اینترنت اشیاء (Internet of Things ) یا خانه ی هوشمند

اینترنت اشیاء  (Iot):

خانه هوشمند یا اینترنت اشیاء ، جهانی را توصیف می کند که در آن اشیاء برای خود هویت دیجیتال داشته باشند .
گسترش قدرت اینترنت به مواردی فراتر از کامپیوترها و گوشی های هوشمند و در واقع، به طیف وسیعی از چیزها (اشیا)، فرایندها و محیط است
متصل کردن اشیا به اینترنت و افزودن حسگرها (sensor ) به آن‌ها، سطحی از هوشمندی دیجیتال را به آن‌ها اضافه می‌کند؛

این هوشمندی در خانه ی هوشمند، به اشیا امکان تعامل با سایر اشیا را با بهره‌گیری از داده‌های بی‌درنگ، بدون مداخله انسانی فراهم می‌کند. اینترنت اشیا (IoT)، دنیای اطراف ما را هوشمند‌تر و واکنش‌گراتر و جهان دیجیتال و فیزیکی را با یکدیگر ادغام می‌کند.
یک دستگاه اینترنت اشیا می‌تواند به بامزه‌گی عروسک کودکان و یا به جدیت و پیچیدگی یک کامیون بدون راننده باشد.

برخی از دستگاه‌های بزرگ ممکن است شامل تعداد زیادی مولفه کوچک‌تر از اینترنت اشیا باشند. از جمله این موارد می‌توان ( کنترلر دما )اشاره کرد که در ترموستات ها مورد استفاده قرار می گرند.
در اینترنت اشیا، همه چیزهایی که به اینترنت متصل می‌شوند را می‌توان در سه دسته کلی قرار داد:
1) چیزهایی که اطلاعات را گردآوری و ارسال می‌کنند.
2)  چیزهایی که اطلاعات را دریافت و سپس بر اساس آن عمل می‌کنند.
3) چیزهایی که هر دو کار را انجام می‌دهند.

اینترنت اشیاء( خانه ی هوشمند) چگونه کار می کند؟

به این صورت که اشیاء با استفاده از( سنسور ها و عملگرها)یی که برای خانه ی هوشمندطراحی شده اند و در آنها جاسازی و برنامه ریزی می شوند به شبکه هاب بی سیم متصل می شوند تا از راه دورمدیریت شوند و قادر به جمع آوری و تبادل اطلاعات باشند .

این دستگاه ها بیشتر کارها را بدون دخالت انسان انجام می دهند.

البته افراد می توانند با دستگاه های مرتبط به خانه هوشمند  تعامل داشته باشند؛

برای نمونه، می توانند آنها را تنظیم کنند؛ به آنها دستورالعمل بدهند یا به داده ها دسترسی پیدا کنند.
باید توجه داشت که پروتکل های اتصال، شبکه و ارتباطات که با این دستگاه های مبتنی بر وب به کار می روند، عمدتا به اپلیکیشن های خاص IoT، بستگی دارند.

همچنین لازم است  دسته ای از برنامه های کاربردی نرم افزاری برای این کنترل فرآیند ها  طراحی و توسعه یابند که برای گردآوری داده ها در زمان واقعی از مکان های راه دور به منظور کنترل تجهیزات و شرایط بکار می رود.

مانند  سیستم های اسکادا (سامانه سرپرستی و گردآوری داده) که شامل قطعات سخت افزاری و نرم افزاری هستند. سخت افزار، داده ها را گردآوری کرده و آن را به رایانه ای که نرم افزار اسکادا روی آن نصب شده است، منتقل می کند.

چه کارهایی را می توان با اینترنت اشیاء انجام داد؟

بهتر است بدانید که از طریق  فناوری خانه هوشمند تقریبا می توان هر کاری که فکرش را بکنید، انجام داد.

واقعیت این است که توانایی های اینترنت اشیاء برای عملی کردن کارهای مختلف، فراتر از آن است که خیلی ها تصور می کنند.

خانه هوشمند یا اینترنت اشیاء چه مزایایی دارد؟

اینترنت اشیاء  یا خانه هوشمند مزایای زیادی را برای سازمان ها و کسب و کارها به همراه دارد. به کمک IoT سازمان ها می توانند:
– بر فرآیندهای کلی کسب و کار خود نظارت کنند
– تجربه مشتری را بهبود بخشند
– در وقت و پول صرفه جویی کنند
– بهره وری کارکنان را افزایش دهند
– مدل های کسب و کار را ادغام و هماهنگ کنند
– تصمیم های بهتری برای کسب و کار خود اتخاذ کنند
– با گسترش بازار و محصولات جدید خود درآمد بیشتری کسب کنند
– و…

اینترنت اشیاء شرکت ها را تشویق می کند تا رویکردهای خود را نسبت به کسب و کار، صنعت و بازارشان بازنگری کنند و با بهره مندی از ابزارهایی موثر، راهبردهای کسب و کارشان را بهبود بخشند.

