بخشی از مقاله
چکیده
عبارت اینترنت اشیا - Internet of Things - اولین بار در سال 1999 توسط کوین اشتون ابداع شدکه در آن هر چیزی، از جمله اشیا، برای خود هویت دیجیتال دارند و به رایانه های مرکزی که به آنها متصلند، اجازه میدهند آنها را سازماندهی و مدیریت کنند. مفهوم امروزی اینترنت اشیاء شامل اتصال هر موجودی اعم از انسان، حیوان یا اشیاء به اینترنت میشود که به نوعی قابلیت ارسال دادهها از طریق شبکه ای ارتباطی را داشته باشند. یکی از مصادیق یا کارکردهای اینترنت اشیاء - IOT - در مفهوم شهر هوشمند تحقق مییابد .
شهر هوشمند چشم اندازی از توسعه شهری است که فناوری اطلاعات و ارتباطات را در غالب راهکارهای اینترنت اشیاء یکپارچه کرده تا روشی امن به منظور مدیریت دارایی های شهری ارائه دهد. در این تکنولوژی با استفاده از حسگرهای بکارگرفته شده در سیستم های نظارت لحظه ای، دادهها از شهروندان و دستگاه ها جمع آوری میشود و سپس پردازش و تحلیل میگردد. اطلاعات و دانش جمع آوری شده کلید حل ناکارآمدی شهرها هستند. ما در این مقاله با بررسی دیگر مقالات معتبر به چاپ رسیده به تعریف اینترنت اشیا و شهر هوشمند پرداخته و همچنین مزایا و چالش های داشتن یه شهر هوشمند را بیان کرده و به بررسی تحقیقات و دستاوردهای دیگر محققان در این زمینه اشاره خواهیم کرد.
مقدمه
اینترنت اشیا مفهومی کاملاً نو و تازه در فناوری اطلاعات و ارتباطات است؛ که بیان می کند هر موجود زنده و غیر زنده، به طور کلی تمامی اشیا موجود می توانند داده تولید کرده و با توجه به اتصالات بیسیم و سیم دار از طریق شبکههای ارتباطی، بر روی اینترنت یا اینترانت ارسال کنند
با توجه به این مفهوم کلیه وسایل، قابلیت اتصال و ارتباط با یکدیگر را بر روی اینترنت دارند. در واقع اینترنت اشیا تکامل یافته ی اینترنت است
اینترنت اشیا بر مبنای دریافت، ثبت و ارسال اطلاعات به روز و لحظه ای برای استفاده، تحلیل و بهبود محصولات و خدمات و فرایند زندگی کردن و انجام مسائل کار می کند. ارسال داده در این فناوری نیازی به ارتباط و تعامل انسان با انسان یا انسان با رایانه ندارد ، بلکه بصورت اتوماتیک و خودکار و با توجه به تنظیمات انجام شده در زمان های مشخص داده های به پایگاه داده مربوطه فرستاده و ذخیره می شوند.
شهر هوشمند، شهری است که بر اساس فناوری اطلاعات و ارتباطات از راه دور قصد نوسازی و دگرگون کردن شرایط زندگی و کارها و با توجه به رشد سریع جمعیت در شهرها و نیازهای فراوان آن ها و پاسخگویی به این نیازها از طریق برنامه ریزی، طراحی، توسعه و نوسازی جوامع و همچنین حفظ منابع طبیعی و فرهنگی، توزیع عادلانه هزینه ها و مزایای توسعه، افزایش یکپارچگی اکولوژیکی در دوره های کوتاه مدت و بلند مدت و نیز افزایش کیفیت زندگی از طریق توسعه دامنه گزینه های حمل و نقل، اشتغال و مسکن به روش های معتبر مالی را دارد.
همچنین شهری است که دارای شش معیار اصلی زندگی هوشمند جدید از جمله: اقتصاد هوشمند، حمل و نقل هوشمند، محیط هوشمند، شهروندان هوشمند، روش زندگی هوشمند و در اخر یک مدیریت اداری هوشمند باشد - جعفری، . - 1395 آنچه یک شهر را به سمت هوشمندی پیش یم برد، صرفاً استفاده از ابزار الکترونیکی و سیستم ارتباطاتی آن شهر نیست؛ بلکه استفاده از این ابزار جهت ارتقاء سطح کیفی زندگی شهروندان یک شهر است.
