مركز إنترنت الأشياء (IoT hub): ما هو وكيفية دمجه في نظام إنترنت الأشياء الخاص بك؟

إنترنت الأشياء (IoT) هي واحدة من الركائز الأساسية للموجة الرابعة من الثورة الصناعية (المعروفة أيضًا باسم الصناعة 4.0). مع انخفاض أسعار أجهزة استشعار إنترنت الأشياء إلى مستوى تاريخي منخفض (بنسبة 200% منذ عام 2004) والحلول الجاهزة المتاحة، أصبح من الأسهل من أي وقت مضى زيادة معدل الرقمنة في مؤسسة Industry 4.0 أياً كان حجمها.

في عام 2020، استطلعت Deloitte آراء المدراء التنفيذيين يعملون في مجال الصناعة 4.0 لفهم التحديات التي تواجههم ونوعية المشاريع التي يركزون عليها. ويتفق 72% منهم على أن إنترنت الأشياء سيكون التقنية الأكثر تأثيراً على مؤسساتهم خلال السنوات القليلة المقبلة، على الرغم من أن التقنيات الأربع الكبرى في القطاع (إنترنت الأشياء، والذكاء الاصطناعي، والبنية التحتية السحابية، والبيانات الضخمة) أصبحت تدريجياً أكثر ترابطاً وتشابكاً.

كما يذكر Ram Jambunathan، النائب الأول للرئيس والمدير الإداري في SAP، في التقرير:

يوجد ارتباط قوي وتبعيات بين العديد من تقنيات الصناعة 4.0. ستولّد مستشعرات إنترنت الأشياء (IoT) كميات هائلة من البيانات التي ستكون ذات صلة بالأتمتة القائمة على التعلم الآلي. وسيتم تقديم العديد من هذه التقنيات واستهلاكها في السحابة، حتى مع ظهور الحوسبة الطرفية. وستشهد الروبوتات من الجيل التالي تقارب إنترنت الأشياء والتعلم الآلي والحوسبة السحابية، حيث تبدأ الروبوتات في التحسن من خلال التعلم الآلي القائم على السحابة باستخدام بيانات من مستشعرات إنترنت الأشياء المدمجة في الروبوتات.

مع الدور المهيمن لإنترنت الأشياء وجمع البيانات في القطاع، سيكون أحد عناصر نظام إنترنت الأشياء حاسمًا لمزيد من التطوير: مركز إنترنت الأشياء. في مقال اليوم، سأشرح بالتفصيل ما هو، وما هي حلول إنترنت الأشياء الجاهزة المتاحة حاليًا، وعملية إدخال مراكز إنترنت الأشياء على المستوى التنظيمي. تمت كتابة منشور المدونة بالتعاون مع كبير مهندسي الأنظمة المدمجة في Spyrosoft، كريستوف ماتشييفسكي.

ولكن قبل أن نبدأ، دعونا نعرّف مرة أخرى ما يعنيه إنترنت الأشياء للتطوير الصناعي.

حلول إنترنت الأشياء والصناعة 4.0

يتيح إنترنت الأشياء (IoT) للأجهزة الاتصال بالإنترنت. ويجب أن تكون هذه الأجهزة مستقلة، ويمكنها استخدام هذا الاتصال لتقديم خدمات مختلفة للمستخدمين النهائيين، مثل المراقبة عن بُعد للمركبات، بما في ذلك موقع المركبة ومسارها. ومن حالات الاستخدام الأخرى المبنى الذكي الذي يضم أجهزة متصلة متعددة، أو الآلات الصناعية التي تُدار باستخدام خوارزميات التوجيه. كما يمكن استخدام إنترنت الأشياء لجمع البيانات، وهذا هو استخدامه الأكثر شيوعاً.

غالبًا ما يُستخدم مصطلح "إنترنت الأشياء" للإشارة إلى مجموعة فرعية من الأجهزة المنزلية الصغيرة المتصلة، لكنه يمكن أن يُستخدم أيضًا في سياق الصناعة 4.0، حيث تكون لدينا بدلًا من هذه الأجهزة الصغيرة آلات صناعية ومصنع. وبغض النظر عن طريقة استخدامه، يشير المصطلح إلى حالة يمكن فيها للأجهزة اكتساب وظائف إضافية بفضل اتصالها ببعضها البعض وبالإنترنت.

من خلال وضع مستشعرات إنترنت الأشياء على الأجهزة، يمكنك جمع البيانات، أي حول درجة الحرارة وجودة الهواء وغيرها، ثم تُنقل إلى السحابة حيث تُتاح لتطبيقات مختلفة يمكنها استخدام البيانات ومعالجتها. يرجى ملاحظة أن الاتصال بين الأجهزة والتطبيقات يمكن أن يكون ثنائي الاتجاه: يمكن إدارة الأجهزة عبر تطبيقات خارجية، أي لأغراض إدارة الوصول. تتبادل أجهزة إنترنت الأشياء البيانات مع بعضها البعض ومع خدمات السحابة، مما يسهّل أنماط المراسلة المختلفة ويدعم قابلية التوسع لملايين الأجهزة والأحداث في الثانية.

