راهنمای اجرای نهایی اینترنت اشیا در حوزه های مختلف

ساخت وبلاگ

تمرکز بر داده های دنیای واقعی. در جایی که یک سازمان به طور معمول با اسناد، پاورپوینت ها، تصاویر، ویدئوها، صفحات گسترده و بسیاری از اشکال دیگر اطلاعات دیجیتال ثابت سروکار دارد، دستگاه های اینترنت اشیا داده هایی تولید می کنند که معمولاً یک یا چند شرایط فیزیکی را در دنیای واقعی منعکس می کند. دستگاه‌های اینترنت اشیا نه تنها می‌توانند به کسب‌وکار کمک کنند تا آنچه را که اتفاق می‌افتد بیاموزد، بلکه می‌تواند بر آنچه اتفاق می‌افتد نیز کنترل کند.

اهمیت حیاتی فوریت در عملیات بلادرنگ در جایی که داده‌های معمول - مانند یک سند یادداشت - می‌توانند برای روزها یا ماه‌ها بدون استفاده وجود داشته باشند، دستگاه‌های اینترنت اشیا باید بدون تأخیر داده‌ها را برای جمع‌آوری و پردازش تحویل دهند. این امر باعث می شود که عوامل مرتبط مانند پهنای باند شبکه و اتصال، به ویژه برای محیط های IoT مهم باشند.

خود داده های حاصل. پروژه های اینترنت اشیا اغلب با پروژه بزرگتر یا هدف تجاری که استقرار اینترنت اشیا را هدایت می کند، تعریف می شوند. در بسیاری از موارد، داده‌های اینترنت اشیا بخشی از یک حلقه کنترل با هدف علت و معلولی مستقیم است. به عنوان مثال، یک سنسور به صاحب خانه می گوید که درب ورودی خانه باز است و صاحب خانه می تواند از یک محرک - یک دستگاه اینترنت اشیا که برای تبدیل سیگنال های کنترلی دریافتی از شبکه به اقدامات واقعی طراحی شده است - در درب برای قفل کردن از راه دور استفاده کند.
اما اینترنت اشیا می تواند از اهداف تجاری بسیار بزرگتر و گسترده تر پشتیبانی کند. میلیون‌ها حسگر اینترنت اشیا می‌توانند مقادیر غیرقابل تصوری از داده‌های خام تولید کنند - بسیار زیاد برای انسان‌ها برای بررسی و عمل کردن. پروژه های بزرگ اینترنت اشیا به طور فزاینده ای هسته اصلی ابتکارات کلان داده مانند پروژه های یادگیری ماشین (ML) و هوش مصنوعی (AI) هستند. داده‌های جمع‌آوری‌شده از استقرار دستگاه‌های IoT گسترده را می‌توان برای پیش‌بینی‌های تجاری حیاتی یا آموزش سیستم‌های هوش مصنوعی بر اساس داده‌های دنیای واقعی جمع‌آوری‌شده از آرایه‌های حسگر وسیع پردازش و تجزیه و تحلیل کرد. آنالیزهای Back-end می توانند به ذخیره سازی و قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز داشته باشند. محاسبات را می توان در مراکز داده متمرکز، در ابرهای عمومی یا توزیع در چندین مکان محاسبات لبه نزدیک به محل جمع آوری داده ها انجام داد.

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟
اینترنت اشیا یک دستگاه، نرم افزار یا فناوری واحد نیست. اینترنت اشیا ملغمه ای از دستگاه ها، شبکه ها، منابع محاسباتی و ابزارها و پشته های نرم افزاری است. درک اصطلاحات اینترنت اشیا معمولاً با خود دستگاه های اینترنت اشیا شروع می شود.

