إنترنت الأشياء: تحول اللون الأزرق (الأسنان) عند الحواف؟ - 💡 Fix My Ideas

إنترنت الأشياء: تحول اللون الأزرق (الأسنان) عند الحواف؟

إنترنت الأشياء: تحول اللون الأزرق (الأسنان) عند الحواف؟


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

سواء كنت تراقب منزلك أثناء إجازتك ، أو تقوم بتسخين منزل عطلة نهاية الأسبوع قبل السفر إلى هناك - يستخدم تطبيق Internet of Things بروتوكولات الإنترنت للتواصل بين هنا وهناك. لهذا السبب ، عرّفت IoT بأنها "شبكة عالمية من أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار والمشغلات المتصلة عبر بروتوكولات الإنترنت" في كتابي "بدء استخدام إنترنت الأشياء" ، قبل ثلاث سنوات.

هذه صورة مبسطة ومثالية إلى حد كبير عن إنترنت الأشياء الناشئة. إنها رؤية لمشهد تقنية واضح بشكل جميل ، حيث يمكن لرزم بروتوكول الإنترنت الانتقال من مستشعر درجة الحرارة إلى مركز بيانات سحابة والعودة إلى عنصر تحكم سخان. دون تحويل البروتوكول غير العملي بينهما ، دون عبّارات معقدة تشكل مشكلة في التكوين أو البرنامج.

الصورة الكاملة اليوم هي عكس ذلك تمامًا: حديقة حيوانات محيرة لمعايير تكميلية أحيانًا ، وغالبًا ما تكون منافسة ("كلما كانت أكثر مرحًا"):

كثيرا ما أتساءل كيف ستبدو الصورة في ثلاث سنوات أخرى ، أو بعد 10 سنوات. من الممتع إضافة المزيد من التقنيات للصورة. من الممتع وضع رهانات على تقنيات معينة من خلال استثمار وقت أصدقائي وحياتي والدم والعرق والدموع فيها. أو لتقديم توصيات للعملاء والتي قد تكون خاطئة بشكل فظيع.

الطريق السريع أو الطريق المنخفض؟

لقد لاحظت بشكل أساسي طريقتين لرد فعل الناس على عدم اليقين هذا. إحدى الطرق هي الارتعاش ، ثم لف الأكمام "لنقم بكل ما في وسعنا لنقترب من المثالية ؛ دعنا نجلب بروتوكولات IP في كل مكان - بعد كل شيء ، لقد فازت بروتوكولات IP تاريخياً ضد جميع البروتوكولات المتنافسة ". الطريقة الأخرى هي تجاهل هذه هي الطريقة التي يعمل بها العالم ؛ المنافسة شيء جيد ، وكل ما يهمنا هو بروتوكولات الإنترنت على أي حال - هناك الكثير من التقنيات التي أثبتت جدواها في هذا المجال ، دعنا نختار بشكل فردي التقنية المناسبة لهذا المنصب ".

دعنا نسمي هذا "الطريق السريع" مقابل وجهات نظر "الطرق المنخفضة" الكثيرة. إنها لعبة شد ساحرة للحرب ، مع العديد من النزاعات الساخنة: "أنت بحاجة إلى بروتوكول لاسلكي محسّن لشبكة استشعار ، تم تصميمها من البداية من أجل انخفاض استهلاك الطاقة ، وإلا فسوف يكون لديك الكثير من استنزاف الطاقة بحيث لا تكون عملية - ننسى بروتوكولات IP "مقابل" يمكننا أن نفعل ضغط رأس IP والحيل الأخرى ، لذلك نحن لا نضيع الكثير من الطاقة على القفزة اللاسلكية من أجهزة الاستشعار إلى جهاز التوجيه - IP هو تذكرة إلى المستقبل ".

تركز النزاعات الفنية عادةً على بعض الصفات المعمارية ذات الصلة بشكل خاص عبر الميل الأخير ، أو بالأحرى العدادان الأخيران من إنترنت الأشياء. هذا هو المكان الذي يصبح فيه إنترنت الأشياء "طبيعيًا": الحد الأدنى من استهلاك الطاقة لمستشعر مصنع يعمل بالبطارية في حديقتك ، والحتمية في الوقت الحقيقي للتحكم في حزام ناقل ، وسهولة إدارة النظام حيث يكون مسؤولو النظام مسؤولو تقنية ومبتدئين في عمر ثمانين عامًا ( يقوم أحد عملائنا بإنتاج أدوات مساعدة للسمع ...) ، سهولة الإدارة الرئيسية لوحدات التحكم في أدوات الماكينات التي تم إعدادها بواسطة فنيين ميدانيين مدربين تدنيًا أدنى ، إلخ.

