بخشی از مقاله
چکیده :
در این بخش یک روش راهاندازی موثر اینترنت اشیاء برای مانیتورینگ شرایط محیطی با استفاده از سنسورهای کمهزینه ارائه شده است. توضیح معماری شبکه در هم پیچیده و مکانیزمهای اتصالات برای اندازهگیری قابل اطمینان پارامترها توسط سنسورهای هوشمند و همچنین انتقال اطلاعات توسط اینترنت ارائه شده است. سپس روشی برای ادغام اطلاعات حاصل از چند حسگر برای کاهش عدم قطعیت ارائه شده و این روش با روش تکحسگری مقایسه شده است.
کلید واژهها: اینترنت اشیاء، ادغام اطلاعات چند حسگری، کنترل، مانیتورینگ، هوشمندسازی
-1 مقدمه
با پیشرفت تکنولوژیهای اینترنت و شبکههای سنسوری بیسیم - WSN - 1 آرزوی حضور در همه جا و در یک وقت تحقق یافته است. افزایش چشمگیر کاربران اینترنت و تکنولوژیهای اتصال، استفاده از شبکه را از مسائل روزمره قرار داده اس. [1] اینترنت اشیاء به طور کلی در مورد آیتمهای فیزیکی است که با یکدیگر در ارتباط هستند، بنابراین ارتباطات ماشین به ماشین و انسان با کامپیوتر به اشیاء توسعه مییابد. تکنولوژیهای کلیدی که برای اینترنت اشیاء در آینده استفاده خواهد شد، مربوط به فناوریهای سنسورهای هوشمند شامل WSN، نانوتکنولوژی و کوچکسازی میباشد.در زمینه کنترل و مانیتورینگ، وسعت الگوها و استانداردها به همراه پیشرفت در تکنولوژی های مخابراتی باعث شده دستگاه ها و ساختارهای کوچک تر بتوانند به عنوان بلوک های ساختارهایبزرگتر و کاربردهای پیچیده تر استفاده شوند.
یک آرایه از دستگاه ها و تکنولوژی های تشخیص اتوماتیک2 هم مانند پلتفرمهای محصولات سخت افزاری و نرم افزاری با تولید انبوه3 - اوراکل - شرکتی با نرم افزارهای کاربردی ابری پیچیده سرویس های پلتفرم - ،IBM - پلتفرم های ابری IBM مانند بلومیکس4 در ساخت، راه اندازی و مدیریت برنامه های کاربردی و سرویس ها استفاده می شود - ، آردوینو5، آرک راک6 - نوعی تکنولوژی شبکه سنسوری بی سیم - ، سنسینود - 7 می تواند برای برخی اهداف خاص استفاده شود. سنسینود، تکنولوژی ای است که شرکت تولید کننده میکروپروسسورهای ARM در غالب پروژه ARM mbed از آن استفاده می کند. این تکنولوژی امکان دسترسی پیشرفته ای فراهم می کند تا طراحی و راه اندازی اینترنت اشیاء8 راحت تر محقق شود. این کمپانی از استانداردهای 6 LoWPAN و CoAP برای دستگاه های توان پایین با قیمت پایین استفاده می کند و همچنین در استانداردسازی IETF، ZigBee IP، ETSI و OMA همکاری داشته است.
بدین وسیله توسط IoT می تواند تمامی محصولات از هر نوع و قابلیتی را در یک شبکه اینترنتی متصل کند - .[31اینترنت اشیاء همان اتصال دستگاه های هوشمند از طریق اینترنت می باشد. این دستگاه ها باید بتوانند دنیای دیجیتال و فیزیکال را به وسیله شناسه و شخصیت بخشی مجازی - پلتفرم تکنولوژی اروپایی بر روی تجمعی از سیستم های هوشمند - [EPOSS] با هم مرتبط کنند و حسگری فراگیر نسبت به محیط و مشخصات آن به دست بیاورند.هزینهها و استانداردسازی محیط کمک کنند. در سالهای اخیر، بیشتر تحقیقات در زمینه اینترنت اشیاء مربوط به مدیریت منابع ادوات ضروری [8] و مکانیزمهای مختلف اتصالات است[9] و.[10]زیر ساخت شبکهی نسل سایبر آینده برای دستگاههای ساختمانی مربوط به سنسورهای زیرساختی خواهد بود. چنین تکنولوژیهایی در وقوع انقلابی در نسل جدید خدمات که تاثیر زیادی روی اکوسیستم اجتماعی و تکنولوژیکی دارند، مانند کاتالیزور عمل میکنند.
