اینترنت اشیا چیست و چگونه زندگی ما را متحول می‌کند؟

آیا تا به حال دنیایی را تصور کرده‌اید که در آن اشیا روزمره‌ از گوشی موبایل گرفته تا یخچال و لامپ به یک اکوسیستم هوشمند متصل باشند؟ این تعریفی ساده و پیش پا افتاده از اینترنت اشیا (IoT) است، پدیده‌ای جذاب و پرکاربرد در دنیای فناوری که در سال‌های اخیر تغییرات زیادی در زندگی‌مان ایجاد کرده است.

اینترنت اشیا را می‌توان شبکه‌ای از اشیا فیزیکی توصیف کرد که با استفاده از حسگرها، نرم‌افزارها و سایر فناوری‌ها با یکدیگر تعامل دارند. پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030، تعداد دستگاه‌های اینترنت اشیا به 30 میلیارد برسد؛ اتفاقی که می‌تواند زندگی بشر را دگرگون سازد. اما اینترنت اشیا دقیقا چیست و چه کاربردی در زندگی‌مان دارد؟ مزایا و معایب IoT چیست؟ در حال حاضر چه نگرانی‌هایی در رابطه با اینترنت اشیا وجود دارد؟ 

در این مطلب، قصد داریم تا با مفهوم و کاربردهای اینترنت اشیا آشنا شویم و به بررسی مزایا و معایب این فناوری بپردازیم. همچنین، چالش‌هایی که در حال حاضر IoT با آنها روبه‌روست و راه‌حل‌های آن را زیر ذره‌بین خواهیم برد، بنابراین اگر می‌خواهید بدانید اینترنت اشیا چیست توصیه می‌کنیم تا انتها با ما همراه باشید.

اینترنت اشیا چیست؟ معرفیIoT و اهمیت آن

اینترنت اشیا (Internet of Things یا به اختصار IoT) مفهومی شگرف در دنیای فناوری است که به دنیایی از اشیا هوشمند متصل به یکدیگر اشاره می‌کند. با استفاده از اینترنت اشیا، در حال حاضر میلیاردها دستگاه فیزیکی در سراسر جهان با یکدیگر متصل هستند و اطلاعات جمع‌آوری شده را با کاربر و سایر دستگاه‌ها به اشتراک می‌گذارند.

حتما تا به حال ویدیوهای مربوط به خانه‌های هوشمند یا دستیارهای صوتی مثل الکسا را در شبکه‌های اجتماعی دیده‌اید. این موارد نمونه‌های ابتدایی و شاید ساده‌ای از اینترنت اشیا هستند که امروزه با آن سروکار داریم. در حال حاضر این فناوری در صنایع مختلفی مثل کشاورزی استفاده می‌شود و حتی به حوزه بهداشت و درمان نیز وارد شده است. اما چرا اینترنت اشیا اینقدر اهمیت دارد و در سال‌های اخیر به آن توجه ویژه‌ای شده است؟

افزایش قابل توجه تعداد دستگاه‌های هوشمند و متصل به اینترنت در سال‌های اخیر، از گوشی‌های هوشمند گرفته تا وسایل نقلیه و دستگاه‌های پزشکی باعث شده تا امکان تبادل داده بین این دستگاه‌ها به راحتی فراهم شود. تبادل داده بین دستگاه‌های مختلف با افزایش بهره‌وری، سطح زندگی افراد را ارتقا می‌بخشد و با استفاده از آن می‌توان در صنایع مختلف بهترین بازدهی را با کمترین هزینه دریافت کرد.

علاوه بر این، با استفاده از اینترنت اشیا، یک منبع بزرگی از داده فراهم می‌شود که با کمک آن می‌توان نیاز مصرف‌کنندگان را درک کرد و در رابطه با چالش‌های مختلف آنها هوشمندانه تصمیم گرفت.

اینترنت اشیا در حقیقت پلی است که دنیای دیجیتال را به جهان فیزیکی ما وصل می‌کند. البته این فناوری آنقدرها هم بی‌خطر نیست. متصل بودن دستگاه‌های مختلف به اینترنت دسترسی هکرها به حریم خصوصی افراد را تسهیل می‌کند و همین باعث شده تا اینترنت اشیا به یک شمشیر دو لبه برای مصرف‌کنندگان تبدیل شود.

تاریخچه اینترنت اشیا

پیدایش اینترنت اشیا داستان جالبی دارد. شاید بتوان گفت مفهوم اضافه کردن حسگرها به دستگاه‌های فیزیکی اولین بار در دهه ۸۰ مورد بحث قرار گرفته است. در آن زمان، عده‌ای از دانشجویان دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ پنسیلوانیا تصمیم گرفتند برای اطلاع از موجودی قوطی‌های کوکاکولا قبل از مراجعه به دستگاه وندینگ، آن را به میکروسوییچ مجهز کنند. بسیاری معتقدند این دستگاه وندینگ نخستین دستگاه واقعی اینترنت اشیا بوده است.

اما در ادامه کوین اشتون (Kevin Ashton)، دانشمند علوم کامپیوتر در سال ۱۹۹۹ اصطلاح «اینترنت اشیا» را برای اولین بار استفاده کرد. اشتون در آن زمان پیشنهاد کرد تراشه‌های RFID روی محصولات شرکت پروکتر اند گمبل (Procter & Gamble) قرار داده شود تا بتوان آنها را از طریق زنجیره تامین ردیابی کرد. 

اما چرا اشتون از واژه «اینترنت» برای این فناوری استفاده کرد؟ اینترنت در آن زمان در روزهای ابتدایی خود قرار داشت و همه با شنیدن نام آن هیجان‌زده می‌شدند. بر اساس گزارش‌ها، اشتون در آن زمان برای جلب توجه مدیران خود تصمیم گرفت تا از واژه اینترنت استفاده کند. 

با معرفی اینترنت اشیا توسط اشتون، رفته رفته توجه شرکت‌های بزرگ به این فناوری جلب شد. وی در ادامه در سال ۲۰۰۳ شرکت خودش را تاسیس کرد و با کمک تراشه‌های RFID به ردیابی محصولات از طریق زنجیره تامین کمک شایانی کرد. 

در سال ۲۰۰۰، شرکت ال جی نخستین یخچال هوشمند جهان را معرفی کرد. در سال ۲۰۰۷ استیو جابز از اولین آیفون رونمایی کرد و بین سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۰۹، تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت از تعداد افراد زنده روی کره زمین فراتر رفت که شرکت سیسکو آن را زمان تولد اینترنت اشیا توصیف می‌کند. در سال ۲۰۱۱ نیز شرکت پژوهشی گارتنر برای اولین بار اینترنت اشیا را به فهرست تکنولوژی‌های نوظهور خود افزود.

اما کم کم در اواخر دهه ۲۰۰۰، استارتاپ‌های اینترنت اشیا شروع به فعالیت کردند. شرکت نست لبز (Nest Labs) یکی از این استارتاپ‌هاست که در سال ۲۰۱۰ شروع به کار کرد و دستگاه‌های آشکارساز دود هوشمند و مجهز به حسگر و وای‌فای را به بازار عرضه کرد. در سال ۲۰۱۴ شرکت گوگل این استارتاپ را خریداری کرد، اتفاقی که باعث شد توجه بخش زیادی از مردم به اینترنت اشیا جلب شود.

امروزه نیز اینترنت اشیا نقش پررنگی در زندگی مردم گرفته است و بسیاری از دستیارهای صوتی مثل الکسا در زندگی روزمره خود استفاده می‌کنند.

کاربردهای اصلی اینترنت اشیا

اینترنت اشیا به مردم کمک می‌کند هوشمندانه‌تر زندگی کنند و از دستگاه‌های مختلف برای بهبود زندگی خود استفاده کنند. به عنوان مثال، خودروی شما می‌تواند به محض رسیدن به خانه، با در گاراژ ارتباط برقرار کرده و آن را باز کند. یا اینکه زمانی که بیرون هستید یخچال شما می‌تواند به شما اطلاع دهد که شیر ندارید و به دنبال آن خودروتان آدرس سوپرمارکت‌های اطراف را روی نقشه به شما نمایش دهد.

اما اینترنت اشیا تنها به زندگی روزمره و وسایل خانه محدود نمی‌شود و استفاده از آنها در صنایع مختلف به موضوعی ضروری و مهم تبدیل شده است. این فناوری به شرکت‌های مختلف امکان نظارت آنی بر عملکرد دستگاه‌ها و ابزارهای مختلف را می‌دهد و به آنها کمک می‌کند تا به خوبی زنجیره تامین محصولات خود را ردیابی کنند.

IoT ماشین‌ها و دستگاه‌ها را قادر می‌سازد تا کارهای خسته‌کننده را بدون دخالت انسان انجام دهند. شرکت‌ها می‌توانند با استفاده از این فناوری، پروسه کارهای خود را خودکار کرده، هزینه‌های نیروی کار را کاهش داده و ارائه خدمات خود را بهبود بخشند. اینترنت اشیا یکی از مهم‌ترین فناوری‌های حال و حاضر است و با توجه به اینکه خیل عظیمی از کسب و کارها به پتانسیل آن پی برده‌اند، احتمالا همچنان به پیشرفت ادامه خواهد داد. در ادامه کاربردهای مختلف اینترنت اشیا را بررسی می‌کنیم.

کاربرد اینترنت اشیا در خانه‌های هوشمند

خانه هوشمند به زبان ساده، مجموعه‌ای از دستگاه‌ها و ابزارهای متصل به هم است که برای شما آسایش و ایمنی به ارمغان می‌آورند. این شاید تعریف ساده و پیش پا افتاده‌ای از خانه هوشمند باشد اما همین ارتباط بین دستگاه‌های مختلف با استفاده از اینترنت اشیا برقرار می‌شود.

کاربرد اصلی IoT در خانه‌های هوشمند بسیار گسترده و متنوع است. با استفاده از این فناوری، افراد می‌توانند به طور هوشمندانه‌تری با محیط زندگی خود در خانه ارتباط برقرار کنند. از جمله کاربردهای اینترنت اشیا در خانه‌های هوشمند می‌توان به کنترل دما و نور، مدیریت امنیت و نظارت تصویری بر خانه، مدیریت انرژی و مصرف برق و … اشاره کرد. 

اما استفاده از اینترنت اشیا در خانه هوشمند تنها به کنترل لوازم خانگی، تنظیم روشنایی خانه و افزایش امنیت محدود نمی‌شود و از آن می‌توان برای ارائه خدمات جدید و نوآورانه نیز استفاده کرد. به عنوان مثال، شما می‌توانید با استفاده از IoT مواد غذایی مورد نیاز خود را سفارش دهید، با پزشک مدنظرتان قرار ملاقات بگذارید یا از وضعیت کلی اطرافتان با خبر شوید.

کاربرد اینترنت اشیا در صنعت و کشاورزی

استفاده از اینترنت اشیا در صنایع و شرکت‌های مختلف مزایای مختلفی را به همراه دارد. به طور کلی IoT در صنایع:

• فرآیندهای کلی کسب‌وکار را زیرنظر دارد.
• تجربه مشتریان را بهبود می‌بخشد.
• در زمان و هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌کند.
• بهره‌وری کارکنان را افزایش می‌دهد.
• باعث یکپارچه‌سازی سازمان شده و مدل‌های تجاری سازگار را شرایط بازار را ارائه می‌دهد.
• گرفتن تصمیمات بهتری را امکان‌پذیر می‌کنند.
• با کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری، درآمد کلی صنایع را افزایش می‌دهند.

کاربرد اینترنت اشیا در شهر هوشمند

در شهرهای هوشمند، اینترنت اشیا (IoT) به عنوان یک ابزار اساسی برای بهبود زندگی شهروندان و بهره‌وری شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طریق استفاده از سنسورها و دستگاه‌های متصل به شبکه، می‌توان اطلاعات درباره‌ی ترافیک، روشنایی شهری، مصرف انرژی، مدیریت پسماند و سلامت شهری را جمع‌آوری و تحلیل کرد. این اطلاعات به مدیران شهری کمک می‌کند تا تصمیمات هوشمندانه‌تری در زمینه مدیریت منابع، ارائه خدمات شهری بهینه‌تر و ایجاد محیط‌های شهری سالم‌تر بگیرند. همچنین، اینترنت اشیا در شهرهای هوشمند می‌تواند به بهبود امنیت عمومی، کاهش ترافیک و آلودگی هوا، و ایجاد ارتباطات بیشتر و هماهنگی بین اجزای مختلف شهر کمک کند. این نوع از پیشرفت‌های فناوری در نهایت منجر به ارتقای کیفیت زندگی شهروندان و سازمان‌های شهری می‌شود.

کاربرد اینترنت اشیا در پزشکی

استفاده از اینترنت اشیا (IoT) در حوزه پزشکی به‌عنوان یکی از نوآوری‌های بارز، توانایی بهبود مراقبت و درمان بیماران را بهبود می‌بخشد. با استفاده از سنسورها، دستگاه‌های پوشیدنی و دستگاه‌های پزشکی متصل، اطلاعات درباره فعالیت‌های فیزیولوژیکی، نظیر ضربان قلب، فشارخون، سطح قند خون و غیره به طور مداوم جمع‌آوری می‌شود و به پزشکان ارسال می‌شود. این اطلاعات به پزشکان کمک می‌کند تا بیماران را بهتر مراقبت کرده و تصمیمات درمانی موثرتری را اتخاذ کنند. علاوه بر این، اینترنت اشیا می‌تواند به بهبود مانیتورینگ دوره درمانی، پیش‌بینی بیماری‌ها، و حتی ارائه درمان‌های سفارشی و دقیق تر کمک کند. این نوع از فناوری در نهایت منجر به افزایش کیفیت مراقبت‌های بهداشتی و بهبود سلامت عمومی جامعه می‌شود.

کاربرد اینترنت اشیا در حمل و نقل

استفاده از اینترنت اشیا (IoT) در صنعت حمل و نقل، به بهبود کارایی، ایمنی و بهره‌وری این صنعت کمک می‌کند. از طریق ارتباط دستگاه‌ها و سنسورهای متصل به شبکه، اطلاعات درباره وضعیت و موقعیت خودروها، میزان ترافیک، وضعیت جاده‌ها و مسیرهای مختلف به صورت زمان‌بندی شده و در زمان واقعی جمع‌آوری و تحلیل می‌شود. این اطلاعات به مدیران حمل و نقل کمک می‌کند تا مسیرهای بهینه‌تری را برای انتقال بار و مسافران انتخاب کنند، ترافیک را کاهش دهند و زمان‌بندی حمل‌ونقل را بهبود بخشند. همچنین، اینترنت اشیا به امکان ارتباط مستقیم با خودروها و وسایل حمل و نقل هوشمند، مانند خودروهای هوشمند و قطارهای هوشمند، که قابلیت اتصال به شبکه و ارسال اطلاعات را دارند، اجازه می‌دهد تا این وسایل بهتر مدیریت شده و عملکرد بهبود یابد. این نوع از استفاده از فناوری IoT در نهایت به کاهش هزینه‌ها، بهبود ایمنی و کارایی حمل و نقل منجر می‌شود.

کاربرد اینترنت اشیا در صنعت انرژی

استفاده از اینترنت اشیا (IoT) در صنعت انرژی به عنوان یک ابزار بسیار مؤثر، به بهبود کارایی، کاهش هدررفت انرژی و افزایش پایداری سیستم‌های انرژی کمک می‌کند. با استفاده از سنسورها و دستگاه‌های متصل به شبکه، اطلاعات درباره مصرف انرژی، عملکرد تجهیزات، وضعیت شبکه، و پیش‌بینی نیازهای انرژی جمع‌آوری و تحلیل می‌شود. این اطلاعات به مدیران انرژی کمک می‌کند تا تصمیمات هوشمندانه‌تری در زمینه بهینه‌سازی تولید، توزیع، و مصرف انرژی بگیرند. علاوه بر این، IoT می‌تواند به بهبود عملکرد تجهیزات و سیستم‌های انرژی کمک کند، از جمله پیشگیری از خرابی‌ها و تعمیرات پیشگیرانه، بهینه‌سازی استفاده از منابع انرژی، و ایجاد شبکه‌های انرژی هوشمند. استفاده از فناوری IoT در صنعت انرژی در نهایت منجر به کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری انرژی، و کاهش اثرات محیطی مرتبط با تولید و مصرف انرژی می‌شود.

کاربرد اینترنت اشیا در حوزه تولید

استفاده از اینترنت اشیا (IoT) در حوزه تولید، به بهبود کارایی، کاهش هدررفت منابع و افزایش انعطاف‌پذیری فرآیندهای تولید کمک می‌کند. با استفاده از سنسورها، دستگاه‌های متصل به شبکه و تکنولوژی‌های هوشمند، اطلاعات درباره وضعیت و عملکرد تجهیزات، مواد مورد استفاده، فرآیندهای تولید و کیفیت محصولات به صورت زمان‌بندی شده و در زمان واقعی جمع‌آوری و تحلیل می‌شود. این اطلاعات به مدیران تولید کمک می‌کند تا فرآیندهای تولید را بهبود بخشند، خطاها و مشکلات را پیش‌بینی و رفع کنند و بهینه‌سازی منابع و مصرف انرژی را انجام دهند. همچنین، IoT می‌تواند به بهبود مانیتورینگ و کنترل دوره تولید، افزایش انعطاف‌پذیری در خطوط تولید و اتصال بیشتر بین سیستم‌های مختلف تولیدی کمک کند. این نوع استفاده از فناوری IoT در نهایت منجر به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و ارتقای کیفیت محصولات می‌شود.

این‌ها تنها بخشی از کاربردهای اینترنت اشیا در صنایع است. IoT به شرکت‌ها و سازمان‌های مختلف کمک می‌کند تا در رابطه با کسب‌وکارشان تجدیدنظر کنند و از ابزارهای مختلفی برای بهبود استراتژی‌های خود استفاده کنند.

در حال حاضر با توجه به استفاده از حسگرها و سایر ابزارهای IoT در صنایع مختلف، این فناوری به طور گسترده‌ در شرکت‌های تولیدی و خدمات حمل و نقل استفاده می‌شود. 

حتما تا به حال نام مزارع هوشمند را شنیده‌اید. در مزارع هوشمند دستگاه‌های متعددی وجود دارد که به اینترنت متصل هستند و داده‌های مختلف از بافت خاک و تعادل ربطوبت گرفته تا سطح آب و سلامت محصولات را به صورت آنی ارائه می‌دهند. در مزارع هوشمند از سنسورهای مختلف برای دریافت اطلاعات استفاده می‌شود و کمک می‌کند تا کشاورزان تصمیم‌گیری‌های به موقع و دقیقی داشته باشند. از جمله موارد استفاده از اینترنت اشیا در کشاورزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بهبود بهره‌وری و کشاورزی دقیق 
• چک کردن وضعیت آب‌وهوا به صورت آنی 
• گلخانه هوشمند
• تحلیل اطلاعات مختلف
• پهبادهای کشاورزی
• مراقبت از دام و طیور

کاربرد اینترنت اشیا در در حوزه سلامت و پزشکی

علاوه بر خانه هوشمند و صنایع مختلف مثل کشاورزی، اینترنت اشیا در حوزه سلامت و پزشکی نیز کاربرد دارد و توسط کادر درمان و بیمارستان‌ها استفاده می‌شود. یکی از مهم‌ترین کاربردهای IoT در این حوزه، پایش و نظارت بهتر بر وضعیت سلامت افراد است که از طریق سنسورها و دستگاه‌های متصل به اینترنت انجام می‌شود. این دستگاه‌ها به صورت آنی موارد مختلف از جمله ضربان قلب، فشار خون، سطح گلوکز خون و … را به به پزشک یا پرستاران ارسال می‌کند؛ اتفاقی که باعث می‌شود تشخیص بیماری‌ها دقیق‌تر صورت گیرد و مراقبت بهتری برای بیمار فراهم شود. تحقیقات مختلف نشان داده‌اند استفاده از اینترنت اشیا در بیمارستان‌ها، مرگ و میر بیماران را به میزان قابل توجهی کاهش داده است.

یکی دیگر از کاربردهای IoT در حوزه سلامت و پزشکی، پیشگیری از بیماری‌ها و مدیریت بهتر بیماران است. اینترنت اشیا می‌تواند در بررسی و ردیابی عادات سالم و نامناسب زندگی، اعمال تغییرات در رژیم غذایی و ورزش و حتی هشدار دادن هنگام آسیب دیدن فرد نقش مهمی ایفا کند. به این ترتیب، با بهره‌مندی از اینترنت اشیا می‌توان کمک کرد افراد کمتر در معرض خطر قرار بگیرند و سبک زندگی بهتری داشته باشند.

علاوه بر این، با استفاده از اینترنت اشیا می‌توان سیستم‌های مراقبت بهداشتی و پزشکی را بهبود بخشید. با استفاده از این فناوری، می‌توان مصرف منابع در بیمارستان‌ها را بهینه‌تر کرد و سیستم پیگیری بیماران را ارتقا داد. علاوه بر این، اطلاعات دریافتی از سنسورها را می‌توان با الگوریتم‌های هوش مصنوعی تلفیق کرد و از آن برای بهبود فرآیندهای درمانی بیماران، پیگیری وضعیت آنها و کاهش هزینه‌های درمان استفاده کرد.

اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟ معرفی لایه‌های IoT

به صورت کلی در اینترنت اشیا، دستگاه‌های مختلف با استفاده از سنسورها و یک شبکه با یکدیگر متصل هستند و تعامل دارند. این یعنی در این فناوری، ما با ارتباط «ماشین با ماشین» روبه‌رو هستیم.

IoT لایه‌های مختلفی دارد که توضیح آنها، چگونگی کار کردن این فناوری را شرح می‌دهد:

لایه جمع‌آوری داده: در این مرحله، سنسورها و دستگاه‌های مختلف متصل به IoT اطلاعات محیطی و داده‌های مورد نیاز را جمع‌آوری می‌کنند. بنابراین، حسگرها یا سنسورها در این لایه نقش کلیدی را ایفا می‌کنند.

لایه ارسال داده‌: پس از جمع‌آوری داده‌ها، این اطلاعات به پلتفرم‌های مختلف و سرورهای ابری ارسال می‌شوند. در حال حاضر وسایل متصل به اینترنت اشیا از روش‌های مختلفی از اتصال بی‌سیم به اینترنت گرفته تا اتصالات ماهواره‌ای و بلوتوث برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند.

لایه پردازش داده: در این مرحله، داده‌های ارسال‌شده توسط سرورها یا پلتفرم‌های مرکزی پردازش می‌شوند و با تحلیل آنها و استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، برای تصمیم‌گیری‌های آینده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

لایه اپلیکیشن: این لایه به طور مستقیم با کاربر در تماس است و افراد از طریق رابط گرافیکی با دستگاه‌های روزمره خود ارتباط برقرار می‌کنند.

مدل مرجع اینترنت اشیاء اتحادیه جهانی مخابرات (ITU) که در سال ٢٠١٢ ارائه و در سال ٢٠١۶ بازنگرى شده است، در شکل زیر به تصویر کشیده شده است. دراین مدل از ۴ لایه افقی و دو لایه عمودى مدیریت و امنیت استفاده شده است. 

در ادامه لایه‌ها را به تفکیک معرفی می‌کنیم.

۱- لایه کاربرد

کاربردهای اینترنت اشیا در لایه کاربرد قرار دارند. مواردی نظیر شهر هوشمند، سلامت هوشمند، کشاورزى 

هوشمند و …. از جمله کاربردهای اینترنت اشیاء محسوب می‌شوند. 

۲- لایه پشتیبانی از سرویس و کاربرد 

لایه پشتیبانی از سرویس و کاربرد دربرگیرنده دو گروه قابلیت‌های زیر می باشد:  

• قابلیت های پشتیبانی عمومی: آن‌دسته از قابلیت های عمومی و رایجی هستند که توسط اکثر کاربردهای اینترنت اشیا مورد استفاده قرار می‌گیرند. ذخیره سازى و یا پردازش داده نمونهاى از این دست قابلیت‌ها هستند. همچنین این قابلیت‌ها می تواند توسط قابلیت های پشتیبانی اختصاصی به  دلایل مختلف نظیر ساخت یک قابلیت پشتیبانی اختصاصی جدید نیز مورد استفاده قرار گیرند. 
• قابلیت های پشتیبانی اختصاصی: آن‌دسته از قابلیت های خاصی هستند که نیازهاى انواع مختلفی از کاربردهای اینترنت اشیا را برطرف می سازند. 

۳- لایه شبکه

لایه شبکه شامل دو دسته قابلیت های زیر می باشد:  

• قابلیت های شبکه: توابع کنترل مربوط به اتصال شبکه در این بخش قرار دارد. براى مثال توابع کنترل دسترسی، کنترل منابع انتقال، مدیریت حرکت، احراز هویت، حسابدارى و … 
• قابلیت های انتقال: قابلیت های انتقال داده های مرتبط با کاربردها، داده هاى مدیریتی و …

۴- لایه دستگاه

قابلیت های تعریف شده در لایه دستگاه به دو دسته قابلیت های دستگاه و گیت‌وى تقسیم میشود. برخی از اهم قابلیت های دستگاه به شرح زیر می باشد: 

• تعامل مستقیم با شبکه ارتباطی: دستگاه‌ها قادر به جمع آوری و بارگذاری مستقیم اطلاعات (بدون استفاده از گیت وی)، در شبکه ارتباطی هستند. همچنین می‌توانند به طور مستقیم اطلاعات ارسالی از شبکه ارتباطی را (براى مثال دستورات) دریافت نمایند.  
• تعامل غیر مستقیم با شبکه ارتباطی: دستگاهها می توانند به طور غیر مستقیم و از طریق گیت‌وى اطلاعات را جمع آوری و بر روی شبکه ارتباطی بارگذاری نمایند. همچنین دستگاه‌ها می‌توانند به واسطه گیت‌وی ها اطلاعاتی نظیر دستورات را از شبکه دریافت نمایند.  
• شبکه بی سیم موردى (ad-hoc): دستگاهها می توانند در سناریوهایی که نیاز به افزایش مقیاس پذیرى و استقرار سریع دارند، شبکه های بیسیم موردى (ad-hoc) را ایجاد نمایند.  
• خاموش و روشن شدن: دستگاهها می توانند به منظور ذخیره سازى انرژى در صورت نیاز خاموش و یا روشن شوند.  

در یک دستگاه پشتیبانی همزمان از دو قابلیت ارتباط مستقیم با شبکه ارتباطی و ارتباط غیر مستقیم به صورت همزمان اجبارى نیست. 

همچنین مهم‌ترین  قابلیت‌هاى گیت‌وى به شرح زیر می باشد:

• قابلیت پشتیبانی از چندین واسط: در لایه دستگاه، گیت وی سبب می‌شود تا دستگاه‌هاى مختلف از طریق پروتکل های مختلف نظیر ZigBee، بلوتوث و یا واى فاى به یکدیگر متصل شوند. در لایه شبکه نیز گیتوی میتواند از طریق روش های مختلفی نظیر 2G، 3G، LTE ارتباط برقرار نماید.  
•  تبدیل و تفسیر پروتکل ها: گیت وی در حقیقت دروازه ای ما بین لایه دستگاه و لایه شبکه می باشد و  پروتکل هاى ارتباطی این دو لایه را به یکدیگر تفسیر می نماید.  

۵- لایه مدیریت

مشابه شبکه های ارتباطی قدیمی، قابلیت های مدیریت در اینترنت اشیاء نیز مواردی نظیر مدیریت خطا، مدیریت 

پیکربندی، مدیریت حسابدارى accounting، مدیریت کارایی و امنیت (FCAPS) را شامل می‌شود.  

قابلیت های مدیریت اینترنت اشیاء را می توان به دو دسته قابلیت های عمومی و اختصاصی تقسیم نمود.  

۶- لایه امنیت

قابلیت های موجود در لایه امنیت را نیز می توان به دو دسته قابلیت های عمومی و اختصاصی تقسیم نمود. 

قابلیت های عمومی مستقل از نوع کاربردهاى اینترنت اشیا می باشد. این دسته از قابلیت‌ها شامل موارد زیر هستند:

• در لایه کاربرد، قابلیت هایی نظیر احراز اصالت، مجوزدهی، حفظ محرمانگی و یکپارچگی داده، حفظ حریم خصوصی، ممیزى امنیت و آنتی ویروس قابل تعریف هستند.   
• در لایه شبکه، قابلیت هایی نظیر احراز اصالت، مجوزدهی، حفظ محرمانگی داده های استفاده شده و داده های سیگنالینگ و حفظ یکپارچگی سیگنالینگ قابل تعریف می باشد.  
• در لایه دستگاه، قابلیت هایی نظیر احراز اصالت، مجوزدهی، تایید یکپارچگی دستگاه، کنترل دسترسی، حفظ محرمانگی و یکپارچگی داده قابل تعریف می باشد

قابلیت های اختصاصی امنیت اینترنت اشیاء بسیار به کاربرد تعریف شده وابسته است. براى مثال چالش های امنیت 

در کاربرد پرداخت به وسیله گوشی همراه میتواند از قابلیت های اختصاصی در این لایه باشد.  

فناوری‌ها و پلتفرم‌های کلیدی IoT

دستگاه‌های مختلف با کمک فناوری اینترنت اشیا، از جمله حسگرها، دستگاه‌های تعبیه‌شده و دستگاه‌های هوشمند به یکدیگر متصل می‌شوند و از طریق اینترنت با یکدیگر تعامل می‌کنند. این تعاملات می‌توانند از راه دور کنترل شوند و اطلاعات را به اشتراک بگذارند. فناوری IoT به دلیل توسعه و گرد هم آمدن طیف وسیعی از فناوری‌ها، تجزیه و تحلیل سریع، حسگرها، سیستم‌های تعبیه‌شده، سیستم‌های بی‌سیم، اتوماسیون، سیستم‌های کنترل و یادگیری ماشین ممکن شده است

در ادامه، به برخی از پلتفرم‌ها و فناوری‌های کلیدی در حوزه IoT می‌پردازیم:

۱- Node-RED: نوعی ابزار بصری برای پوشش اینترنت اشیا است که سیم‌کشی دستگاه‌های سخت‌افزاری، API‌ها و سرویس‌های آنلاین را به روش‌های جدیدی انجام می‌دهد.

۲- OpenRemote: پلتفرم OpenRemote بستری منبع باز در حوزه اینترنت اشیا برای مدیریت حرفه‌ای انرژی، مدیریت انبوه یا مدیریت عمومی‌تر اپلیکیشن‌ها است.

۳- Flutter: یک فریم‌ورک توسعه نرم‌افزارهای متن‌باز برای ایجاد برنامه‌های موبایل و وب است.

۴- Arduino: یک پلتفرم متن‌باز برای توسعه دستگاه‌های الکترونیکی است.

۵- M2MLabs Mainspring: یک پلتفرم مدیریت داده‌های IoT با تمرکز بر روی امنیت و قابلیت مقیاس‌پذیری است.

۶- ThingsBoard: یک پلتفرم متن‌باز برای مدیریت دستگاه‌های IoT و تجزیه و تحلیل داده‌ها است.

۷- Kinoma: یک پلتفرم توسعه دستگاه‌های هوشمند با تمرکز بر روی اتصال و تعامل دستگاه‌ها است.

۸- Kaa IoT Platform: یک پلتفرم منبع باز برای توسعه دستگاه‌های IoT با قابلیت‌های مدیریتی و امنیتی است.

فضای ابری و نقش آن در اینترنت اشیا

روزانه حجم زیادی داده توسط سنسورها و دستگاه‌های اینترنت اشیا جمع‌آوری می‌شود که ذخیره‌سازی آنها به فضای زیادی احتیاج دارد. با کمک فضای ابری، می‌توان این داده‌ها را به راحتی ذخیره کرد و از راه دور به آنها دسترسی داشت. علاوه بر این، با توجه به پیچیدگی فرآیند پردازش و تحلیل داده‌های IoT، می‌توان از فضای ابری با چاشنی الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای رایانش این اطلاعات در مقیاس بزرگ استفاده و آن را به شکل بهینه‌تری مدیریت کرد.

مزایا و معایب اینترنت اشیا

هر فناوری بدون شکل مزایا و معایب خاص خود را دارد و اینترنت اشیا نیز از این قاعده مستثنی نیست. در ادامه، مزایا و معایب IoT را زیر ذره‌بین می‌بریم:

مزایای اینترنت اشیا:

• افزایش بهره‌وری
• تسهیل جمع‌آوری و پردازش داده‌ها
• نظارت و کنترل بهتر بر دستگاه‌ها و سیستم‌ها
• صرفه‌جویی در وقت و هزینه
• بهبود فرآیند تصمیم‌گیری
• افزایش امنیت
• حذف انسان‌ها از کارهای ماشینی و کسل‌کننده

معایب اینترنت اشیا:

• نگرانی‌ها از نقض حریم خصوصی و هک شدن
• هزینه‌های اولیه بالا
• وابستگی بیش از حد به فناوری
• مشکلات پایداری برخی از دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا
• نبود استاندارد مشخص برای این فناوری

کاربردهای بلاک چین در حوزه اینترنت اشیا

در دنیای امروزی پر از فناوری، ترکیب دویستانه‌ی اینترنت اشیا و بلاکچین به عنوان دویستانه‌ای از مباحث پرس‌وجویی در عرصه فناوری اطلاعات و ارتباطات برجسته شده است. هر یک از این فناوری‌ها به تنهایی پتانسیل انقلابی در زمینه‌های مختلف از جمله امنیت، کارایی و شفافیت را دارند. اما زمانی که این دو فناوری ترکیب شوند، امکانات جدیدی فراهم می‌شود که می‌تواند تأثیر چشم‌گیری در صنایع و حوزه‌های مختلف ایجاد کند.

در ادامه برخی از کاربردهای بلاکچین در حوزه اینترنت اشیا را بیان خواهیم کرد.

بلاک چین چیست؟ توضیح مفهوم بلاک چین به زبان ساده با مثال و تصویر

۱- امنیت داده‌ها و اطلاعات

   یکی از کاربردهای اساسی بلاکچین در اینترنت اشیا، افزایش امنیت داده‌ها و اطلاعات است. با استفاده از تکنولوژی بلاکچین، داده‌هایی که از دستگاه‌های مختلف اینترنت اشیا جمع‌آوری می‌شوند، در بلوک‌هایی ثبت می‌شوند که قابل تغییر یا حذف نیستند، بدین ترتیب امنیت اطلاعات افزایش می‌یابد.

۲- پیگیری زنجیره تأمین

   بلاکچین در اینترنت اشیا می‌تواند به پی‌گیری و مانیتور کردن زنجیره تأمین کمک کند. با استفاده از بلاکچین، اطلاعات مربوط به مراحل تولید، حمل و نقل، و توزیع محصولات می‌تواند به صورت شفاف و بدون امکان تغییر در سیستم ثبت شود.

۳- مدیریت دستگاه‌های هوشمند

   بلاکچین می‌تواند به مدیریت دستگاه‌های هوشمند در اینترنت اشیا کمک کند. با استفاده از بلاکچین، اطلاعات مربوط به وضعیت و عملکرد دستگاه‌های مختلف، به صورت آنی و بدون واسطه قابل دسترسی است.

۴- اعتبارسنجی هویت و دسترسی

   بلاکچین می‌تواند در اعتبارسنجی هویت و دسترسی دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا کمک کند. با استفاده از این فناوری، هویت دستگاه‌ها مورد تأیید قرار می‌گیرد و دسترسی به اطلاعات محدود به افراد مجاز اعطا می‌شود.

۵- کاهش تقلب و تقلیل هزینه‌ها

   با استفاده از بلاکچین در اینترنت اشیا، امکان کاهش تقلب و تقلیل هزینه‌های مربوط به مدیریت و نظارت بر داده‌ها وجود دارد. به دلیل شفافیت و ثبات بلاکچین، فرصت برای تقلب کاهش می‌یابد و هزینه‌های مربوط به تأمین امنیت داده‌ها کاهش می‌یابد.

۶- ارتقاء کارایی و سرعت

   استفاده از بلاکچین در اینترنت اشیا می‌تواند به ارتقاء کارایی و سرعت در انتقال و پردازش داده‌ها کمک کند. به دلیل اینکه داده‌ها در بلوک‌های ثبت شده‌اند و نیازی به تأیید واسطه ندارند، فرآیندهای مربوط به انتقال و پردازش داده‌ها سریعتر انجام می‌شود.

۷- استفاده در شهرهای هوشمند

   بلاکچین در اینترنت اشیا می‌تواند در توسعه و مدیریت شهرهای هوشمند مؤثر باشد. با استفاده از این فناوری، اطلاعات مربوط به مدیریت ترافیک، مصرف انرژی، مدیریت پسماندها و … به صورت شفاف و موثر مدیریت می‌شود.

۸- ارتقاء اعتماد و شفافیت

   با استفاده از بلاکچین، اعتماد و شفافیت در انتقال و پردازش داده‌ها در اینترنت اشیا ارتقاء می‌یابد. اطلاعاتی که در بلاکچین ثبت می‌شوند، قابل دسترسی برای همه افراد مربوطه است و امکان تغییر یا تلاش برای تقلب در داده‌ها کاهش می‌یابد.

۹- پشتیبانی از ارتباطات ماشین به ماشین (M2M)

   بلاکچین می‌تواند در پشتیبانی از ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) در اینترنت اشیا مؤثر باشد.

۱۰- ردیابی و مانیتورینگ

اینترنت اشیا با استفاده از بلاکچین می‌تواند به ردیابی و مانیتورینگ دستگاه‌ها و فعالیت‌های آنها کمک کند. این امر می‌تواند در بهبود مدیریت و کنترل اجزای مختلف در محیط‌های مختلف مؤثر باشد.

معرفی پروژه‌های بلاک چینی در حوزه اینترنت اشیا

۱. وی‌چین (VET)

وی‌چین یکی از بازیگران برجسته در فضای اینترنت اشیا است که بر روی مدیریت زنجیره تأمین و اعتبار محصول تمرکز دارد. با یکپارچه‌سازی فناوری بلاکچین، وی‌چین اطمینان از شفافیت، قابلیت ردیابی و اعتماد در زنجیره تأمین جهانی را فراهم می‌کند. همکاری‌های این پروژه با شرکت‌های بزرگ نشان از تأثیر واقعی آن در دنیای واقعی است.

۲. هلیوم (HNT)

هلیوم یک شبکه توزیع‌شده بی‌سیم را اداره می‌کند که امکان ارتباط بین دستگاه‌های اینترنت اشیا را به صورت آنی فراهم می‌کند. ماینرهای هلیوم با فراهم کردن پوشش شبکه توکن‌های HNT دریافت می‌کنند. این پروژه به ایجاد زیرساخت اینترنت اشیای جهانی، انرژی‌کم و هزینه‌کم می‌پردازد.

۳. فِچ‌دات‌آی (FET)

فِچ‌دات‌آی هوش مصنوعی و بلاکچین را ترکیب می‌کند تا دنیای دیجیتال توزیع‌شده‌ای را ایجاد کند. این پروژه بر روی یادگیری ماشین و قراردادهای هوشمند، به اشتراک گذاری اطلاعات و تصمیم‌گیری کارآمد برای دستگاه‌های اینترنت اشیا تمرکز دارد.

۴. جاسمی‌کوین (JASMY)

جاسمی‌کوین به ساخت بلاکچینی ایمن و قابل مقیاس برای برنامه‌های اینترنت اشیا تمرکز دارد. مکانیزم اجماع آن، بهبود کارایی و کاهش تاخیر را تضمین می‌کند. این پروژه مناسب پردازش داده‌های زمان‌واقعی (Real Time) است.

۵. آیوتا (IOTA)

معماری منحصربه‌فرد آیوتا از تانگل، ماینرها و هزینه‌های تراکنش را حذف می‌کند. تمرکز آن بر روی فعال‌سازی میکروتراکنش‌ها بین دستگاه‌های اینترنت اشیا است که این کار را برای ارتباط ماشین به ماشین ایده‌آل می‌سازد.

۶. آیوتکس (IOTX)

آیوتکس بروی ایجاد یک بلاکچین حفظ‌خصوصیت برای اینترنت اشیا تمرکز دارد. الگوریتم اجماع سبک آن به مقیاس‌پذیری بیشتر آن منجر شده است. این در حالی است که آیوتکس ویژگی‌های حفظ حریم خصوصی اطلاعات حساس را محافظت می‌کند.

۷. آی‌ اُ اس‌ تی (IOST)

آی‌اُاس‌تی بر روی مقیاس‌پذیری و اجماع بر روی حجم بالای داده تمرکز دارد. مکانیزم توافق Proof-of-Believability آن پردازش کارآمد تراکنش‌ها را تضمین می‌کند که مناسب برای برنامه‌های اینترنت اشیا است.

۸. دیجی‌بایت (DGB)

زمان‌های بلوک سریع و ویژگی‌های امنیتی دیجی‌بایت انتخابی جذاب برای موارد کاربردی اینترنت اشیا هستند. ماهیت توزیع‌شده آن، قوی بودن و قابلیت اعتماد آن را تضمین می‌کند.

۹. هایومپر (HONEY)

هایومپر از فناوری بلاکچین و هوش مصنوعی برای ساخت نقشه‌ها و داده‌های مکانی استفاده می‌کند. شبکه غیرمتمرکز آن به کاربران پاداش می‌دهد که اطلاعات دقیق مکانی را ارائه می‌دهند.

۱۰. سینتروپی (NOIA)

سینتروپی بر روی بهینه‌سازی ترافیک اینترنت تمرکز دارد. با ترکیب بلاکچین و SDN (شبکه‌های تعریف شده توسط نرم‌افزار)، هدف آن ارتقا اتصالات و عملکرد IoT است.

این پروژه‌ها تنها یک بخش کوچک از جامعه پویای اتصال بلاکچین و اینترنت اشیا هستند. با رشد تکنولوژی، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که راه‌حل‌های نوآورانه‌تری ارائه شوند که دستگاه‌های متصل را تقویت می‌کنند، امنیت را افزایش می‌دهند و روش تعامل ما با دنیای دیجیتال را بازتعریف می‌کنند.

باید به یاد داشت که هماهنگی بین بلاکچین و IoT دارای ظرفیت بسیار بزرگی است و این پروژه‌ها در پیشگام شکل‌دهی به آینده این حوزه هستند.

ارز دیجیتال چیست؟ چگونه به دنیای رمز ارزها وارد شویم؟

اینترنت اشیا و اینترنت همه ‌چیز چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

اصطلاح اینترنت همه چیز (IoE) نسبتا جدید است و به همین خاطر ممکن است باعث سردرگمی شود. بسیاری معتقدندIoE  مرحله بعدی اینترنت اشیاست اما در واقع این فناوری دید گسترده‌تری دارد. شرکت سیسکو،IoE  را این چنین تعریف می‌کند:

اتصال هوشمند افراد، فرآیندها، داده‌ها و اشیا

اینترنت همه چیز برخلاف اینترنت اشیا که صرفا بر روی دستگاه‌های فیزیکی متمرکز بود، 4 رکن اصلی دارد:

• افراد
• فرآیندها
• داده‌ها
• اشیا

بنابراین، اینترنت اشیا تنها بخش کوچکی از اینترنت همه چیز است و یک عنصر سازنده برای گسترش این فناوری محسوب می‌شود.

چالش‌ها و نگرانی‌های امنیتی

اینترنت اشیا باعث بهبود تعامل انسان‌ها با ماشین‌ها شد و مزایای اینترنت را برای دستگاه‌های مختلف به ارمغان آورد. اما با اتصال دستگاه‌ها به شبکه جهانی اینترنت، حالا تمام خطراتی که در این فضا وجود دارد، وسایل روزمره‌مان را تهدید می‌کند. علاوه بر این، در صورتی که اینترنت روزی قطع شود، تمام دستگاه‌های متصل نیز از کار می‌افتند و به یک وسیله بی‌مصرف تبدیل خواهند شد.

یکی از اصلی‌ترین چالش‌های امنیتی اینترنت اشیا، نقض حریم خصوصی کاربران است. دستگاه‌های متصل به اینترنت هرروز حجم زیادی از داده‌های شخصی کاربران از جمله موقعیت جغرافیایی و اطلاعات شخصی آنها را جمع‌آوری می‌کنند و این اطلاعات ممکن است با حمله هکرها به دست آنها بیفتد. 

علاوه بر این، سیستم‌ عامل‌های تهیه شده برای دستگاه‌های اینترنت اشیا برخلاف ویندوز و سایر سیستم‌عامل‌های معروف، پر از باگ‌های امنیتی است؛ به همین خاطر این دستگاه‌ها در برابر حملات سایبری آسیب‌پذیر هستند و به راحتی می‌توانند هک شوند. به عنوان مثال، یک هکر می‌تواند با حمله به دستگاه‌های خانه هوشمند شما، سیستم امنیتی را دور زده و به سادگی وارد خانه شما شود. علاوه بر این، هکرها می‌توانند با هک شبکه، کل سیستم شهری را دچار اختلال کنند.

در کنار هکرها، خود شرکت‌های سازنده دستگاه‌های اینترنت اشیا نیز ممکن است داده‌های جمع‌آوری شده را به شرکت‌های مختلف بفروشند. گوگل و اپل هردو در سال 2019 اعتراف کردند صداهای ضبط شده توسط دستیارهای صوتی هوشمند را بررسی می‌کنند. این یعنی داده‌های شخصی زندگی شما به راحتی می‌تواند در اختیار شرکت‌های مختلف قرار بگیرد.

آینده اینترنت اشیا و جهت‌گیری‌های فعلی

اینترنت اشیا فناوری نسبتا جدیدی است و هنوز آنطور که باید فراگیر نشده است. شاید فراهم نبودن تمام ارکان مورد نیاز برای اینترنت اشیا، از شبکه‌های اینترنتی پرقدرت و سریع گرفته تا حسگرها و سنسورهای باعث این اتفاق شده است.

در حالی که بسیاری نسبت به نقض حریم خصوصی کاربران و لو رفتن داده‌های شخصی نگران هستند، شرکت‌های مختلف سعی دارند تا با پیشرفت و تمرکز بر امنیت کاربران، این نگرانی‌ها را از بین ببرند. 

انتظار می‌رود با کاهش قیمت سنسورها و تجهیزات مرتبط با اینترنت اشیا، این فناوری به مرور نقش پررنگ‌تری در زندگی افراد پیدا کند. همانطور که بالاتر گفتیم، تخمین زده می‌شود تا سال 2030 حداقل 30 میلیارد دستگاه مختلف به اینترنت متصل و افراد به سمت زندگی هوشمندتری سوق داده شوند.

 اینترنت باند باریک اشیا (NB-IOT)

اینترنت باند باریک اشیا در واقع دسته‌ای از فناوری IOT است که نیاز به پهنای باند وسیع مخابراتی ندارد و با معمولی‌ترین اتصالات مخابراتی نیز قادر به انجام کاربردهایی است که از اینترنت اشیا انتظار می‌رود. به دلیل خصوصیت گفته شده مصرف توان پایینی نیز برای دستگاه‌های آن متصور است.

اخیرا به علت پیشرفت های تکنولوژی های اینترنت اشیا، این عرصه  بسیار  پخته و جهان شمول شده است. از دید برد انتقال به دو دسته تقسیم میشوند: ارتباطات کوتاه برد و ارتباطات WAN که شامل وای فای، بلوتوث و … میشود که کاربرد آن خانه های هوشمند است و چیزی که در آن اهمیت دارد مصرف توان پایین همراه با پوشش دهی مناسب میباشد.  از دید قوانین طیف فرکانسی این تکنولوژی به دو دسته  طیف متداول و غیر متداول تقسیم میشود. در دسته طیف  غیر متداول تکنولوژی های غیراستاندارد  و دستی مورد استفاده قرار میگیرد و در دسته طیف متداول تکنولوژی های متداول مانند GSM,CDMA,WCDMA,LTE مورد استفاده قرار میگیرد که توسط سازمان های استاندارد جهانی در این مورد تعیین می‌شوند.

خصوصیات اصلی اینترنت باند باریک اشیا به صورت خلاصه به صورت زیر است:

ا- مصرف توان پایین:

استفاده از حالت ذخیره کننده انرژی(PSM) و پذیرش گسسته توسعه یافته (eDRX) این مطلب را قابل درک کرده است.  در حالت ذخیره کننده انرژی، ترمینال همچنان آنلاین ثبت میشود  اما نمیتوان برای اینکه انرژی کمتری مصرف شود ترمینال ها را برای مدت طولانی در حالت خواب نگه داشت. پذیرش گسسته توسعه یافته  اخیرا اضافه شده و در آن می توان مدت بیشتری ترمینال ها را در حالت خواب نگه داشت. همچنین نسبت به حالت ذخیره کننده انرژی در حالت لینک پذیرنده عملکرد بهتری دارد. ساختار عملکرد PSM و eDRX  در شکل 2 نمایش داده شده است.

اینترنت باند باریک اشیا مستلزم این است که عمر سرویس دهی باتری سرویس ۱۰ سال  باشد. مطابق شبیه سازی صورت گرفته برای تلف کوپلینگ 14 دسی بل و استفاده همزمان از PSM و eDRX اگر هر روز پیامی با سایز ۲۰۰ بایت ارسال شود باتری میتواند تا ۱۲.۸ سال دوام بیاورد.

۲- افزایش پوشش دهی و حساسیت به تاخیر کم:

مطابق شبیه سازی انجام شده توان پوششی برای اینترنت باند باریک اشیا میتواند در حالت مستقل به مقدار ۱۶۵ دسی بل برسد. برای فهمیدن  افزایش پوشش دهی مکانیسم هایی مثل دوباره فرستادن(200بار) و مدولاسیون  فرکانس پایین برای اینترنت باند باریک اشیا به کار گرفته شد. مثلا برای تلفات کوپلینگ ۱۶۴ دسی بل اگر انتقال داده صورت گیرد تاخیر به دلیل دوباره فرستادن  داده های زیاد در مسیر افزایش خواهد یافت.

تکنولوژی NB-IOT

۱- مکانیسم افزایش پوشش دهی:

مدولاسیون اینترنت باند باریک اشیا میتواند حساسیت دریافت را بهبود بخشد تا منجر به افزایش پوشش دهی شود. به علاوه 3GPP  مکانیسم جدیدی را بر مبنای کلاس های پوشش دهی(CCs) ارائه داده است. اخیرا مطالعات زیادی در این باره انجام گرفته است اما شاکله این مکانیسم نوعی از  تکنولوژِی تطبیق لینک می‌باشد. ترمینال ها کلاس پوشش دهی  مطابق با شرایط محیطی انتقال را تعیین می‌کنند و  سپس مکانیسم افزایش پوشش دهی را ارائه میکند.

به عنوان نتیجه  پردازش های دینامیکی این مکانیسم نمیتواند به طور کامل توصیف شود و محققان روش ها را در زمینه مدولاسیون تطبیقی  و کدینگ را در قالب آنالیز عملکرد و طراحی بهینه مکانیسم افزایش پوشش دهی به سه مرحله تقسیم میکنند:

 الف- تعیین بهینه  آستانه کلاس پوشش دهی با رجوع به RSSI و SINR با توجه به تلفات ساختمان تعیین می‌شود.

 ب- تنظیمات دینامیک کلاس پوشش دهی مطابق تعداد HARQ در لایه فیزیکی تعیین می‌شود.

 ج- افزایش پوشش دهی  وضعیت حال  و قوانین استاتیکی دراز مدت، تعیین بهینه ارتباط، تعداد دفعات دوباره فرستادن و توان انتقال و کامل کردن آنالیز عملکرد  و بهینه مقادیر پارامترهای سیستم را تعیین می‌کند.

۲- تکنولوژی توان بسیار پایین:

به منظور دستیابی به مصرف توان خیلی پایین برای اینترنت باند باریک اشیا، 3GPP حالت ذخیره توان و پذیرش گسسته  بر مبنای توان انتقال پایین تر را رائه می دهد. به هر حال طول عمر سرویس ترمینال تجهیز شده با باتری 5Wh میتواند ۱۰ سال باشد اگر داده یکبار در روز فرستاده شود که برای کاربردهای اینترنت باند باریک اشیا ایده آل است. بنابراین لازم است مکانیسم بازدهی انرژی ارزیابی شود که در گام R1 باید به خوبی بررسی شود.

بازده مصرف انرژی  و توازن برقرار کردن بین  کنترل سیگنال و حالت های عملکردی ترمینال میتواند زمانی مورد هدایت قرار گیرد که احتمالات پایدار  و مدت زمان زنجیره  مارکوف برای حالت های مختلف مشخص باشد. بیشتر مدل های  ذکر شده در بالا بر مبنای مخابرات به اصطلاح انسانی نظیر سرویس های اینترنت موبایل  شامل VoIP، وبگردی و سرویس ویدیو میباشد و آنها رابطه بین کنترل سیگنال و پیش زمینه کاربرد اینترنت باند باریک اشیا  را در نظر میگیرند(مثل زمانی که تعداد زیادی از ترمینال ها در حال جواب دادن به درخواست تصادفی مشابهی هستند). به عبارت دیگر انرژی مصرفی یک ترمینال  تنها  به حالت سوییچ عملکردی خود ترمینال بستگی ندارد بلکه  به حالت سوی باقی ترمینال ها نیز وابسته است. بنابراین محققان اقدام به مطالعه ربط زمانی-مکانی کاربردی اینترنت باند باریک اشیا و تاثیر آن روی حالت کارکرد اینترنت باند باریک اشیا کردند و به آنالیز گروهی سطح مصرف توان ترمینال های اینترنت باند باریک اشیا پرداختند.

با استفاده از مصرف گروهی انرژی سطح مصرف توان یک ترمینال به تنهایی را میتوان محاسبه کرد و در نهایت طراحی روش برای بهینه سازی مصرف توان  سیستم و ترمینال ها با استفاده از همین اطلاعات قابل انجام است. به علاوه برخی مطالعات نشان میدهد که  ترمینال اینترنت باند باریک اشیا در حالت غیرشلوغ(idle)  میتوانند انتقال داده را تنها پس از دسترسی تصادفی انجام دهند.

جمع‌بندی

با گسترش روزافزون اینترنت اشیا و پیشرفت فناوری‌های مرتبط، چشم‌انداز آتی این صنعت درخشان به نظر می‌رسد. اینترنت اشیا با اتصال ماشین‌ها و دستگاه‌های مختلف به یکدیگر، بخش زیادی از کار انسان‌ها را راحت کرده و زندگی‌مان را بهبود بخشیده است. از جمله تاثیرات اینترنت اشیا در زندگی روزمره‌مان می‌توان به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، بهبود خدمات، افزایش کیفیت زندگی و ایجاد جوامع هوشمند اشاره کرد.

با پیشرفت IoT، انتظار می‌رود در سال‌های آتی دستگاه‌های متصل به اینترنت هوشمندتر شده و قابلیت‌های جدیدتری به آنها اضافه شود. علاوه بر این، انتظار می‌رود مشکلات امنیتی و نگرانی‌ها در مورد نقض حریم خصوصی کاربران رفته رفته کاهش یابد. این مسئله با ورود قانون‌گذاران به این فناوری و وضع استانداردهایی برای تعامل ماشین‌ها با یکدیگر امکان‌پذیر است.

سوالات متداول (FAQ)