هل بروتوكولات الإنترنت "جيدة بما فيه الكفاية" حتى بالنسبة لمثل هذه السيناريوهات؟ كيف جيدة جيدة بما فيه الكفاية؟ حتى بعد قراءة العديد من الحجج والأوراق البحثية ، أشعر أن كلا الجانبين لديهما حجج جيدة ، لكن لا يزال غموضًا بالنسبة لي الذي سيكون على صواب في المدى الطويل. في بعض الأحيان ، أرتعد عن نفسي ، وأحيانًا أخرى أتعامل معها. من المؤكد أن بروتوكولات الإنترنت تتمتع بسجل حافل للإعجاب في تجريف بروتوكولات الملكية ، على سبيل المثال Token Ring من IBM ، وفي قهر حتى المجالات التي لا تناسبها بشكل واضح: على سبيل المثال ، تم تعديل Ethernet بنجاح لضمان سلوك في الوقت الحقيقي للتطبيقات الصناعية . (على الرغم من أنه قد يكون من الصعب الاختيار من بين أكثر من 20 (حاليًا) من المقترحات التي تتنافس على التتويج بين معايير Ethernet wannabe في الوقت الفعلي ...)

هل هي ببساطة مسألة وقت حتى تنفصل بروتوكولات الإنترنت عن جميع البروتوكولات "القديمة" ، كما يوحي تاريخها؟

بلوتوث منخفضة الطاقة

يوجد على الأقل مثالان مضادان. تقنيات الاتصال التي نجحت بالتوازي مع الإنترنت: USB و Bluetooth. لقد أثبتوا أنهم محصنون ضد بروتوكولات الإنترنت ، على الرغم من أن نفق بروتوكولات IP عبرها ممكن. لذلك ربما فقط ، قد تبقى عدادات إنترنت الأشياء محصنة أيضًا؟

في عام 2005 ، أخبرتني CTO لأحد العملاء بتكنولوجيا لاسلكية غريبة يجري تطويرها في مركز أبحاث نوكيا ، والذي يطلق عليه Wibree. بدا الأمر واعداً للغاية لسيناريوهات قصيرة المدى منخفضة الطاقة في التشغيل الآلي للمنزل ، وللتطبيقات الطبية ، وحالات الاستخدام الأخرى. بعد بضع سنوات ، في خطوة ذكية للغاية ، تمكنت نوكيا من التحكم في Wibree إلى مجموعة الاهتمامات الخاصة Bluetooth. تم تعديل هذه التقنية لاحقًا لتناسب معيار Bluetooth الموجود بشكل أفضل ، وفي عام 2010 أصبحت جزءًا رسميًا من Bluetooth 4.0. اسمها الحالي هو بلوتوث منخفضة الطاقة (بليه) ، أو بلوتوث الذكية كتسمية تسويق.

الميزة الوحيدة لـ BLE التي تجعلها تستعد للنمو الهائل - على الرغم من عدم التوافق مع بروتوكولات IP - هي كلفتها الإضافية الدنيا مقارنةً بحل Bluetooth الكلاسيكي: لا يتطلب الأمر سوى القليل جدًا لترقية منتج قائم على تقنية Bluetooth لدعم BLE أيضًا. بدءًا من iPhone 4s ، بدأت Apple في دعم BLE في جميع منتجاتها. ليس فقط عن طريق تضمين شرائح Bluetooth الأحدث ، ولكن أيضًا مع واجهة برمجة التطبيقات (API) التي يمكنك استخدامها لتطوير التطبيقات التي تتيح BLE. مثل هذا التطبيق ، جنبًا إلى جنب مع جهاز يتصل به ، يُطلق عليه أحيانًا اسم "appcessory". على سبيل المثال ، قد يستخدم فني الحقل هاتفه الذكي لإعداد مضخة جديدة على BLE - لا تحتاج المضخة إلى شاشة LCD خاصة بها لهذا الغرض ، ولا حتى قابس USB. عند الضرورة ، قد يعمل التطبيق كبوابة مؤقتة من جهاز الطباعة إلى الإنترنت ، على سبيل المثال بحيث يمكن لجهاز الطباعة جلب البرامج الثابتة الجديدة.