برگرفته از [4]، میتوان دریافت که نسل بعدی سیستمها و خدمات شامل چندین دامنه مانند دولت الکترونیک، سلامت، حمل و نقل، مدیریت اتلاف، زنجیره تامین غذا، انرژی و منابع میباشد.برنامهها و تکنولوژیهای جدید بر روی ادوات هوشمند، نمای زیرساخت هوشمند کامل نمایان می-کند.مثالهای زیادی از اتوماسیون هوشمند یا مانیتورینگ هوشمند در آزمایشگاههای تحقیقاتی در سراسر جهان وجود دارد مانند .[11-15] اطلاعات توسط سنسورهای موجود برای سیستم کنترل تصمیم ضبط میشود تا از محیط مربوط به خود در مقابل دزدی شبانه،سرقت و بلایای طبیعی محافظت کند. در این بخش یک راه حل موثر و کمقیمت برای مانیتورینگ و دریافت اطلاعات استفاده میشود. عملکرد ابتدایی مدیریت از راه دور و کنترل اشیاء مانند یک لامپ الکتریکی، گرمکننده آب و ... است.
-2 اتوماسیون هوشمند یک ساختمان
به طور کلی، سیستم اتوماسیون هوشمند، شامل خوشههایی از سنسورهاست که با توجه به مکان استقرار و مصرف انرژی، انواع مختلف اطلاعات را جمعآوری میکنند.سیستمهایی که توانایی محاسبه دارند، از اطلاعات شبیهسازی شده برای تشخیص فعالیتهای ساکنین یا رویدادها استفاده میکنند. این کار میتواند مصرف انرژی را هوشمند کند و به ساکنین در کاهش
-3 توصیف سیستم
اندازهگیری و کنترل از راه دور ادوات سازمانی در بستر اینترنت میتواند با استراتژی طراحی معماری شبکهای مطمئن و استفاده از استانداردهای ارتباطی ZigBee، مکانیزه شود. ارسال اطلاعات از ادوات حسگری هوشمند انجام شده با ZigBee در بستر اینترنت، میتواند با یک دروازهی اینترنت با شبکه WSN-ZigBee تکمیل شود. در یک شبکهی ZigBee، ادوات انتهایی دادهها را جمع میکنند و برای یکدیگر ارسال میکنند و سپس شکل داده پروتکل ZigBee به پروتکل اینترنتی Ipv6 توسط دروازه ترجمه میشود.اتوماسیون سازمانی ارائه شده در این بخش، میتواند پاراممترهای الکتریکی را اندازه بگیرد و ادوات را از راه دور کنترل کند. یکتا بودن سیستم به اپراتورها این اطمینان را میدهد که کسی غیر از خودشان قادر به مانیتورینگ سیستم نخواهد بود. شکل 2 المانهای کلیدی پایهی سیستم اینترنت و WSN رانشان میدهد. این معماری شامل الف - ادوات حسگری هوشمند، ب - دروازهی اینترنت اشیاء و ج - سرور اینترنت میباشد.
-1-3 شبکهی حسگری بیسیم ZigBee
شبکهی حسگری بیسیم ZigBee شامل ماژول Xbee-S2 ساخته شده توسط Digi به عنوان ادوات انتهایی تنظیم شده و با توپولوژی مش، با یک کوردیناتور به صورت بیسیم ارتباط می-گیرند. اگر دستگاه انتهایی، در رنج دستگاه کوردیناتور باشد، سیستم با توپولوژی ستاره کار میکند. در غیر این صورت عملیات هاپینگ اتفاق میافتد و دستگاه انتهایی اطلاعاتش را برای روتر نزدیکش میفرستد و در نتیجه اطلاعات به کوردیناتور میرسد.کوردیناتور با یک اتصال سریال با سیم، به روتر وصل میشود. روتر از یک نرمافزار متنباز لینوکس - OpenWRT - استفاده می-کند کخ باعث میشود کارکرد شبکه به اینترنت متصل شود. این کار باعث میشود که اطلاعات سنسور Xbee-S2 که توسط کوردیناتور Xbee-S2 جمع شده است، به اینترنت دسترسی پیداکند. روتر به عنوان یک دروازه کاربردی اینترنت اشیاء عمل می-کند و شبکهی ZigBee و Ipv6 را به هم متصل میکند.یک شبکهی خصوصی Ipv6 با استفاده از یک شبکهی خصوصی مجازی - VPN - 9 برای اتصال دروازه کاربردی اینترنت اشیاء به سرور استفاده میشود. سرور اطلاعات سنسوری ارسال شده
