آموزش اینترنت اشیاء (IOT)

آموزش اینترنت اشیا

آنچه در این صفحه می خوانید:

معرفی اینترنت اشیاء (IOT)

Internet of Things یا به اختصار IoT سیستمی از دستگاه های محاسباتی بهم پیوسته، ماشین های مکانیکی و دیجیتال و اشیاء است که با شناسه های منحصر به فرد (UID) و امکان انتقال داده از طریق شبکه بدون نیاز به تعامل انسان با کامپیوتر، ارائه می شود.

تعریف اینترنت اشیاء به دلیل همگرایی چندین فناوری، تجزیه و تحلیل در زمان واقعی، یادگیری ماشین، حسگر اشیا و سیستم های تعبیه شده تکامل یافته است. زمینه های سنتی سیستم های تعبیه شده، شبکه های حسگر بی سیم، سیستم های کنترل، اتوماسیون (از جمله اتوماسیون در منزل و ساختمان) و سایر موارد در ایجاد اینترنت اشیاء نقش دارند. در بازار مصرف، فناوری IoT مترادف محصولاتی است که به مفهوم "خانه هوشمند" مربوط می شود و وسایلی را پوشش می دهد (مانند وسایل روشنایی، ترموستات، سیستم های امنیتی خانگی و دوربین ها و سایر لوازم خانگی) که از اکوسیستم های متداول تر و از طریق دستگاه های مرتبط با آن اکوسیستم مانند تلفن های هوشمند و بلندگوهای هوشمند قابل کنترل است.

اینترنت اشیاء (IoT) را می توان به عنوان شبکه ای از اشیاء فیزیکی یا "چیزهایی" تعریف کرد که با نرم افزار، الکترونیک، شبکه و حسگرها تعبیه شده اند که به این اشیاء امکان جمع آوری و تبادل داده ها را می دهد. هدف IoT گسترش اتصال به اینترنت از دستگاه های استاندارد مانند رایانه، موبایل، تبلت به دستگاه هایی مانند توستر است. IoT با بهبود جنبه های زندگی ما با قدرت جمع آوری داده ها، الگوریتم های هوش مصنوعی و شبکه ها، تقریبا همه چیز را "هوشمند" می کند. ویژگی های موجود در IoT همچنین می تواند برای شخص دارای کاشت مانیتور دیابت، دستگاه ردیابی حیوان و غیره استفاده شود.

نگرانی های جدی در مورد خطرات در رشد IoT به ویژه در زمینه های حفظ حریم خصوصی و امنیت وجود دارد و به تبع آن، اقدامات صنعت و دولت ها را برای شروع به بررسی این موارد بر انگیخته است.

تاریخچه اینترنت اشیاء (IOT)

مفهوم شبکه دستگاه های هوشمند از اوایل سال 1982 مورد بحث قرار گرفت، که دستگاه فروش خودکار در دانشگاه کارنگی ملون تبدیل به اولین دستگاه متصل به اینترنت شد که توانست گزارش موجودی خود را ارائه دهد و اینکه آیا نوشیدنی های تازه بارگیری شده سرد بوده یا خیر. مقاله مارک ویزر در سال 1991 در مورد رایانه همه جا، "کامپیوتر قرن 21"، و همچنین مکان های دانشگاهی مانند UbiComp و PerCom چشم انداز معاصر IoT را تولید کرد.

اصطلاح "اینترنت چیزها" احتمالاً در سال 1999 توسط کوین اشتون از Procter & Gamble، بعداً مرکز خودکار شناسایی MIT ابداع شده است. در آن مرحله، وی شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) را برای اینترنت اشیا ضروری دانست، که به کامپیوترها امکان می دهد همه چیزهای شخصی را مدیریت کنند.

معماری اینترنت اشیاء (IOT)

معماری سیستمIoT، از نظر ساده، از سه لایه تشکیل شده است: لایه اول Devices، لایه دوم Edge Gateway ولایه سوم Cloud است. دستگاه ها شامل مواردی در شبکه هستند، مانند سنسورها و محرک های موجود در تجهیزاتIoT، به ویژه آن هایی که از پروتکل هایی مانند Modbus ،Zigbee یا پروتکل های اختصاصی استفاده می کنند تا به Edge Gateway وصل شوند. Edge Gateway از سیستم های جمع آوری داده های حسگر به نام Edge Gateways تشکیل شده است که قابلیت هایی مانند پیش پردازش داده ها، امنیت اتصال به ابر، استفاده از سیستم هایی مانند WebSockets، مرکز رویدادها و حتی در برخی موارد تجزیه و تحلیل لبه را دارد.

این شامل سیستم های مختلف بانک اطلاعاتی است که داده های حسگر مانند داده های سری زمانی یا فروشگاه دارایی ها را با استفاده از سیستم های ذخیره داده بک اند (به عنوان مثال کاساندرا، پستگرس کیو ال) ذخیره می کنند. ردیف ابر در اکثر سیستم های مبتنی بر ابر IoT دارای ویژگی های صف وقایع و پیام رسانی است که ارتباطاتی را که در همه ردیف ها انجام می شود، مدیریت می کند. برخی از کارشناسان سه ردیف را در سیستم IoT به عنوان لبه، سکو و شرکت طبقه بندی کرده اند و اینها به ترتیب توسط شبکه مجاورت، شبکه دسترسی و شبکه سرویس به هم وصل می شوند.

