بخشی از مقاله
چکیده
اصطلاح اینترنت اشیاء به عنوان یک کلمه کلیدی برای پوشش جنبه های مختلف مربوط به گسترش اینترنت و وب در قلمرو محیط اطراف ما اطلاق میشود اینترنت اشیا اینده ای را نشان میدهد که در آن موجودیت های فیزیکی و دیجیتالی میتوانند با استفاده از تکنولوژی های مناسب فن آوری اطلاعات و ارتباطات با یکدیگر در ارتباط باشند در این مقاله ما معرفی خواهیم نمود مفاهیم اینترنت ا شیاء و جامعه هو شمند را که ا شاره دارد به یک نمونه از کلاس های سی ستم های فیزیکی سایبری که در آن همکاری اشیاء را خواهیم داشت به عنوان مثال - خانه های هوشمند - پس از آن معماری خانه های هوشمند و شبکه های امن میان خانه های منحصر به فرد مطرح خواهد شد.
کلمات کلیدی: اینترنت اشیاء، جامعه هوشمند، خانه هوشمند، شبکه اشیاء
.1 مقدمه
اینترنت اشیاء - iot - یک مفهوم نوظهور است که اشاره میکند به شبکه ای از اشیاء که با یکدیگر از طریق سنسورهای بیسیم اتصال دارند.ایده اصلی پشت مفهوم اینترنت اشیاء شامل تعبیه قابلیت محاسبات و ارتباطات در اشیاء مرسوم مورد استفاده میباشد. ینترنت اشیا - IoT - ادغام دنیای فیزیکی با دیجیتال است. در اینترنت اشیا، وسایل معمولی جهت به دست آوردن یک هویت آنلاین منحصربهفرد و کسب توانایی تعامل با محیط خارجی، با تکنولوژی عجین میشوند..خانه های هوشمند زیر مجموعه ای از اینترنت اشیاء میباشند که خود سازمانده بوده و از راه دور و از طریق اینترنت میتوانند کنترل شوند و انواع برنامه های کاربردی را جهت نظارت و کنترل شامل می شوند که در ان د ستگاه های مختلف با ثبت و ضبط رویداد فعالیت های کاربران و با پیش بینی رفتار آنها در آینده همه چیز را یک قدم جلوتر و با توجه به الویت نیاز کاربران فراهم میکنند تا کاربران بتوانند آسایش، راحتی، بهره وری و امنیت بیشتری داشته باشند. در این مقاله خانه های هوشمند را تشریح کرده و به معرفی جامعه هوشمند میپردازیم.
مفهوم خانه هوشمند از حدود سه یا چهار دهه پیش مطرح شد. در آن دوران قصد این بود که روند تولید وسایل خانگی به سمتی پیش برود که امکان کنترل همه آنها از طریق یک دستگاه مرکزی ایجاد شود، اما به علتکاستی در فناوری های آن دوران، این اتفاق نیفتاد. به هر حال پیشرفت های صورت گرفته در حوزه دیجیتال، فرصتی مجدد برای پیاده سازی خانه های هوشمند پدیدار ساخت. در این میان شاید ورود انواع تلفن های هوشمند را بتوان نیروی پیشران در عملی سازی خانه هوشمند دانست. تلفن های هوشمند همراه با توان محاسباتی بالا و نیز امکان برقراری ارتباط به شیوه های مختلف، امکان برقراری ارتباط با دستگاه های مختلف و پردازش اطلاعات را فراهم می کنند. به طور کلی، همه فناوری های مرتبط با خانه هو شمند، حول دو م ساله ا صلی صرفه جویی در زمان و صرفه جویی در هزینه طراحی می شوند.
برای نمونه، برخی از انواع لوازم خانگی هوشمند می توانند کارکردهای غیر ضروری خود را در ساعات اوج م صرف که هزینه برق در آنها بی شتر ا ست متوقف کرده و در عوض، فعالیت های بی شتری را در ساعاتی که هزینه برق کمتر ا ست به انجام بر سانند.جامعه هو شمند یک شبکه چند هاپی از خانه های هو شمند ا ست که از طریق فرکانس رادیویی تحت ا ستاندارد های ارتباطی بی سیم مانند IEEE802.11 و ن سل سوم - - 3 از تلفن همراه با یکدیگر ارتباط دارند و میتوان آن را به عنوان یک سی ستم سایبری فیزیکی که در آن خانه ها در واقع سن سورهای چند منظوره مجازی با نیازهای منح صر به فرد ه ستند که به صورت مداوم محیط جامعه را از جنبه های مختلف و در صورت لزوم به صورت خودکار و یا با دخالت انسان کنترل میکنند و بازخورد فیزیکی ورودی را جهت بهبود ایمنی جامعه، امنیت خانه و کیفیت بهداشت و توانایی واکنش لازم در شرایط اضطراری به کار میگیرند.
.2جامعه هوشمند
یک جامعه هوشمند یک محیط مجازی متشکل از شبکه ای از خانه های هوشمند واقع در یک ناحیه جغرافیایی محلی است که معماری آن شامل سه حوزه دانه خانه، دامنه جامعه و دامنه سرویس میباشد که در شکل 1 نشان داده شده است.
