نام کتاب:اینترنت اشیا، فناوری ها، پلتفرم ها و کاربردها
نویسندگان: Pethuru Raj و Anupama C. Raman
مترجمان: دکتر روح اله حاکمی فر - مهندس فاطمه یزدان نژاد
تشریح مفهوم یکپارچه‌سازی دستگاه با دستگاه/ ماشین به ماشین
فراگیر شدن فناوری ارتباطات فوق پیشرفته (سیمی و بی‌سیم) اهداف مهم و دیرپایی را برای یکپارچگی دستگاه‌ها و تعامل آن‌ها با یکدیگر برای به اشتراک گذاشتن پتانسیل‌ها ایجاد کرده است. زمینه‌های ارتباطاتی در جریان تحولات قابل توجهی قرار گرفته و پارادایم‌های (الگوهای) جدیدی نظیر ارتباطات خودکار و یکپارچه پدیدار شده‌اند. با بلوغ و رشد پلتفرم‌های ارتباطی و زیرساخت‌های مربوطه، چندین ویژگی ارتباطی و مدل بسیار سودمند ایجاد شده و حتی فرایندهای کسب‌وکار نیز با قابلیت‌های ارتباطی همگام می‌شوند تا فرایندهای متمرکز و فشرده به سرعت رشد کنند و در جهت تحقق رؤیاهای مردم تکامل یابند.
قابلیت‌های این شبکه‌های ارتباطی موردی جدید در میان بسیاری از دستگاه‌های مختلف محیط اطراف ما از جمله برچسب‌های محسوس و نا محسوس، ذرات هوشمند و منابع برق قرار گرفته تا نتایج ماشین‌های پیچیده موجود در صنعت و پزشکی را برای ایجاد مجموعهای از برنامههای کاربردی و سرویس محور بکار برند. چندین دامنه صنعتی بسیار خوش‌بینانه وجود دارند که به دنبال تغییر این پارادایم در مفهوم‌سازی و شکل دادن به یک مجموعه رو به جلو از برنامه‌هایی خلاق و شناخته شده در جامعه کاربری هستند. ارائه‌دهندگان خدمات مخابراتی، شرکای کلیدی و حیاتی به دنبال موفقیت بی‌نظیر در یکپارچه‌سازی دستگاه‌ها با دستگاه‌ها (D2D) هستند و یک گروه از برنامه کاربردی نسل بعدی در حال ساخت است که بر اساس آن تحول بزرگی در ایده یکپارچه‌سازی D2D به وجود می‌آید.
تعدادی موارد کاربردی تجاری که باعث افزایش محبوبیت و جذابیت ایده ارتباط D2D می‌شود، وجود دارند که یکی از مهم‌ترین آن‌ها شامل راهکارهای یکپارچه خانه (اختصاصی و استاندارد) است که امروزه بسیاری از آن‌ها برای ساده‌سازی و تسهیل کارهای سخت مرتبط با شبکه‌های خانگی و اتوماسیون هستند و به پیدایش خانه هوشمند در کشورهای پیشرفته منجر شده است. اندازه‌گیری هوشمند در تمام ماژول‌ها و دستگاه‌های شبکه‌های برق، موجب ایجاد تعداد زیادی شبکه هوشمند در سراسر جهان شده و در طرف دیگر ارتباطات یکپارچه در میان اجزای مختلف اتومبیل‌های کلاسیک به تولید ماشین‌های متصل و یا هوشمند انجامیده است. این مسیر ادامه دارد و شور و هیجان فراوان و خوش‌بینانه‌ای در میان فروشندگان محصولات و پلتفرم‌ها، شرکت‌های مخابراتی، ارائه‌دهندگان سرویس فناوری اطلاعات، یکپارچه کنندگان سیستم‌ها، ادارات دولتی، مؤسسات استاندارد، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی در مؤسسات علمی و سازمان‌های تجاری ایجاد شده است. ایده برقراری ارتباطات عمیق و پایدار در میان انواع مختلف دستگاه‌ها با اندازه‌ها و زیرساخت‌ها؛ سرویس‌های متعدد قدرتمند و انعطاف‌پذیری را به وجود آورده است.
کاربردهای های متداول M2M
با پایداری و تکامل رو به رشد استانداردهای M2M، پلتفرم‌ها و زیرساخت‌ها؛ نوآوران، اشخاص حقیقی، مؤسسات و نهادها می‌توانند تعدادی از موارد کاربردی و منحصر به فرد در حوزه فعالیتی خود را جهت تقویت و حمایت از فناوری M2M بیایند.