اجزای تشکیل دهنده اینترنت اشیا (IOT) چیست؟

این اولین رده از اکوسیستم اینترنت اشیا است و ستون فقرات کل شبکه اینترنت اشیا را تشکیل می دهد. داده ها برای اینترنت اشیا ضروری هستند و سنسورها عامل مهمی برای اطمینان از صحت و اعتبار داده ها هستند. این لایه اساسی متشکل از وسایل فیزیکی و ریز است که در دستگاه IoT تعبیه شده و وظیفه جمع آوری داده ها یا کنترل مکانیزم را بر عهده دارند.

حسگرها

حسگرها برای جمع آوری اطلاعات جزئی از محیط اطراف کار می کنند. آنها گاهی اوقات به عنوان "ردیاب" نیز شناخته می شوند زیرا عملکرد اصلی حسگرها تشخیص حتی کوچکترین تغییر در محیط اطراف است. این به یک دستگاه اینترنت اشیا اجازه می دهد تا داده های مربوطه را برای زمان واقعی یا پردازش پس از آن ضبط کند.

محرک ها

محرک ها برخلاف سنسورها کار می کنند. در حالی که سنسورها، حس محرک ها عمل می کنند. آنها یک سیگنال یا دستور دریافت می کنند و بر اساس آن باعث عملی می شوند. آنها به اندازه سنسورها بسیار مهم هستند، به محض اینکه سنسورها تغییر در محیط را تشخیص دادند، برای ایجاد اتفاق بر اساس ماشه به یک محرک نیاز است.

اینترنت اشیا شبکه ای است که شامل دستگاه ها، سنسورها، ابر و محرک ها است و همه اینها برای اتصال رمزگشایی با یکدیگر نیاز دارند تا بتوانند داده ها را رمزگشایی کنند و در نتیجه عملیاتی انجام دهند. اتصال، قطعه دوم معما را در دنیای پیچیده اکوسیستم اینترنت اشیا تشکیل می دهد.

پروتکل ها

هنگامی که داده ها توسط حسگرها جمع آوری شد، برای حمل و نقل به یک محیط نیاز دارد. به عبارت دیگر، یک کانال ارتباطی بین حسگرها و ابر ضروری است. پروتکل های اینترنت اشیا وظیفه انتقال داده ها در دنیای آنلاین را دارند و این انتقال فقط در صورت اتصال ایمن دو دستگاه امکان پذیر است. استانداردها و پروتکل های اینترنت اشیا شامل یک زبان نامرئی است که به اشیا فیزیکی اجازه می دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

دروازه های (Gateways) اینترنت اشیا

ورودی، داده های خام حسگرها باید از دروازه ها عبور کنند تا به ابر برسند. Gateways پروتکل های شبکه را ترجمه می کند تا از برقراری ارتباط بی نقص همه دستگاه های درون شبکه اطمینان حاصل کند. اساساً این دروازه ها را به یک نقطه مهم ارتباطی تبدیل می کند و مسئولیت مدیریت آسان ترافیک داده ها را بر عهده دارد.

ابر اینترنت اشیا

هنگامی که داده ها جمع آوری شد و به ابر منتقل شد، باید پردازش شود. ابر جایی است که "چیزهای هوشمند" اتفاق می افتد! این تسهیلات با عملکرد بالا به طور عمده اجزای سازنده را با اکوسیستم اینترنت اشیا بهم پیوند می دهد. این داده ها را اداره می کند، ذخیره می کند و تصمیم می گیرد که یک معامله را انجام دهد یا از بین ببرد. همه اینها برای مقادیر عظیم داده در کمتر از میلی ثانیه انجام می شود. زمان برای اینترنت اشیا بسیار مهم است، زیرا به ویژه در موارد مهم مانند سلامتی و ایمنی، نباید تأخیر داشته باشد.

تجزیه و تحلیل اینترنت اشیا و مدیریت داده ها

داده ها ممکن است یک کلمه کوچک باشد اما دارای قدرت فوق العاده ای است که می تواند تأثیر زیادی بر هر مشاغل بگذارد. از IoT Analytics برای فهم مقدار زیادی از داده های آنالوگ استفاده می شود. این به عنوان مثال می تواند تعیین شاخص های اصلی عملکرد در یک برنامه خاص باشد که در آن فرد ممکن است علاقه مند به مشاهده خطا یا بی نظمی در زمان واقعی باشد.

دستگاه های کاربر نهایی و رابط کاربری

رابط کاربر جز قابل رویت است که به راحتی در دسترس و کنترل کاربر اینترنت اشیا است. اینجاست که کاربر می تواند سیستم را کنترل کرده و تنظیمات برگزیده خود را تنظیم کند. هرچه این مولفه اکوسیستم اینترنت اشیا کاربر پسندتر باشد، تعامل کاربر آسان تر است.

کاربرد اینترنت اشیاء (IOT)

آموزش جامع اینترنت اشیا

مجموعه گسترده کاربرد های اینترنت اشیا اغلب به فضاهای مصرفی، تجاری، صنعتی و زیربنایی تقسیم می شود. مهمترین موارد آن در زیر بیان شده است:

برنامه های مصرف کننده

بخش زیادی از دستگاه های IoT برای کاربرد مصرف کننده ایجاد می شود، از جمله وسایل نقلیه متصل، اتوماسیون منزل، فناوری پوشیدنی، بهداشت متصل و وسایل دارای قابلیت نظارت از راه دور.

