دانشگاه پیام نور
مرکز ملایر
دانشکده فنی مهندسی
عنون پایان نامه کارشناسی
نسل آینده ی سیستم های کامپیوتری: اینترنت اشیاء (IOT)
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی
در رشته مهندسی کامپیوتر- گرایش نرم افزار
نام دانشجو:
رقیه رشیدی
استاد راهنما:
مهندس موسوی
زمستان 1394
تقدیم به
تقدیم به خدایی که
تنها روزنه اميدی است که هیچ گاه بسته نمي شود …
تنها کسی ایست که با دهان بسته هم مي توان صدایش کرد …
با پای شکسته هم مي توان سراغش رفت …
تنها خریداری است که اجناس شکسته را بهتر بر مي دارد …
تنها کسی است که وقتی همه رفتند ميماند …
وقتی همه پشت کردند آغوش مي گشاید …
وقتی همه تنهایت گذاشتند محرمت مي شود … و تنها سلطانی است که دلش با بخشیدن آرام مي گیرد نه با تنبیه کردن …
خدایا …
با تو که باشم تمام دورها نزدیکند و نا ممکن ها ممکن …
سپاسگزاری
به پاس تعبیر عظیم و انسانی شان از کلمه ایثار و از خودگذشتگان
به پاس عاطفه سرشار و گرمای اميدبخش وجودشان که در این سردترین روزگاران بهترین پشتیبان است
به پاس قلب های بزرگشان که فریاد رس است و سرگردانی و ترس در پناهشان به شجاعت مي گراید
و به پاس محبت های بی دریغشان که هرگز فروکش نمي کند
این مجموعه را به پدر و مادر عزیزم تقدیم مي کنم
 با سپاس ازسه وجود مقدس:
آنان که ناتوان شدند تا ما به توانایی برسیم…
موهایشان سپید شد تا ماروسفید شویم…
و عاشقانه سوختند تا گرمابخش وجود ما و روشنگر راهمان باشند…
پدرانمان
مادرانمان
استادانمان
چکیده
اینترنت اشیا مفهومی است که به سختی می‌توان تعریف دقیقی از آن ارائه کرد. در واقع گروه‌های مختلف تعاریف مختلفی از این مفهوم ارائه کرده‌اند اما فردی که اولین بار از این مفهوم سخن به میان آورد کسی نبود جز کوین اشتون، یک کارشناس در حوزه نوآوری دیجیتال. نقطه مشترک همه این تعاریف در این مفهوم نهفته است که در تعریف اولیه از اینترنت، داده‌ها مقولاتی بودند که کاربران تولید می‌کردند اما در تعریف جدید، داده‌ها تولید اشیا هستند. اشتون این مفهوم را در مقاله‌ای در نشریه RFID در سال ۱۹۹۹ به بهترین نحو تشریح کرده است: «اگر ما رایانه‌هایی داشتیم که همه چیز را درباره همه چیز می‌دانستند و بدون هیچ کمکی از سوی ما از داده‌هایی که خود جمع‌آوری می‌کردند، استفاده می‌کردند درآنصورتمی‌توانستیم همه چیز را ردگیری و اندازه‌گیری کنیم و با این کار تا حد زیادی از اتلاف وقت و انرژی و هزینه جلوگیری کنیم. همچنین می‌دانستیم چه چیزهایی را برای تعویض، تعمیر یا راه‌اندازی لازم داریم و آیا اشیا خود به تنهایی قادر به اجرای وظایف خود هستند یا خیر.» وقتی صحبت از اتصال به میان می‌آید، بیشتر ما به رایانه، تبلت و گوشی هوشمند فکر می‌کنیم اما اینترنت اشیا جهانی را توصیف می‌کند که در آن همه چیز به صورت هوشمند به یکدیگر متصل می‌شوند و با هم ارتباط برقرار می‌کنند. به عبارت دیگر با اینترنت اشیا جهان فیزیکی به یک سیستم اطلاعاتی بزرگ تبدیل می‌شود. توانایی دریافت در همه جا توسط شبکه های حسگر بی سیم (WSN) و بور کردن تکنولوژی ها از عرض بسیاری از مناطق مدرن زندگی امروز به وجود آمده است. این توانایی اندازه گیری، استنباط و فهم شاخص هایی محیطی از منابع طبیعی و بوم شناختی در محیط های شهری را پیشنهاد می کند. تکثیر این ابزارها در یک شبکه ارتباطی – کاربردی اینترنت اشیاء (IOT) را خلق می کند در جائیکه سنسورها و عمل کننده ها به طور یکپارچه گذاشته می شوند.فناوری اینترنت اشیاء نیز با همین فلسفه توسعه یافته‌است.
