بخشی از مقاله
چکیده
افزایش روزافزون دستگاه هایی که به اینترنت متصل می شوند منجر به گسترش مفهومی به نام "اینترنت اشیا" شده است
اینترنت اشیا یک شبکه پیچیده از اشیا و افراد است که به طور یکپارچه از طریق اینترنت به یکدیگر متصل می شوند
هر چیزی که دارای پتانسیل اتصال باشد را می توان به شبکه متصل کرد تا از طریق حسگرهای بدون سیم و فرکانس های رادیویی اقدام به مبادله داده نماید
چنین شبکه ای از اشیا کاربردهای فراوانی خواهد داشت:
پزشکی و سلامت، شهرهای هوشمند، کسب و کار، خانه های هوشمند، آموزش و... . وارد شدن اینترنت اشیا به حوزه آموزش، تغییرات زیادی را در شیوه های آموزشی ایجاد کرده است. آموزش در هر مکان، محتوای آموزشی با کیفیت در دسترس، محتوای تعاملی، توانایی شخصی سازی زمان مطالعه و... تنها بخشی از مزایای ظهور اینترنت اشیا در آموزش است.
به وسیله اینترنت اشیا، انستیتوهای آموزشی با موسسات فرهنگی، دولت ها و بنگاه های کسب و کار برای ارتباط دادن افراد، فرایندها، داده ها و اشیا برای حداکثر کردن کیفیت آموزشی و فراهم کردن مهارت های نسل بعدی نیروی کار ارتباط برقرار می کنند.
-1 مقدمه
1-1معرفی اینترنت اشیا
افزایش روزافزون دستگاه هایی که به اینترنت متصل می شوند منجر به گسترش مفهومی به نام "اینترنت اشیا"1 شده است. اشیا هوشمند2 با یک شناسه منحصر به فرد، یک سری توانایی های پردازشی و روشی برای تشخیص عارضه های فیزیکی و انجام فعالیت موثر بر دنیای پیرامون در شبکه ای به هم می پیوندند. این اشیا می توانند با افراد و سایر اشیای هوشمند از طریق اینترنت ارتباط برقرار کنند.
بدین ترتیب طیف وسیعی از سرویس های اینترنت اشیا قابل توسعه هستند و بازار وسیعی برای چنین سرویس هایی در حال گسترش است
در پارادایم اینترنت اشیا، بسیاری از اشیا پیرامون ما روی یک شبکه قرار می گیرند. اصطلاح اینترنت اشیا نخستین بار توسط کوین اشتون3 در سال 1999 در مفهوم مدیریت زنجیره تامین استفاده شد. اما در دهه گذشته تعریف آن با مطرح شدن برنامه های کاربردی در حوزه های دیگر مانند تندرستی، حمل و نقل و ... بسیار وسیع تر شده است.
اشتون در مقاله ای که در سال 2009 در مجله RFID چاپ شد نوشت: "اینترنت اشیا پتانسیل تغییر جهان را دارد همان طور که اینترنت این کار را کرد و شاید حتی بیشتر ".
اینترنت اشیا را می توان مرحله بعدی انقلاب اطلاعاتی دانست. هر چیز می تواند به هر چیز دیگری متصل شود و مانند دستگاه هایی که دارای حسگر و میکروکنترلر هستند، به ما بازخورد دهد.[4] وی در همان مقاله اظهار داشت: " اگر کامپیوترهایی داشتیم که خودشان همه چیز را می دانستند و می توانستند بدون کمک گرفتن از ما انسان ها، و تنها با تکیه بر داده های جمع آوری شده شان، در مورد همه چیز آگاهی داشته باشند، آن گاه قادر بودیم هر چیزی را ردیابی کنیم، بشماریم و به طور قابل توجهی جلوی هزینه ها را بگیریم. آن گاه می توانستیم متوجه شویم که به طور مثال اشیا چه زمانی نیاز به جایگزینی، تعمیر و بازسازی دارند و یا اینکه آیا هنوز می توانند بازدهی داشته باشند، یا عمر مفید خودشان را کرده اند".
