As 7 Camadas Essenciais da IoT: Construindo uma Solução Abrangente

Mesmo sendo uma das tecnologias mais tendências e influentes de seu tempo, as pessoas raramente conhecem a tecnologia Internet das Coisas em profundidade. Embora seja conhecimento comum que esta tecnologia auxilia na criação de uma rede interconectada de dispositivos, não muitas pessoas sabem como os dados realmente chegam das coisas finais aos seus telefones móveis.

Existem diferentes artigos online sobre a forma como IoT funciona e os componentes ou camadas que formam sua arquitetura. Embora a maioria deles seja verdadeira, apenas um punhado deles dá a imagem exata por trás das cenas para um sistema IoT.

Para compreender completamente o funcionamento de um sistema IoT ponta a ponta, é importante saber que existem 7 camadas cruciais nas quais ele opera. Aqui está uma lista de todas estas 7 camadas junto com suas funções em um sistema IoT.

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1) Sensores:

Sensores e outros dispositivos de coleta de dados formam a camada inicial de qualquer sistema IoT. Eles são a interface entre o mundo real e digital e são responsáveis por converter sinais analógicos em digitais. Existem diferentes dispositivos sensoriais como medidores, sensores, sondas, medidores e atuadores que podem ler parâmetros como temperatura, distância, localização, umidade, etc. Estes dispositivos são instalados em endpoints (coisas) e coletam parâmetros requeridos na forma de dados brutos.

2) Rede Sensor para Gateway:

Esta camada é a primeira camada de rede de qualquer sistema IoT. É responsável pela transmissão de dados da 1ª camada (sensores) para a 3ª camada (gateways). Os dados são transferidos dos sensores para gateways através de um protocolo de comunicação específico com suas regras únicas, sintaxe, semântica e padrões de sincronização.

A transferência de dados só pode ocorrer se ambos os sensores e gateway suportarem o protocolo de transmissão. Alguns protocolos comuns usados para conectar sensores com gateways são BLE, LoRaWAN, ZigBee e Sigfox.

3) Gateways:

Gateways são agregadores de dados que coletam dados dos sensores e os enviam para um sistema backend. Eles são basicamente roteadores ou modems que atuam como uma interface entre o ambiente local de sensores e a internet. Coletam dados dos sensores dentro de seu alcance e os transmitem para uma plataforma de ingestão de dados.

A necessidade de gateways e redes sensor-para-gateway é eliminada se o dispositivo sensorial em si tiver um gateway embutido ou, em outros termos, for capaz de transmitir dados para grandes distâncias por conta própria. Em tal caso, o dispositivo sensorial apenas requer ler dados e enviá-los para um sistema backend.

4) Rede Gateway para Internet:

Similar à rede sensor-para-gateway, esta rede facilita a transmissão de dados do gateway para a internet/sistemas backend. Esta rede pode abranger uma área ampla permitindo a transmissão de dados para locais distantes. Os protocolos geralmente usados para tal rede ampla são ethernet, Wi-Fi, satélite ou celular.

5) Ingestão de Dados e Processamento de Informação:

Nesta camada, os dados brutos coletados das 4 camadas anteriores são convertidos em informação significativa. Os dados na maioria dos casos são armazenados em armazenamento em nuvem e acessados através do sistema backend de um aplicativo móvel ou web. Os dados ingeridos são processados via análises avançadas e outros sistemas de processamento em informação de valor agregado que é exibida nas telas do usuário.

6) Rede Internet para Usuário:

Esta é a camada final de rede de qualquer sistema IoT ponta a ponta. Os dados brutos armazenados no sistema de nuvem são chamados por esta rede e exibidos na tela do usuário na forma de informação de valor agregado. Os protocolos geralmente usados para acessar dados de sistemas de armazenamento em nuvem são internet, ethernet e Wi-Fi.

7) Informação de Valor Agregado:

Esta camada final atua como o frontend de todo o sistema IoT. Os dados coletados e informação de valor agregado são exibidos na tela dos usuários, permitindo que rastreiem o parâmetro referente ao ativo que querem monitorar. A informação pode ser exibida na forma de números, gráficos, alertas ou tabelas; permitindo que o usuário derive insights úteis e tome decisões inteligentes.

A informação pode ser acessada de qualquer dispositivo inteligente como smartphone ou desktop via uma plataforma IoT única que é personalizada com recursos como sistemas de alerta em tempo real, análises e monitoramento remoto.

CONCLUSÃO:

Evidentemente, não é uma tarefa fácil trabalhar em todas estas camadas e criar uma solução IoT abrangente que caiba no bolso de todos. Existem muitas complicações associadas com a escolha de protocolos que podem coletar e passar dados efetivamente entre camadas subsequentes. Além disso, desenvolver tal arquitetura pode tornar a solução IoT rígida e reduzir sua habilidade de escalar adequadamente.

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