واژگان کلیدی:اینترنت اشیاء، فناوری، تکنولوژی، اینترنت اشیاء در حال دریافت در همه، محاسبه انبوه، شبکه های حسگر بی سیم (وایرلس)
فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
Contents
فصل 1: مقدمه 1
1-1 شرح مساله2
1-2 انگیزه های پژوهش4
1-3 اهداف پژوهش5
فصل 2: تعارف و مفاهیم مبنایی 6
2-1 مقدمه7
2-2 تمام چیزهایی که باید در مورد اینترنت اشیاء (Internet of Things) بدانید7
2-3 اینترنت اشیا چه معنایی دارد؟8
2-4 تعاریف:8
2-5 پروژه های تحقیقاتی اروپایی cluster روی اینترنت اشیاء8
فصل 3: مروری بر کارهای مرتبط 10
3-1 مقدمه11
3-2 اینترنت اشیا چگونه باعث تسهیل در انجام امور می‌شود؟11
3-3 اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟12
3-4 چه شرکت‌هایی بر روی این تکنولوژی کار می‌کنند؟12
3-5 آیا همه دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند بایکدیگر ارتباط داشته باشند؟13
3-6 آیا نگرانی در زمینه امنیت و حریم شخصی وجود دارد؟13
3-7 چه‌زمانی برای خرید دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا مناسب است؟14
3-8 حباب اینترنت اشیا به زودی خواهد ترکید14
3-9 حباب هنوز شکل نگرفته است15
3-10 جمع بندی16
فصل 4: روش، فن، طرح پیشنهادی 17
4-1 مقدمه18
4-2 معرفی روش مورد استفاده20
4-3 تشخیص و تعیین هویت فرکانس رادیو (RFID):21
4-5 مکان یابی طرح و نقشه23
4-6 ذخیره سازی و تجزیه و تحلیل داده ها24
4-7 تجسم فکری25
4-8 تشکیلات اقتصادی و تجاری26
4-9 تسهیلات زندگی مثل آب، برق و. ..27
4-10 موبایل28
فصل 5: ارزیابی روش، فن، طرح پیشنهادی 32
5-1 مقدمه33
5-1-1 چهارچوب محسباتی توده ی Aneka33
5-2 تجزیه و تحلیل داده ی سنسور IOT (Saas) با استفاده از Aneka و مایکروسافت Azure35
5-3 چالش های باز شده و دستورالعمل های آینده38
5-4 ساختار40
5-5 درک بهره وری انرژی40
5-6 سیاست و شبکه های قابل برنامه نویسی مجدد مطمئن41
5-7 کیفیت خدمات42
5-8 پروتکل جدید42
5-9 درک مشارکتی43
5-10 استخراج معدن داده44
5-11GIS مستقر بر تجسم فکری44
5-12 توده ی محاسباتی45
5-13 فعالیت های بین المللی46
فصل 6: نتیجه گیری و کارهای آینده 48
6-1 نتیجه گیری49
6-2 کارهای آینده49
6-2-1 اینترنت اشیاء آتي49
6-2-2 نمونه ای از امکانات آینده شرکت های موفق در بازار تکنولوژی50
6-2-2-1 Google Brilloسیستم عاملی برای اینترنت اشیا50
6-2-2-2 برنامه ریزی گوگل برای معرفی سیستم عامل مخصوص اینترنت اشیا50
6-2-2-3 هوآوی به زودی پلتفرم LiteOS برای اینترنت اشیا را با حجم ۱۰ کیلوبایت معرفی می کند51
6-2-2-4پلتفرم Artik از سامسونگ تلاش می کند تا اینترنت اشیا را هر چه زودتر فراگیر کند52
مراجع53
فهرست شکلها
عنوان شماره صفحه
شکل(4-1) شماتیک اینترنت اشیاء و کاربران نهایی و کابرد آن در مناطق بر اساس داده ها19
شکل (4-2) چرخه ی Gartner 2012Hype تکنولوژی های پدیدار شده. منبع: گارتنر Inc (10) o شبکه های سنسور بی سیم اینترنت اشیاء محاسبات همه جا گیر.20
شکل (4-3) گرایشهای جست و جوی گوگل از سال 2004 برای اصطلاحات اینترنت اشیاء، شبکه های سنسور بی سیم و محاسبات همه جا گیر.21
شکل (4-4) چهارچوب مفهومی IOT با توده ی محاسباتی در مرکز30
شکل (4-5) مدل فعل و انفعال به هم پیوسته ی بین نگهدارنده های مختلف در چهارچوب مرکزی تودهی IOT.31
شکل (5-1) نگاهی کلی به Aneka درون ساختار اینترنت اشیاء (Task-Thread-MapReduce) مدل های برنامه نویسی چندگانه33
(5-2) طرح کلی فعل و انفعال Aneka / Azure برای کاربرد تجزیه و تحلیل اطلاعات. 36
(5-3) نمودار مفهومی سیستم. 36
(5-4) بررسی اجمالی Aneka در معماری اینترنت اشیاء39
فصل 1
مقدمه
1-1 شرح مساله
وقتی صحبت از اتصال به میان می‌آید، بیشتر ما به رایانه، تبلت و گوشی هوشمند فکر می‌کنیم اما اینترنت اشیا جهانی را توصیف می‌کند که در آن همه چیز به صورت هوشمند به یکدیگر متصل می‌شوند و با هم ارتباط برقرار می‌کنند. به عبارت دیگر با اینترنت اشیا جهان فیزیکی به یک سیستم اطلاعاتی بزرگ تبدیل می‌شود.
 اینترنت اشیا به اشیایی با هویت خاص و بازنمایی مجازی آنها در یک ساختار اینترنتی اطلاق می‌شود. این مفهوم در ابتدا از طریق پروژه‌های MIT و نشریات تحلیلی فراگیر شد. تشخیص اشیا معمولا به وسیله فرکانس رادیویی (RFID) پیش‌شرطی برای اینترنت اشیا تلقی می‌شود. اگر همه اشیای مردم در زندگی روزمره خود به ابزارهای شناسایی مجهز شوند می‌توان آنها را با کمک رایانه‌ها مدیریت و کنترل کرد. با برخی فناوری‌های دیگر هم مثل بارکدها، کدهای QR، سیستم NFC و digital watermarking می‌توان اشیا را برچسب‌گذاری کرد. تجهیز همه اشیا در جهان با ابزارهای هویتی کوچک می‌تواند زندگی روزمره را دگرگون کند. برای مثال، هیچ کسب و کاری دیگر ناگهان با موجودی صفر از محصولی مواجه نمی‌شود یا هیچ محصول ناقصی دیگر تولید نمی‌شود زیرا دست‌اندرکاران می‌توانند موجودی مواد مصرفی و محصولات لازم خود را از قبل هوشمندانه مدیریت کنند.