خانه هوشمند

دستگاه های IoT بخشی از مفهوم بزرگتر اتوماسیون منزل است که می تواند شامل روشنایی، گرمایش و تهویه مطبوع، رسانه ها و سیستم های امنیتی باشد. مزایای بلند مدت می تواند با صرفه جویی خودکار چراغ ها و الکترونیک، موجب صرفه جویی در مصرف انرژی شود.

خانه هوشمند یا خانه اتوماتیک می تواند مبتنی بر سکوی یا مراکز مستقر در کنترل دستگاه ها و لوازم هوشمند باشد. به عنوان مثال، با استفاده از HomeKit اپل، تولید کنندگان می توانند محصولات خانگی و لوازم جانبی خود را توسط برنامه در دستگاه های آی او اس (iOS) مانند iPhone و Apple Watch کنترل کنند. این می تواند برنامه اختصاصی یا برنامه های بومی iOS مانند Siri باشد.

نگهداری از سالمندان

یکی از کاربردهای مهم خانه هوشمند، کمک به افراد معلول و افراد سالخورده است. این سیستم های خانگی برای رفع ناتوانی های خاص مالک از فناوری کمکی استفاده می کنند. کنترل صدا می تواند به کاربران در محدودیت های دید و تحرک کمک کند در حالی که سیستم های هشدار می توانند به طور مستقیم به کاشت حلزون که توسط کاربران کم شنوا پوشیده می شود متصل شوند. همچنین می توانند به ویژگی های ایمنی اضافی مجهز شوند. این ویژگی ها می تواند شامل حسگرهایی باشد که در مواقع اضطراری پزشکی مانند افتادن یا تشنج نظارت می کنند. فناوری خانه هوشمند که از این طریق استفاده می شود، می تواند آزادی و کیفیت زندگی بیشتری را در اختیار کاربران قرار دهد.

خدمات پزشکی و بهداشتی

اینترنت اشیاء پزشکی (IoMT)، (همچنین به آن اینترنت چیزهای سلامت گفته می شود)، برنامه IoT برای اهداف پزشکی و بهداشتی، جمع آوری داده ها و تجزیه و تحلیل برای تحقیق و نظارت است. IoMT به عنوان فناوری ایجاد سیستم مراقبت بهداشتی دیجیتالی، اتصال منابع پزشکی موجود و خدمات بهداشتی درمانی، به عنوان "هوشمند درمانی" معرفی شده است.

سیستم های دیجیتال

IoT می تواند در ادغام ارتباطات، کنترل و پردازش اطلاعات در سیستم های حمل و نقل مختلف کمک کند. کاربرد IoT به کلیه جنبه های سیستم های حمل و نقل (یعنی وسیله نقلیه، زیرساخت ها و راننده یا کاربر) گسترش می یابد. تعامل پویا بین این مؤلفه های سیستم حمل و نقل، ارتباطات درون و داخل خودرو، کنترل ترافیک هوشمند، پارکینگ هوشمند، سیستم های جمع آوری عوارض الکترونیکی، تدارکات و مدیریت ناوگان، کنترل وسیله نقلیه، ایمنی و کمک های جاده ای را امکان پذیر می کند. به عنوان مثال، در تدارکات و مدیریت ناوگان، پلتفرم IoT می تواند از طریق سنسورهای بی سیم بطور مداوم بر مکان و شرایط بار و دارایی نظارت کند و هنگام وقوع استثنائات مدیریت، هشدارهای ویژه ای ارسال کند (تأخیر، خسارت، سرقت و غیره).

این امر تنها با IoT و اتصال بی سیم آن بین دستگاه ها امکان پذیر است. سنسورهایی مانند GPS، رطوبت و دما داده ها را به سکوی IoT ارسال می کنند و سپس داده ها را تجزیه و تحلیل کرده و سپس برای کاربران ارسال می کند. به این ترتیب، کاربران می توانند وضعیت واقعی وسایل نقلیه را ردیابی کنند و می توانند تصمیمات مناسبی بگیرند. اگر با Machine Learning همراه باشد، با معرفی هشدار خواب آلودگی به رانندگان و تهیه اتومبیل های خودران نیز به کاهش تصادفات منجر می شود.

اتوماسیون ساختمان و خانه

از دستگاه های IoT می توان برای نظارت و کنترل سیستم های مکانیکی، برقی و الکترونیکی مورد استفاده در انواع مختلف ساختمان ها (به عنوان مثال عمومی و خصوصی، صنعتی، مؤسسات یا مسکونی) در سیستم های اتوماسیون منزل و اتوماسیون ساختمان استفاده کرد. در این زمینه، سه حوزه اصلی در ادبیات تحت پوشش قرار می گیرد:

  • ادغام اینترنت با ساختمان های سیستم های مدیریت انرژی به منظور ایجاد "ساختمان های هوشمند" با انرژی و کارآمد برای IOT.
  • ابزار ممکن برای نظارت بر زمان واقعی برای کاهش مصرف انرژی و نظارت بر رفتارهای سرنشینان.
  • ادغام دستگاه های هوشمند در محیط ساخته شده و نحوه استفاده آن ها در برنامه های آینده.

