برنامه های IoT در
دنیای هوشمند

اینترنت اشیا صنعتی چیست؟?

اینترنت اشیا را می توان در طیف وسیعی از زمینه ها به کار برد. و, اینترنت اشیا صنعتی به سادگی به معنای بهینه سازی فرآیندهای صنعتی با و پیاده سازی حسگرها و دستگاه های اینترنت اشیا است, فن آوری ها (ابزار دقیق, پلت فرم سیستم ابری), و ارتباطات در فرآیندهای صنعتی.

انواع مختلف صنایع – مد, تولید/تولید, کشاورزی, مراقبت های بهداشتی – – توسط برنامه های کاربردی بلادرنگ IoT تغییر شکل داده اند.

کاربرد IoT در صنایع ماشین به ماشین را به وجود آورده است (M2M) ارتباطات. برخی ابزارها یا حسگرها در ماشین‌ها و تجهیزات معمولی کاشته می‌شوند, و با برنامه ها و نرم افزارهای IoT همگام شده اند. یک سیستم ابری و پروتکل شبکه نیز ارائه شده است که از طریق آن می توانند داده ها را ذخیره کنند, اتصال بی سیم, و به ترتیب با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این باعث می شود که آنها به اینترنت اشیاء فعال شوند و می توانید به آنها اشاره کنید دستگاه های هوشمند. تصور کنید که بتوانید سیستم آبیاری مزرعه خود را با فشار دادن یک دکمه روی گوشی هوشمند خود کنترل کنید. یا چرخ خیاطی شما می تواند به راحتی تشخیص دهد که یک نخ بریده می شود و به طور خودکار در نخ دیگری ثابت می شود. یا بهتر است, خودش عمل کند و حتی به شما پیشنهاد دهد, ایده های طراحی جدید.

مثل ضرب المثل معروف "بدون استرس" اما, برنامه های کاربردی صنعتی اینترنت اشیا این را ارتقا می دهند. استرس 0%, 100% بهره وری.'

برنامه های کاربردی اینترنت اشیا, به طور کلی, کمک زیادی به توسعه جهان در کل از جمله, زندگی, کار, صنعت, و غیره.

تاریخچه کاربرد اینترنت اشیا

اولین اشاره قابل توجه به کاربرد اینترنت اشیا در اوایل دهه 1980 بود. که شاهد نوعی اصلاح هوشمندانه دستگاه فروش کوکاکولا بود. دستگاه فروش خودکار در دانشگاه کارنگی ملون قرار گرفت و پیکربندی شد تا دمای نوشیدنی‌هایی را که به‌تازگی در آن قرار داده شده را تشخیص داده و حس کند.. سپس نوشیدنی‌ها را به‌عنوان «سرد» یا «غیر سرد» گزارش می‌کند. این نقطه عطف نوآورانه آغازی برای دستگاه‌های هوشمند, قادر به حس کردن, تجزیه و تحلیل و گزارش داده ها.

ویژگی ارتباط دستگاه به دستگاه برنامه IoT در دهه 90 از تلاش جمعی و تحقیقات افراد برجسته ای مانند Bill Joy به دست آورد., رضا راجی, مارک ویزر, و دیگران.

ایده مفهومی که "اینترنت اشیاء" را تشکیل می دهد در یک ایجاد شد 1985, سخنرانی سالانه کنگره قانونگذاری توسط پیتر تی. لوئیس اما, اصطلاح «اینترنت اشیا» – در اصل «اینترنت برای اشیا» – خود توسط کوین اشتون شکل گرفت.. کوین اشتون شناسایی فرکانس رادیویی را در نظر گرفت (RFID) به عنوان محرک اصلی فناوری ارتباطات IoT.

روندها و ویژگی ها

مهم ترین روند مرتبط با برنامه های کاربردی اینترنت اشیا، آمار رشد انفجاری شگفت انگیز آن است. :

• 7% نرخ رشد سالانه
• بر فراز 25 میلیارد دستگاه اینترنت اشیا (ژوئن 2021)
• $5 تریلیون ارزش بازار

علاوه بر این آمارهای چشمگیر, اینترنت اشیا طیف وسیعی از کاربردها را دارند. شامل; مراقبت های بهداشتی, کشاورزی, و غیره. این مجموعه گسترده از طریق برخی از ویژگی های حیاتی اینترنت اشیا امکان پذیر شد.