اینترنت اشیا (IOT) بسیاری از اهدافی که توسط ما احاطه شده است روی شبکه ها در یک شکل یا شکل دیگری خواهد بود. فرکانس تشخیص رادیو (RFID) و تکنولوژی های شبکه های حسگر برای مواجه شدن با این چالش جدید افزایش یافته اند. آنهم در سیستم های اطلاعاتی و ارتباطی که به طور نامعلوم و غیرمرئی در محیط اطراف ما قرار گرفته اند. این نتایج در نسل مقدار عظیمی از اطلاعات که باید به طور یکپارچه، کارآمد ذخیره و پردازش شوند و به راحتی در شکل قابل تفسیر ارائه شوند. این مدل شامل خدماتی است که در روش شبیه به اجراهای سنتی اجرا و تحویل داده شده اند. محاسبات انبوه می توانندیک زیرسازی مجازی برای آن محاسبات برنامه ای سودمند که ابزارهای بازبینی، دستگاههای ذخیره سازی، ابزارهای تجزیه و تحلیل و پایگاه های تجسم فکری و ایستگاه های پردازشگر هدف گیری کامل شده را تأمین کند. محاسبات انبوه پیشنهاد شده، خدمات پیوسته تأمین ذخیره برای بنگاه ها و تجارتها و کاربران برای دسترسی برنامه های کاربردی روی درخواست ها در هر مکان را فراهم کرده است. اتصال هوشمند با شبکه های موجود و محاسبه های آگاه سابق، با استفاده از شبکه های منبع یک بخش لازم اجرا و ضروری از IOT است. با رشد حضور Wi-Fi و دسترسی های اینترنت بی سیم (وایرلس) 4G-LTE انقلاب به سمت اطلاعات همه گیر و شبکه های ارتباطی در حال حاضر آشکار و مشهود است. اگرچه برای تصور اینترنت اشیاء که به طور موفقیت آمیزی پدیدار شده است. محاسبه ی نمونه ها نیازمند رفتن به آنسوی محاسبات سناریوهای تغییرپذیر سنتی است که از سبک های و تلفن های هوشمند استفاده می کند و اتصال هر روزه ی اهداف موجود را بیرون می دهد و یک هوش را درون محیط ما تعبیه می کنند.
فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء نیازی به تعامل «انسان با انسان» یا «انسان با رایانه» نخواهد داشت و داده‌ها به صورت اتوماتیک و بر اساس تنظیمات انجام شده و در زمان‌های مشخص (معمولاً به‌صورت دائم و لحظه‌ای) ارسال می‌گردند. ظهور پدیده‌ی اینترنت اشیاء یکی از هزاران نتیجه‌ی گسترش اینترنت و البته توسعه‌ی فناوری‌های بیسیم1 و سامانه‌های میکرو-الکترومکانیکی2 است. به‌دلیل قابلیت‌های فراوانی که در تعاملات «ماشین با ماشین» در فناوری اینترنت اشیاء موجود است، این پدیده تا به امروز در بخش‌های‌ صنعت (به خصوص در انواع کارخانجات تولیدی)، انرژی و گاز کاربرد فراوانی داشته‌است. سایر محصولات هوشمند، محصولاتی که قابلیت‌ برقراری ارتباط «ماشین با ماشین» را دارند، از قبیل لیبل‌های هوشمند، کنتورهای هوشمند نیز از فناوری اینترنت اشیاء سود می‌برند.
با این‌‎که فعالیت در حوزه‌ی فناوری اینترنت اشیاء از اوایل دهه ۹۰ میلادی آغاز شد، اما اصطلاح “اینترنت اشیاء” را کوین اشتون در سال ۱۹۹۹ ارائه کرد. جالب است بدانید یکی از توسعه‌دهندگان فناوری اینترنت اشیاء محقق و پژوهشگری ایرانی به نام رضا راجی است. آقای راجی یک کارآفرین سریالی، مشاور شرکت‌های نام‌دار و دانش‌آموخته‌ی مهندسی الکترونیک است و در منطقه‌ی خلیج سان‌فرانسیسکوی ایالات متحده سکونت دارد.
اگر به فن‌آوری اینترنت اشیاء علاقمندید، برای اطلاعات بیشتر این ارائه‌ی جذاب دکتر جان بارت در یکی از سلسله برنامه‌های Ted را تماشا کنید.
فناوری اینترنت اشیا نقش بسیار مهمی در دنیای کارآفرینان بازی می‌کند. کسب و کارهای متعددی بر محور این فناوری راه‌اندازی شده‌اند، در حالی‌که این مفهوم و این فناوری در ابتدای راه خود قرار دارد و هر روز بیش از پیش تغییرات و تحولات جدیدی در آن رخ می‌دهد. استفاده از این فناوری برای کارآفرینان و محققین خلاق ایرانی یک فرصت گران‌بها به شمار می‌رود که می‌تواند به بهبود فضای کسب و کار و اشتغال‌زایی در کشور کمک شایانی مب کند.
در ادامه بحث اینترنت اشیاء، خواندن مقاله‌ی “چگونه اینترنت اشیاء مدل‌های کسب و کار را تغییر می‌دهد” را پیشنهاد می‌دهم. این مقاله‌‌ی خواندنی، که اخیراً در وبلاگ مجله کسب و کار هاروارد منتشر شده است، تغییرات شکل گرفته در مدل‌های کسب و کار جدید و تفاوت کالاها و خدمات مدرن با محصولات سنتی را توضیح می‌دهد.