بالطبع ، ليس من الضروري أن تكون الامتيازات كلها أعمال تجارية: كان أحد أول غزواتنا في هذا المجال الجديد هو إكليل المجيء الإلكتروني في وقت مناسب لعيد الميلاد عام 2012. لقد كان تمرينًا مثيرًا للاهتمام. على سبيل المثال ، تتوقع منك Apple إرسالها إلى أحد أجهزتك ، وإلا فإنها لن توافق على تطبيقك لمتجر التطبيقات. لقد تساءلنا عما إذا كانت BMW ، في حالة قيامها ببناء دعم بليه في إحدى سياراتها الفاخرة ، ستحتاج إلى إرسال مثل هذه السيارة إلى Apple أيضًا؟

في العام الماضي ، أضافت Google منذ فترة طويلة دعم بليه إلى واجهة برمجة تطبيقات أندرويد أيضًا ، ويجب أن تحذو مايكروسوفت حذوها هذا العام مع Windows Phone. سيؤدي ذلك إلى جعل بليه تقنية حقيقية عبر منصات للعناية ، من أجهزة اللياقة البدنية مثل أجهزة استشعار الأحذية أو أجهزة مراقبة نبضات القلب إلى الساعات الذكية وكل ما قد ترغب في التحكم به: الأبواب وأجهزة التلفزيون وأجهزة الرش في الحديقة ، إلخ.

كانت واجهة برمجة تطبيقات Google الجديدة فرصة للقيام بتطبيق Android من أجل إكليل المجيء ، لعيد الميلاد 2013. لقد كان تطبيق Google BLE مبكرًا جدًا ولم ينضج بعد مثل تطبيق Apple الذي لا يزال لديه بعض المشكلات. لكن الأمور تتحسن بشكل مطرد ، ويقوم المطورون بتبادل تجاربهم ، على سبيل المثال هنا على مجموعة الفيسبوك التي أنشأناها لهذا الغرض.

هل هي هنا لتبقى؟

ربما تكون بليه هي تقنية الاتصالات الجديدة التي لا يهددها الطاغوت على الإنترنت. حتى في عمر المناقصة ، فهي بالفعل الفتوة نفسها: لقد سمعت مؤخرًا عن مناقصة لمشروع أتمتة البناء حيث تم تكليف دعم بليه للمواد الإنارة - وهي منطقة كنت أتوقع أن يكون فيها زيجبي. يبدو أن الحجة "يمكنك التحكم فيها من الهاتف الذكي أو الكمبيوتر اللوحي" تتفوق تقريبًا على أي حجة مضادة يمكن أن تجدها ضد بليه. في بعض الأحيان يصبح الأمر غير واقعي: لقد تم الاتصال بنا من قبل شركة ناشئة قامت ببناء فكرة أعمالها على افتراض أنه من الممكن توصيل المئات من أجهزة استشعار بليه ، عبر مبنى تجاري كبير ، مباشرة إلى بوابة GSM واحدة. لسوء الحظ ، فإن بليه في هذا الوقت هي حقًا تقنية للأمترين الماضيين ، ولن تعمل بشكل موثوق عبر عدة طوابق وعشرات الجدران ...

بنية خدمة موجهة للأجهزة

عندما أضع قبعتي كمهندس برمجيات ، أجد جانبًا من جوانب BLE بشكل خاص مثيرًا للفضول وأحيانًا مزعجًا أيضًا: فهو يجمع بين تحسينات منخفضة المستوى للغاية مع مفاهيم معمارية عالية المستوى للغاية. تم تصميمه ليتم تحسينه من أجل انخفاض استهلاك الطاقة ، في محاولة جادة لتقليل عدد وحدات البايت التي تحتاج إلى إرسالها. ومع ذلك فإنه يعرف أيضا ما يسمى السمة العامة الملف الشخصي (الغات) ، والتي تشمل مميزات (على سبيل المثال درجة حرارة الهواء في غرفة أو حالة فتح / غلق الصمام) ، مجموعات من الخصائص ذات الصلة تسمى خدمات، ومجموعات من الخدمات ذات الصلة تسمى مظهر. يتوافق الملف الشخصي مع حالة استخدام ، على سبيل المثال ملف قياس ضغط الدم هو من أجل ، حسناً ، قياس ضغط الدم. الخدمة عبارة عن واجهة قابلة لإعادة الاستخدام ، مثل خدمة معلومات الجهاز التي توفر معلومات مثل الشركة المصنعة للجهاز ورقم الطراز.