برخی از آنها شامل:

• هوش
• معماری
• پیچیدگی
• ملاحظات اندازه

هوش

دستگاه‌های IoT به دلیل توانایی خواندن و حس کردن داده‌ها به عنوان دستگاه‌های هوشمند برچسب‌گذاری می‌شوند, تجزیه و تحلیل داده های ثبت شده, و برای کاربر نمایش دهد. حساسیت کاربرد اینترنت اشیا در سطوح مختلف هوش برای دستیابی به این امر بسیار مهم است. الگوریتم های پیشرفته یادگیری ماشین و سایر روش ها و اشکال پیچیده هوش و واحدهای حسگر برای افزایش سریعتر پیاده سازی شده اند., باهوشتر, و تصمیم گیری و تجزیه و تحلیل بهتر در هر سطح هوش IoT – دستگاه های IoT, محاسبات سرور ابری, گره های لبه--.

معماری

معماری اینترنت اشیا بسیار ساده است. و, از لایه های زیر تشکیل شده است:

• دستگاه های اینترنت اشیا: دستگاه های اینترنت اشیا دستگاه هایی هستند که مجهز به حسگر هستند, محرک ها, و همچنین پروتکل های اتصال فناوری ارتباطی خاص مانند بلوتوث, وای فای, و غیره. دستگاه های اینترنت اشیا داده ها را حس کرده و ثبت می کنند. سپس آن را از طریق یک پروتکل ارتباطی خاص به Edge Gateway ارتباط می دهد.
• گره های لبه یا دروازه: از سیستمی از سنسورهای انباشته شده تشکیل شده است. اطلاعات ارسال شده توسط دستگاه های IoT را پردازش می کند و داده ها را در سرور ابری ذخیره می کند. Edge Gateway معمولاً این کار را با کمک یک رویداد مرکز یا فناوری‌های محاسباتی تحلیلی خاصی انجام می‌دهد.
• لایه سیستم یا سرور ابری: سیستم ابری مرکز ذخیره سازی داده ها است. این می تواند به طور مستقیم با هر دو دستگاه IoT و گره های Edge تعامل داشته باشد. سیستم ابری حاوی نرم‌افزاری است که می‌تواند به نوبه خود اطلاعات تحلیل شده را در قالب یک داشبورد از طریق رابط کاربری نمایش دهد. (اپلیکیشن اینترنت اشیا)

پیچیدگی

اینترنت اشیا به طور کلی یک فرآیند پیچیده نامیده می شود. از سیستم‌ها و زیرسیستم‌های درگیر در تصمیم‌گیری مستقل گرفته تا حلقه‌های الگوریتم پیچیده برای ارتباطات داده و حفظ امنیت و یکپارچگی داده‌ها در فضای ابری., سیستم بسیار زیاد است.

در نظر گرفتن اندازه

هر اتصال معمولی به اینترنت اشیاء می تواند به طور مؤثری به همان اندازه در خود جای دهد 100 تریلیون دستگاه و همچنین ردیابی کارآمد همه. تعداد کل دستگاه‌های اینترنت اشیا یا دستگاه‌های مجهز به اینترنت کمی بیشتر شده است 80 میلیون. که باید به زودی در عرض چند سال دو برابر شود.

سیاست و مشارکت مدنی

دستگاه‌های IoT ارائه شده می‌توانند کنترل کاربر و سایر کانال‌های قابل کارکرد را امکان پذیر کنند, عالمان, برخی افراد آموخته, و برخی از فعالان معتقد بودند که امکان بهینه سازی اینترنت اشیا برای ایجاد راه های جدید برای رسیدگی به محموله های عمومی وجود دارد..

طبق مقاله دانشگاهی فیلیپ ن. هوارد. که در آن او توضیح داد که چگونه زندگی سیاسی همانطور که می دانیم می تواند به طور چشمگیری با استفاده از اینترنت اشیا در مشارکت مدنی تغییر کند.. وی در ادامه بیان کرد که برای تحقق این امر باید موارد زیر انجام شود:

• داده‌های حسگر دستگاه‌های IoT متصل باید دارای مجموعه‌ای در دسترس یا نمایش «ذینفعان نهایی» باشند.
• شما به عنوان یک شهروند باید به طور جداگانه اجازه داشته باشید که لیست ذینفعان را با سازمان های جدید به روز کنید.

همه گروه‌های جامعه مدنی در دسترس باید استراتژی‌های شخصی اینترنت اشیا را تدوین کنند تا بتوانند از داده‌ها استفاده مؤثر کرده و فعالانه مردم را درگیر کنند..

مقررات دولتی در مورد اینترنت اشیا

برای اینکه یک اتصال اینترنت اشیا از هر نوعی رخ دهد. باید ارتباط داده ها وجود داشته باشد. ناگفته نماند. اثربخشی اتصال اینترنت اشیا بستگی زیادی به سهولت ذخیره سازی و تجزیه و تحلیل آن داده های خاص دارد.. به همین دلیل است که نمی توان بر اهمیت سیستم سرور ابری بیش از حد تأکید کرد.

