در بخش اول ضمن تاکید بر اهمیت اینترنت اشیاء و چرایی روند گسترش سریع آن ، به ضرورت وجود یک مدل مرجع در این حوزه اشاره گردید . در ادامه ، مدل مرجع ارایه شده توسط شرکت سیسکو با مشارکت شرکت هایی نظیر IBM و Intel  معرفی و به کلیات آن اشاره گردید  . شکل 1 ، مدل مرجع اینترنت اشیاء به همراه مهمترین وظیفه هر یک از سطوح هفت گانه را نشان می دهد .


در ادامه با تمرکز بر روی هر سطح با ماهیت وجودی آن و همچنین ماموریت آن بیشتر آشنا خواهیم شد . 

سطح اول : دستگاه های فیزیکی و کنترل کنندگان
مدل مرجع اینترنت اشیاء با سطح یک شروع می شود. سطحی که در آن  دستگاه های فیزیکی و کنترل کنندگانی قرار می گیرند که ممکن است چندین دستگاه را کنترل نمایند . در سطح فوق ، اشیاء اینترنت اشیاء قرار دارند که شامل طیف بسیار گسترده ای از دستگاه هایی (Endpoint device) می باشند که قادر به ارسال و یا دریافت اطلاعات هستند . تعداد و تنوع دستگاه هایی که در این لایه قرار می گیرند بسیار وسیع و گسترده می باشد. برخی دستگاه ها به اندازه یک تراشه سیلیکون می باشند و برخی دیگر به اندازه یک وسیله حمل و نقل .IoT می بایست از مجموعه متنوع و گسترده ای از دستگاه ها حمایت نماید. امروزه ده ها تا صدها تولید کننده اقدام به تولید دستگاه های اینترنت اشیاء می نمایند . مدل مرجع ، می بایست تسهیلات و امکانات لازم به منظور حمایت و سازگاری بین دستگاه های تولید کندگان مختلف را ارایه نماید . شکل 2 ، قابلیت های اساسی یک دستگاه را نشان می دهد .


سطح دوم : اتصال  
ارتباطات و اتصالات در سطح دوم متمرکز شده اند که مهمترین کارکرد آن انتقال اطلاعات به موقع و مطمئن بین دستگاه ها ( سطح یک ) ، در طول شبکه ها و بین شبکه ها ( سطح دوم ) است . پردازش اطلاعات سطح پایین در سطح سه اتقاق می افتد . شبکه های مبادله داده سنتی دارای چندین کارکرد می باشند که در مدل مرجع 7 لایه ای ISO ( برگرفته شده از International Organization for Standardization  ) تشریح شده است .یک سیستم IoT کامل شامل سطوح متعددی علاوه بر شبکه ارتباطات است .
یکی از اهداف مدل مرجع IoT ،  توان برقراری ارتباط و انجام پردازش های لازم در کنار شبکه های موجود است و نیاز به معرفی و یا ایجاد یک شبکه متفاوت نمی باشد . برخی دستگاه های قدیمی مبتنی بر ip نمی باشند و لازم است  gateway  ارتباطی معرفی گردد . در برخی دستگاه ها به کنترل کننده های  اختصاصی نیاز است تا بتوان در عمل کار ارتباطات را انجام داد.  البته این امیدواری وجود دارد که در آینده میزان استانداردسازی افزایش یابد . به موازات تنوع دستگاه ها در سطح یک مدل مرجع ، بدیهی است شاهد تغییر روش های تعامل آنها با تجهیزات ارتباطی موجود در سطح دوم مدل مرجع باشیم . صرفنظر از جزئیات کار، دستگاه های موجود در سطح یک مدل مرجع از طریق تجهیزات ارتباطی موجود در سطح دوم مدل مرجع با یک سیستم IoT ارتباط برقرار می نمایند . در شکل 3 ، وظایف و قابلیت های سطح سه نشان داده شده است .


سطح سوم :  Edge Computing
وظایف سطح سوم به این ضرورت مهم اشاره دارد که لازم است داده به اطلاعات تبدیل شود تا هم برای ذخیره سازی مناسب باشد و هم بتوان از آن در یک سطح بالاتر (سطح چهارم که وظیفه انباشت داده را برعهده دارد) استفاده گردد . این بدان معنی است که فعالیت های سطح سوم بر روی تحلیل حجم بالایی از داده و تبدیل متمرکز است . مثلا ، یک دستگاه حسگر سطح اول ممکن است چندین نمونه داده را در هر ثانیه تولید کند . 24 ساعت طی روز و 365 روز طی یک سال . یکی از اصول مهم مدل مرجع اینترنت اشیاء ، قابلیت پردازش در اولین مکان و ترجیحا در بخش edge شبکه توسط سیستم های هوشمند است که در برخی موارد به آن fog computing  نیز گفته می شود . سطح سوم جایی است که این اتفاقات محقق می گردد .  
داده معمولا توسط دستگاه های تجهیزات شبکه ای سطح دوم ( سطح اتصال ) در واحدهای کوچک ارسال می گردد . در سطح سوم ، پردازش بر روی آنها به صورت packet-by-packet انجام می شود . این پردازش محدود است چراکه صرفا در رابطه با  واحدهای داده آگاهی وجود دارد و در خصوص مواردی نظیر sessions و یا تراکنش ها این آگاهی وجود ندارد .
در سطح سوم پردازش های متعددی می تواند انجام شود :

• بررسی : بررسی داده برای معیارهایی در خصوص ضرورت پردازش در یک سطح بالاتر
•  قالب دهی : فرمت مجدد داده برای سازگاری پردازش های سطح بالاتر
•  گسترش و رمزگشایی : پردازش داده رمزی با محتوای اضافی نظیر منشاء آن
•  تقطیر و کاهش : کاهش و یا خلاصه سازی داده با هدف به حداقل رساندن تاثیر داده و ترافیک بر روی شبکه و سیستم های پردازش سطح بالاتر
• ارزیابی : تعیین این که داده یک میزان آستانه و یا هشدار را نشان می دهد . این موضوع می تواند منجر به هدایت داده به مقاصد اضافه گردد .

شکل 4 ، کارکرد سطح سوم مدل مرجع اینترنت اشیاء را نشان می دهد .
 

خلاصه
پس از معرفی مدل مرجع اینترنت اشیاء در بخش اول  ، در این بخش با تمرکز بر روی سطوح یک تا سه با کلیات وظایف هر یک آشنا شدیم . در بخش بعد به سراغ سایر سطوح خواهیم رفت و با وظایف آنها آشنا خواهیم شد.
 
منابع  :