دانلود رایگان ترجمه مقاله برنامه کاربردی برای اکوسیستم انعطاف پذیر اینترنت اشیا (آی تریپل ای 2015)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

در لایه PIM پلت فرم، توسعه دهندگان اپلیکیشن از طریق اینترفیس به خوبی تعریف شده صرف نظر از پروتکل‌های ارتباطی اصلی به دستگاه‌ها دسترسی پیدا می‌کنند. پلت فرم واسط انتزاعی کاربری تعمیم یافته‌ای را ارائه می‌دهد که به یک مورد خاص فروشنده محدود نمی‌شود، و می‌تواند برای تشریح عملکردهای شی خاص، مانند کد 1، ترکیب شود. ThingService توابع پایه اشیای فیزیکی را تشریح می‌کند مانند بازیابی شناسانه، تنظیمات نقطه نهایی و اتصال/قطعی. ButtonService و AccelService توابع اتمیکی را برای بررسی داده ارسال شده از یک دکمه ساده و داده شتاب دهنده را تعریف می‌کنند. با این واسط‌ها SensorTagService می‌تواند برای تشریح عملکرد یک مدل خاص اشیا؛ تگ حسگر TI نوشته شود. با این انتزاع از عملکردهای دستگاه، پتانسیل IoT-App می‌تواند به صورت چشمگیری افزایش یابد چرا که تولید کنندگان دستگاه، توسعه دهندگان اپلیکیشن، و کاربران نهایی همه با یکدیگر سازگار هستند.
با توجه به حضور لایه PIM، برای کاربران نهایی ایجاد یک اپلیکیشن یا اپلیکیشن‌های چند منظوره در زمان اجرا امکان پذیر خواهد بود. در لایه بالای لایه PIM، یک ابزار GUI می‌تواند توسعه داده شود که لیستی از دستگاه‌های کشف شده و مولفه‌های نرم افزاری موجود از منطق‌های اپلیکیشن را ارائه می‌دهد به طوری که کاربران نهایی آن‌ها را برای ایجاد اپلیکیشن‌ها به صورت پویا اسمبل می‌کنند. این روند به دلیل لایه PIM هم اکنون انتزاعی از پروتکل‌های ارتباطی اصلی و پروتکل‌های ارتباطی دستگاه است.
در لایه PSM در پلت فرم، عملکردهای دستگاه می‌تواند توسط تولیدکنندگان دستگاه ارائه دهنده واسط به خوبی تعریف شده و پروتکل ارتباطی، فراهم شود. توجه داشته باشید که همان قابلیت دستگاه می‌تواند با پروتکل‌های ارتباطی متفاوت اجرا شود. برای مثال، واسط لامپ هوشمند، مانند خاموش/روشن کردن، و رنگ در حال تغییر می‌تواند یا توسط Bluetooth یا UPnP بر WiFi پیاده سازی شود. این انتخاب در کل به تصمیم تولید کننده دستگاه مربوط است، اما اپلیکیشن‌ها می‌توانند هنوز به قابلیت‌های دستگاه با همان واسط، دسترسی داشته باشند.

برای بارگذاری زمان اجرای خاص پلت فرم، مخزن خارجی نیاز است. نه تنها باید تابع بازیابی کدهای اجرا برطبق شناسه‌های دستگاه ارائه شود بلکه باید به صورتی که جستجوی مقیاس پذیر امکان پذیر باشد، توزیع شود. ما زیرساخت سرویس نام شی (ONS) را از معماری GS1 EPCglobal مورد استفاده قرار دادیم. این از سیستم شناسایی به نام کد محصول الکترونیک (EPC) استفاده می‌کنیم، و ساختار سلسله مراتبی سرویس نام دامنه (DNS) را تحت شعاع قرار می‌دهیم، لذا بازیابی کارآمد و توزیع سراسری مقیاس پذیر مدل خاص پلت فرم امکان پذیر است.

3. پلت فرم اپلیکیشن مشاپ IoT
ما معماری IoT-MAP را طراحی کردیم که بر سیستم عامل موبایل کار می‌کند و می‌تواند برای توسعه دهندگان و کاربران استفاده شود. توسعه دهندگان می‌توانند اپلیکیشنی را ایجاد کنند که با اشیای هوشمند گوناگون با استفاده از IoT-App API در تعامل هستند، و اگر شما قابلیت‌های انتزاعی IoT-MAP اشیای هوشمند ناهمگن گوناگونی را در حول تلفن هوشمند کاربر در اختیار داشته باشید، می‌توانید از توابع اشیا به روش یکنواختی استفاده کنید. برای کاربران، آن‌ها می‌توانند به سادگی از IoT-App اجرا شده توسط توسعه دهندگان با انتخاب اشیای خاص کشف شده توسط پلت فرم در زمان اجرا استفاده کنند یا می‌توانند IoT-App را در زمان اجرا با استفاده از UI ترکیبی (ابزار GUI برای کاربر) تالیف کنند. IoT-App می‌تواند با اشیای گوناگون بدون پیوند استاتیک با فروشنده خاص در زمان اجرا در ارتباط باشد، که به عنوان اپلیکیشن معمولی تنها می‌تواند با اشیای محدودی در زمان اجرا در ارتباط باشد.

