شهر هوشمند و تاثیر اینترنت اشیا در آن

با گسترش رو به رشد اینترنت و کاربردهای آن در وب و اپلیکیشن‌ها، با ورود اینترنت به جهان اشیا، یک تحولی عظیم و موثر خواهد بود. با کمک اینترنت اشیاء IoT، علاوه بر اشیاء، تمام خدمات و سرویس ها می تواند با عملکرد چندین شئ یکپارچه و متصل شوند و این شروعی برای شهرهای هوشمند خواهد بود.

شهر هوشمند از بخش های مختلف تشکیل شده است که اینترنت اشیا به عنوان یکی از زیرساخت های مهم برای بهینه سازی عملکردهای اتوماسیون فرآیند ها ساخته شده است. در شهر هوشمند استفاده بهینه از منابع موجود داریم و فرایند های اتومات باعث راحتی شده و موجب بالا رفتن کیفیت زندگی افراد می‌ شود. شهر هوشمند و تعاریف آن ارتباط نزدیکی با مفاهیم اینترنت اشیا دارد و محدود به آن نیست.

بستر و ساختار IOT در شهر هوشمند

پروتکل‌ها، زیرساخت‌ها، سنسورها و محرک ها، پلتفرم‌ها، سرور های تحلیل و پردازش داده‌ها و اپلیکیشن ها و … مجموعی از مهم ترین اجزای شهر هوشمند را تشکیل می‌دهند؛ این اجزا در کنار هم میتوانند شهرهای بزرگی را مدیریت کنند و به انجام‌ برخی امور سرعت ببخشند.

پارکینگ های هوشمند، مدیریت پسماند، امنیت، سنسورهای سنجش کیفیت هوا، فروشگاه های هوشمند، آبیاری هوشمند و نگهداری فضای سبز، ساختمان‌های هوشمند و هوشمندی در بیمارستان‌ها و به طور کلی بهداشت و درمان بخش‌هایی از یک شهر هوشمند هستند.

شهر هوشمند چیست؟

شهری که از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) برای بهبود کیفیت و عملکرد سرویس شهری مانند انرژی، حمل و نقل جهت صرفه جویی در استفاده از منابع استفاده می کند. همچنین بر اساس آخرین نظریه‌های تکامل یافته مدیریت شهری بر پایه فناوری اطلاعات و ارتباطات، داری شش معیار اصلی ذیل باشد:

• حکمروایی هوشمند (Smart Governance)
• شهروند هوشمند (Smart Citizen)
• محیط زندگی (Smart Environment) 
• محل زندگی (Smart Home) هوشمند
• اقتصاد هوشمند (Smart Economy)
• حمل و نقل هوشمند (Smart Mobility)
• انرژی هوشمند (Smart Energy)

بعنوان مثال کنترل ترافیک با چراغ های هوشمند، اطلاعات از سنسورها تعبیه شده در شهر مانند خودروها دریافت  شده و به صورت لحظه ای پردازش شده و تصمیمات هوشمند بر آن اعمال می‌شود که بطور قطع با پیشرفت در حوزه هوش مصنوعی به پیشرفت بزرگی در اینترنت اشیا می‌رسیم.

خودروها در سیستم هوشمند شهری به پارکومترها و ترمینال های الکتریکی متصل و بهترین مسیر را برای رسیدن به مقصد نمایش می دهند. نمونه بارز دیگری از این موارد اپلیکیشن های هوشمند که دائما با دریافت اطلاعات از ماهواره ها به ما کمک میکنند، مثلا اپلیکیشن های مسیریاب که با بررسی ترافیک جاده ها به مسیریابی بهتر به کاربران کمک میکنند.

نیاز به شهرهای هوشمند؟

سکونت در شهرها به سرعت رو به افزایش است. امروزه بیش از نیمی از مردم شهرها را به عنوان محل سکونت انتخاب می کنند که این آمار طبق پیش بینی ها تا سال ۲۰۵۰ به بیش از ۶۷ درصد می رسد. حال هوشمندسازی شهرها یک گام اساسی برای رسیدن به رشد پایدار و حفظ منابع انرژی است.