خانه ی هوشمند:

خانه ی هوشمند خانه ای است  که اجزا و لوازم برقی آن به وسیله ی یک سیستم مرکزی یکپارچه شده و در ارتباط با هم به راحتی از سراسر دنیا میتوان آنها را مدیریت نمود .

شما می توانید روزمرگی های زندگی خود را به دست هوشمند سازی خانه ها بسپارید و وقت خود را صرف اهداف مهمتر زندگی خود کنید.

شاید این برای شما لذت بخش باشد که بدون حضور فیزیکی قبل از ورود به منزل یا محیط کار کولر را روشن کرده باشید تا فضا به هنگگام ورورد شما خنک باشد .

یا در غیبت شما در صورت مشاهده فردی ناشناس(  لامپ ها )و تلویزیون روشن شود و یا اینکه قفل های منزل به صورت کاملا دیجیتال و طبق یک حریم خصوصی رمزگذاری شده باشند .

و یا به هنگم استراحت از طریق تلفن همراه هود ترموستات منزل یا لامپ ها و سایز وسایل را مدیریت کنید .

” یخچال های هوشمند ” که به اینترنت متصل هستند و شما را از موجودی و تاریخ انقضاء مواد خوراکی داخل یخچال با خبر می سازند و مثال های متعددی که میتوان در این زمینه به آنها اشاره نمود .

در واقع می توانید خانه ی هوشمند را موظف کنید تا کنترل :

• روشنایی منزل
•  اتوماتیک  بودن درب ها
•  وضعیت سیستم مولتی مدیا
•  سیستم گرمایش و سرمایش
•  سیستم اعلام سرقت
• تهویه ها
• سیستم های امنیتی
• و ورود و خروج منزل

را  از طریق تلفن همراه مدیریت کند .

و به این گونه عمل می کند که کلیدهای لمسی هوشمند تک پل ، دو پل ، سه پل و یا چهار پل به یک برد مرکزی متصل می شوند.

این برد مرکزی قابلیت وصل شدن ریموت و کنترل ، گوشی های هوشمند را دارند و حتی میتوان آنها را از طریق بلوتوث و یا sms  مدیریت نمود .

این برد مرکزی به کلید ها فرمان میدهد که مصرف کننده ی مختلفی از جمله روشنایی و کولر یا آبیاری هوشمند باغ ویلاها و … را به صورت اتوماتیک انجام دهد .

معماری اینترنت اشیا

معماری اینترنت اشیا از چهار لایه تشکیل شده است:
1- لایه حسگرها (دستگاه)
2- لایه شبکه
3- لایه مدیریت خدمات (پردازش)
4- لایه برنامه ( رابط کاربری)

لایه حسگرها

لایه حسگرها در پایین ترین سطح از خانه هوشمند  قرار دارد و شامل حسگرها، فعال کننده‌ها و تگ (RFID) است که اتصال حسگر و شبکه ای را فراهم می‌کند.
در این لایه اطلاعات به صورت لحظه‌ای جمع آوری و پردازش شده و دلیل اینکه نرخ انتقال داده پایین حسگرها، به یک شبکه حسگر بی سیم یا WSN نیاز است تا بتواند پس از جمع آوری اطلاعات، آن‌ها را در اختیار مقصد مورد نظر قرار دهد.

لایه شبکه

لایه بعدی لایه شبکه و Gateway است که وظیفه فراهم کردن امکانات شبکه ای مورد نیاز را تأمین می‌کند.

این لایه باید بتواند حجم بالای داده‌ها و اینترنت اشیا را که توسط حسگرهای بی سیم و دستگاه‌های هوشمند تولید می‌شوند، پشتیبانی کند.
عملکرد این لایه صرف نظر از ماهیت شبکه (خصوصی، عمومی یا ترکیبی) مطمئن و قابل اعتماد باشد.

همچنین یکپارچه سازی پلتفرم‌های اینترنت اشیا در این لایه از اهمیت بالایی برخوردار است.
لایه شبکه در قالب شبکه محلی یا LAN می‌تواند شامل اترنت، WiFi و BLE باشد و در قالب شبکه جهانی یا WAN می‌تواند شامل Sigfox و LoRa باشد.