انرژی هوشمند
انرژی به محصول کمیابی تبدیل شده و ازاین‌رو حفاظت از آن ضروری خواهد بود. مصرف انرژی به معنی بیشترین مصرف حرارتی در محیط‌های صنعتی است و به عبارت دیگر با استفاده بهینه از انرژی ، خسارت به محیط زیست و پدیده گرم شدن زمین برای دستیابی به پایداری زیستی به شدت کاهش می‌یابد.
راه‌حل‌های اندازه‌گیری هوشمند یک راهحل M2M است که هر دستگاه ، جابهجایی و انتقال انرژی در یک شبکه را به یک متر هوشمند متصل می‌کند که در کشورهای پیشرفته پذیرفته شده و در حال استفاده است تا مصرف انرژی به درستی تشخیص داده شود. زیرساخت اندازه‌گیری پیشرفته یک زمینه تحقیقاتی و بسیار فعال برای ارائه راهکارها در بهره‌وری انرژی است .
بهداشت هوشمند
مراقبتهای بهداشتی در آینده به یک صنعت بزرگ تبدیل خواهد شد. تعدادی از دستگاه‌های خاص برای اندازه‌گیری و مدیریت برخی از پارامترهای سلامتی انسان وجود دارند و راه‌حل‌های M2M قادر به یادآوری به بیمار، اعضای خانواده و حتی پزشکان و پرستاران به منظور جلوگیری از وقوع هرگونه شرایط اضطراری که ناشی از اختلال در سلامت بیمار است، خواهد بود.
امنیت خانه هوشمند
اخیراً شبکه‌های پیشرفته خانگی، یکپارچه‌سازی، اتوماسیون، امنیت، و مکانیزم های کنترل؛ بازار را تغییر دادهاند. راه‌حل‌های M2M در امنیت خانه با مدیریت انرژی به منظور کنترل هشدارهای از راه دور از طریق تلفن همراه مانند کنترل دما، گرمایش، تهویه مطبوع در خانه ها و کسب‌وکارها ترکیب شده‌اند.
کنترل هوشمند ناوگان
برخی راهکارهای M2M به منظور کنترل و بارگیری کانتینرها شامل کانتینرهای کشتی، حمل پول، حمل کاغذ و پسماندهای هسته‌ای ایجاد شده‌اند. موقعیت کانتینر، وضعیت و زمان‌های باز و بسته شدن درب و همچنین کنترل آن با حسگرهای حرکتی، به راحتی قابل تشخیص هستند تا از خطرات امنیتی و سرقت جلوگیری کرده و قابلیت بازیابی کالاهای سرقت شده و یا از دست رفته افزایش یابد.
مدیریت هوشمندترافیک
راه حل های M2M قابلیت ارائه اطلاعات ترافیکی بلادرنگ را به رانندگان وسایل نقلیه از طریق دستگاه‌های سیستم موقعیت یاب جهانی دارند، تا آن‌ها بتوانند بهترین تصمیم‌گیری را در انتخاب مسیر و جایگزین‌های آن داشته باشند.
مدیریت موجودی و جایگذاری هوشمند
راه حل های M2M می‌تواند حسگرهای اندازه گیری مقدار یا تعداد محصولات در یک انبار ذخیره سازی را یکپارچه کند و این اطلاعات هم برای تأمین‌کننده و هم کاربر در دسترس هستند. بر این اساس، تغییرات ثبت شده می‌تواند زمانی که موجودی به یک سطح از پیش تعیین شده برسد، اعلام شود. این امر برای روندهای تولیدی که مقدار پیش‌بینی شده‌ای تولید نمی‌کنند و یا مقدار زیادی از کالاها را در شبکه توزیع قرار می‌دهند، بسیار سودمند است.
پرداخت نقدی هوشمند
راه‌حل‌های M2M اجازه پرداخت با کارت اعتباری یا بدهی از طریق تلفن همراه با انتقال داده‌های امن و رمزگذاری شده در معامله، فروش بلیت در مراکز، تئاتر، هتل‌ها، فیلم، رستوران و غیره را می‌دهد و همچنین برای خرده‌فروشان بدون اینکه مشتریان آن‌ها در صف پرداخت نقدی منتظر بمانند، امکان پرداخت هوشمند را فراهم می‌کند. برقراری اتصال بین، تگ‌ها، برچسب‌ها، برچسب خوان، کارت‌های نقدی، بانک‌های تجاری، خرده‌فروشان و غیره انجام می‌شود و تجربه مشتری افزایش قابل توجهی می‌یابد.