-2 اینترنت اشیا مفهوم "اشیا" با گسترش تکنولوژی، به درک اطلاعات کامپیوتری بدون نیاز به مداخله انسان تغییر کرده است. یک نوآوری در اینترنت فعلی به صورت شبکه ای از اشیا به هم متصل که نه تنها از محیط اطلاعات می گیرند بلکه استانداردهای فعلی اینترنت را برای فراهم کردن سرویس های انتقال اطلاعات، تجزیه تحلیل ها، برنامه های کاربردی و ارتباطات به کار می گیرند
"هوشمند" نسل جدیدی است از ترکیب مجتمع سخت افزار، نرم افزار و تکنولوژی های شبکه که سیستم های اطلاعاتی را فراهم می کنند که دارای آگاهی از دنیای واقعی و توانایی تحلیل های پیشرفته برای کمک به مردم برای تصمیم های هوشمندانه تر هستند. اینترنت اشیا به معنای شبکه گسترده ای از دستگاه های هوشمند متصل به هم است که به طور منحصر به فرد قابل آدرس دهی هستند و بر پایه پروتکل های استاندارد ارتباطات قرار دارند. مفهوم اینترنت اشیا شامل حسگرهای تعبیه شده و عملگرهایی است که می توانند خود را پیکربندی کنند و از طریق اینترنت به صورت راه دور کنترل شوند و مجموعه وسیعی از برنامه های کاربردی کنترلی و رصدکننده را فعال کنند .
1-2 کاربردهای اینترنت اشیا کاربردهای اینترنت اشیا طیف وسیعی از ابعاد زندگی بشر را در بر می گیرد. در اینجا به برخی موارد آن اشاره می کنیم:
➢ پزشکی و سلامت: بسیاری از خطاها در مراقبت های سلامتی مربوط به در دسترس نبودن اطلاعات مرتبط بیمار است. پیشرفت های جدید تکنولوژی های محاسبه و اطلاعات می تواند محیط مربوط به مراقبت های سلامتی را تغییر دهد. طیف وسیع و چندلایه تکنولوژی های محاسبه و برنامه های کاربردی، ادغام شده اند. پیشرفت های جدید در تلفن های همراه، رایانه های قابل حمل، وای فای، دستیارهای دیجیتال شخصی و دستگاه های حسگر دیجیتالی ارتباط بین موجودیت های مختلف را امکان پذیر می کنند، مانند انسان ها - بیماران، کارکنان سلامت و... - ، دستگاه های پزشکی، ویلچرهای هوشمند، حسگرهای بی سیم، ربات ها و....
➢ صنایع هوافضا: IoT امکان شناسایی محصولات و قطعات جعلی را در راستای افزایش امنیت و ارائه خدمات مطمئن تر فراهم می نماید. به عنوان مثال صنعت هوانوردی در استفاده از قطعات جعلی وتقلّبی بسیار آسیب پذیر است. لذا استفاده از این قطعات بی کیفیت استانداردهای امنیتی مرتبط با یک هواپیما را نقض می کند. جدای از زمان بر بودن آنالیز مواد، بعضی از شرکت ها مستندات اصالت قطعات را نیز دستکاری می کنند لذا جهت حل این مشکل می توان شجره نامه ای الکترونیکی برای گروهی از قطعات هواپیما تعیین کرد که اصل بودن قطعات و ویژگی های آن ها را در زمان حیات نشان می دهد.
➢ کسب و کار: اینترنت اشیا این پتانسیل را دارد که زندگی کاری و فرآیندهای کسب وکار را سازنده و مؤثرتر سازد
اصطلاح اینترنت اشیا به سرعت در حال پیشرفت از یک مفهوم مبهم به یک استراتژی کلیدی کسب وکار است
توانایی برای نظارت و کنترل جهان فیزیکی از طریق دستگاه های حسگر میتواند فرصت هایی را برای توسعه درآمد و بهینه سازی فرآیندها باز کند
با نگاهی به آینده، اینترنت اشیا به تحول کسب وکار به عنوان بازار بالغ ادامه خواهد داد ؟ شرکت ها دسترسی به سیل عظیم اطلاعاتی خواهند داشت که توسط دستگاه هایی که تولید می کنند ایجاد شده است؛ اما این داده ها باید برای درک بیشتر در مورد مشتریان تجزیه و تحلیل می شود ؟شرکتها برای باقی ماندن در رقابت و ارائه ی خدمات ابتکاری و محصولات جدید به استفاده از داده های اینترنت اشیا به عنوان بخشی از برنامه ریزی خود نیاز دارند.
