You are currently viewing اینترنت اشیا و خانه هوشمند؛ چالش‌ها و مزایا

اینترنت اشیا و خانه هوشمند؛ چالش‌ها و مزایا

اینترنت اشیا شامل گروه عظیمی از دستگاه های دارای سنسور متصل به شبکه می‌باشد. درواقع، تجهیزات به وسیله شبکه‌های دیجیتال به هم پیوسته و قابل شناسایی هستند. خانه هوشمند نمونه‌ای از کاربرد اینترنت اشیا است که امروزه حائز اهمیت گشته و در آینده نه چندان دور به امری اجتناب‌ناپذیر برای همه ساختمان‌ها تبدیل می‌گردد. این فناوری در طی یک دهه گذشته به سرعت در حال رشد بوده که در این بازه زمانی امنیت به عنوان یکی از نقطه ضعف‌های آن شناخته شده‌است. این سیستم برای اولین بار در سال 1991 مطرح شد.

اینترنت اشیا

يکی از چالش‌های مهم در موضوع اینترنت اشیا، فقدان وجود يک مدل مرجع و واحد اســـت که خوشـــبختانه در اکتبر ســـال 2014 در کنفرانس انجمن جهانی اينترنت اشـــیا، ســـیســـکو با همکاری شـــرکت هايی نظیر IBM و Intel مدل مرجع اينترنت اشـــیاء را همان‌گونه که در شکل نشان داده شده است، معرفی کرد.

 

با مطالعه اين مدل، اولین چیزی که به ذهن خطور پیدا میکند شـــباهت ايده و نگرش چند لایه‌ای آن با مدل معروف OSI است.

پايین‌ترين لایه، ارتباط بین اشـیا را توضیح می‌دهد. شئ هوشمند عبارت است از هر چیزی که بتوان آن را تشخیص داد، پیش بینی نمود و همچنین بتواند به جمع آوری، ذخیره ســـازی، پردازش و مبادله‌ی اطلاعات مربوط به خود و محیط فیزيکی خود بپردازد. يک سنسور دما و يا فشار در يک کارخانه، يک دوربین امنیتی در يک فروشـــگاه و يک تلفن همراه نمونه‌هايی در اين زمینه می‌باشند.

در لایه بعد، امکان اتصال بین این سنسورها و یا دستگاه‌های زیرین با اســتفاده از يک gateway و يا يک لایه اتصال فراهم می‌آید، در این لایه دستگاه‌ها به صورت محلی به یکدیگر متصل‌اند.

در لایه بعدی، مفهوم edge computing بیان شده‌است. در اين لایه تحلیل‌های محلی انجام می‌شود که منجر به واکنش‌های محلی، بدون نیاز به ارســال داده به لایه‌های بالاتر برای تحلیل می‌گردد. اين لایه را نمی‌توان به عنوان يک لایه تحلیلی در نظر گرفت. در واقع یک لایه واکنش محلی محسوب می‌شود که امکان واکنش ســـريع و بلادرنگ  را بر اســاس داده در حال حرکت (motion in data) فراهم می‌نمايد.

سیستم‌های شبکه‌ای برای جابجایی مطمئن داده‌ها ساخته شده‌اند. داده‌ها “در حال حرکت” هستند. قبل از سطح 4، داده ها در شبکه با سرعت و سازماندهی تعیین شده توسط دستگاه‌های تولید‌کننده داده در حال حرکت هستند. در سطح بعدی، انباشت داده‌ها، داده‌های در حال حرکت به داده در حالت استراحت تبدیل می‌شوند، اکنون این داده‌ها توسط برنامه‌ها به صورت real-time قابل استفاده است.

سطح 5 بر تفسیر داده‌ها و ذخیره‌سازی آن‌ها به روش‌هایی متمرکز است که امکان توسعه برنامه‌های کاربردی ساده‌تر و بهبود یافته را فراهم می‌کند.

 سطح 6 سطح برنامه است که در آن تفسیر اطلاعات رخ می‌دهد. نرم افزار در این سطح با سطح 5 و داده‌های در حالت استراحت تعامل دارد.

سیستم اینترنت اشیا اطلاعاتی که ایجاد می‌کند، ارزش کمی دارد، مگر اینکه عملی انجام دهد، که اغلب به افراد و فرآیندها نیاز دارد. در سطح 7 این تعامل برقرار می‌­شود.

تجهیزات و اجزای خانه‌ هوشمند

کنترل کننده مرکزی:

هر ساختمان هوشمند مجهز به یک سیستم کنترل کننده مرکزی و خودکار می‌باشد که جهت انجام وظایف خود از سیستم مدیریت ساختمان یا سیستم اتوماسیون ساختمان بهره می‌برد. سیستم کنترل مرکزی هسته اصلی یک خانه هوشمند می‌باشد که درجه هوشمندی آن نقش تعیین کننده‌ای در کارایی کل تجهیزات خانه هوشمند دارد. تبادل اطلاعات بین اجزا مختلف، برنامه‌ریزی و مدیریت کلیه سیستم‌های تحت کنترل را برعهده دارد. با استفاده از این سیستم می‌توان از راه دور توسط نرم افزارهای کاربردی قابل استفاده بر روی موبایل و یا شبکه اینترنت، مدیریت تمامی امور را در دست گرفت.

سنسورهای هوشمندسازی:

سنسورها تجهیزات هوشمندی می‌باشند که اطلاعات را از محیط اطراف جمع‌آوری کرده و در اختیار پردازنده مرکزی قرار می‌دهند. با توجه به نوع قابلیت مورد انتظار از سیستم هوشمند خانه سنسور های مختلفی برای هر پروژه قابل انتخاب است.