دامنه خانه
این دامنه یک شبکه خانگی است که بوسیله تعدادی از سیستم های اتوماتیک خانگی برای مداومت نظارت بلادرنگ از ساکنان محیط خانه و محیط جامعه نزدیک به آن مانند بخشی از خیابان نزدیک به خانه شکل میگیرد. این سیستم نتایج گزارشات خود را به دروازه درون خانه از طریق تک هاپی یا چند هاپی انتقال میدهد . دروازه رابط های ارتباطی خانه با جهان خارج میباشد که در واقع قادر به پردازش هوشمندانه و مدیریت داده های جمع آوری شذه و ارائه راه کار کارآمد برای انتقال آن ها به مابقی خانه ها یا مرکز جامعه از طریق شبکه های بیسیم است. به عنوان مثال سیستم بهداشت و درمان و یا سیستم امنیت [1]
دامنه جامعه
ه سته معماری جامعه هو شمند دامنه جامعه میبا شد که در آن یک شبکه جامعه تو سط دروازه خانه جهت نظارت بر محیط جامعه و اطلاعات انتشار یافته در میان خانه ها شکل میگیرد. یک دستگاه بیسیم مطئن که مرکز جامعه نامیده میشود در شبکه جهت ذخیره داده و پردازش آنها قرارداده میشود که بوسیله تکنولوژی سنسورهای پیشرفته و لایه های دفاعی محافظت میشود.دروازه خانه و مرکز جامعه به صورت بیسیم و چند هاپی به یکدیگر مت صل می شوند از انجایی که داده های ذخیره شده در مرکز جامعه میتواند به صورت شخ صی، ح ساس و محرمانه با شد برای حفظ حریم خصوصی خانه دسترس پذیری ها به صورت انتخابی و تنها به افراد مجاز واگذار خواهد شد.[1]
دامنه سرویس
جزء کلیدی این دامنه مرکز تماس میبا شد که یک د ستگاه ارتباطی و محا سباتی ا ست که خدمات تماس را از دامنه جامعه و منازل شخصی متصل به آن دریافت میکند و به خدمات دهندگان مناسب از طریق یک کانال ارتباطی قابل اعتماد مانند سیستم تلفن عمومی و یا تلویزیون کابلی منتقل میکند. مرکز تماس به مرکز جامعه متصل است و در نتیجه قادر یه ارائه خدمات جمع آوری داده های با ارزش افزوده برای انواع برنامه های هو شمند جامعه که مربوط به امور شهری ا ست مانند انتخابات و رای دادن و یا مدیریت ابزار مانند حسابداری و صدور صورت حساب است میباشدالبته دامنه خدمات ممکن است توسط چند جامعه که نزدیک به هم هستند به اشتراک گذاشته شود.[1]
.3جامعه مجازی امن و قوی
با رشد سریع کاربردهای IoT ، مفاهیم امنیتی مورد توجه قرار میگیرند و نگرانیهایی در زمینه محرمانگی و ناتوانی مردم در کنترل زندگی شخصیشان شکل میگیرد. اگر فعالیت روزانه افراد نظارت شده و آنها تولید کننده خروجیهای اطلاعاتی باشند، فعالیتهای سیاسی، اقتصادی و اجتماعی تحت تأثیر قرار میگیرند. در صورت نقض امنیت، رخداد حمله و اختلال در عملکرد ، مزایای IoT کمرنگ می شود. در آینده ای نزدیک حجمی وسیع از اطلاعات توسط وسایل متصل و سیستمهای مدیریتی دریافت و ارسال خواهد شد. در نظر داشته باشید که اطلاعات مرتب در حال حرکت و جابجایی است و با ورود اینترنت اشیاء رویکرد این جابجایی بسیار متفاوت از حالت فعلی خواهد شد. امنیت اینترنت اشیاء به واسطه اتصال همه دستگاهها به یکدیگر کاملآ متفاوت از روند های فعلی خواهد بود. ما باید به نقاط اتصالی و ارتباطی انتقال اطلاعات ما بین تمامی وسایل و ابر و شبکهها توجه کرده و ایمنی را در آنجا به وجود آوریم.[2] در معماری جامعه هوشمند دامنه خانه در شبکه اهمیت زیادی دارد که در آن به چگونگی اتصال لوازم خانگی هوشمند، سیستم های اتومات و سی ستم های امنیت میپردازد.
در این جا ما میپردازیم به شبکه ای جدید از خانه ها در دامنه جامعه بوا سطه مفهوم جامعه هوشمند. توجه داشته باشید که شبکه جامعه یک شبکه ادهاک بیسیم کلاسیک است و ما تکنولوژی وای فای را در لایه MAC در نظر گرفته ایم. انتخاب TCP در لایه حمل و نقل یک انتخاب بدیهی خواهد بود زیرا یک کنترل ازدحام قابل اعتماد را فراهم میکند و عملا در بسیاری از برنامه های کاربردی به یک استاندارد تیدیل شده است. [3] پروتکل های عمومی وای فای به خوبی TCP با توجه به تر مینال پنهان در شبکه ادهاک بیسیم کار نمیکنند [4] ودر[5,6] سعی شده تا عملکرد پروتکل ها از جهت مدیریت پهنای باند و خدمات رضایت بخش بهبود یابد.