کاربردهای صنعتی

همچنین با عنوان IoT شناخته می شود، دستگاه های صنعتی IoT داده های مربوط به تجهیزات متصل، فناوری عملیاتی، مکان ها و افراد را به دست آورده و آنالیز می کنند. IOT همراه با دستگاه های مانیتورینگ فناوری عملیاتی (OT)، IOT به تنظیم و نظارت بر سیستم های صنعتی کمک می کند.

کشاورزی

چندین کاربرد IoT در کشاورزی وجود دارد مانند جمع آوری داده ها در مورد دما، بارندگی، رطوبت، سرعت باد، آلودگی به آفات و محتوای خاک. از این داده ها می توان برای اتوماسیون تکنیک های کشاورزی، اتخاذ تصمیمات آگاهانه برای بهبود کیفیت و کمیت، به حداقل رساندن ریسک و ضایعات و کاهش تلاش مورد نیاز برای مدیریت محصولات زراعی استفاده کرد. به عنوان مثال، کشاورزان هم اکنون می توانند دمای خاک و رطوبت را از دور مشاهده کنند و حتی داده های به دست آمده از IoT را نیز در برنامه های لقاح دقیق اعمال کنند.

برنامه های زیرساختی

نظارت و کنترل عملیات زیرساخت های پایدار شهری و روستایی مانند پل ها، مسیرهای ریلی و مزارع بادی درون و برون مرزی برنامه اصلی IoT است. از زیرساخت IoT می توان برای نظارت بر وقایع یا تغییر در شرایط ساختاری استفاده کرد که می تواند ایمنی را به خطر اندازد و خطر را افزایش دهد. IoT با صرفه جویی در هزینه، کاهش زمان، روز کاری با کیفیت بهتر، گردش کار بدون کاغذ و افزایش بهره وری می تواند از صنعت ساخت و ساز بهره مند شود. این نرم افزار می تواند در تصمیم گیری سریعتر و صرفه جویی در هزینه با تحلیل داده Real-Time کمک کند.

همچنین با هماهنگی انجام وظایف بین ارائه دهندگان خدمات مختلف و استفاده کنندگان از این امکانات، می تواند برای برنامه ریزی فعالیت های تعمیر و نگهداری به شیوه ای کارآمد نیز مورد استفاده قرار گیرد. برای دسترسی به کشتی ها می توان از دستگاه های IoT نیز استفاده کرد که زیرساخت های حساس مانند پل ها را کنترل می کند. استفاده از دستگاه های IoT برای نظارت و زیرساخت های عملیاتی احتمالاً باعث بهبود مدیریت حوادث و هماهنگی واکنش اضطراری و کیفیت خدمات، به روز رسانی و کاهش هزینه های بهره برداری در کلیه مناطق مرتبط با زیرساخت ها خواهد شد. حتی مناطقی مانند مدیریت پسماند می توانند از اتوماسیون و بهینه سازی لازم توسط IoT بهره مند شوند.

استقرار در مقیاس کلان شهر

چندین استقرار برنامه ریزی شده یا در مقیاس بزرگ از IoT وجود دارد، تا بتوانید مدیریت بهتری در شهرها و سیستم ها داشته باشید. به عنوان مثال، Songdo، کره جنوبی، اولین شهر از نوع هوشمند و کاملاً مجهز است که به تدریج ساخته می شود و تقریباً 70 درصد از منطقه تجاری تا ژوئن سال 2018، با دخالت اندک و یا هیچ انسانی به اتمام رسیده است.

مدیریت انرژی

تعداد قابل توجهی از دستگاه های مصرف کننده انرژی (به عنوان مثال سوئیچ ها، پریز برق، لامپ ها، تلویزیون ها و غیره) در حال حاضر اتصال به اینترنت را یکپارچه کرده اند، که می تواند به آنها امکان برقراری ارتباط با برنامه ها را برای تعادل تولید برق و مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف انرژی به صورت کلی فراهم کند. این دستگاه ها امکان کنترل از راه دور توسط کاربران و یا مدیریت مرکزی را از طریق رابط مبتنی بر ابر فراهم می کنند و عملکردهایی مانند برنامه ریزی (به عنوان مثال، از راه دور روشن یا خاموش کردن سیستم های گرمایش، کنترل اجاق ها، تغییر شرایط روشنایی و غیره) را فعال می کنند.

شبکه هوشمند برنامه IoT در کنار ابزار است. سیستم ها با استفاده از انرژی و اطلاعات مرتبط با انرژی و انرژی برای بهبود بهره وری در تولید و توزیع برق اقدام می کنند. با استفاده از دستگاه های پیشرفته اندازه گیری (AMI) متصل به اینترنت، ابزارهای برقی نه تنها اطلاعات را از کاربران نهایی جمع می کنند بلکه مدیریت توزیع دستگاه های اتوماسیون مانند ترانسفورماتورها را نیز دارند.

نظارت بر محیط زیست

برنامه های نظارت بر محیط زیست از IoT به طور معمول از سنسورهایی برای کمک به حفاظت از محیط زیست با نظارت بر کیفیت هوا یا آب، شرایط جوی یا خاک استفاده می کنند و حتی می تواند مناطقی مانند نظارت بر حرکات حیوانات وحشی و زیستگاه های آنها را نیز شامل شود. توسعه دستگاه های محدود به منابع متصل به اینترنت همچنین بدان معنی است که سایر برنامه ها مانند سیستم های هشدار دهنده اولیه زلزله یا سونامی نیز می توانند توسط خدمات اضطراری برای ارائه کمک های مؤثرتر مورد استفاده قرار گیرند.