1-2 انگیزه های پژوهش
اخیراً 9 بیلیون ابزار به هم وصل شده وجود دارد و انتظار می رود که در سال 2020 به 24 بیلیون ابزار نیز برسد. بر طبق GSMA این مقدار به 3/1 تریلیون دلار فرصت بازده و منافع سود سهام برای اپراتور های شبکه موبایل (سیار) به تنهایی برای بخشهای عمودی مثل سلامتی، صنعت اتومبیل، تسهیلات زندگی مثل آب و مصرف الکترونیک در نظر گرفته شده است. یک طرح کلی از اهداف اتصالات داخلی در شکل (1) شرح داده شده است. جائیکه کاربرد حوزه های انتخاب شده براساس مقیاس تأثیر اطلاعات حاصل شده است. کاربران از خود تا سازمان های سطوح ملی که طبقه بندی موضوعات گسترده را برعهده دارند در نظر گرفته شده اند. این مقاله نشان می دهد که گرایش های اخیر در تحقیقات IOT توسط کاربردها و نیاز برای همگرایی در چندین تکنولوژی میان رشته ای (مربوط به رشته های مختلف علمی) به جلو رانده شده است. به خصوص در بخش 2 یک تصور کلی از IOT و تکنولوژی هایی به دنبال آن دست خواهند یافت آنهم توسط بعضی از تعاریف معمول در حوزه هایی که در امتداد بعضی از گرایش ها و طبقه بندی های IOT در بخش 3 هستند را نمایش خواهیم داد. ما درباره ی چندین حوزه ی کاربرد IOT با یک نگرش جدید در تعریف آنها در بخش 3 هستند را نمایش خواهیم داد. ما درباره ی چندین حوزه ی کاربرد IOT با یک نگرش جدید در تعریف آنها در بخش 4 و 5 که تأمین کننده ی تصور مرکزی و انبوه IOT ما می شوند را مورد بحث قرار داده ایم.
اینترنتِ اشیاء مفهومی جدید در دنیای فناوری و ارتباطات است که به طور خلاصه “اینترنت اشیاء” فناوری مدرنی است که در آن برای هر موجودی (انسان، حیوان و یا اشیاء) قابلیت ارسال داده از طریق شبکه‌های ارتباطی، اعم از اینترنت یا اینترانت، فراهم می‌گردد.
اینترنت اشیاء3: (یا IOT به اختصار)
به طور کلی اشاره دارد به بسیاری از اشیا و وسایل محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده و بتوان توسط اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت کنترل و مدیریت شوند.
1-3 اهداف پژوهش
ابزارهای تجزیه و تحلیل در اینترنت اشیاء که هدفی برای واحد کنترل داخلی و رفتار هوشمند. با این سه زمینه ی اساسی در مکان، اتصال هوشمند و محاسبه ی آگاهانه ی متنی انجام پذیرد. اگرچه در دهه ی گذشته تعریف بیشتر شامل پوشش دادن حیطه وسیعی از کاربردها مانند بهداشت، تسهیلات زندگی مانند آب، حمل و نقل و غیره است.[2] اگرچه تعریف اشیاء تغییر کرده است به عنوان تکنولوژی نمویافته، که هدف اصلی اش ساخت یک کامپیوتر دریافت کننده اطلاعات بدون کمک و دخالت انسانی که به همان صورت باقی می ماند. قیمت اصلی سیر تکاملی در اینترنت اخیر درون شبکه ی با موضوعات به هم پیوسته و اهداف مشترک هستند که نه تنها محصول اطلاعات محیطی (دریافت شده، مشاهدات) هستند و با جهان فیزیکی بر هم کنش دارند (تحریک، فرمان، کنترل) بلکه هم چنین از استانداردهای اینترنت موجود برای تأمین خدمات برای انتقال، تجزیه و احلیل، کاربردها و ارتباطات اطلاعاتی استفاده می کنند. بوسیله ی رواج و پخش وسایل فراهم شده برای باز کردن و گشودن تکنووژی بی سیم (وایرلس) مانند بلوتوث (تشخیص فرکانس رادیو) RFID، Wi-Fi و سرویس های اطلاعات تلفنی مانند سنسورهای تعبیه شده و گره های فعال کننده، IOT گامی فراتر از صفولیت خود راگذاشته است و روی حاشیه ی انتقال اینترنت ایستای اخیر به درون اینترنت کامل و یکپارچه شده ی آینده است [3]انقلاب اینترنت منجر به اتصال میانی بین مردم در یک شیوه ومقیاس بی نظیر می شود. انقلاب بعدی اتصال میانی بین اهداف و موضوعات برای خلق یک محیط هوشمند است. تنها در سال 2011 تعداد ابزارهای متصل شده ی میانی روی سیاره از تعداد واقعی افراد پیشی گرفته است.
فصل 2
تعاریف و مفاهیم مبنایی
2-1 مقدمه
اینترنتِ اشیاء مفهومی جدید در دنیای فناوری و ارتباطات است. به صورت خلاصه “اینترنت اشیاء” فناوری مدرنی است که در آن برای هر موجودی (انسان، حیوان و یا اشیاء) قابلیت ارسال داده از طریق شبکه‌های ارتباطی، اعم از اینترنت یا اینترانت، فراهم می‌گردد.‬
چگونه؟فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء بدین ترتیب است که به سوژه‌ی مورد نظر یک شناسه‌ی یکتا و یک پروتکل اینترنتی (IP) تعلق می‌گیرد که داده‌های لازم را برای پایگاه داده‌‌ی مربوطه ارسال می‌کند. داده‌هایی که توسط ابزارهای مختلف از قبیل گوشی‌های تلفن همراه و انواع رایانه‌ها و تبلت‌ها قابل مشاهده خواهند بود.