پنجره هوشمند:

این فناوری نوین و چشم‌گیر به مصرف کنندگان این امکان را می‌دهد که فقط با چرخاندنن و یا فشار دادن یک دکمه تمام نور یا برخی از آن‌ها را مسدود کنند. این سطح از کنترل نور به طور بالقوه می‌تواند میلیاردها دلار در هزینه‌های گرمایشی، خنک‌کننده و روشنایی صرفه‌جویی کند. همچنین تمیز کردن پنجره‌ها یکی از دردسرهای خانه‌های سنتی است که نیازمند صرف انرژی و زمان زیادی می‌باشد. پنجره‌های یک خانه هوشمند می‌توانند یک گزینه مناسب برای حل این مشکل باشند.

یخچال هوشمند:

در اواخر دهه ۱۹۹۰ و اوایل دهه ۲۰۰۰ ایده اتصال وسایل خانه به اینترنت تحت عنوان اینترنت اشیا در بین افراد محبوبیت یافته بود تا اینکه در ژوئن سال ۲۰۰۰ شرکت ال جی توانست اولین یخچال هوشمند جهان با نام Internet Digital DIOS را به بازار عرضه نماید. یک یخچال هوشمند ابزاری است که به ساکنین این اجازه را می‌دهد، بسته به ویژگی‌های داخلی یخچال کارهایی نظیر چک کردن محتوای داخلی یخچال، ارسال و دریافت یادداشت‌ها و اعلام هشدار در صورت باز بودن درب را از طریق تلفن هوشمند خود انجام دهند که همانند سایر اجزای تشکیل دهنده یک خانه هوشمند اتصال به اینترنت یکی از الزامات این وسیله می‌باشد.

در واقع یخچال‌های هوشمند متشکل از یک رابط کاربری با صفحه نمایشی لمسی، دوربین‌های داخلی و گزینه‌هایی جهت شخصی سازی می‌باشند. یخچال و فریزرهای هوشمند حتی می‌توانند با دیگر دستگاه‌های هوشمند موجود در خانه نظیر بلندگوها، تلویزیون‌های هوشمند و حتی ماشین ظرفشویی هوشمند یا مایکروویو هوشمند ارتباط برقرار کنند. از ویژگی‌های آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • قابلیت جستجوی دستورالعمل‌های آشپزی و همکاری در آشپزی از طریق خواندن گام به گام دستورالعمل.
  • آماده سازی لیست‌های خرید و به روزرسانی اطلاعات در تلفن همراه متصل به یخچال.
  • قابلیت بررسی محصولات موجود در یخچال از راه دور و جداسازی محصولات بر اساس تاریخ انقضا و اعلام هشدار.
  • قابلیت ایجاد پروفایل شخصی به صورت مجزا برای هر یک از افراد خانواده و انجام هماهنگی بین آن‌ها.
  • قابلیت نمایش یادداشت‌ها بر روی صفحه نمایش و بارگذاری تصاویر.
  • قابلیت نمایش محتوای داخلی یخچال بدون نیاز به باز کردن درب آن.
  • قابلیت نمایش محیط آشپزخانه در مکانی دیگر از طریق اتصال به یک تلویزیون هوشمند.
  • هشدار در صورت ایجاد اختلال در عملکرد و یا نیاز به تعویض قطعات نظیر فیلترها.
  • قابلیت ارائه آب گرم و سرد با درجه حرارت قابل تنظیم توسط افراد خانواده.
  • قابلیت بستن درب یخچال به صورت خودکار در شرایط پر بودن دو دست.

سیستم روشنایی هوشمند:

چراغ‌های هوشمند اصلاحات غیر هوشمند مانند تایمر را حذف می‌کند، کنترل آن‌ها بسیار ساده‌تر است و به افراد اجازه می‌دهد آن‌ها را تنظیم کنند و عملکرد بهتری ارائه دهند. پس از نصب، دستگاه‌های روشنایی هوشمند با تلفن هوشمند ساکنین همگام می‌شوند تا بتوانند برای عملکرد آن‌ها برنامه مشخصی ارائه دهند.

سیستم اعلام حریق هوشمند:

سیستمی هوشمند می‌باشد که جهت جلوگیری از اتفاقات ناگوار در هنگام بروز یک حادثه آتش‌سوزی بتوان بر اساس شرایط و نیازهای مصرف کنندگان طراحی های گوناگونی برای آن در نظر گرفت. از جمله عملکردهای کلی این سیستم می‌توان به ارسال پیام هشدار و یا پیامک به شماره ذخیره شده در حافظه، بستن شیر گاز اصلی، هدایت آسانسورها به درب خروجی بصورت اتوماتیک، اعلام مسیرهای خروجی و باز نمودن تمام درب‌های خروجی اشاره نمود.

سیستم قفل هوشمند:

اگرچه امروزه سیستم‌های قفل و کلید سنتی با گذشت زمان بهبود یافته‌اند اما از زمان اختراع اولین قفل با گذشت بیش از هزار سال هنوز مکانیسم اصلی و نحوه کارکرد این ابزار تغییر نکرده است. قفل‌های هوشمندی از جمله قفل هوشمند آگوست، قفل هوشمند گوجی، قفل هوشمند کیوو عرضه شدند.

پایان.

منابع:

http://cdn.iotwf.com/resources/71/IoT_Reference_Model_White_Paper_June_4_2014.pdf

https://www.tomsguide.com/us/best-smart-smoke-detectors,review-4472.html

https://civilica.com/l/61426/

 

دیدگاهتان را بنویسید