چیزها هر دستگاه اینترنت اشیا - یک چیز یا حسگر هوشمند - یک کامپیوتر اختصاصی کوچک است که دارای یک پردازنده تعبیه شده، سیستم عامل و حافظه محدود و اتصال شبکه است. این دستگاه داده‌های فیزیکی خاصی را جمع‌آوری می‌کند و آن داده‌ها را به یک شبکه IP مانند اینترنت ارسال می‌کند. بسته به کار سنسور، ممکن است تقویت کننده، فیلتر و مبدل نیز باشد. دستگاه های IoT از باتری تغذیه می کنند و به اتصال شبکه بی سیم از طریق آدرس های IP فردی متکی هستند. دستگاه های اینترنت اشیا را می توان به صورت جداگانه یا گروهی پیکربندی کرد.

اتصالات. داده های جمع آوری شده توسط دستگاه های IoT باید منتقل و جمع آوری شود. این لایه دوم اینترنت اشیا شامل شبکه گسترده، همراه با یک رابط بین شبکه و پردازش back-end است. این شبکه معمولاً یک شبکه مبتنی بر IP معمولی است، مانند شبکه محلی اترنت و اینترنت عمومی. هر دستگاه اینترنت اشیا یک آدرس IP منحصر به فرد و یک شناسه منحصر به فرد دریافت می کند. این چیز با استفاده از یک رابط شبکه بی سیم، مانند Wi-Fi، یا یک شبکه سلولی، مانند 4G یا 5G، داده های خود را به شبکه منتقل می کند. مانند هر دستگاه شبکه، بسته های داده با یک آدرس IP مقصد مشخص می شوند که در آن داده ها قرار است مسیریابی و تحویل شوند. چنین تبادل داده های شبکه ای مشابه تبادل روزانه داده های شبکه بین رایانه های معمولی است. مقصد این داده های حسگر خام معمولاً یک رابط واسطه مانند هاب اینترنت اشیا یا دروازه اینترنت اشیا است. دروازه اینترنت اشیا معمولاً برای جمع‌آوری و جمع‌آوری داده‌های خام حسگر، اغلب از وظایف پیش‌پردازش اولیه، مانند عادی‌سازی و فیلتر کردن، برای داده‌های اینترنت اشیا استفاده می‌کند.

پایان حجم عظیم داده های بلادرنگ تولید شده توسط ناوگان حسگر اینترنت اشیا و جمع آوری شده در دروازه اینترنت اشیا باید برای به دست آوردن بینش های عمیق تر، مانند افشای فرصت های تجاری یا رانندگی با یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل شود. دروازه اینترنت اشیا داده های حسگر تمیز و ایمن شده خود را برای پردازش و تجزیه و تحلیل در سراسر اینترنت به یک قسمت پشتی ارسال می کند. تجزیه و تحلیل ها با استفاده از خوشه های محاسباتی گسترده، مانند خوشه های Hadoop انجام می شود. این بک‌اند ممکن است در یک مرکز داده شرکتی، یک مرکز هم‌سکویی، یا یک زیرساخت محاسباتی که در ابر عمومی طراحی شده‌اند، واقع شود. در آنجا داده ها ذخیره، پردازش، مدل سازی و تجزیه و تحلیل می شوند.

لایه های معماری اینترنت اشیا چیست؟
بحث در مورد لایه‌های حسگر، اتصال و بک‌اند می‌تواند به کارکنان کسب‌وکار و فناوری اطلاعات در درک فناوری اینترنت اشیا کمک کند، اما چنین بحثی همچنین مستلزم توجه به معماری اینترنت اشیا است. اگرچه محدوده و جزئیات یک طرح معماری اینترنت اشیا بسته به ابتکار اینترنت اشیا می تواند به طور چشمگیری متفاوت باشد، برای رهبران حیاتی است که نحوه ادغام اینترنت اشیا در زیرساخت فعلی فناوری اطلاعات را در نظر بگیرند.

چهار مسئله اصلی معماری وجود دارد:

1-زیر ساخت: لایه فیزیکی شامل دستگاه های اینترنت اشیا، شبکه و منابع محاسباتی است که برای پردازش داده ها استفاده می شود. بحث زیرساخت اغلب شامل انواع حسگرها، کمیت‌ها، مکان‌ها، توان، رابط شبکه و ابزارهای پیکربندی و مدیریت است. شبکه‌ها شامل ملاحظات پهنای باند و تأخیر هستند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند نیازهای دستگاه اینترنت اشیا را مدیریت کنند. محاسبات تجزیه و تحلیل را در قسمت پشتی انجام می دهد، و سازمان ها ممکن است نیاز به استقرار منابع محاسباتی جدید گسترده ای برای مدیریت پردازش های اضافی یا استفاده از منابع درخواستی مانند ابر داشته باشند. بحث‌های زیرساخت همچنین شامل بررسی دقیق پروتکل‌ها و استانداردهای IoT مانند بلوتوث، GSM، 4G یا 5G، Wi-Fi، Zigbee و شبکه‌های شخصی بی‌سیم کم مصرف است.
2-امنیت: داده های تولید شده توسط اینترنت اشیا می تواند حساس و محرمانه باشد. انتقال چنین داده هایی در شبکه های باز می تواند دستگاه ها و داده ها را در معرض جاسوسی، سرقت و هک قرار دهد. سازمان‌هایی که در حال برنامه‌ریزی یک پروژه اینترنت اشیا هستند، باید بهترین راه‌ها را برای ایمن کردن دستگاه‌ها و داده‌های اینترنت اشیا در پرواز و در حالت استراحت در نظر بگیرند. رمزگذاری یک رویکرد رایج برای امنیت داده های اینترنت اشیا است. برای جلوگیری از هک و تغییرات مخرب در پیکربندی دستگاه، باید امنیت بیشتری برای دستگاه های اینترنت اشیا اعمال شود. امنیت شامل ابزارهای نرم افزاری مختلف و دستگاه های امنیتی سنتی مانند فایروال ها و سیستم های تشخیص نفوذ و پیشگیری است.
3ادغام: یکپارچه سازی همه چیز را به یکپارچه با هم کار می کند، تضمین می کند که دستگاه ها، زیرساخت ها و ابزارهای اضافه شده برای اینترنت اشیا با سیستم ها و برنامه های موجود - مانند مدیریت سیستم ها و ERP - که از قبل در سازمان وجود دارند، تعامل خواهند داشت. یکپارچه‌سازی مناسب به برنامه‌ریزی دقیق و آزمایش اثبات اصل به همراه مجموعه‌ای از ابزارها و پلتفرم‌های اینترنت اشیا مانند Apache Kafka یا OpenRemote نیاز دارد.
4-تجزیه و تحلیل و گزارش: سطح بالای معماری اینترنت اشیا مستلزم درک دقیق نحوه تجزیه و تحلیل و استفاده از داده های اینترنت اشیا است. این لایه کاربردی است که اغلب شامل ابزارهای تحلیلی، موتورهای مدل سازی و آموزش هوش مصنوعی و ML و ابزارهای تجسم یا رندر است. چنین ابزارهایی را می توان از فروشندگان شخص ثالث تهیه کرد یا از طریق ارائه دهندگان ابری که در آن داده ها ذخیره و پردازش می شوند، استفاده کرد.

موارد استفاده تجاری برای اینترنت اشیا
مجموعه وسیعی از دستگاه های کوچک و توانمند اینترنت اشیا، کاربردهای تجاری معناداری در صنایع بزرگ پیدا کرده است. برخی از موارد استفاده رو به گسترش در پنج صنعت مهم را در نظر بگیرید:

1-صفحه اصلی (تجاری یا کاربر نهایی): دستگاه های IoT برای مدیریت انرژی، امنیت و حتی برخی از اتوماسیون وظایف در خانه ها ظاهر می شوند:
ترموستات ها و روشنایی را می توان از طریق برنامه های اینترنتی برنامه ریزی و کنترل کرد.
حسگرهای فعال شده حرکتی می توانند جریان های ویدئویی و صوتی را به تلفن های هوشمند صاحب خانه راه اندازی کنند.
حسگرهای آب می‌توانند زیرزمین‌ها را برای نشت تماشا کنند.
آشکارسازهای دود، آتش و CO2 می توانند خطر را به کاربران گزارش دهند.
محرک های اینترنت اشیا می توانند درها را از راه دور قفل و باز کنند.
یخچال های هوشمند می توانند محتویات را ردیابی کنند و جاروبرقی های خودکار خانه را بدون دخالت مستقیم انسان تمیز نگه می دارند.
2-ساخت: دستگاه‌های اینترنت اشیا در تمامی روش‌های تولید و تنظیمات صنعتی پذیرفته شده‌اند. نمونه هایی از اینترنت صنعتی اشیا (IIoT) شامل موارد زیر است:
برچسب های اینترنت اشیا می توانند دارایی های شرکت را ردیابی، مکان یابی و موجودی کنند.
دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند به نظارت و بهینه‌سازی استفاده از انرژی کمک کنند، مانند کاهش روشنایی زمانی که مناطق تحت اشغال انسان بیکار هستند یا تنظیمات دما را در ساعات خاموشی پایین می‌آورند.
حسگرها و محرک های اینترنت اشیا می توانند از اتوماسیون و بهینه سازی فرآیند پشتیبانی کنند.
دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند انواع رفتارها و پارامترهای ماشین را در طول عملیات عادی نظارت کنند و ML را قادر می‌سازند تا تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را برای بهینه‌سازی زمان کارکرد فرآیند هدایت کند.

3-عمومی (بهداشت و ایمنی): حسگرهای اینترنت اشیا با اتصال کلاس سلولی می توانند به طور مشترک در سراسر مناطق شهری کار کنند تا طیف وسیعی از اهداف را انجام دهند:
دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند وجود ترافیک وسایل نقلیه را تشخیص دهند و شهرها را قادر می‌سازند تا روشنایی خیابان‌ها را در خیابان‌های بیکار و ساعات خاموشی تنظیم کنند.
تلاش‌های پیشگیری از جرم ممکن است شامل نظارت مبتنی بر دوربین باشد، در حالی که تشخیص صوتی متصل می‌تواند پلیس را به مناطقی که تیراندازی در آن شناسایی می‌شود هدایت کند.
دوربین‌ها را می‌توان برای تعیین و بهینه‌سازی ترافیک استفاده کرد، در حالی که فرستنده‌ها و دوربین‌ها می‌توانند پلاک‌ها یا جعبه‌های عوارض را برای هدایت جمع‌آوری و مدیریت عوارض بخوانند.
سیستم‌های پارکینگ متصل به هم شهرها را قادر می‌سازد تا مکان‌های پارک را ردیابی کنند و از طریق یک برنامه به رانندگان از نقاط موجود هشدار دهند.
حسگرها می‌توانند پل‌ها و دیگر ساختارها را برای استرس و مشکلات تماشا کنند و تشخیص زودهنگام و اصلاح را ممکن می‌سازند.
حسگرها می توانند کیفیت آب را کنترل کنند و امکان تشخیص زودهنگام آلاینده ها یا آلاینده ها را فراهم کنند.
4-پزشکی و بهداشتی: اینترنت اشیا در تله متری بیمار از راه دور و سایر کاربردهای پزشکی وجود دارد:
اینترنت اشیا در دستگاه‌های پوشیدنی بی‌سیم بی‌شماری از جمله کاف‌های فشار خون، مانیتورهای ضربان قلب و گلوکومتر وجود دارد. دستگاه‌ها را می‌توان تنظیم کرد تا کالری‌ها، اهداف ورزشی را تماشا کنند و قرار ملاقات‌ها یا داروها را به بیماران یادآوری کنند.
اینترنت اشیا دستگاه های هشدار دهنده اولیه مانند تشخیص سقوط را فعال می کند که به ارائه دهندگان سلامت و اعضای خانواده هشدار می دهد و حتی اطلاعات مکان را برای مشکل احتمالی ارائه می دهد.
نظارت از راه دور اینترنت اشیا به ارائه دهندگان سلامت کمک می کند تا سلامت بیمار و پایبندی به برنامه های درمانی را ردیابی کنند و شاید مسائل بهداشتی را با داده های تله متری ارتباط بهتری داشته باشند.
بیمارستان‌ها می‌توانند از اینترنت اشیا برای برچسب‌گذاری و ردیابی مکان واقعی تجهیزات پزشکی، از جمله دفیبریلاتور، نبولایزر، اکسیژن و ویلچر استفاده کنند.
IoT در نشان های کارکنان می تواند به مکان یابی و هدایت کارآمدتر کارکنان کمک کند.
اینترنت اشیا می تواند به کنترل تجهیزات دیگر کمک کند - مانند موجودی داروخانه، دمای یخچال و کنترل رطوبت و دما.
تجهیزات نظارت بر بهداشت اینترنت اشیا می تواند به اطمینان از تمیز بودن محیط های پزشکی کمک کند و به کاهش عفونت کمک کند.
5-خرده فروشی: IoT و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ در محیط های خرده فروشی و فروشگاه های فیزیکی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند:
دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند هر محصول را برچسب‌گذاری کنند، کنترل خودکار موجودی، پیشگیری از ضرر و مدیریت زنجیره تامین را امکان‌پذیر می‌کنند - سفارش‌هایی را بر اساس سطح فروش و موجودی ارسال می‌کنند.
دوربین‌ها و سایر فناوری‌های نظارتی می‌توانند فعالیت‌ها و ترجیحات خریداران را تماشا کنند و به فروشگاه‌های خرده‌فروشی کمک می‌کنند تا طرح‌بندی‌ها را بهینه کنند و محصولات مرتبط را سازمان‌دهی کنند تا فروش را به حداکثر برسانند.
دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند پرداخت و پرداخت بدون لمس و بدون اسکن، مانند پرداخت ارتباط نزدیک میدانی را پشتیبانی کنند.