لایه مدیریت خدمات

این لایه مسئولیت :

• تجزیه و تحلیل اطلاعات،
• کنترل امنیت،
• مدل سازی فرآیندها و مدیریت دستگاه‌ها،
• مدیریت جریان داده‌ها و اطلاعات،
• یکپارچه سازی مکانیزم‌های دستیابی به اطلاعات

را بر عهده دارد.
با توجه به حجم بالای داده، نیاز فیلترینگ نسبت به فرآیند استخراج اطلاعات حس خواهد شد تا بتوان بر اساس پردازش انجام شده به یک دید مناسب از داده های بزرگ دست یافت.

لایه برنامه

در آخرین لایه خانواده ای بزرگ از برنامه‌های کاربردی وجود دارد که ممکن است مختص به یک صنعت بخصوص و یا چندین صنعت طراحی و پیاده سازی شده باشند که قابلیت بهبود خدمات خود با استفاده از برنامه های متنوع از اینترنت اشیا را دارند.
برنامه ها را می‌توان بر اساس نوع شبکه و نوع استفاده تقسیم بندی نمود که می‌توان اندازه، مدل کسب و کار و نیازهای مختلف را برای برنامه‌های اینترنت اشیا مختص استفاده فردی با ابعاد کوچک و با هدف تامین خواسته تعداد اندک و محدودی از کاربران و یا برنامه های سازمانی با ابعاد بزرگ و با هدف استفاده در سطح یک سازمان نام برد.

 

امنیت اینترنت اشیاء

یکی از اصلی ترین مواردی که همواره در مورد اینترنت اشیاء  یا خانه هوشمند مطرح می شود، بحث امنیت آن است.

از آنجایی که در این فناوری، دستگاه های زیادی از طریق اینترنت به هم متصل می شوند، هک شدن آنها می تواند ضررهای جبران ناپذیری را نظیر لو رفتن اطلاعات حساس شخصی و اقتصادی، به همراه داشته باشد.

اتصال وسایل و اشیاء به شبکه باید متضمن آن باشد که اطلاعات شخصی و محرمانه کاربر در هنگام انتقال به مرکز داده به هیچ وجه قابل هک و نفوذ نخواهد بود و به ویژه اینکه رمزنگاری شده است.

سرورهایی که محل ذخیره سازی داده های کاربران است از امنیت بسیار بالایی برخوردار باشند و امکان سرقت اطلاعات از آنها وجود نداشته باشد.

همچنین ارائه دهندگان محصولات اینترنت اشیاء باید تضمین کنند داده های مشتریان خود را به هیچ عنوان در اختیار سایر شرکتها و کسب و کارها (جهت تبلیغات یا هر استفاده دیگر) قرار نداده و فقط در جهت بهبود خدمات خود و افزایش رضایت مشتری از این داده ها استفاده می نمایند.

و البته در این زمینه( الگوریتم ها و پیکربندی هایی ) ارائه می شود تا راه نفوذ برنامه های مخرب و هکر ها بسته شود.

 

نتیجه گیری

همانطو که طبق توضیحات مشخص است اینترنت اشیاء ( یا همان خانه ی هوشمند) یک تکنولوژی جدید واحدو تک  نیست  بلکه چندین علم و تکنولوژی در کنار هم قابلیت های این مهم را ایجاب می کنند .

این ویژگی تحول عظیمی در (صنایع )به وجود آورده است که باعث کاهش هزینه ها ، صرفه جویی در زمان ، بهبود عمکرد و ایجاد خدمات نوآورانه  می شود.

هدف اینترنت اشیاء زندگی خودکار بشر است و می تواند نویدبخش آینده ای بهره ور و آسوده باشد  و روش تعامل تمام کسب و کارها، دولتها و مصرف کنندگان را با دنیای فیزیکی، تغییر خواهد داد.

انرژی هوشمند، کشاورزی هوشمند، دامپروری هوشمند، خانه و ساختمان هوشمند، حمل و نقل هوشمند، سلامت هوشمند، صنعت هوشمند، زندگی هوشمند و به طور کلی محیط زیست و شهر هوشمند، اصطلاحاتی هستند که تعداد زیادی از سیاستمداران، مدیران، متخصصان و کسب و کارها را شیفته خود کرده است.

در واقع اینترنت اشیاء فرآیند تصمیم سازی و تصمیم گیری را در سازمان بهبود می بخشد و ارزش کسب و کار را به شکلی چشمگیر افزایش می دهد.