اينترنت اشيا به معنی برقراری ارتباطی گسترده بين اشيا به منظور ايجاد محيطی هوشمند است. اما یکی از عوامل مهمی که در توسعه این دانش باید فراهم باشد زیر ساخت اینترنت اشیا است تا بعد از آن بتوان در جهت توسعه دستگاههای آن گام برداشت.
امروزه با افزايش تعداد دستگاههای مجهز به فناوری ارتباط بیسيم )مانند بلوتوث، Wi-Fi و نظائر آن( و همچنين انواع حسگرها و محرکها، اينترنت اشيا دوران كودكی خود را پشت سر گذاشته و در حال تبديل اينترنت اشیای سنتی به يك اينترنت يكپارچه است. در اينترنت اشيا بر خلاف اينترنت، به جای تمركز بر ارتباطات بين افراد، بر برقراری ارتباط بين اشيا تمركز میشود. در اين ميان بايد بتوان حجم زياد اطلاعات توليد شده را ذخيره سازی و پردازش كرد و به بهترين روش نمايش داد. زيرساخت مورد نياز اينترنت اشيا توسط فناوری محاسبات ابری فراهم شده است و نتيجه آن به صورت فعالسازی امكان دسترسی كاربران به برنامه های كاربردی مورد تقاضا از هر مكان دلخواه، مشاهده میشود. كاربردهای مختلف اينترنت اشيا در حوزه های مختلفی مانند سلامت، محيط زيست، حمل و نقل، مراقبت و امنيت، سرگرمی و نظاير آن گسترده است.
ﻧﻤﺎﯾﯽ از ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻓﻨﺎوري اﯾﻨﺘﺮﻧﺖ اﺷﯿﺎ
۱٫ مفاهيم و عناصر سازنده
اینترنت اشیا متشكل از يك شبكه جهانی از اشيا در ارتباط با يكديگر است كه در آن هر دستگاه دارای يك آدرس شناسايی منحصر به فرد بوده و اين دستگاهها بر اساس قوانين و پروتكلهای ارتباطی استاندارد با يكديگر ارتباط برقرار میكنند. منظور از اشیا كليه شركتكنندگان در فعاليت های روزمره اند كه قابليت تعامل و ارتباط با يكديگر و محيط را دارند. اين تعاملات و ارتباطات با رد و بدل كردن داده و اطلاعات با محيط و پاسخگويی به رويدادهای محيطی صورت میپذيرد. همچنين محیط هوشمند عبارت است از فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی كه باعث تبديل مؤلفه های زيرساختی و خدماتی يك محيط به مؤلفه هايی آگاه تر، تعاملی تر و كارا تر خواهد شد . به این ترتیب اینترنت اشیا برای محیطی هوشمند به معنای ارتباط دستگاه های هوشمند با قابليت اشتراک گذاری اطلاعات با يكديگر به منظور فعال كردن برنامه های كاربردی نو آورانه خواهد بود. اين مهم از طريق يكپارچه سازی ادراک همگانی، تحليل داده ها و نمايش اطلاعات به كاربر از طريق محاسبات ابری به دست میآيد.
جهت فعالسازی محاسبات فراگير در اينترنت اشيا، وجود سه مؤلفه اساسی ضروری است. اولين مؤلفه سخت افزار است كه شامل حسگرها، محرکها و دستگاههای ارتباطی است. مؤلفه دوم میان افزار است كه شامل ابزارهای محاسباتی و ذخيره سازی ميانی مورد استفاده جهت تحليل داده ها میشود. مؤلفه سوم نيز ابزار های نمایش است كه بايد جهت نمايش اطلاعات به كاربران، قابليت استفاده بر روی سكوهای گوناگون را داشته باشند. در ادامه به معرفی تعدادی از فناوریهای تشكيل دهنده موارد مذكور میپردازيم:
۱-۱)دستگاههای RFID
اين دستگاهها با ارتباطات بیسيم، امكان شناسايی خودكار هر وسيله ای كه به آن متصل بشوند را فراهم میكنند. اين دستگاهها بر دو نوع هستند: نوع غيرفعال كه دارای باتری نيست و از قدرت سيگنال خواننده جهت برقراری ارتباط استفاده میكند. كارتهای بانكی و كارتهای پرداخت عوارض بزرگراه ها مثالهای خوبی برای اين دسته هستند. انواع فعال RFID ها دارای باتری جداگانه و مخصوص به خود هستند و يك مثال برای كاربرد آن رهگيری محموله های كالا در جاده ها است
۲-۱ )شبكه های حسگر بیسيم
پيشرفتهای فناوری در زمينه مدارهای مجتمع كم مصرف و ارتباطات بیسيم، موجب پديد آمدن دستگاه های هوشمند كارا و كم هزينه شده است. اتصال تعداد زيادی از اين دستگاه ها به شبكه های حسگر بیسيم موجب بهبود خدمات در زمينه جمع آوری، پردازش، تحليل و انتشار اطلاعات ارزشمند دريافت شده از محيط خواهد شد. داده های دريافت شده از محيط جهت تحليل به يك سامانه متمركز يا توزيع شده ارسال میشوند. مولفه های تشكيل دهنده شبكه حسگر بیسيم به شرح زير است:
.