ترند جدید در اینترنت اشیا صنعتی

اگرچه موضوع اینترنت اشیا در فضای صنعتی مدت زیادی است که مطرح شده است، تغییراتی در وسعت IIoT در حال وقوع است. به طور خاص، اینترنت اشیا در حال حرکت به سمت پایین‌تر زنجیره غذایی صنعتی و به سمت مکان‌هایی است که فناوری متصل هوشمند قبلاً هرگز به کار گرفته نشده است.

مطمئناً استفاده از فناوری متصل هوشمند چیز جدیدی در دنیای صنعتی نیست. کنترل فرآیند برای دهه‌ها در همه جا وجود داشته است و تصور زمانی در سال‌های اخیر که یک طبقه خودکار یا نیمه خودکار کارخانه به یک زیرساخت فناوری اطلاعات گسترده‌تر متصل نباشد، دشوار است. سنجش دستی و خودکار همراه با تجزیه و تحلیل داده ها و موارد اقدام مبتنی بر اطلاعات چیز جدیدی نیستند. این فناوری‌ها از دهه‌ها قبل از روند IoT پیش‌تر هستند.

چیزی که جدید است کاربرد گسترده اینترنت اشیا در مکان هایی است که قبلاً هرگز دیده نشده بود. در اینجا چند مثال کلیدی وجود دارد:

عرضه مواد غذایی: توسعه اخیر فناوری هوشمند و متصل به کشاورزی و صنعت دام به افزایش بازده محصول و افزایش بهره وری در پرورش و مدیریت دام کمک می کند. فن آوری هایی در حال آزمایش و به کارگیری هستند که بر کشاورزی نظارت و عمل می کنند که به اطمینان از شرایط بهینه برای رشد محصولات کشاورزی، کنترل آفات و بیماری ها کمک می کند.