هنا، يمكنك معرفة المزيد عن بنية إنترنت الأشياء.

ما هو IoT hub؟ 

الهدف الرئيسي من مركز إنترنت الأشياء (IoT hub) هو تخزين البيانات المجمّعة بحيث يمكن استخدامها لاحقًا في معالجة البيانات وإدارتها. يمكن تطوير هذا الحل بشكل مستقل، لكن هناك منتجات جاهزة متاحة في السوق – وقد أدرجت قائمة كاملة بها أدناه.

IoT hub هي خدمة مُدارة من نوع Platform-as-a-Service (PaaS) يمكن استخدامها كمركز رسائل مركزي يتيح ربط الأجهزة بالإنترنت. فمن جهة، هناك الأجهزة التي ترسل بياناتها من المستشعرات إلى المركز و/أو تستقبل المعلومات منه. ومن جهة أخرى، قد تكون بعض التطبيقات قائمة على السحابة أو لا تكون كذلك، ويمكنها إدارة الأجهزة ومعالجة البيانات، أي عرضها بصريًا.

تدعم مراكز إنترنت الأشياء أنماطًا متنوعة من الرسائل، بما في ذلك الرسائل من الجهاز إلى السحابة، مما يضمن اتصالًا آمنًا وموثوقًا بين أجهزة إنترنت الأشياء والخدمات السحابية.

باختصار، يعمل مركز إنترنت الأشياء كوسيط بين هذه الأجهزة والتطبيقات، والتي تُستخدم لإدارتها وجمع البيانات.

ما هي فوائد استخدام محاور إنترنت الأشياء؟ 

الأمن 

تمتلك معظم الحلول المتاحة في السوق طريقتين على الأقل لإدارة من والأجهزة التي يمكنها الوصول إليها. وتشمل هذه القدرة على بناء سجل أجهزة في المحور، وتوزيع توقيعات الوصول المشتركة باستخدام مفاتيح الوصول ورموز الأمان، ودمج واجهات API لزيادة أمان هذه الحلول.

تحكم كامل في العملية 

بمجرد إتمام عملية تنفيذ مركز إنترنت الأشياء (IoT hub) التي سأذكرها أدناه؛ يمكنك التحكم بدقة في الأجهزة المترابطة، والبيانات التي تجمعها وتشاركها (سواء مع بعضها البعض أو مع التطبيقات الخارجية)، وأين يتم تخزين البيانات ومعالجتها.

قابلية التوسع 

بغض النظر عن حجم شبكات IoT الخاصة بك الآن، يمكنك بسهولة إضافة أجهزة جديدة أو حتى مجموعة من الأجهزة أو تحديد عددها باستخدام IoT hub. مرة أخرى، مع معظم IoT hubs الجاهزة للاستخدام المتاحة في السوق، يمكنك القيام بذلك في غضون دقائق.

اعرف المزيد عن إنترنت الأشياء في الصناعة 4.0 من خلال دليلنا

تحميل الكتاب الإلكتروني

تحميل الكتاب الإلكتروني

مراكز إنترنت الأشياء المتاحة في السوق لأجهزة إنترنت الأشياء

• أمازون ويب سيرفيسز (AWS) IoT Core: يوفر AWS IoT Core اتصالًا آمنًا وموثوقًا وقابلًا للتوسع بين أجهزة إنترنت الأشياء والسحابة، مع معالجة البيانات في الوقت الفعلي وقدرات تكامل واسعة.
• مركز إنترنت الأشياء من مايكروسوفت أزور: يوفر Azure IoT Hub اتصالًا قويًا بين تطبيقات إنترنت الأشياء والأجهزة، ويدعم إدارة الأجهزة والمراقبة والتكامل مع خدمات Azure الأخرى لتحليلات البيانات المتقدمة والتخزين.
• منصة إنترنت الأشياء من آي بي إم واتسون: تركّز منصة IBM Watson IoT Platform على جمع بيانات إنترنت الأشياء وتحليلها وتصوّرها باستخدام نماذج التعلم الآلي، مما يضمن الأمان على مستوى الأجهزة والبيانات معًا.
• اتصال سحابة إنترنت الأشياء من سيسكو: توفر Cisco حلًا شاملًا لإدارة أجهزة إنترنت الأشياء المتنقلة، مع التركيز على تحسين الشبكة والأمان وقدرات إدارة الأجهزة الواسعة.
• Oracle IoT Cloudتوفر Oracle IoT Cloud تحليلًا آمنًا وفوريًا لبيانات إنترنت الأشياء، وتكاملات مدمجة مع خدمات Oracle الأخرى، وهويات رقمية فريدة لكل جهاز.
• Salesforce IoT Cloud: يدمج Salesforce بيانات إنترنت الأشياء مع نظام إدارة علاقات العملاء (CRM) الخاص به، مما يتيح رؤى في الوقت الفعلي وتجارب عملاء محسّنة، مع قدرات لمعالجة مليارات الأحداث يوميًا.
• Siemens MindSphere: صُممت Siemens MindSphere خصيصاً لإنترنت الأشياء الصناعي، إذ توفر أدوات لجمع البيانات من الآلات الصناعية وتحليلها، ودعم التوائم الرقمية، والتكامل مع أنظمة تقنية المعلومات المختلفة.
• ThingWorx (PTC): تقدّم ThingWorx تطويرًا سريعًا لتطبيقات إنترنت الأشياء، وإدارة الأجهزة، والمراقبة في الوقت الفعلي، وهي مناسبة لمشاريع إنترنت الأشياء الصناعية والتجارية على حدٍّ سواء.
• Particleتتخصص Particle في عمليات نشر إنترنت الأشياء الخلوية، وتوفر إدارة قوية للأجهزة من خلال Device Cloud والتكامل مع منصات سحابية رئيسية مثل AWS وAzure.
• Ayla Networksتوفر Ayla Networks منصة إنترنت أشياء مرنة تركز على الاتصال الآمن وتحليلات البيانات وتجارب العملاء الغنية بالميزات، وهي مناسبة لتطبيقات إنترنت الأشياء المتنوعة.