دستگاه های IoT در این برنامه به طور معمول از منطقه جغرافیایی وسیع استفاده می کنند و همچنین قابل حمل هستند. استدلال شده است که استانداردسازی IoT به سنجش بی سیم باعث تحول در این منطقه خواهد شد.

زبان برنامه نویسی اینترنت اشیا (IOT)

اینترنت اشیا به دلیل ماهیت چند کاره ای و روش های متعددی که اجزای سازنده با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند، فضایی چند زبانه است. کاموپوننت های سیستم اینترنت اشیا، دستگاه های نهایی، محاسبات لبه ای، ذخیره داده ها و ماژول های تحلیلی، برنامه های کاربر نهایی، نقش های مختلفی را بازی می کنند و در محیط های مختلف کار می کنند. مشخصات و الزامات فردی آنها تعیین می کند که توسعه دهندگان اینترنت اشیا از چه زبان های برنامه نویسی برای کدگذاری استفاده می کنند.

بیایید هر زبان برنامه نویسی را یکی یکی مرور کنیم:

جاوا (Java)

این زبان از مزایای شناخته شده بسیاری برخوردار است و قابلیت حمل یکی از اصلی ترین آنهاست. مهندسان جاوا می توانند کدها را بر روی رایانه های کاری خود بنویسند و اشکال زدایی کنند و سپس با استفاده از ماشین مجازی جاوا آن را به هر تراشه منتقل کنند. بنابراین، توسعه دهندگان می توانند کد را روی کوچکترین ماشین ها و نه فقط در تلفن های هوشمند و سرورهایی که JVM رایج است، اجرا کنند.

سی و سی پلاس پلاس

جاوا تنها زبان برنامه نویسی محبوب در توسعه نرم افزار IoT نیست. C و ++C غالباً برای اهداف مختلفی برای پروژه های اینترنت اشیا مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، مهندسان ممکن است از زبان C با ورق های اینترنت اشیا یا ++C در سیستم های IoT تعبیه شده استفاده کنند.

با توجه به اینکه هر دو زبان دارای مصرف انرژی نسبتاً کم و انعطاف پذیری پیشرفته ای هستند، توسعه دهندگان می توانند از آنها برای کدگذاری موثر برای سیستم های تعبیه شده با رابط سخت افزار زیر استفاده کنند.

پایتون (Python)

امروزه پایتون در میان توسعه دهندگان اینترنت اشیا بسیار محبوب شده است زیرا خواندن آن بسیار آسان است، انعطاف پذیر، سریع است و قدرت آن به مهندسان اجازه می دهد تا با برنامه های سنگین داده کار کنند.

جاوا اسکریپت (JavaScript)

امروزه از JavaScript و فریمورک های آن به طور فعال در پروژه های توسعه نرم افزار IoT استفاده می شود. به عنوان مثال، JavaScript و Node.js ممکن است برای ایجاد و مدیریت سیستم ها و شبکه های اینترنت اشیا عمومی و خصوصی عالی باشند.

همچنین مدت هاست که جاوا اسکریپت توسط دو میکروکنترلر Tessel و Espruino استفاده می شود. این ممکن است در مواردی که نیاز به استفاده از میکروکنترلرهای کم مصرف مانند Espruino یا میکروکنترلرهای سریع با حافظه زیاد مانند Tessel وجود دارد مفید واقع شود. با توجه به این واقعیت که هر دو میکروکنترلر مبتنی بر جاوا اسکریپت هستند، حتی توسعه دهندگان وب می توانند بدون صرف وقت زیاد برای یادگیری زبان جدید، به راحتی روی پروژه های اینترنت اشیا کار کنند.

سوئیفت (Swift)

دستگاه های iOS و macOS اغلب به بخشی از سیستم های اینترنت اشیا تبدیل می شوند، بنابراین Swift ممکن است یک بازی مناسب برای پروژه های اینترنت اشیا باشد. به عنوان مثال، اگر شرکتی بخواهد نرم افزار اینترنت اشیا را ایجاد کند که قادر به تعامل با iPad یا iPhone باشد، توسعه دهندگان به احتمال زیاد Swift را برای ایجاد برنامه انتخاب می کنند.

توسعه دهندگان همچنین می توانند با استفاده از فریمورک های IoT اپل مانند FaceID، CoreMotion یا HealthKit، سخت افزار مبتنی بر IoT را با کمک میکروکنترلرهایی مانند Raspberry Pi یا Arduino بسازند و سپس محصولات خود را در شبکه های IoT یکپارچه ترکیب کنند.

پی اچ پی (PHP)

زبان PHP که در اصل برای توسعه برنامه های وب ایجاد شده است، همچنین می تواند برای توسعه اینترنت اشیا استفاده شود. امروزه بسیاری از توسعه دهندگان اینترنت اشیا PH PHP را در مجموعه فناوری خود گنجانده اند.

