو عوامل التكاليف". الشركة هي واحدة من عدد من الشركات التي تقدم IoT Edge Gateways التي تجمع التحليلات على حافة المستشعرات. في الحوسبة المتطورة ، ترسل الأجهزة وأجهزة الاستشعار البيانات إلى بوابة محلية بدلاً من إعادة إرسال جميع البيانات إلى السحابة.

العلاقة بين الحافة وإنترنت الأشياء

يتضمن إنترنت الأشياء مليارات من أجهزة الاستشعار والأجهزة التي تجمع البيانات على الحافة لمساعدة الشركات على اكتساب رؤى واتخاذ القرارات التجارية. قد تتضمن هذه القرارات ما إذا كان يجب تغيير درجة حرارة الغرفة أو إيقاف تشغيل الماء في الحقل. لا يمكن أخذ جميع البيانات من الحافة ونقلها مباشرة إلى السحابة. لذلك ، تحتاج إلى استخدام عملية تجميع لتنظيم البيانات في "أرقام أصغر" ، كما أوضح ج. كريج لوري ، دكتوراه ، مدير الأبحاث في مجموعة موفر التكنولوجيا والخدمات في Gartner.

توفر الحوسبة الحافة الفرصة لتقليل زمن الوصول عند إجراء التحليلات في السحابة. ولكن بعد جمع البيانات في أماكن العمل ، تتم مشاركتها في السحابة العامة. وقال لوري "بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن الحوسبة المتطورة ستتمحور حول وجود بعض الحسابات المحلية التي تعمل مع السحابة العامة بطريقة مختلطة".

أوضح Shepherd أن الحافة يمكن أن تكون رفًا للخوادم التي تحتوي على أجهزة قوية ، أو معدات برج الهاتف الخلوي ، أو مركز بيانات منشأة التصنيع ، أو مكتب حي لشركة كبل.

بالنسبة لشركة الكهرباء ، تستلزم العملية القياس عن بُعد أثناء السفر عبر الأسلاك إلى مكتب المرافق العامة. ثم يتم إرسال البيانات إلى السحابة العامة حيث يتم إجراء تحليلات البيانات. تتيح هذه البيانات للشركات الكهربائية تتبع استهلاك الكهرباء والحصول على اتجاهات أوسع حول استهلاك الكهرباء. يمكنك أيضًا سحب البيانات من الحافة في أسواق الإشارات الرقمية والطاقة والأتمتة الصناعية والنقل.

الحافة تقلل من الكمون ، وتعزز عرض النطاق الترددي

أداء تحليلات البيانات أقرب إلى الحافة يجلب المزيد من الأمن ، الكمون المنخفض ، وعرض النطاق الترددي أكبر ، وفقا ل Shepherd. يمكن أن يتأثر زمن الانتقال عندما يكون هناك وقت طويل مطلوب لجهاز حافة لإرسال البيانات إلى شبكة ثم إلى مركز بيانات عند إجراء تحليلات على البيانات في السحابة. توفر الحوسبة المتطورة وسيلة ليس فقط لتسريع تحليلات البيانات ولكن أيضًا لتقليل حركة مرور الشبكة. فيما يلي ثلاثة أمثلة على تطبيقات منصة إنترنت الأشياء الحافة:

1) Microsoft Azure IoT Edge: في أبريل 2018 ، أعلنت Microsoft أنها ستستثمر 5 مليارات دولار في تكنولوجيا إنترنت الأشياء. كجزء من هذا الاستثمار ، تقدم الشركة Microsoft Azure IoT Edge ، وهي منصة تنقل التحليلات السحابية ومنطق الأعمال إلى الأجهزة. يتضمن النظام الأساسي ثلاثة مكونات: حاويات تسمى وحدات "IoT Edge" التي يمكن للشركات نشرها على الأجهزة المتطورة والاتصال بهندسة السحابة العامة Microsoft Azure أو تطبيقات الطرف الثالث أو الكود الخاص بهم ؛ وقت تشغيل IoT Edge يعمل على أجهزة IoT edge ويدير الوحدات النمطية الموجودة على أجهزة IoT edge ؛ وواجهة مستخدم قائمة على الحوسبة السحابية (UI) تتيح للشركات مراقبة البيانات وإدارتها من أجهزة حافة إنترنت الأشياء عن بُعد.

الصورة المستخدمة بإذن من Microsoft.

وقال لوري إن Microsoft Azure IoT Edge "مثال جيد على الحوسبة المتميزة للأغراض العامة لأنها ليست سحابة خاصة". "إنه يشبه ظهور أزور عام في مركز البيانات لديك. إنه امتداد لتلك الخدمة إلى مركز البيانات الخاص بك ، يعمل على معدات موجودة في مكانك الخاص. يمكنك أو لا تملكها. هناك العديد من الطرق تسليمها من خدمات مختلفة."