این داده‌ها به چه کار می‌آید؟ چرا اینترنت اشیاء؟!روزگاری جورج اورول نوشت آن‌که گذشته را کنترل می‌کند، آینده را کنترل خواهد کرد. دنیای مدرن و فناوری ارتباطات نشان داده‌است که در دنیای کسب و کار “آن‌هایی که به داده‌ها و اطلاعات بیشتر و بهتری دسترسی دارند آینده را کنترل خواهند کرد”؛ داشتن اطلاعات در دنیای جدید حکم سقوط سیب در روزگار نیوتون را دارد! اطلاعات به‌روز و مفید آن‌گاه که در زمان مناسب در اختیار اهل فن قرار گیرد، منجر به تولید محصولات و خدماتی می‌شود که زندگی بشر را هر روز بیش از پیش آسان و آسوده می‌کند؛ آسان و آسوده، با همه‌ی پیچیدگی‌ها و مصائب جهان امروز.
2-2 تمام چیزهایی که باید در مورد اینترنت اشیاء (Internet of Things) بدانید
همه دستگاه‌های یادشده در دسته‌ای به نام اینترنت اشیا یا به طور مخفف قرار می‌گیرند. در سطح پایه‌ای آن، اینترنت اشیا درواقع به ارتباط اشیای مختلف از طریق اینترنت و برقراری ارتباط با یکدیگر می‌پردازد تا هدف آن یعنی فراهم‌کردن تجربه کاراتر و هوشمند‌تر محقق شود. همانند دیگر تکنولوژی‌های جدید، نیز می‌تواند در ابتدا مفهومی سردرگم‌کننده به نظر برسد. این واژه به‌ویژه هنگامی که صحبت از استانداردهای مختلف و همچنین ایمنی و امنیت آن می‌شود می‌تواند مفاهیم جدید و ویژه‌ای پیداکند.
2-3 اینترنت اشیا چه معنایی دارد؟
طراحی دستگاه‌های مختلف با امکان برقراری ارتباط بی‌سیم به منظور رهگیری و کنترل از طریق اینترنت و یا حتی یک برنامه ساده مخصوص گوشی‌های هوشمند، اصطلاح اینترنت اشیا را توصیف می‌کند.
اشیاء موجود در این دسته می‌توانند از چراغ‌های روشنایی تا لوازم خانگی (مانند چای‌ساز، ماشین ظرفشویی) و یا حتی خودروی شما باشند. اینترنت اشیا در صنعت پزشکی، سلامتی و حتی سیستم‌حمل‌و‌نقل عمومی نیز کاربرد دارد.
2-4 تعاریف:
همانطور که توسط (8) Atzori مشخص شده است، اینترنت اشیاء می تواند: اینترنت جهت دار (میان افزار)، اشیاء جهت دار (سنسورها) و معنای جهت دار (دانش) باشد..
اگرچه این نوع از شرح مورد نیاز است آنهم به علت طبیعت میان رشته ای موضوع و مفید بودن IOT که می تواند تنها در یک حیطه ی کاربردی رها شود آنهم جائیکه سه مثال و نمونه یکدیگررا قطع می کنند و محل تقاطع آنها. گروه RFID اینترنت اشیاء را به صورت زیر تعریف می کنند: شبکه ی جهانی اهدافی که اتصال میانی دارند و به طور منحصر به فرد نشانی پذیرند آنهم براساس پروتکل های ارتباطی استاندارد.
2-5 پروژه های تحقیقاتی اروپایی cluster روی اینترنت اشیاء
اشیاء، شرکت کنندگان فعال در تجارت، اطلاعات و فرآیندهای اجتماعی هستند که آنها را قادر به فعل و انفعال و برقراری ارتباط در میان خودشان و محیط توسط تبادل داده ها و اطلاعات درک شده درباره ی محیط می سازد در حالیکه نشان دادن واکنش به صورت خودگردان برای حقایق دنیای فیزیکی و واقعی و تحت تأثیر قرار دادن آن توسط انجام فرایندهایی است که دارای اقدامات محرک برای خلق خدمات با یا بدون مداخله ی مستقیم انسانی هستند. بر طبق Forrester (9) یک محیط هوشمند – از تکنولوژی های ارتباطات و اطلاعات برای ساخت اجزاء و خدمات زیرساز حساس یک مدیریت حکومت شهری، تحصیلات، بهداشت و درمان، امنیت عمومی، درائی واقعی، حمل و نقل و تسهیلات زندگی مثل برق و آب، آگاهتر، متقابل تر و کارآمدتر استفاده می کنند در تعریف ما، ما محوریت را بیشتر روی کاربران قرار دادیم و آنرا به هیچ پروتکل ارتباطی محدود نکردیم. این موضوع اجازه‌ی کاربرد های طولانی مدت برای بهبود و گسترش استفاده از پروتکل های جدیدترین تکنولوژی در دسترس در هر نقطه داده شده در زمان را می دهد. تعریف ما از اینترنت اشیاء در محیط های هوشمند این است. اتصالات میانی ابزارهای عامل و حس گر تأمین کننده توانایی برای تقسیم اطلاعات در عرض خط مشی ها از طریق یک چهارچوب یکی شده و بهبود تصور یک عمل کننده ی معمولی برای قادر ساختن کاربردهای ابتکاری است. این توسط حسگرهای همه جا گیر یکپارچه، تجزیه و تحلیل داده ها و ارائه ی اطلاعات با محاسبات انبوه به عنوان چهارچوب متحد شده به دست می آید.
