IoTの7つの必須レイヤー：包括的ソリューション構築

当時最もトレンドで影響力のあるテクノロジーの一つであるにもかかわらず、人々はモノのインターネットテクノロジーを深く知ることは稀です。このテクノロジーがデバイス相互接続ネットワーク創造を支援することは常識ですが、データがエンドシングからモバイルフォンにどう到達するかを知る人は多くありません。

IoTの動作方法とそのアーキテクチャを形成するコンポーネントまたはレイヤーについて、オンラインでさまざまな記事があります。それらの大多数は真実ですが、IoTシステムの裏側の正確な絵を描くのはわずかです。

エンドツーエンドIoTシステムの機能を完全に理解するには、それが動作する7つの重要なレイヤーがあることを知ることが重要です。ここでは、IoTシステムでのこれら7つすべてのレイヤーとその機能のリストをご紹介します。

1) センサー：

センサーとその他データ収集デバイスは、あらゆるIoTシステムの初期レイヤーを形成します。これらは現実とデジタル世界のインターフェースで、アナログからデジタル信号への変換を担当します。メーター、センサー、プローブ、ゲージ、アクチュエーターなどさまざまな感覚デバイスがあり、温度、距離、位置、湿度などのパラメータを読み取れます。これらのデバイスはエンドポイント（シングス）に設置され、生データの形で必要パラメータを収集します。

2) センサーゲートウェイネットワーク：

これはあらゆるIoTシステムの最初のネットワークレイヤーです。第1レイヤー（センサー）から第3レイヤー（ゲートウェイ）へのデータ伝送を担当します。データは、独自ルール、構文、意味論、同期標準を持つ特定通信プロトコルでセンサーからゲートウェイへ転送されます。

データ伝送は、センサーとゲートウェイの両方が伝送プロトコルをサポートする場合のみ発生します。センサーとゲートウェイ接続に使用される一般的プロトコルには、BLE、LoRaWAN、ZigBee、Sigfoxがあります。

3) ゲートウェイ：

ゲートウェイは、センサーからデータを収集しバックエンドシステムに送信するデータアグリゲーターです。これらは基本的にルーターまたはモデムで、ローカルセンサー環境とインターネット間のインターフェースとして機能します。範囲内のセンサーからデータを収集し、データ取り込みプラットフォームに送信します。

感覚デバイス自体に内蔵ゲートウェイがあるか、または他の用語で独自に長距離データ伝送が可能な場合、ゲートウェイとセンサーゲートウェイネットワークの必要性は排除されます。その場合、感覚デバイスはデータ読み取りとバックエンドシステムへの送信のみ必要です。

4) ゲートウェイインターネットネットワーク：

センサーゲートウェイネットワークと同様、このネットワークはゲートウェイからインターネット/バックエンドシステムへのデータ伝送を促進します。このネットワークは広範囲にわたり、遠隔地へのデータ伝送を可能にします。このような広範囲ネットワークで一般的に使用されるプロトコルは、イーサネット、Wi-Fi、衛星、セルラーです。

5) データ取り込みと情報処理：

このレイヤーでは、前の4レイヤーから収集された生データが意味のある情報に変換されます。データはほとんどの場合クラウドストレージに保存され、モバイルアプリまたはWebアプリケーションのバックエンドシステムからアクセスされます。取り込まれたデータは、高度な分析とその他処理システムを経て付加価値情報に処理され、ユーザー画面に表示されます。

6) インターネットユーザーネットワーク：

これはエンドツーエンドIoTシステムの最終ネットワークレイヤーです。クラウドシステムに保存された生データがこのネットワークで呼び出され、付加価値情報の形でユーザー画面に表示されます。クラウドストレージシステムからデータアクセスに一般的に使用されるプロトコルは、インターネット、イーサネット、Wi-Fiです。

7) 付加価値情報：

この最終レイヤーは、IoTシステム全体のフロントエンドとして機能します。収集データと付加価値情報がユーザー画面に表示され、監視したい資産に関連するパラメータを追跡できます。情報は数値、グラフ、アラート、チャートの形で表示され、ユーザーが有用な洞察を導き出しスマートな意思決定を可能にします。

情報は、リアルタイムアラートシステム、分析、リモート監視などの機能で調整された独自IoTプラットフォームを通じて、スマートフォンやデスクトップなどのあらゆるスマートデバイスからアクセスできます。

結論：

明らかに、これらすべてのレイヤーで作業し、すべての懐にフィットする包括的IoTソリューションを作成するのは簡単ではありません。以降レイヤー間でデータを効果的に収集・伝達できるプロトコル選択に関連する多くの複雑さがあります。さらに、このようなアーキテクチャ開発はIoTソリューションを硬直化させ、適切にスケールする能力を低下させます。

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