مزایای استفاده از شهر هوشمند:
· سلامت سازمانی ساختمانها: همکاری و ارتباط با دستگاه های هوشمند که به یکدیگر متصل شده اند و به عنوان اینترنت اشیا شناخته میشوند، فرصتی جدید برای جامعه ما به ارمغان می آورد. یک سیستم نظارت بر سلامت ساختاری ساختمان ها و پل ها میتواند با سیستم IOT ادغام شود. حسگرهایی دراین ساختار برای جمع آوری داده ها به طور مداوم نصب می شوند و در صورت وجود خسارت، محل و اندازه آسیب را تعیین می کنند، و این اطلاعات را با استفاده از فرستنده به کنترل گر ارسال می کنند
· مدیریت زباله: مدیریت زباله به دلیل هزینه خدمات و مشکل ذخیره سازی زباله در زمین، یکی از مسائل اصلی در بسیاری از شهرهای مدرن است. توجه عمیق تر به راه حل های ICT در این حوزه، ممکن است منجر به صرفه جویی قابل توجه و مزایای اقتصادی و اکولوژیکی شود. برای تحقق چنین خدمات هوشمند مدیریت زباله برمبنای IOT باید دستگاه های پایان، یعنی ظروف زباله هوشمند را در حالی که یک نرم افزار بهینه سازی داده ها را پردازش و مدیریت بهینه کامیون جمع کننده را تعیین می کند، به یک مرکز کنترل متصل کند. سیستم های نظارت به عنوان یک فن آوری، در جمع اوری زباله ها برای بالا بردن کیفیت خدمات استفاده شود. به طور خاص، RFID ها، سنسورها، دوربین ها و محرک ها به سیستم های نظارت برای جمع آوری زباله با کارایی بیشتر متصل می شوند
• کیفیت هوا: یک IOT شهری می تواند وسیله ای برای نظارت بر کیفیت هوا در مناطق شلوغ، پارک ها یا مسیرهای پیاده روی باشد . اینترنت اشیاء، نوعی نظارت بر سیستم آلودگی و پیش بینی هوا را در زمان واقعی فراهم میکند. با استفاده از IOT، این سیستم می تواند هزینه سخت افزار را به 10/1 کاهش دهد. سیستم در تعداد زیادی از مناطق نظارت به منظور ایجاد شبکه های حسگر قرار می گیرد
• نظارت بر سر و صدا: رشد سریع زیرساخت ها و تاسیسات صنعتی که باعث ایجاد مسائل زیست محیطی مانند تغییرات اقلیمی، ناسازگاری و آلودگی های صوتی و هوا شده است؛ نیاز به یک سیستم نظارتی کارآمد، ارزان، عملیاتی و هوشمند را بالاتر برده است. به همین خاطر، یک حوزه تحقیقاتی از شبکه های حسگر هوشمند در حال ظهور است که با بسیاری از چالش های علوم رایانه و ارتباطات بی سیم و الکترونیک ترکیب شده است. دستگاه های حسگر به سیستم محاسبات جاسازی شده متصل می شوند تا مانع نوسان پارامترهایی مانند سطوح آلودگی صوتی و آلودگی هوا از سطح نرمال خود شوند
• تراکم ترافیک: جابجایی و نظارت بر ترافیک خودرو یکی از مسائل حیاتی در حمل و نقل جاده ای است. با کمک سیستم حمل و نقل هوشمند، اطلاعات فعلی ترافیک را می توان با استفاده از اتاق کنترل برای بهبود کارایی ترافیک استفاده کرد. این سیستم از فن آوری جدید IOT برای جمع آوری، سازماندهی و انتقال اطلاعات در همان لحظه استفاده میکند تا ارزیابی کارآمد و دقیق از تراکم ترافیک و شرایط آب و هوایی را اطلاع دهد
• مصرف انرژی شهر: اینترنت اشیا می تواند فرصت های زیادی را برای پیشرفت در بخش هوشمند شهر ایجاد کند. شبکه های هوشمند با توجه به برنامه های مدیریت تقاضا، توانایی های زیادی برای بهینه سازی مصرف انرژی ارائه می دهند. به این ترتیب مسئولین و شهروندان را قادر می سازد تا دیدگاه واضح و دقیق از میزان انرژی مورد نیاز خدمات مختلف از فبیل نورپردازی عمومی، حمل و نقل، چراغ های خیابانی، دوربین های کنترل، خنک سازی ساختمان های عمومی و غیره داشته باشند این نوع برنامه ها می توانند به طور خاص مصرف انرژی را کاهش دهند، کهمعمولاً به اجزای گران قیمت لایه انرژی مربوط می شود
• پارکینگ هوشمند: به لطف تکامل اینترنت اشیاء، و در راستای افزایش بهره وری و قابلیت اطمینان زیرساخت های شهری، تلاش های مستمر انجام می شود. مسائلی مانند تراکم ترافیک، امکانات محدود پارکینگ خودرو و ایمنی جاده توسط IOT مورد توجه قرار گرفته است. یک سیستم پارکینگ هوشمند مبتنی بر IOT شامل یک مکان یاب است که برای نظارت و سیگنال کردن وضعیت دسترسی هر فضای پارکینگ استفاده می شود. یک برنامه تلفن همراه با امکان بررسی دسترسی به فضای پارکینگ و رزرو مکان پارک نیز طراحی شده است
چالش ها و مشکلات پیش رو درساخت شهرهوشمند:
این بخش چالش های فعلی را برای اجرای شهرهای هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا ارائه می کند. در شکل1 چالش های مختلف IOT برای شبکه های هوشمند به طور خلاصه نشان داده شده است.
شکل:1 چالش های یک شهر هوشمند