گرایشها: اینترنت اشیاءبه عنوان یکی از تکنولوژی های پدیدار شده در IT تعیین هویت شده است همانطور که در چرخه HypeIT، Gartner نوشته شده است. (شکل 2 را ببینید). یک چرخه ی Hype (10) راهی برای نشان دادن امر فوق العاده و غیرمنتظره، پذیرش، رشد و تأثیر روی کاربردهای خاص تکنولوژی هاست. می توان پیش بینی کرد IOT بین 5 تا 10 سال برای پذیرش بازار زمان می برد. مشهوریت مثال های مختلف با زمان تغییر می کندو معروفیت جستجوی وب توسط جستجوی گوگل که در طی 10 سال گذشته برای اصطلاحات اینرنت اشیا، شبکه های سنسور بی سیم و محاسبات همه جا گیر نشان داده شده در شکل [11][3] اندازه گیری می شود. هم چنین می توان دید که از آنجائیکه IOT به درون زندگی آمده است حجم جستجوها دائماً در حال افزایش است آنهم با کاهش گرایش و تمایل به سمت شبکه های سنسور بی سیم. همانطور که قبلاً جستجوی گوگل پیش بینی کرده بود (خط نقطه چین در شکل 3) این گرایش احتمالاً ادامه پیدا می کند تا دیگر تکنولوژی ها را قادر به همگرایی برای تشکیل یک اینترنت اشیاء اصلی می کند.
فصل 3
مروری بر کارهای مرتبط
3-1 مقدمه
تلاش های انجام شده توسط محققان برای خلق یک واسط بین انسانی اط طریق تکنولوژی در اواخر 1980 در خلق نظم و ترتیب محاسبات موجود در همه جا که هدف ان قرار دادن تکنولوژی در پیش زمینه ی زندکی روزمره است، نتیجه گیری شده است. امروزه ما در عصر post-pc هستیم جائیکه تلفنهای هوشمند و دیگر ابزارهای به کار برده شده در حال تغییر محیط اطراف ما از طریق ساخت محاوره ای تر ان و هم چنین آموزنده تر آن هستند. Mark weiser جد محاسبات موجود در همه جا (ubicomp) یک محیط هوشمند [4]را تحت عنوان “جهان فیزیکی ای که به طور غنی و نامعلوم با سنسورها، عامل ها، نمایشگرها و عنصار محاسباتی در هم بافته شده اند و به طور یکپارچه در اهداف روزانه ی زندگی ما جا گرفته است و از طریق یک شبکه ی به هم پیوسته به یکدیگر متصل شده اند” را تعریف می کند. خلق اینترنت به عنوان بهترین مرحله به سمت دریافت تصور ubicomp که توانسته است ابزارهای فردی را برای برقراری ارتباط با هر وسیله ی دیگری در جهان را ممکن سازد علامتگذاری شده است.
3-2 اینترنت اشیا چگونه باعث تسهیل در انجام امور می‌شود؟
یکی از بهترین نمونه‌های موجود از بکارگیری اینترنت اشیا را می‌توان در ترموستات Nest مشاهده کرد. این ترموستات مرتبط با وای‌فای به شما این امکان را خواهد داد تا از طریق گوشی هوشمند خود به کنترل دمای محیط بپردازید. این برنامه به طور هوشمندانه‌ای می‌تواند الگوهای مورد نظر شما را فراگرفته و برنامه‌ای برای تغییر دما در ساعاتی مشخص ایجاد کند.
با استفاده از این قابلیت می‌توانید در میزان توان مصرفی صرفه‌جویی و حتی در صورت فراموشی، از محل کار، سیستم تهویه منزل خود را خاموش کنید Nest می‌تواند الگوها و عادات شما (مثلا کم‌کردن دما درهنگام رفتن به تختواب) را فراگرفته و به طور خودکار در زمان تعیین شده آن‌ها را اعمال کند.
شرکت Smart Things که توسط سامسونگ خریداری شده نیز سنسورهای مختلفی را برای ایجاد خانه هوشمند در اختیار ما قرار می‌دهد. با استفاده از این سنسورها می‌توانید متوجه شویم چه شخصی وارد منزل شما شده و یا از آن خارج می‌شود و حتی در صورت چکه‌کردن آب نیز گزارشی مربوط به نشتی سیستم آب دریافت کنیم.
با گسترش و ارتقای ابزارهای موجود در این اکوسیستم، به عنوان مثال دستبند هوشمند مخصوص فعالیت‌های بدنی مامی‌تواند به محض خوابیدن ، تلویزیون و چراغ‌ها را خاموش کند و یا حتی پیش از سوارشدن بر خودرو در زمانی مشخص، بهترین مسیر برای رسیدن به مقصد توسط خودرو انتخاب و در صورت دیررسیدن به محل قرار، پیامکی به شخص مقابل ارسال شود.
در مقیاس کلان از این سیستم می‌توان در جهت بهبود فعالیت‌های شهری مانند شمارش تعداد فضاهای خالی موجود در پارکینگ‌ها و یا بررسی کیفیت آب و هوای شهرها و وضعیت ترافیکی نیز بهره برد.