PHP یکی از انعطاف پذیرترین و مقرون به صرفه ترین زبان های جهان است. همچنین، این زبان سریع و رایگان است که بسیار مهم است زیرا توسعه برنامه های اینترنت اشیا هزینه بر است. بنابراین، توسعه دهندگانی که از PHP استفاده می کنند می توانند هزینه ها را کاهش دهند و ROI توسعه اینترنت اشیا را افزایش دهند.

ابزار های توسعه اینترنت اشیاء (IOT)

بررسی برخی از تکنولوژی ها و ابزار های توسعه اینترنت اشیا:

میکروکنترلر ای وی آر (AVR)

میکروکنترلر AVR نوعی دستگاه تولید شده توسط Atmel است که دارای مزایای خاصی نسبت به سایر تراشه های معمول است. یک میکروکنترلر را با رایانه خود مقایسه کنید که دارای یک مادربرد در آن است. در این مادربرد، یک ریزپردازنده (تراشه های اینتل، AMD) است که حافظه های هوشمند، حافظه RAM و EEPROM را ارائه می دهد که به بقیه سیستم متصل می شود، مانند پورت های سریال (اغلب پورت های USB در حال حاضر)، درایوهای دیسک و رابط های صفحه نمایش. یک میکروکنترلر دارای تمام یا بیشتر این ویژگی ها در یک تراشه است، بنابراین نیازی به یک مادربرد نیست و بسیاری از اجزای آن، به عنوان مثال LED ها می توانند به طور مستقیم به AVR متصل شوند.

میکروکنترلر ARM

میکروکنترلر ARM یکی از خانواده های پردازنده های CPU مبتنی بر معماری RISC است که توسط Advanced RISC Machines طراحی شده است. ARM پردازنده های چند هسته ای 32 بیتی و 64 بیتی RISC را تولید می کند. پردازنده های RISC برای انجام تعداد کمی از انواع دستورالعمل های کامپیوتری طراحی شده اند تا بتوانند با سرعت بیشتری عمل کنند و میلیون ها دستورالعمل را در هر ثانیه (MIPS) انجام دهند. ARM نوعی از معماری پردازنده های کامپیوتری است که در اینترنت اشیا کاربرد فراوانی دارد. پردازنده های ARM به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی مصرفی مانند گوشی های هوشمند، تبلت، پخش کننده های چند رسانه ای و سایر دستگاه های تلفن همراه استفاده می شوند. به خاطر کاهش مجموعه دستورالعمل ها، ترانزیستورهای کمتری نیاز دارند که این امر باعث کاهش اندازه ذرات برای مدار یکپارچه (IC) می شود. اندازه کوچک پردازنده ARM، کاهش پیچیدگی و کاهش مصرف انرژی کمتر، آنها را برای دستگاه های مینیاتوری مناسب می کند.

کورتکس (Cortex)

کورتکس یکی از معروفترین هسته های معماری ARM می باشد که مدل های مختلفی را شامل می شود و کاربرد وسیعی در لوازم و محصولات مرتبط با اینترنت اشیاء (مانند ساعت هوشمند) دارد.

رباتیک (Robotics)

رباتیک یک منطقه تحقیقاتی میان رشته ای است که رابط علوم کامپیوتر و مهندسی است. رباتیک شامل طراحی، ساخت، بهره برداری و استفاده از روبات ها است. هدف رباتیک طراحی ماشین های هوشمندی است که می توانند به انسان ها در زندگی روزمره کمک کرده و هر کسی را ایمن نگه دارند. رباتیک دستیابی به مهندسی اطلاعات، مهندسی کامپیوتر، مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و سایر موارد را به خود جلب می کند.

رباتیک شاخه ای از مهندسی است که شامل طراحی، ساخت و بهره برداری از روبات ها می شود. این رشته با الکترونیک، علوم رایانه، هوش مصنوعی، مکاترونیک، فناوری نانو، اینترنت اشیا و مهندسی زیست فناوری در ارتباط است.

مکاترونیک (Mechatronics)

مکاترونیک تلفیق سه رشته مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر است و هدف آن ارتباط سازی میان رشته های مهندسی مرتبط با اتوماسیون خودکارسازی است. مکاترونیک به طراحی سیستم ها، دستگاه ها و محصولات مربوط می شود که با هدف دستیابی به توازن مطلوب بین ساختار مکانیکی اساسی و کنترل کلی آنها مرتبط است.

رزبری پای (Raspberry pi)

Raspberry Pi مجموعه ای از رایانه های منفرد کوچک است که توسط بنیاد Raspberry Pi برای ارتقاء آموزش علوم پایه رایانه در مدارس و کشورهای در حال توسعه در انگلستان ساخته شده است. بسیار بیشتر از آنچه پیش بینی شده بود محبوبیت پیدا کرد و در خارج از بازار هدف خود برای مصارفی مانند رباتیک به فروش می رسد. بورد رزبری پای شامل لوازم جانبی مانند صفحه کلید و موس نیست. با این حال، برخی از لوازم جانبی در چندین بسته رسمی و غیر رسمی گنجانده شده است. ماموریت رزبری پای این است که قدرت محاسبات و ساخت دیجیتال را در اختیار مردم در سراسر جهان قرار دهد، تا افراد بیشتری بتوانند از قدرت محاسبات و فناوری های دیجیتال برای کار استفاده کنند، مسائلی را که برایشان مهم است حل کنند و خود را خلاقانه بیان کنند.