البرامج الثابتة الجحيم: DLL الجحيم على المنشطات

الخدمات هي مفهوم رئيسي بليه. تعرف الخدمة مجموعة ثابتة من الخصائص. لماذا غير قابل للتغيير؟ وبأي طريقة يمكن أن يصبح هذا مناسبًا لك؟ السبب هو أن معظم الأجهزة منخفضة التكلفة ليست مصممة لجعل تحديثات البرامج الثابتة سهلة أو ممكنة على الإطلاق. لذلك ، بمجرد أن تبدأ في بيع مثل هذا الجهاز ، فإنك تواجه مشكلة إذا كنت ترغب في تغيير الخدمة ، على سبيل المثال من أجل إضافة سمة مفيدة لها. لن تصل البرامج الثابتة الجديدة إلى جميع الأجهزة الموجودة في البرية. المشكلة هي أنه عندما يحاول تطبيق هاتف ذكي محدث الوصول إلى هذه الخاصية الجديدة على جهاز قديم ، فلن يحدث شيء جيد. يُعرف عدم تطابق هذا الإصدار بين المكونات باسم "DLL hell" في عالم البرمجيات. هناك ، يمكن على الأقل معالجة عدم التطابق عن طريق إعادة تثبيت مجموعة متوافقة من الملفات. إذا كان لديك مجموعة من الأجهزة غير المتوافقة ، مع عدم وجود طريقة لتحديث البرامج الثابتة الخاصة بهم ، فأنت في أسوأ حالات "البرامج الثابتة للجحيم".

وبالتالي فإن الفكرة هي الحفاظ على تعريف الخدمة ServiceA غير قابل للتغيير بمجرد شحن الأجهزة المزودة بهذه الخدمة *. عندما تحتاج لاحقًا إلى تغيير الخدمة ، يمكنك إضافة تعريف خدمة جديد ServiceA1، وهو مجموعة من ServiceA لأنه يحتوي على ميزة إضافية ، على سبيل المثال. تقوم الأجهزة الجديدة بتنفيذ كلتا الخدمتين (تكون التكلفة رخيصة إذا كانت كلاهما متطابقة باستثناء الخاصية الإضافية). هناك أربعة أبراج يستطيع موفر الخدمة ("المحيطية") من خلالها مقابلة مستخدم هذه الخدمة ("مركزي"). لنفترض أن المركزي هو هاتفك الذكي:

  1. الهاتف الذكي الخاص بك مع تطبيق ل أصلي خدمة تلبي أصلي الجهاز: يبدو ل ServiceA على الجهاز ، يجدها ، وكل شيء على ما يرام.
  2. الهاتف الذكي الخاص بك مع تطبيق ل أصلي خدمة تلبي وسعوا الجهاز: يبدو ل ServiceA على الجهاز ، يجدها ، وكل شيء على ما يرام. نظرًا لأن التطبيق لا يعرف الميزة الإضافية التي يدعمها الجهاز الموسع ، فإنه لا يمكن استخدامه ، لكن لا بأس بذلك. لا يزال بإمكانه توفير الوظيفة الأصلية.
  3. الهاتف الذكي الخاص بك مع تطبيق ل وسعوا خدمة تلبي وسعوا الجهاز: يبدو ل ServiceA1 على الجهاز ، يجدها ، وكل شيء على ما يرام. يعرف التطبيق ، ويمكن الاستفادة من ، ميزة إضافية.
  4. الهاتف الذكي الخاص بك مع تطبيق ل وسعوا خدمة تلبي أصلي الجهاز: يبدو ل ServiceA1 على الجهاز ، لكن الجهاز يستجيب بـ "هاه؟ لم أسمع أبدا عن ServiceA1! ". لذلك يحاول التطبيق البحث عن الأقدم ServiceAو voilà ، يمكن أن يعود بأمان إلى هذه الخدمة القديمة. ليس باردا كما هو الحال مع جهاز جديد ، لكنه يعمل.