ردیابی هوشمند
راه‌حل‌های M2M اجازه می‌دهند تا والدین، موقعیت مکانی فرزندان خود را به طور دقیق در محل کار بررسی کنند و امکان نظارت بر افراد معلول و ناتوان را نیز از راه دور فراهم می‌آورند. همچنین می‌توان با ردیابی هوشمند، افرادی که به طور مستقل زندگی می‌کنند و مبتلا به بیماری هستند را مدیریت و ردیابی کرد و حتی مدیران می‌توانند کارکنان خود را در حین کار و در محل کارهای دارای شرایط سخت و خطرناک ردیابی کنند. ردیابی هوشمند به ویژه برای کسانی که در چاه‌های نفت فعالیت دارند یا با آتش‌سوزی جنگل‌ها مقابله می‌کنند و کنترل شرایط در مواردی که فاجعه‌ای در مناطق جنگلی و کوه‌ها اتفاق میافتد، می‌تواند بسیار مفید واقع شود. علاوه بر این‌ها عناصر موجود در دستگاه‌های خودکار توزیع کننده نوشیدنی می‌توانند با تأمین‌کنندگان ارتباط برقرار کرده و تمام اطلاعات مربوط به تعداد بطری‌های داخل ماشین و تعداد مورد نیاز را برای تأمین‌کننده ارسال کنند. به طور حتم یک پیشرفت جدی در تکرار این جریان ایجاد خواهد شد.
نمایشگرهای هوشمند
انواع ماشین‌آلات مانند دستگاه‌های خودپرداز، ماشین‌های فروش، تلویزیون، دوربین‌های امنیتی، تابلوهای اعلان و دشبوردها می‌توانند با هم در مکان‌های استراتژیک ادغام شوند و با ادغام این دستگاه‌ها با راهکارهای صحیح M2M ؛ ویدئوهای سفارشی و تصاویر ثابت می‌توانند اطلاعات دستگاه‌ها جهت اعلان هشدارهای حساس به زمان و جزییات موردنظر را به صفحه نمایش ارسال کنند. یک شخص می‌تواند غذای مورد نظر خود را از روی تلفن همراه خود سفارش دهد و در عین حال می‌تواند جزییات غذا و تصاویر آن را روی صفحه نمایش بزرگ‌تر هر ماشین یا با اتصال به پروژکتور، تصاویر را روی دیوار برای یک دید روشن‌تر ببینید.
تولید هوشمندتر
یک خودروی در حال حرکت به سمت پارکینگ منزل است و درگاه ارسال اطلاعات خود را نیز فعال کرده است. پس از آن، در ابتدا، ماشین اطلاعات تشخیصی را به تولید کننده که نیاز به تعمیر، نگهداری یا جایگزینی دارد، ارسال می‌کند و پس از آن اتفاقات هیجان انگیزی رخ می‌دهد. در ابتدا خودرو اطلاعات مربوط به سلامتی خود را برای بررسی تعمیرات مورد نیاز و تعویض قطعات، به تولید کننده ارسال می‌کند و سپس تولید کننده تجربیات جدید راننده از قبیل نوع شتاب انتخاب شده، استفاده از سیستم مسیریابی و به‌کارگیری ویژگی‌های ایمن ماندن از خطر را بررسی می‌کند.
از منظر خارجی، اینترنت اشیا یک مجموعه انتخاب نامحدود از نوآوریها شامل یک مسواک برقی که بر مسواک زدن صحیح نظارت دارد تا حسگر فشار در ناوگان و حسگرهای موقعیت جغرافیایی متصل را ارائه می‌دهد و پتانسیل استفاده از آن‌ها بی حد و حصر است و می‌تواند یک کارخانه را نیز شامل شود. تولیدات متصل به معنی اینترنت اشیا است و تحلیل‌های مداوم به تشخیص نیازمندی‌های آیندهی دستگاه‌ها مانند از کار افتادگی، تعمیرات مورد نیاز و یا نیاز به منبع برق؛ کمک می‌کند. در این صورت، دستگاه خود می‌تواند دستورات مناسب را به انسان یا یک ماشین دیگر ارسال کند و عملیات یکپارچه، ایمن و اقتصادی را تضمین نماید.
مدیریت هوشمند دارایی
هر صنعت مجموعهای از دارایی‌های خاص خود را دارد. به عنوان مثال بیمارستان‌ها باید تعدادی از دستگاه‌های اسکن، تجهیزات تشخیصی، نظارت بر مراقبتهای بهداشتی، ربات‌ها و سایر ابزارها را داشته باشند. این دستگاه‌ها در اندازه‌های مختلف کوچک و بزرگی هستند و چالش واقعی، در شناسایی مکان مؤثر در موارد اضطراری، نگهداری، مدیریت، نظارت، موجودی، امنیت و غیره است.