آردوینو (Arduino)

Arduino یک پلتفرم الکترونیکی اوپن سورس است که بر اساس سخت افزار و نرم افزارهای با کاربرد آسان ساخته شده است. بوردهای Arduino قادر به خواندن ورودی ها مثلا نور روی حسگر، اثر انگشت یا پیام توییتر هستند و آن را به یک خروجی تبدیل می کنند و موتور را فعال می کند، یک LED را روشن می کند و چیزی را به صورت آنلاین منتشر می کند. می توانید با ارسال مجموعه ای از دستورالعمل ها به میکروکنترلر روی بورد، به بورد خود بگویید که چه کاری انجام دهد. برای این منظور شما از زبان برنامه نویسی Arduino (مبتنی بر سیم کشی) و نرم افزار آردوینو IDE بر اساس پردازش استفاده می کنید.

آردوینو در انستیتوی طراحی تعامل Ivrea به عنوان ابزاری آسان برای نمونه سازی سریع متولد شد و هدف دانش آموزان بدون پیش زمینه در الکترونیک و برنامه نویسی بود. به محض رسیدن به اجتماع گسترده تری، بورد آردوینو برای تطبیق با نیازها و چالش های جدید، تغییراتی را ارائه داد و پیشنهاد خود را از بوردهای ساده 8 بیتی گرفته تا محصولات برای برنامه های اینترنت اشیا، گجت های پوشیدنی، چاپ سه بعدی و محیط های تعبیه شده متمایز کرد. همه بوردهای Arduino کاملاً اوپن سورس هستند و به کاربران این امکان را می دهند که بطور مستقل از آنها بسازند و در نهایت آنها را با نیازهای خاص خود سازگار کنند. نرم افزار آن نیز از نوع اوپن سورس است و با کمک کاربران در سراسر جهان رو به رشد است.

مدار FPGA

Field-Programmable Gate Array یا به اختصار (FPGA) یک مدار مجتمع است که پس از ساخت توسط مشتری یا یک طراح تنظیم می شود، از این رو اصطلاح "قابل برنامه ریزی" برای آن تعریف می شود. پیکربندی FPGA معمولاً با استفاده از یک زبان توصیف سخت افزار (HDL)، مشابه آنچه برای یک مدار مجتمع برنامه-کاربردی (ASIC) به کار برده می شود، انجام می شود. Circuit diagrams قبلاً برای مشخص کردن پیکربندی مورد استفاده قرار می گرفتند، اما به دلیل ظهور ابزارهای اتوماسیون طراحی الکترونیکی، این امر به طور فزاینده ای نادر است.

لب ویو (LabVIEW)

LabVIEW یک نرم افزار مهندسی سیستم برای برنامه هایی است که نیاز به تست، اندازه گیری و کنترل با دسترسی سریع به بینش های سخت افزاری و داده دارد. محیط برنامه نویسی LabVIEW یکپارچه سازی سخت افزار را برای برنامه های مهندسی ساده می کند، به طوری که شما یک راه سازگار برای به دست آوردن اطلاعات از سخت افزار NI و شخص ثالث داشته باشید. LabVIEW پیچیدگی برنامه نویسی را کاهش می دهد، بنابراین می توانید بر روی مشکل مهندسی منحصر به فرد تمرکز کنید. از این نرم افزار برای تولید محصولات الکترونیکی مرتبط یا اینترنت اشیا مانند طراحی مدار استفاده می شود.

برای کسب اطلاعات و آشنایی بیشتر، مقاله آشنایی با اینترنت اشیا (IoT) را مطالعه کنید.

آیا این نوشته را دوست داشتید؟
packt-hands-on-raspberry-pi-for-secret-agents

آموزش Raspberry Pi برای Secret Agents


این دوره برای همه دارندگان Raspberry Pi است که می خواهند کامپیوتر خود را به یک ابزار جاسوسی تبدیل کنند تا در یک سری پروژه های عملی مورد استفاده قرار گ...

1400/02/14 219 بازدید
pluralsight-securing-connected-devices-with-aws-iot-device-defender

آموزش ایمن سازی دستگاه های متصل با AWS IoT Device Defender


وب سرویس های آمازون (AWS) ابزاری به نام Device Defender ارائه داده است تا به شما کمک کند بر مشکلات امنیتی بالقوه که ممکن است در محیط اینترنت اشیاء شما...

1400/01/26 276 بازدید
udemy-crash-course-electronics-and-pcb-design

دوره کامل الکترونیک و طراحی PCB


در این دوره با ابزارهای Altium CircuitMaker و Labcenter Proteus طراحی PCB را یاد بگیرید.  این دوره برای کسانی که علاقه مند به یادگیری الکترونیک از ابت...

1399/11/22 2227 بازدید زیرنویس دارد
pluralsight-ng-conf-19-iot-for-introverts

کنفرانس ng-conf '19: اینترنت اشیاء (IoT) برای درون گرایان


در این کنفرانس، Chloe به شما نشان می دهد چگونه از سرویس های Azure IoT به عنوان کمک در خروج از موقعیت های اجتماعی نه چندان سرگرم کننده استفاده کرده است...

1399/11/07 467 بازدید
pluralsight-connecting-iot-devices-and-aws-with-amazon-greengrass

اتصال دستگاه های IoT و AWS با Amazon Greengrass


اینترنت اشیاء چنان فناوری گسترده ای است، از کجا و چگونه شروع می کنید؟ در این دوره، اتصال دستگاه های IoT و AWS با Amazon Greengrass، شما دانش بنیادی در...