ما هي عملية بناء نظام إنترنت الأشياء (IoT)؟ 

أول ما يجب فعله هو توصيل جميع الأجهزة بالإنترنت. إذا كان الجهاز يحتوي بالفعل على إعداد اتصال مثبت، فكل ما عليك فعله هو توصيله بالإنترنت. تُعد اتصالات الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية لتمكين التواصل بين تطبيق إنترنت الأشياء والأجهزة المرتبطة به. عند التخطيط لجمع البيانات، تحتاج إلى التفكير في البيانات التي قد تحتاج إلى جمعها ثم تحديد مكان وضع المستشعرات، ونوعها، والبرمجيات الأفضل لتجميع البيانات واستقبال الطلبات. تتطلب هذه المرحلة من العملية التفكير ليس فقط في جزء الإلكترونيات (المستشعرات) بل أيضًا في الآليات الكامنة وراء عملية جمع البيانات وتوجيه الأجهزة. يُعد إنشاء الأجهزة خطوة مهمة في إعداد منظومة إنترنت الأشياء الخاصة بك، مما يضمن تكوين كل جهاز بشكل صحيح واتصاله. يمكن أيضًا استخدام المستشعرات لتوسيع وظائف الجهاز.

الخطوة التالية هي بناء تطبيق قائم على السحابة يمكنه تخزين البيانات واستخدامه لتوجيه الأجهزة والتواصل معها.

يمكن أن يشكل إتمام هذه العملية المستوى التأسيسي لإدخال الصيانة التنبؤية للأجهزة المتصلة عبر مركز IoT. ويمكن لهذا الأخير أن يؤدي دوراً حاسماً في جمع البيانات الوظيفية حول حالة الأجهزة وأي أعطال تحدث في أدائها. كما يمكن أن يساعد في تشخيص هذه الأعطال وإرسال المعلومات اللازمة لإصلاحها إلى نظام تذاكر الدعم أو التواصل مباشرة مع الأشخاص المسؤولين عن صيانة الأجهزة. ويمكن استخدامه لتغيير إعدادات أي من الأجهزة وتحديث/استبدال برمجياتها – وكل ذلك عن بُعد. وبالإضافة إلى ذلك، يتيح استخدام قدرات المراقبة في مراكز IoT السحابية تتبع إنشاء الأجهزة واتصالاتها وأعطالها، بما يضمن سلامة وأداء منظومة IoT الخاصة بك.

هنا، يمكنك القراءة عن حالات استخدام مركز إنترنت الأشياء.

ما هي أفضل الممارسات لإدارة أجهزة إنترنت الأشياء؟

بمجرد تنفيذ مركز إنترنت الأشياء (IoT hub) وتجهيزه للاستخدام، فإن الخطوة التالية هي البدء في إدارة أسطول أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بك. إليك قائمة بالإجراءات التي يجب اتخاذها إذا كنت تفعل ذلك، من كبير مهندسي الأنظمة المدمجة لدينا، Krzysztof Maciejewski:

• استخدم الأتمتة قدر الإمكان.
• الاكتشاف التلقائي لأي مشكلات في الوصول إلى الإنترنت من الأجهزة وتحسين الاتصال إذا لزم الأمر.
• مراقبة صحة الجهاز تلقائيًا واستبداله/إصلاحه في حالة حدوث أي أعطال.
• استخدم تحديثات البرامج الثابتة للجهاز عبر الهواء عند الحاجة.
• قم بتوسيع نطاق حلك بسهولة عن طريق إضافة أجهزة ووظائف جديدة، وإدخال استخدام الذكاء الاصطناعي، و/أو توسيع الحوسبة السحابية.

الدور عليك 

في Spyrosoft، عملنا مع العديد من العملاء من قطاع الصناعة 4.0 ولدينا خبرة عملية في بناء وتوسيع نطاق الحلول الصناعية.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن عروضنا أو كنت بحاجة إلى فريق من الخبراء لدعم مشروع إنترنت الأشياء الخاص بك، فاطلع على مزيد من المعلومات على صفحة فرعية لـ Industry 4.0 واحجز مكالمة دون أي التزام.