از سنسور تا داشبورد؛ داده در یک سیستم IoT چه مسیری را طی می‌کند؟
در یک سیستم اینترنت اشیا، داده چطور از سنسور به داشبورد می‌رسد و به یک اقدام تبدیل می‌شود؟ با مسیر سنسور، دستگاه، شبکه، Cloud و Automation آشنا شوید.
سنسور دما عدد ۲۵ را ثبت می‌کند. این عدد چطور به نموداری روی داشبورد می‌رسد؟ و اگر دما بالا برود، چه چیزی باعث می‌شود هشدار ارسال شود یا دستگاه دیگری واکنش نشان دهد؟ پاسخ، مسیر داده در یک سیستم اینترنت اشیا است.
اتصال دستگاه به اینترنت به‌تنهایی آن را هوشمند نمی‌کند. داده باید اندازه‌گیری شود، از دستگاه بیرون برود، به نرم‌افزار برسد و در قالبی نمایش داده شود که بتوان با آن تصمیم گرفت. گاهی همین مسیر به یک اقدام خودکار هم ختم می‌شود.
اگر می‌خواهید با مفهوم و کاربردهای اینترنت اشیا بیشتر آشنا شوید، راهنمای اینترنت اشیا را بخوانید. اینجا مسیر داده را از سنسور تا داشبورد دنبال می‌کنیم.
۱. سنسور تغییر محیط را اندازه می‌گیرد
همه‌چیز با یک اتفاق فیزیکی شروع می‌شود: دمای محیط تغییر می‌کند، رطوبت خاک کم می‌شود یا دستگاهی بیش از حد می‌لرزد. سنسور این تغییر را اندازه می‌گیرد و به مقداری قابل‌خواندن تبدیل می‌کند.
در گلخانه ممکن است چند سنسور دما، رطوبت و نور را ثبت کنند. در کارخانه هم سنسور می‌تواند لرزش، فشار یا مصرف انرژی یک دستگاه را بسنجد. خودِ این مقدار هنوز فقط داده‌ای خام است؛ برای استفاده از آن، باید جایی دریافت و مدیریت شود.
۲. کنترلر داده را آمادهٔ ارسال می‌کند
یک برد یا کنترلر، دادهٔ سنسور را می‌خواند و برای مرحلهٔ بعد آماده می‌کند. اینجا می‌توان زمان ثبت را نگه داشت، مقدار را با یک شرط ساده سنجید یا مشخص کرد داده با چه فاصله‌ای فرستاده شود.
در بسیاری از نمونه‌های IoT از بردهایی مثل ESP32 استفاده می‌شود. برای نمونه، کنترلر می‌تواند مقدار مصرف برق را از سنسور بگیرد و آن را همراه با زمان اندازه‌گیری برای سیستم مرکزی بفرستد.
۳. شبکه پیام را به زیرساخت می‌رساند
داده برای رسیدن به نرم‌افزار به یک مسیر ارتباطی نیاز دارد. بسته به محل نصب و نیاز پروژه، این مسیر می‌تواند Wi-Fi، Ethernet، شبکهٔ موبایل، LoRa یا فناوری دیگری باشد.
با زیاد شدن تعداد دستگاه‌ها، فقط فرستادن پیام کافی نیست. سیستم باید دستگاه‌ها را از هم تشخیص دهد و ارتباطشان را مدیریت کند. در طراحی پروژه هم باید مشخص باشد هر دستگاه چه داده‌ای می‌فرستد و فرمان‌ها را از کجا دریافت می‌کند.
۴. Cloud داده‌ها را دریافت و نگهداری می‌کند
وقتی داده به زیرساخت ابری می‌رسد، می‌توان آن را ثبت کرد، با داده‌های قبلی مقایسه کرد و برای بخش‌های دیگر آماده کرد. مثلاً در سامانهٔ گلخانه، دیدن دمای فعلی مفید است؛ تاریخچهٔ دما هم کمک می‌کند تغییرات روزهای گذشته بررسی شود.
در این لایه، نرم‌افزار دستگاه‌ها و داده‌هایشان را مدیریت می‌کند و اطلاعات را برای نمایش یا پردازش در دسترس می‌گذارد. هرچه تعداد دستگاه‌ها و حجم داده‌ها بیشتر شود، مدیریت این بخش هم اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
۵. داشبورد داده را خوانا می‌کند
کاربر معمولاً لازم نیست پیام‌های خام دستگاه را یکی‌یکی بخواند. داشبورد می‌تواند وضعیت فعلی را نشان دهد، تغییرات را روی نمودار بیاورد و هشدارها را در دسترس بگذارد.
برای مدیر کارخانه، دانستن اینکه کدام دستگاه نیاز به بررسی دارد، کاربردی‌تر از مرور تک‌تک پیام‌های سنسورهاست. داشبورد دادهٔ فنی را به شکلی نشان می‌دهد که بتوان آن را سریع‌تر فهمید و بر اساسش تصمیم گرفت.
۶. Automation می‌تواند یک اقدام را آغاز کند
بعضی سیستم‌ها به نمایش داده بسنده نمی‌کنند. تیم می‌تواند شرطی تعریف کند تا اگر مقدار از حدی گذشت، سیستم هشدار بفرستد یا اقدام دیگری انجام دهد.
اگر دمای سردخانه بالا برود، سیستم می‌تواند هشدار بدهد. در گلخانه هم افت رطوبت خاک می‌تواند آبیاری را شروع کند. در هر دو حالت، سنسور داده را فراهم می‌کند و نرم‌افزار شرط را بررسی می‌کند تا اقدام مناسب انجام شود.
از نمونهٔ اولیه تا محصول واقعی
برای ساخت نمونهٔ اولیه، یک برد، یک سنسور و چند خط کد می‌توانند برای ثبت نخستین داده کافی باشند. اما با افزایش تعداد دستگاه‌ها، باید کارهای دیگری را هم مدیریت کرد: شناسایی دستگاه‌ها، نگهداری تاریخچه، دسترسی کاربران، داشبورد، Automation و به‌روزرسانی Firmware.
به همین دلیل محصول IoT فقط یک قطعهٔ سخت‌افزاری یا یک اتصال شبکه نیست. دستگاه، نرم‌افزار و داده باید در کنار هم کار کنند. تیمی که این محصول را می‌سازد، باید برای هر لایه و ارتباط میان آن‌ها برنامه داشته باشد.
فلووا در این مسیر کجا قرار می‌گیرد؟
پلتفرم IoT فلووا برای مدیریت بخش نرم‌افزاری این مسیر به کار می‌آید. دستگاه‌ها داده تولید می‌کنند و پلتفرم ابزارهایی برای تعریف و مدیریت داده، مشاهدهٔ دستگاه‌ها و ساخت تجربهٔ کاربری در اختیار تیم محصول می‌گذارد. تیم می‌تواند به‌جای ساختن همهٔ این زیرساخت‌ها از ابتدا، روی خود محصول و رفتار دستگاه تمرکز کند.
برای جزئیات کار با API، مستندات API فلووا را ببینید.
در معماری ساده‌شده، مسیر را می‌شود این‌طور دید: دستگاه، شبکه، پلتفرم فلووا، داده و داشبورد. جزئیات پروژه‌ها فرق می‌کند، اما شناخت این مسیر کمک می‌کند بفهمیم داده کجا تولید و پردازش می‌شود و چطور به تصمیم یا اقدام می‌رسد.