- سختافزار: عبارت است از يك گره در شبكه كه بايد قابليتهايی از جمله درک محيط، پردازش داده های دريافت شده از محيط و امكان دريافت و ارسال اطلاعات را داشته باشد.
- پشته ارتباطی : گره ها در شبكه نيازمند برقراری ارتباط با يكديگر جهت انتقال داده ها هستند. از كار افتادن هر گره موجب كاهش كيفيت عملكرد شبكه خواهد شد. بنابراين هر گره بايد دارای يك پشته ارتباطی باشد كه در زمان از كار افتادن گره، قابليت ارتباط با دنيای خارج را داشته باشد و بتواند به عنوان يك درگاه بين زيرشبكه و اينترنت مورد استفاده قرار گيرد.
- ميان افزار: در حقيقت يك پل ارتباطی بين زيرساخت شبكه و گره های حسگر است كه به منظور برقراری ارتباط بين حسگرهای ناهمگن با شبكه مورد استفاده قرار میگيرد.
- جمع آوری امن داده ها: جهت افزايش طول عمر شبكه و تأييد صحت داده های جمع آوری شده از حسگرها نيازمند يك روش جمع آوری امن و كارای داده ها هستيم. تأمين امنيت موضوعی مهم است كه بايد اقدامات لازم در خصوص آن انجام شود.
۳-۱) الگوی نشانی دهی
توانائی شناسايی و نشانی دهی منحصر به فرد هر كدام از اشيا متصل به اينترنت اشيا، يك امر حياتی جهت موفقيت اين فناوری است. اين نكته را بايد مد نظر داشت كه افزودن دستگاهها و شبكه های جديد به اينترنت اشيا نبايد بر روی كارايی شبكه، عملكرد ساير دستگاهها، قابليت اعتماد انتقال اطلاعات بر روی شبكه و موارد مشابه آن تأثير گذارد. جهت تحقق نشانی دهی منحصر به فرد، فناوریهايی از جمله IPv4 و IPv6 طراحی شده اند كه تا حدی نياز ما را مرتفع خواهند كرد. يك پيشرفت ديگر در اين زمينه طراحی IPv6 نسخه سبك جهت نشانی دهی دستگاه های خانگی است.
۴-۱)ذخيره سازی و تحليل داده ها
يكی از خروجی های اينترنت اشيا، انبوه داده های توليد شده است و ذخيره سازی، مالكيت و امحای اين داده ها يك بحث حياتی است. داده ها بايد جهت پايش و استفاده هوشمندانه ذخيره شوند. بنابراين نيازمند طراحی الگوريتم های هوش مصنوعی متمركز يا توزيع شده برای رفع اين نياز هستيم.جهت فهم داده ها نيز به توسعۀ الگوريتم های تركيب و ادغام نياز داريم. همچنين توسعه روشهای جديد يادگيری ماشين جهت تصميم گيری های خودكار نيز امری حياتی است. علاوه بر اين موارد، به يك زيرساخت سخت افزاری جهت پشتيبانی از ذخيره و تحليل داده نياز است كه تشكيل دهنده ميان افزار در اينترنت اشيا است.
۵-۱) مصورسازی
يكی از مهم ترين مباحث اينترنت اشيا است كه امكان برقراری تعامل كاربران با محيط را فراهم میكند. پيشرفت اين امر با ظهور فناوری های جديد مثل صفحات نمايش لمسی، دستگاههای تبلت و غيره قابل مشاهده است. مصورسازی همچنين امكان تبديل داده های خام به دانش را كه يك فرآيند مهم درتصميم گيری است، به تصميم گيرنده ها میدهد.
اينترنت اشيا طبق نمودار شكل ۲ به عنوان يك فناوری در حال رشد در زمينۀ فناوری اطلاعات شناخته میشود و پيش بينی شده است كه مدت زمان ۵ تا ۱۱ سال جهت پذيرش آن توسط عامه مردم زمان لازم است.
ﻧﻤﻮدار Gartner 2012 Hype Cycle در ﺧﺼﻮص ﻓﻨﺎوريﻫﺎي در ﺣﺎل ﻇﻬﻮر
j1:15:11:98