➢ خانه هوشمند: ساختمانی که مجهز به یک زیر ساخت ارتباطاتی قوی بوده و می تواند به طور مستمر نسبت به وضعیت های متغیر محیط عکس العمل نشان داده و خود را با آن ها وفق دهد و همچنین به ساکنین ساختمان اجازه بهره وری موثرتری از منابع موجود را داده، امنیت و آرامش خاطر آن ها را افزایش می دهد. یک خانه هوشمند امکانات خود را از طریق سیستم های کنترلی هوشمند خود ارائه می کند که این سیستم ها عبارتند از : سیستم اعلام نشت گاز، سیستم اعلام حریق، سیستم اعلام سرقت، سیستم اعلام زلزله، سیستم کنترل روشنایی، سیستم تماس گیرنده تلفنی، سیستم کنترل کننده یکپارچه و کنترل از طریق :ریموت کنترل، کلید دیجیتالی، تلفن داخل منزل، موبایل و اینترنت.
➢ آموزش:فنّاوری، تنها یکی از عوامل موثر امروزه در امر آموزش به شمار می رود ؟ همچنین برای افزایش رقابت در بازار و محل کار، نیاز به آماده سازی و تربیت دانشجویان داریم. با استفادهاز فنّاوری، درست به مانند یک کاتالیزور، میتوانیم آموزش و تحصیل را از مدل انتقال دانش، به یک مدل مشارکتی، فعال، خود راهبردی و جذاب تبدیل کنیم، مدلی که به دانشجویان کمک می کند تا دانش خود را افزایش داده و مهارت موردنیازشان بهبود دهند
➢ شهرهای هوشمند: یکی از برنامه های کاربردی ممکن که جامعه IoT برای آن تلاش می کند، شهر هوشمند است. تعریف رسمی برای شهر هوشمند وجود ندارد اما معنای آن کاملا قابل درک است: شهری که مدرن ترین تکنولوژی های ارتباطی را برای افزایش کیفیت سرویس های ارائه شده به شهروندان به کار می گیرد.یکپارچه سازی اینترنت اشیا با زندگی شهری سومندی هایی در سرویس های بسیاری را فراهم می کند: حمل و نقل عمومی، مدیریت ترافیک و پارکینگ، روشنایی شهری، امنیت عمومی، جمع آوری زباله، بیمارستان ها و بسیاری دیگر.
2-2 چالش های اینترنت اشیا
· انبوه اطلاعات جمع آوری شده
یک سیستم اینترنت اشیا باید شامل میلیونها شیء باشد ؟ هر شیء باید اطلاعاتی را برای بیان ویژگی های خودش در دسترس قرار دهد. سپس این اطلاعات باید جمع آوری شوند؟ با توجه به تعداد زیاد اشیا، مقدار اطلاعات جمع آوری شده در مورد این اشیا بسیار گستره خواهد شد. بنابراین به علت اطلاعات بسیار زیاد جمع آوری شده چند مساله به وجود می آیدْ انتقال اطلاعات، ذخیره و پردازش اطلاعات به دست آمده از اشیا
چالش انتقال بدین معناست که سیستم نیاز دارد اطلاعات تمام اشیا را در زمان واقعی انتقال دهد و اینکه بتوان اطلاعات را در زمان واقعی انتقال داد تضمین شده نیست زیرا این مورد وابسته به پهنای باند است که اطلاعات را انتقال می دهد.
می توان گفت که اطلاعات از اشیا در مبدأ به سوی کاربر وب سفر می کنند و تحت کنترلش درمی آیند. این سفر ممکن است دارای تنگناهای پهنای باند باشد. چالش ذخیره سازی داده ها با توجه به مقدار رسانه های موردنیاز برای ذخیره و پشتیبان گیری از این اطلاعات مطرح شده است. عملیات پردازش بدین معناست که اطلاعات به دست آمده از اشیا باید توسط برنامه های کاربردی وب اینترنت اشیا اداره و کنترل شوند ؟ اداره این فرآیند باید در یک بعد زمانی واقعی انجام شود.