توسعه شهر هوشمند با اینترنت اشیا

زندگی سنتی شهری و اجزا آن امروزه با تکنولوژی های جدید و بروز عوض شده مثلا تیرهای چراغ با کمک WI-FI و اینترنت اشیا در حال تبدیل به زیرساخت‌های پروژه های شهر هوشمند می‌باشند. این چراغ ها از طریق رایانش ابری و یک پلتفرم به متصل شده و از پنل ها و سلول های خورشیدی برای تامین انرژی آنها استفاده می گردد. مثلا صندلی که با پنل های خورشیدی انرژی را تامین و افرادی میتوانند گوشی خود را شارژ کنند.

عوامل اصلی و موثر در موفقیت شهرهای هوشمند

زیرساخت‌های ارتباط بی سیم:

اصلی ترین زیرساخت یک شهر هوشمند، ارتباطی بی سیم و فراگیر است. با این حال پروتکل ارتباطی در این زمینه موجود نیست ولی شبکه های با دامنه پوشش بالا و مصرف انرژی کم بهترین راه برای راه اندازی شهرهای هوشمند هستند. تکنولوژی‌هایی مانند LoRa, LTE Cat M, NB-IOT و … در ساخت سیستمی هوشمند اثربخش هستند. همچنین با وجود فناوری جدید ۵G ابزاری برای تسهیل در ایجاد و قرارگیری زیرساخت‌ها و برنامه های شهر هوشمند کمک فراوانی نماید.

اطلاعات باز یا Open Data

از گذشته کسب و کارها علاقه ای به اشتراک داده های خود نداشته اند و اطلاعاتشان را به ندرت با دیگران سهیم می‌شدند. دلیل این کار هم ترس از نفوذ هکرها وحملات سایبری بوده است، اما اهمیت این مساله نباید فراموش شود که تا چه حد در دست داشتن این اطلاعات در سیستم های پیچیده شهر هوشمند میتواند به اخذ تصمیمات و ارائه راه حل های کاربردی کمک کند. حال حاضر وجود داده‌های باز از اهمیت بالایی برخوردارند و برای مدیریت کسب و کار ها و موفقیت مدیریت شهری برکسی پوشسیده نیست.

امنیت اطلاعات و هدف از آن

دستگاه های متصل به هم و مبتنی بر اینترنت اشیاء در یک شهر هوشمند سرویس های متنوع  و کاربردی به شهروندان ارائه می دهد. اما آیا داده‌های این اکوسیستم از حملات سایبری در امان هستند؟ افراد با دسترسی با این اطلاعات قادر به انجام چه کارهایی خواهند شد؟ بیاین با مثالی ساده بررسی کنیم، افرادی سودجو با حمله به سرویسی که ترافیک شهری را کنترل می کند به این اطلاعات دسترسی خواهند داشت، حال میتوانند با دستکاری داده‌ها، کنترل شهر را در دست بگیرند و به راحتی منطقه ای از شهر را به هرج و مرج بکشانند؛ پس امنیت این داده ها برای ما بسیار ارزشمند است. چهار هدف اصلی از ایجاد امنیت در شهرهای هوشمند داریم که عبارتند از: دسترسی، یکپارچگی، محرمانگی، مسئولیت پذیری.

درآمد از شهرهای هوشمند

در اینترنت اشیا و شهرهای هوشمند، اطلاعات طلا هستند. جهت رشد شهر های هوشمند باید مدل های پایدار ایجاد شود که موجب موفقیت همه اعضای سیستم شود. برنامه های باید به گونه‌ای طراحی شوند تا همه اعضای اکوسیستم من جمله تولیدکنندگان، توسعه دهندگان، طراحان، دولت ها و کاربران و … از آن بهره مند شوند.

مالکیت هریک از اعضا باید ارزشمند باشد. قابلیت‌های اشتراکی نرم افزارها امکان ایجاد مدل‌های کسب و کارهای جدید را فراهم میکند که به هر عضو اجازه می‌دهد تا ارزش متناسب با سهم شان را از سیستم دریافت کنند. مدل‌های مبتنی بر قابلیت‌های اشتراکی نرم افزارها راهی برای کسب درآمد از سخت افزارها و نرم‌افزارهای مصرفی در بسترها را ارائه می‌کند که در صرفه جویی هزینه های کلانی که انجام می‌شود کمک شایانی خواهد کرد.