وقال لوري إن IoT هي حالة استخدام قوية لـ Azure Stack ، امتداد Azure الذي يتيح للشركات تشغيل تطبيقات مختلطة في أماكن العمل ، لأن العملاء يشترونها كخدمة بدلاً من الاضطرار إلى نشرها.

الصورة المستخدمة بإذن من Microsoft.

2) Dell Edge Gateway لـ IoT: محور للأنظمة السلكية واللاسلكية ، تجمع Dell Edge Gateway لـ IoT البيانات وترسلها إلى السحابة. تتميز Dell Edge Gateway لـ IoT بأنها صلبة لتحمل الظروف القاسية في المصنع أو في منصة للنفط.

مع وجود ملايين الأجهزة التي تقوم بجمع البيانات في الحقل ، فإن الأمر يتطلب بوابة لمعالجة جميع هذه البيانات ، وفقًا لما قالته Shepherd. وقال شيبرد: "الشيء المثير للاهتمام في إنترنت الأشياء هو أنه يقلبها بالكامل ، والآن لدي ملايين الأجهزة التي تريد أن تصل إلى خادم واحد". "ولهذا السبب تحتاج إلى تشجيع المزيد من الحوسبة على مقربة من تلك الأجهزة."

3) مسبك EdgeX: استضافته مؤسسة Linux ، EdgeX Foundry هو مشروع مفتوح المصدر مصمم لخلق قابلية التشغيل البيني حول حلول تقنية إنترنت الأشياء. قال Shepherd إن EdgeX Foundry تم تصميمه على غرار Cloud Foundry ، وهو نظام مفتوح المصدر متعدد التطبيقات ، ويمتد التنسيق نفسه إلى الحافة. إنه إطار يجمع الآلاف من البروتوكولات ، مع وجود السحابة في الأعلى وأي جهاز آخر أدناه ، وفقًا لشيبرد. يوفر EdgeX Foundry المرونة لإنشاء حلول على الحافة.

تساهم أكثر من 70 شركة في EdgeX Foundry ، بما في ذلك AMD و Dell EMC و Samsung و Zephyr و VMware. لكن شركة EdgeX Foundry "مشروع مفتوح المصدر محايد للبائع وساعد على بدء فصل الحافة عن السحابة والتطبيقات من البنية التحتية الأساسية." "يجب أن يكون لديك أطر عمل مفتوحة للحساب الأساسي."

ساهمت Dell في قاعدة الشفرة المصدرية لـ FUSE ضمن Apache 2.0 لـ EdgeX Foundry. كما قدمت ما لا يقل عن 12 خدمة ميكروية وأكثر من 125000 سطر من الكود.

الصورة المستخدمة بإذن من مسبك EdgeX.

5G ، منظمة العفو الدولية لتشكيل مستقبل الحافة ، إنترنت الأشياء

سيكون الذكاء الاصطناعي (AI) عاملاً رئيسياً في إنترنت الأشياء والحوسبة المتطورة. سيمكن Advanced AI من العمل على أجهزة قريبة من الحافة لتمكين إجراء التحليلات ، كما يلاحظ Sam George ، مدير الشركاء لـ Azure IoT في Microsoft ، في منشور مدونة. لدى Microsoft مبادرة تسمى Project Brainwave تستخدم مصفوفات بوابة قابلة للبرمجة في الحقل (FPGA) لإجراء عمليات حسابية AI.

وأشار ديفيد مايو ، نائب الرئيس الأول ورئيس أعمال 5G و IoT في T-Mobile ، إلى أن المحرك الرئيسي الآخر للحوسبة المتطورة سيكون 5G ، الذي أطلق مؤخراً أول شبكة إنترنت الأشياء الضيقة النطاق على مستوى البلاد.

وقال Mayo: "بفضل الحوسبة المتطورة ، تكون قادرًا على توزيع إمكانية المعالجة هذه أقرب إلى المستخدم ، وستحصل على الكمون المنخفض أو المضغوط الذي ستوفره شبكة 5G". يرى شبكات 5G تعمل على تشغيل أجهزة الاستشعار في السيارات المستقلة ومجموعة من أجهزة الاستشعار في مصافي النفط والغاز.

مع كل نقاط البيانات التي يمكن جمعها في الوقت الحقيقي ، سيكون للحوسبة المتطورة تأثير مفيد على المستهلكين ، وفقًا لمايو. وقال "بمرور الوقت ، ستزداد الحاجة إلى الحوسبة بشكل أقرب إلى المستخدم ، سواء أكان ذلك عملاً تجارياً أم مستهلكاً". "سواء أكان هذا الواقع المعزز أو الواقع الافتراضي ، فكلما كان الحساب أقرب إلى الحدوث ، كان أفضل حالًا أن تصبح تجربة العميل أفضل".