A. معماری سیستم پلت فرم IoT-MAP
پلت فرم انتزاعی از قابلیت‌های پایه OS دستگاه است (مانند ارتباطات، شبکه، و غیره) لذا IoT-Apps می‌تواند از آن‌ها استفاده کند. شکل 2 دیاگرام کاملی از پشته پلت فرم است. بخش زیرین پلت فرم، ” ارائه دهنده اتصال ” پروتکل‌ها و ارتباطات گوناگونی را ارائه می‌دهد که برای کشف و برقراری ارتباط با اشیای هوشمند پیرامون استفاده می‌شود. و “لایه انتزاعی شکل ” مسئول کشف؛ شناسایی، مدیریت شی مجازی، و مدیریت مجموعه نرم افزار، و ترکیب حقیقی از خدمات اشیای هوشمند و منطق تجاری است. “لایه ترکیبی ” از عملکردهایی برای اپلیکیشن‌های چندمنظوره پشتیبانی می‌کند. این لایه ترکیباتی از سرویس با اطلاعات تجزیه شده‌ای که توسط کاربر در زمان اجرا با ابزار تالیف تعریف شده است و مجموعه نرم افزار مرجع از لایه انتزاعی برای بازیابی شی، را در خود دارد. و در آخر، یک IoT-APP API وجود دارد، که واسط‌های استانداردهای را برای گروه اشیای هوشمند (لامپ ها، حسگرها، دوربین‌ها و غیره) ارائه می‌دهد و همچنین API را برای توابع گوناگونی مانند کشف اشیا، بازیابی اشیای مجازی و غیره ارائه می‌دهد.
1) ارائه دهنده اتصال: ارائه دهنده اتصال پروتکل‌ها و ارتباطات گوناگونی را برای لایه بالاتر پلت فرم، مانند بلوتوث یا بلوتوث کم مصرف (BLE) که توسط اندروید پشتیبانی شده است، یا دیگر پروتکل‌ها مانند UPnP که توسط کتابخانه خارجی پشتیبانی شده است را ارائه می‌دهد. توسعه دهنده می‌تواند اشیای خارجی را با استفاده از API برای کشف اشیا پوشش دهد. Bluetooth CP (ارائه دهنده ارتباط)، UPnP CP، و دیگر CPها، واسط “ارائه دهنده ارتباط” را اجرا می‌کنند، لذا لایه بالاتر می‌تواند از قابلیت‌های پایه مانند کشف و بازیابی شناسه یا مشخصات اشیایی که از هر CP به روش عمومی پشتیبانی می‌کند، استفاده کنند.

2) لایه انتزاعی شی: لایه انتزاعی شی در شکل 3 یک لایه اصلی پلت فرم IoT-MAP است، که دستگاه‌های واقعی را در گروهی از دستگاه‌های انتزاعی وارد می‌کند و ترکیبی از خدمات و منطق تجاری IoT-App را ممکن می‌شود. این لایه شامل اسکنر دستگاه است که اشیای هوشمند پیرامون را کشف می‌کند، حل تعارض ID که اطلاعات داستگاه را شناسایی می‌کند، نصب کننده ماژول که ماژول نرم افزاری دستگاه را دانلود و ثبت می‌کند، و موتور ماژول پویا که به صورت پویایی دستگاه‌ها را به عنوان شی سرویس دهنده انتزاعی با کمک فریم ورک OSGi مدیریت می‌کند (نصب، شروع، توقف، به روزرسانی، لغو نصب). دستگاه‌های کشف شده و موجود از این مولفه‌ها گذر می‌کنند و در موتور ماژول پویا ذخیره می‌شوند تا به عنوان سرویس صادر شده توسط لایه بالاتر استفاده شود.

• اسکنر دستگاه
اسکنر دستگاه، دستگاه‌های موجود در اطراف تلفن هوشمند را با استفاده از متدهای کشف ارائه دهنده ارتباط (SSDP برای UPnP) اسکن می‌کند. برای پشتیبانی از قابلیت‌های اسکن بر پروتکل‌های و اتصالات ناهمگن، هریک از آن‌ها در الگوی استراتژی اجرا می‌شوند که چند الگوریتم را تعریف می‌کنند، که هر یک از آن‌ها پوشش داده می‌شوند، و آن‌ها با رابط یکنواخت DeviceScanner قابل تعویض هستند. هر دستگاه اسکن شده با شی ScannedDevice تشریح می‌شود که شامل اتصال، پروتکل، شناسه دستگاه، نام، و نقطه نهایی است.

• حل تعارض ID
اشیای هوشمند معمولا ID قابل شناسایی دارند مانند URN، آدرس MAC، UUID یا GS1 ID. مولفه حل تعارض ID سه شناسه را از شی ScannedDevice می‌خواند و آن را از سرور نام دامنه برای قراردادن اطلاعات دستگاه و URL نرم افزار داریور پرس و جو می‌کند. رویه این مورد در بخش 4 آورده شده است.