یک راهحل M2M چندین مزیت منحصر به فرد در این سناریوی پیچیده دارد. راهحل پیشرفته M2M به طور چشمگیری زمان جستجوی کاربران را جهت تشخیص مکان دقیق دارایی کاهش داده و زمان استفاده را به صورت قابل توجه افزایش می‌دهد تا توانایی به اشتراک‌گذاری دارایی با ارزش را بین بخش‌ها فراهم کند. هر دارایی در یک محیط بیمارستان یکپارچه و با وب به صورت از راه دور هماهنگ شده است و یا با اتصال پلتفرم ابر به دستگاه‌های M2M ، نظارت از راه دور، تعمیرات و مدیریت گسترده را تسهیل می‌کند. با روش اتصال دستگاه به برنامههای مراقبتی بهداشتی توسط ابر میزبان، هر دستگاه می‌تواند داده‌های خود را به روز کرده و به صورت متمرکز در برنامهها بارگذاری نماید. در نتیجه تعدادی از فعالیت‌ها به طور کامل با اجتناب از مداخله، تفسیر و دستورالعمل‌های دستی، کاملاً خودکار می‌شود.
متخصصان و کارشناسان در حال بررسی، آزمایش و تفسیر یک مجموعه ارزش افزوده در کسب‌وکارها برای بخش‌های مختلف صنعتی هستند تا حرکت در فضای M2M را به صورت صحیح حفظ کنند و روندهای دیگر با مشارکت دانشگاهیان و صاحبان صنایع، رشد سریعی دارند. امروزه، سیستم‌های سایبری فیزیکی توانمندی‌های جدیدی به دست آوردهاند و به عبارت دیگر انواع سیستم‌های فیزیکی در سطح زمین با تعداد زیادی از کاربردهای عمومی و همچنین کاربردهای خاص، خدمات و داده‌ها فعال شده‌اند. این بدین معناست که نه تنها قابلیت اتصال، بلکه توانایی‌های نرم‌افزاری نیز به عنوان نسل بعدی تحولات انتخاب خواهد شد.
خرده‌فروشی هوشمندتر
مک‌دونالد در تعاملات با کاربر یک تجربه منحصر به فرد داشته است. ترکیبی از دستگاه‌های اینترنت اشیا و تبلیغات محتوایی اجازه دادهاند تا اپراتور رستوران امکان تطبیق برنامههای کاربردی تلفن همراه و ارائه تبلیغات را با توجه به اطلاعاتی مانند موقعیت، آب و هوا، عادت‌های خرید و پاسخ به تبلیغات قبلی، داشته باشند. به عنوان مثال اگر کسی در یک روز گرم تابستانی سرعت حرکت بالایی داشته باشد، برنامهای که در یک پلتفرم تحلیل متنی در تلفن همراه اجرا می‌شود، پیشنهاد یک نوشابه را به او ارائه می‌دهد.
برای خرده‌فروشان، استفاده از اینترنت اشیا با هدف بازاریابی و فروش به منظور ایجاد تجربه‌های معنی‌دار در افزایش وفاداری و مشارکت مشتری انجام می‌شود. Starbuck ، یک فروشنده زنجیره‌ای قهوه، تصمیم گرفت تعدادی بیکن به صورت از راه دور در فروشگاه‌های خود در شهر سیاتل قرار دهد تا پیشنهادات برای مشتریانی که برنامه Starbuck را در تلفن همراه خود دارند، به صورت بهینه و سفارشی شده نمایش داده شود و ایده این کار این است که مشتریان همیشگی از دیگر مشتریان تفکیک داده شوند.
تسهیل معاملات با مشتری و جلب تعامل با برند، راه‌های مؤثری برای تقویت وفاداری مشتری است. برای نمونه Home Depot برای افزایش مشارکت مشتری در بعد دوم، از اینترنت اشیا به منظور ارائه خدمات شخصی و اطلاعات به مشتریان استفاده می‌کند تا در فرایند تصمیم‌گیریشان کمک کند. برنامه تلفن همراه به خریداران امکان یافتن موجودی، مقایسه بازار و فروشگاه‌ها، پرسش از کارشناسان پروژهها و تجسم قرارگیری محصولات در
خانه هایشان را می‌دهد. هنگامی‌که در فروشگاه هستید، می‌توانید برای راهنمایی به سمت محصولات در راهروها و یافتن آن‌ها از اپلیکیشن طراحی شده استفاده کنید.