3-3 اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟
سعی می‌کنیم تا حد امکان از ایراد مباحث تخصصی خودداری کنیم. بستر اینترنت اشیا بر امواج رادیویی بی‌سیمی قرارداده شده که به دستگاه‌های مختلف این امکان را می دهند تا از طریق اینترنت با یک‌دیگر به برقراری ارتباط بپردازند. این بستر شامل استانداردهایی مانند وای‌فای، بلوتوث کم‌مصرف، NFC، RFID و استانداردهایی مانندZigBee,Z-Wave و ۶LoWPLAN است که شاید تاکنون اسم آن‌ها را هم نشنیده باشید.
پس از این لایه، سنسورهای حرکتی، قفل درب‌ها و یا حتی چراغ‌های روشنایی قراردارند. در برخی موارد ممکن است از یک هاب مرکزی در جهت ایجاد بستر برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌های مختلف بهره‌گرفته شود. نهایتا سرویس‌های ابری لایه نهایی را تشکیل می‌دهند که امکان دریافت، تحلیل و بررسی داده‌های مختلف را فراهم تا فرد استفاده کننده بتواند کنترل کاملی بر روی رویه‌های مختلف داشته باشد.
3-4 چه شرکت‌هایی بر روی این تکنولوژی کار می‌کنند؟
نام‌های بزرگی مانند سامسونگ، ال‌جی، اپل، گوگل و فیلیپس در حال حاضر بر روی دستگاه‌های متصل به هم کار می‌کنند و شرکت‌های کوچک بی‌شماری نیز به تحقیقات در این زمینه مشغولند. براساس تحقیقات انجام شده انتظار می‌رود ۴.۹ میلیارد دستگاه مرتبط با هم در سال جاری مورد استفاده قرارگیرند و این رقم تا سال ۲۰۲۰ به ۲۵ میلیارد برسد.
3-5 آیا همه دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند بایکدیگر ارتباط داشته باشند؟
باتوجه به اینکه شرکت‌های مختلف بر روی محصولات، تکنولوژی ها و پلتفرم‌های مختلفی کار می‌کنند، ایجاد رویه‌ای هماهنگ برای برقراری ارتباط میان این دستگاه‌ها، فرایندی ساده نخواهد بود.
گروه‌های مختلفی در تلاش هستند تا یک استاندارد واحد جهت سازگاری بیشتر محصولات مختلف ایجاد شود. در میان این گروه‌ها، AllSeen Alliance شامل شرکت‌هایی مانند کوالکام، ال‌جی، مایکروسافت، پاناسونینک و سونی بوده و Open Interconnect Consortium پشتیبانی شرکت‌هایی مانند اینتل، سیسکو، GE، سامسونگ و اچ‌پی را در پشت سر دارد. اگرچه هدف این گروه‌ها یکسان است اما تفاوت‌هایی در رویه‌ به‌کارگرفته شده توسط آن‌ها وجود دارد. به عنوان مثال OIC معتقد است گروهAllSeen Alliance در به‌کارگیری اینترنت اشیا، امنیت و حفاظت از داده‌ها را به اندازه کافی مدنظر ندارد.
هنوز مشخص نیست نبرد میان استانداردهای مختلف به کجا ختم خواهد شد اما این احتمال وجود دارد که شاهد سه تا چهار استاندارد رایج در این زمینه باشیم. بدین‌ترتیب در بلندمدت کاربران می‌توانند از چراغ‌های روشنایی که از تکنولوژی‌های چندگانه بی‌سیم پشتیبانی می‌کنند استفاده کنند.
3-6 آیا نگرانی در زمینه امنیت و حریم شخصی وجود دارد؟
با توجه به میزان‌های متفاوت اطلاعاتی که توسط دستگاه‌های هوشمند خانگی، خودروهای هوشمند و دستگاه‌های هوشمند الکترونیکی پوشیدنی جمع‌آوری می‌شود کاربران زیادی در خصوص خطر افشا و یا سو‌استفاده از این اطلاعات واهمه دارند. افزایش تعداد اکسس‌پوینت‌های مورد استفاده نیز می‌تواند این ریسک را افزایش دهد.
کمیسیون تجارت فدرال نیز نگرانی خود را از این بابت اعلام کرده و پیشنهاد کرده شرکت‌های مختلف از راهکارهایی به منظور حفاظت از داده‌های کاربران بهره ببرند اما هنوز مشخص نیست چه تعداد از شرکت‌های مختلف این هشدارها را جدی گرفته‌اند.
بسیاری از شرکت‌های معتبر اعلام کرده‌اند حریم خصوصی کاربران در این زمینه به یکی از اصلی‌ترین هدف‌های آن‌ها مبدل شده است. به عنوان مثال، اپل شرکت‌های توسعه‌دهنده محصولات برپایه پلتفرم HomeKit را موظف کرده از قابلیت رمزگذاری ویژه بهره ببرند. این شرکت همچنین اعلام کرده هیچ‌گونه داده‌ای از کاربران در این زمینه جمع‌آوری نمی‌شود.
3-7 چه‌زمانی برای خرید دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا مناسب است؟
اینترنت اشیا سال‌هاست که برسر زبان‌ها افتاده اما ورود به بازار تولید محصولات مصرفی در ابتدای راه خود قرار دارد و هنوز به بلوغ کامل نرسیده است، با این وجود در حال حاضر نیز محصولات مفیدی به بازار عرضه‌شده‌اند.
مدنظر داشته باشید پیش از خرید محصولات برپایه اینترنت اشیا، تحقیقات کافی را انجام داده و سپس این محصولات را از شرکت‌هایی که به‌ آن‌ها اعتماد کافی دارید خریداری کنید. نهایتا محصولی را خریداری کنید که به حل مشکلات شما کمک شایانی می‌کند. همیشه این مثال را در ذهن خود داشته باشید که اینترنت اشیا می‌تواند به ایمن‌ رسیدن فرزندان شما به منزل کمک کند و یا اینکه در پخت از راه‌دور برنج برای ناهار نیز مورد استفاده قرارگیرد اما مطمئنا مثال اول، فواید بیشتری خواهد داشت.