به همین ترتیب در مدیریت دام، مجموعه ای رو به رشد از حسگرها و زیرساخت های ارتباطی برای مدیریت گاو و گراز استفاده می شود. حسگرهایی که به صورت بی سیم متصل می شوند برای ردیابی وضعیت سلامتی حیوانات و همچنین قرارگیری در گله ها استفاده می شوند. این امر باعث بهبود بهتر مسائل مربوط به سلامت حیوانات و همچنین جداسازی حیوانات بیمار می شود تا گله آلوده نشود.

اجزای فرآیند اجزای منفرد در پایین ترین سطح برای عملکرد با اتصال شروع به نظارت می کنند. چنین استقرارهای IoT برای کنترل فرآیند و همچنین برای تجزیه و تحلیل خرابی پیش‌بینی کننده اجزای حیاتی استفاده می‌شوند. در دسترس بودن حسگرهای بسیار کوچک و ارتباطات کم انرژی، نظارت را در سطح پایینی ممکن می‌سازد که تاکنون انجام نشده بود.

ردیابی و ردیابی: در بحران همه‌گیری کنونی، ردیابی و ردیابی از اهمیت بالایی برخوردار است. با این حال، قبل از همه‌گیری، راه‌حل‌های جدید متعددی ارائه شد که ردیابی و ردیابی اشیا و افراد را در محیط‌های خرده‌فروشی، نمایشگاه‌های تجاری و در حوزه حمل‌ونقل و تدارکات امکان‌پذیر می‌کرد.

همه اینها با استقرار گسترده حسگرها و فرستنده ها - فعال و غیرفعال - همراه با ارتباط داده ها در سیستم های بزرگ مبتنی بر ابر امکان پذیر است که در آن تجزیه و تحلیل می تواند به استخراج اطلاعات مفید کمک کند. در نهایت، این اطلاعات به فعالیت های قابل اجرا در داشبورد، دستگاه های تلفن همراه و سایر ماشین ها تبدیل می شود.

پزشکی از راه دور: اگرچه این مقوله جدید نیست، اما فناوری است که زمان آن فرا رسیده است. مطمئناً در سطح سطحی، پزشکی از راه دور استفاده از دستگاه های تلفن همراه، تبلت و لپ تاپ است. موارد استفاده ای که از این نتیجه تکامل می یابد شامل ادغام داده های حسگر متصل به اینترنت اشیا از دستگاه های تشخیصی و وضعیت سلامت در پوشش های واقعیت افزوده (AR) است.

این پتانسیل ارائه AR در پلتفرم‌های محاسباتی سنتی را دارد، اما همچنین منجر به فشار دیگری برای فناوری‌های پوشیدنی متصل هوشمند می‌شود. این به شکل مچ بندهای متصل هوشمند و حتی علاقه مجدد به محاسبات روی سر با سنسورها، دوربین ها و نمایشگرهای یکپارچه خواهد شد.

نتیجه
استقرار اینترنت اشیا در این تنظیمات صنعتی جدید امکان ساخت کتابخانه های داده با ارزش بالا را در فضای ابری فراهم می کند. با استفاده از تجزیه و تحلیل داده ها، یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی مرحله اولیه، شرکت ها قادر به استخراج اطلاعات غیرقابل دسترس و مفید هستند.

سپس چنین اطلاعاتی می‌تواند باعث ایجاد تغییرات در فرآیندها، مانند ماشین به ماشین، یا رفتار برای به دست آوردن نتایج بهتری شود که شامل بازدهی بالاتر، کاهش خرابی‌ها و خرابی‌ها، و استراتژی‌های تعمیر و نگهداری پیشگیرانه می‌شود.

استخدام فوری مهندس کنترل...
ما را در سایت استخدام فوری مهندس کنترل دنبال می کنید

برچسب : نویسنده : ctrla بازدید : 124 تاريخ : جمعه 17 تير 1401 ساعت: 14:26