هنا هذه الأبراج الأربعة كمخطط:

إذا كنت تعرف أن الأجهزة القديمة لم تعد تُستخدم ، أو لا تريد دعمها بعد الآن ، فإن إصدار التطبيق التالي يحتاج فقط إلى الرد بشكل مختلف: إذا كان الجهاز لا يدعم ServiceA1، يتخلى التطبيق ويخبر المستخدم أن هذا الجهاز غير متوافق. لذلك لا يتعين عليك حمل الأمتعة القديمة إلى الأبد ، طالما استمر المستخدمون في المطالبة بها.

تعد هذه الآلية أساسية لمستقبل حيث تتصل جميع أنواع الأجهزة والتطبيقات ببعضها البعض ، وقد تأتي هذه المكونات في أي مجموعة من الإصدارات الجديدة ، وليس الجديدة أو القديمة.

بروتوكولات الإنترنت في جوهرها ، وغيرها من التقنيات على الحواف

يبدو أن متاهة الطرق المنخفضة ستكون معنا لفترة طويلة قادمة ، مع العديد من الممرات المؤدية إلى الطريق السريع والخروج منها. خاصة عند "حواف" الشبكة ، ستبقى بعض التقنيات الأخرى معنا لفترة من الوقت. من بينها BLE ، على الرغم من أنها لا تدعم بروتوكولات الإنترنت ، أو ميزات أكثر تقدماً مثل توجيه الشبكات. آمل ألا يصبح الاهتمام الكبير بـ بليه أكبر مشكلة: فهناك عدد من المجموعات التي تعمل على تقديم مقترحات لتوسيع بليه بطريقة أو بأخرى ؛ تعد محاور BLE جزءًا من مواصفات Bluetooth 4.1 الجديدة ؛ وهناك بالفعل محاولات لتشغيل IPv6 عبر بليه ...

ولكن ماذا عن "تقنيات حافة إنترنت الأشياء" الأخرى التي قد تكون مفيدة أيضًا ، ولكنها غير مدمجة بسلاسة في عالم بروتوكول IP أيضًا؟ متى تفوق فوائدها (على سبيل المثال ، كونها متوفرة بسهولة ، ومناسبة تمامًا للوظيفة ، وما إلى ذلك) عيوبها (على سبيل المثال ، الحاجة إلى تعلم تقنية جديدة ، وعدد أقل من "تأثيرات الشبكة" ، إلخ)؟ يطرح سؤال مشابه مستوى أعلى ، بالنسبة لبروتوكولات طبقة التطبيق: متى يجب أن نركز على HTTP كبروتوكول واحد موحد لـ "Web of Things" ، ومتى يجب أن نتحول إلى MQTT و XMPP و AMQP و ZeroMQ و مثل؟

ما هو رأيك في هذه الأسئلة؟ أحب أن أسمع منك!

* إذا كنت تعرف طراز كائن المكون من Microsoft (COM) ، فسوف تتعرف على الفكرة. على غرار خدمة بليه ، واجهة COM هي مجموعة غير قابلة للتغيير من الطرق. بالنسبة لي ، واحدة من أكثر الأفكار ابتكارًا وذات الصلة التي تم طرحها على الإطلاق من Microsoft ، فقط لتضيع على أولئك الذين طوروا .NET لاحقًا ، واستعاد اكتشافهم مؤخرًا أولئك الذين طوروا Windows Runtime الجديد.



قد تكون مهتمة

مشاهدة عطلة نهاية الأسبوع: منزل صغير يعيش مع طومسون فون

مشاهدة عطلة نهاية الأسبوع: منزل صغير يعيش مع طومسون فون


صنع ساحة قطار للتذكرة إلى ركوب

صنع ساحة قطار للتذكرة إلى ركوب


صنع في بالتيمور: صُنع صُنعت كمركز لتدريب القوى العاملة

صنع في بالتيمور: صُنع صُنعت كمركز لتدريب القوى العاملة


الفرصة الأخيرة لمشاركة ما تصنعه في أكبر تجمع صناعي في أوروبا

الفرصة الأخيرة لمشاركة ما تصنعه في أكبر تجمع صناعي في أوروبا