در پاسخ به این نیازها, شرکت‌های میزبانی ابری مختلف در سراسر جهان ایجاد شده‌اند که در ذخیره‌سازی داده‌های احزاب مختلف اینترنت اشیا در سیستم‌های ابری خود تخصص دارند.. متاسفانه, این کاربران را در معرض خطرات امنیتی ناشی از نشت اطلاعات بالقوه یا سوء استفاده از داده ها قرار می دهد. از این رو, برای محافظت از شهروندان و اتباع خود, دولت های مناطق مختلف ژئوپلیتیکی برخی از لایحه های حفظ حریم خصوصی و جمع آوری داده ها را به قانون تصویب کرده بودند. اگرچه مشخصات دقیق این قوانین از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت است اما, عناصر مشابه در همه وجود دارد.

مقررات دولتی در مورد اینترنت اشیا می تواند پوشش دهد:

داده های جمع آوری شده باید ایمن باشند: شرکت IoT Cloud Storage صرفاً مسئول داده های جمع آوری شده است. از این رو, آنها باید اطمینان حاصل کنند که تمام داده های اینترنت اشیا جمع آوری شده باید به درستی ایمن باشد و هر مرحله از پردازش و ذخیره سازی داده ها به طور مناسب با سیستم های امنیتی پیشرفته رمزگذاری شده است..

داده ها فقط باید از طریق رضایت به دست آیند: شرکت IoT Cloud Storage باید در مورد نوع دقیق داده های IoT کاربر که ذخیره می شود کاملاً شفاف باشد.. از این رو, فقط داده ها 100% تایید شده توسط کاربر قابل ذخیره است.

داده های جمع آوری شده باید دقیقاً همان چیزی باشد که مورد نیاز است: شرکت IoT Cloud Storage نباید بیشتر از مقدار مورد نیاز برای عملکرد بهینه اتصال اینترنت اشیا، داده های کاربر را جمع آوری کند.. در شرایطی که بیش از نیاز جمع آوری می شود. این یک جرم کیفری است که طبق قانون قابل مجازات است.

انواع فناوری بی سیم اینترنت اشیا

پروتکل ارتباط داده اینترنت اشیا توسط فناوری های ارتباطی بی سیم مختلف ایجاد شده است. همه با مزایا و معایب خاص خود.

برخی از انواع فناوری اینترنت اشیا بی‌سیم هستند:

بلوتوث و BLE

• پروتکلی را برای ارتباط داده ها در فاصله کوتاه تعریف می کند.
• ارتباط داده ها از طریق BLE (بلوتوث کم انرژی) با مصرف برق کم همراه است.
• می تواند در طیف گسترده ای از دستگاه های اینترنت اشیا مانند تلفن های هوشمند تعبیه شود (مرکز انتقال داده ابری اصلی), دستگاه های بهداشتی هوشمند پوشیدنی (سنسورهای ضربان قلب, سمعک, اصلاح کننده وضعیت بدن, و غیره.), برنامه های کاربردی اینترنت اشیاء شهر هوشمند, و غیره.
• از ارتباطات آسان داده بین دستگاه های اینترنت اشیا و سرور ابری پشتیبانی می کند, و از این رو, اتصال بهینه اینترنت اشیا را افزایش می دهد.

زیگبی

• یک را تعریف می کند IEEE 802.15.4 پروتکل استاندارد ارتباطات بی سیم اینترنت اشیا در فاصله کوتاه (کمتر از 100 متر), با قدرت کم.
• توپولوژی پروتکل اتصال Zigbee اغلب شامل چندین گره حسگر است
• پشتیبانی از انتقال بار داده بالا (در مقایسه با BLE و LPWAN).
• ارتباط داده با مصرف انرژی بالا همراه است.
• برای دستگاه ها و برنامه های کاربردی اینترنت اشیا با برد طولانی مناسب نیست.

شبکه های تلفن همراه (3G / 4G / 5G)

• خدمات مخابراتی مختلف مبتنی بر مصرف کننده، شبکه های سلولی را برای گوشی های هوشمند فراهم می کند, لپ تاپ, و غیره.
• شبکه های سلولی در پروتکل های ارتباطی داده 3G با کیفیت های مختلف اتصال ارائه می شوند, 4G, 5G (از پایین ترین به بالاترین).
• خدمات آنها معمولاً هزینه بالایی دارد.
• برای دستگاه های ساده اینترنت اشیا با باتری مناسب نیست.
• شبکه سلولی 5G سریع ترین سرعت و بیشترین بار داده را پروتکل ارتباطی شبکه سلولی تعریف می کند.
• 5G همچنین آینده ای برای کاربرد در زمینه های متعددی مانند مراقبت های بهداشتی است, برنامه های کاربردی شهر هوشمند.