3-8 حباب اینترنت اشیا به زودی خواهد ترکید
اولین مهندس مشغول در کمپانی اپل که به نوعی یکی از موسسان آن نیز به شمار می رود، به تازگی اذعان داشته که بسیاری از کمپانی ها، جذابیت اتصال اشیا روزمره را به اینترنت اندکی بیش از حد جدی گرفته اند و به طور کلی پروژه های در دست توسعه ی اینترنت اشیا یا همان «IoT»، صرفا یک «تب زودگذر» هستند.
وزنیاک که در انجمن جهانی کسب و کار در کشور استرالیا و کشور سیدنی در حال سخنرانی بود گفت: «من احساس می کنم کلیت این موضوع مانند یک حباب است که به زودی خواهد ترکید، زیرا انسان ها از قابلیتی برخوردارند که خود می توانند سرعت عمل خود را در هنگام انجام کارهایشان تغییر دهند. از طرفی کمپانی و استارتاپ های بسیاری را می بینیم که چگونه شروع به کار در همین پروژه می کنند اما حس من این است که آنها اندکی جذابیت اتصال اشیا خانگی به اینترنت را دست بالا گرفته اند.»
وزنیاک تنها کسی نیست که فکر می کند اینترنت اشیا، کمی بیش از حد جدی گرفته شده. در اکتبر گذشته نیز معاون ارشد بخش اینترنت اشیا در کمپانی IBM به نام PaulBrody نیز اذعان کرده بود که بازاری که مبتنی بر این محصولات شکل گرفته به شکل کامل در یک حباب قرار دارد و داده هایی که از محصولات متصل به اینترنت منتشر می شوند بیشتر اوقات بی استفاده و غیر کاربردی هستند.
آیا سرمایه گذارن باید به سخنان وزنیاک و Brody توجه کرده و به افسانه هایی که در خصوص پیشرفت صنعت محصولات مرتبط با اینترنت اشیا رواج یافته اعتنایی نکنند؟
در دنیای تکنولوژی، «حباب» چندان تعریف مشخصی ندارد. پیشبینی های مثبت برای مبحث اینترنت اشیا فراوان هستند؛ سیسکو باور دارد که تا سال ۲۰۲۰، تعداد محصولات مرتبط با اینترنت اشیا و متصل به اینترنت به ۲۵ میلیارد دستگاه خواهد رسید. از طرف دیگر نیز موسسه IDC معتقد است که ارزش بازار محصولات مرتبط با اینترنت اشیا در سال ۲۰۱۳ به مقدار ۱.۹ تریلیون دلار بوده که در سال ۲۰۲۰ به ۷.۱ تریلیون دلار خواهد رسید. به همین دلیل است که غول های دنیای تکنولوژی نظیر گوگل و اپل به شدت در حال کار در همین حوزه بوده و تلاش می کنند تا خانه، خودرو و پوشیدنی های هوشمند را روانه ی بازار نمایند.
با دیدن چنین موقعیت هایی، استارتاپ های زیادی نیز شروع به کار نموده و در حال ورود به بازار IoT هستند؛ استارتاپ هایی که البته به شکل روزانه در حال ارائه دادن طرح هایشان در خصوص محصولات پوشیدنی بی مصرف هستند. توسعه دهندگان نیز تلاش می کنند تا هر طور که شده، خود را با این جریان همساز کنند.
وب سایت AngelList که فعالیت استارتاپ ها را گزارش می کند، اعلام کرده که در ماه مه سال ۲۰۱۳، صرفا ۶۳ استارتاپ در زمینه ی IoT فعالیت داشتند اما اکنون که این مقاله به رشته تحریر در می آید، تعداد آنها به ۱.۰۷۴ عدد رسیده است. این در حالیست که تعداد بسیار اندکی از این کمپانی های کوچک در نهایت محصولی توسعه خواهند داد که توسط کاربر عام مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
3-9 حباب هنوز شکل نگرفته است
حباب در اصل زمانی شکل خواهد گرفت که یک بازار، صرفا به واسطه تزریق سرمایه از سوی منابع مختلف نظیر سرمایه گذاران سرپا بماند. همان اتفاقی که در عصر دات-کام و از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۰ روی داد؛ اتفاقی که البته هنوز برای گجت های پوشیدنی و همچنین مبتنی بر اینترنت اشیا روی نداده است.
بیشتر هیاهو، از سوی رسانه ها، وب سایت های جذب سرمایه و البته معاونین ارشد کمپانی ها صورت می گیرد. کمپانی های بزرگ، برنامه ای برای حضور زودهنگام در بازار گجت های مرتبط با اینترنت ندارد و برای مثال اینتل و IBM، خبر از برنامه های بلندمدتشان برای حضور در چنین بازاری می دهند. اینترنت اشیا در حال رشد است و در این میان استارتاپ های بسیاری امید خود را به آن بسته اند، اما مانند هر صنعت در حال رشد دیگری، اینترنت اشیا نیز در نهایت باعث شکست خوردن استارتاپ های بسیار زیادی خواهد شد.
3-10 جمع بندی
بازارهایی نظیر خانه و خودروهای هوشمند می توانند از یک رشد سالم برخوردار باشند. موسسه Coldwell در همین زمینه اخیرا یک نظرسنجی



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید