Optimizing Efficiency and Security in IoT Data Streaming: A Novel Three-Layer Architecture

Die rasche Expansion des Internets der Dinge (IoT) hat zu einer nie dagewesenen Datenmenge geführt, die effiziente und sichere Datenstreaminglösungen erfordert. Das traditionelle Cloud Computing ist zwar leistungsstark, aber aufgrund von Latenzproblemen bei der Echtzeitverarbeitung oft nicht ausreichend. Dieses Kapitel vertieft sich in die sich herausbildenden Paradigmen der Nebel- und Kantenberechnung, die eine lokalisierte Datenverarbeitung bieten, um diese Herausforderungen abzumildern. Die vorgeschlagene dreischichtige Architektur integriert IoT, Cloud, Nebel und Edge Computing, um ein robustes Rahmenwerk für die Überwachung, Erfassung und Entscheidungsfindung von Echtzeit-Daten zu schaffen. Diese Architektur ist besonders relevant für Smart-City-Anwendungen wie intelligente Verkehrsmittel, intelligente Parkmöglichkeiten und Gesundheitswesen, wo rechtzeitige Reaktionen entscheidend sind. Das Kapitel bietet einen gründlichen Überblick über aktuelle, verwandte Arbeiten und vergleicht verschiedene dreischichtige Rechnerarchitekturen und ihre Anwendungen. Es führt eine neuartige Architektur ein, die die Effizienz steigert, indem sie Aufgaben über Kanten-, Nebel- und Wolkenschichten verteilt und Skalierbarkeit und Sicherheit gewährleistet. Eine Fallstudie über intelligentes Stadtverkehrsmanagement veranschaulicht die praktische Umsetzung und die Vorteile dieser Architektur und zeigt signifikante Verbesserungen beim Verkehrsfluss, der Staureduzierung und der Sicherheit auf. Das Kapitel schließt mit der Diskussion zukünftiger Forschungsrichtungen, einschließlich der Integration neuer Technologien wie 5G und fortschrittlicher Sicherheitsmechanismen, um die Leistung und Nachhaltigkeit von IoT-Systemen weiter zu verbessern.