1399/09/27 951 بازدید
pluralsight-end-to-end-security-for-iot

امنیت End to End برای اینترنت اشیا


دریابید که چگونه می توانید امنیت پایان به پایان را برای راهکار اینترنت اشیا خود را پیاده سازی کنید: از دستگاه های خود به لبه و به IoT Hub. سلامت دستگا...

1399/09/04 792 بازدید
pluralsight-integrating-connected-iot-microcontrollers-with-amazon-freertos

یکپارچه سازی میکروکنترلرهای متصل به IoT با Amazon FreeRTOS


در این دوره، شما نحوه ساخت اپلیکیشن هایی که بتوانند با ابر و سایر دستگاه های edge ارتباط برقرار کنند با Amazon FreeRTOS را یاد خواهید گرفت. در ادامه، ...

1399/08/16 897 بازدید
pluralsight-managing-connected-devices-with-aws-iot-device-management

مدیریت دستگاه های متصل با مدیریت دستگاه AWS IoT


آیا تجارت شما به ابزاری نیاز دارد که بتواند در جایی بین یک تا یک میلیون دستگاه به طور ایمن عمل کند؟  این دوره، مدیریت دستگاه های متصل با مدیریت دستگاه...

1399/08/15 718 بازدید
udemy-microcontroller-embedded-c-programming-absolute-beginners

برنامه نویسی میکروکنترلر Embedded به زبان سی برای مبتدیان


این دوره اصول برنامه نویسی سی تعبیه شده با استفاده از STM32 Microcontroller را آموزش می دهد. این دوره اساسا برای مبتدیانی که می خواهند برنامه نویسی می...

1399/07/04 3365 بازدید زیرنویس دارد
pluralsight-integrating-aws-iot-core-in-your-application

یکپارچه سازی AWS IoT Core در اپلیکیشن


نحوه انتخاب و پیکربندی سرویس ها و استفاده از کد مشتری برای طراحی برنامه های IoT خود بیاموزید. با اتمام این دوره، دانش بنیادی در مورد AWS IoT Core خواه...

1399/07/02 834 بازدید
pluralsight-iot-full-stack-development-getting-started

توسعه Full Stack اینترنت اشیاء: شروع کار


در این دوره، شما توانایی ساخت راه حل های جامع IoT را پیدا خواهید کرد. در ابتدا، انتخاب پلتفرم های سخت افزاری و نرم افزاری مناسب را بررسی خواهید کرد. س...

1399/07/01 1900 بازدید
pluralsight-developing-microsoft-azure-intelligent-edge-solutions

آموزش راهکارهای Intelligent Edge در مایکروسافت آژور


شما در این دوره، دانش بنیادی مربوط به رایانش edge، نحوه تعامل آن با سیستم های داده و پیام رسانی و نحوه استفاده هر دو با Microsoft Azure را فرا خواهید ...

1399/06/27 638 بازدید زیرنویس دارد
skillshare-crazy-about-arduino-level-2-learn-to-use-keypad-lcd-ultrasonic-sensor-ldr-sensor-and-a-buzzer

آشنایی با Arduino - سطح 2: استفاده از صفحه کلید، LCD، سنسور آلتراسونیک، سنسور LDR و یک زنگ


Arduino یک پلتفرم شگفت انگیز توسعه و نمونه سازی با امکانات بی شمار برای سازندگانی است که به دنبال راه هایی برای اظهار ذهن خلاق و قابلیت های فنی خود هس...

1399/06/12 1061 بازدید
linkedin-learning-google-cloud-iot-core

آموزش Google Cloud IoT Core


در این دوره، نحوه ساخت اپلیکیشن های IoT را با Google Cloud IoT Core یاد می گیرید. مدرس دوره، Lee Assam جزئیات چالش های مقیاس گذاری IoT را توضیح می دهد...

1399/05/04 1267 بازدید زیرنویس دارد
pluralsight-microsoft-azure-developer-creating-iot-solutions

توسعه دهنده مایکروسافت آژور: ایجاد راه حل های IoT


در این دوره، به عنوان یک توسعه دهنده آژور توانایی ایجاد و پیکربندی راه حل های IoT در آژور را کسب خواهید کرد. در ابتدا، استفاده از Azure IoT Hub برای ر...

1399/05/02 893 بازدید
linkedin-tech-sense

آموزش Tech Sense


مدرس Morten Rand-Hendriksen در مورد مزایا و ارزش تجاری تکنولوژی هایی مانند HTTPS، احراز هویت دو مرحله ای، اینترنت اشیاء، معماری بدون سرور، بلاکچین، می...

1399/04/18 2760 بازدید زیرنویس دارد
linkedin-raspberry-pi-home-monitoring-and-control

آموزش Raspberry Pi: کنترل و نظارت منزل شخصی


با یک سیستم شخصی نظارتی منزل که با Raspberry Pi ساخته می شود، به منزل خود متصل باشد و به آنچه در زمان خارج بودن شما میگذرد، متصل بمانید. مدرس David Ro...

1399/04/08 2062 بازدید زیرنویس دارد
linkedin-cybersecurity-awareness-the-internet-of-things-iot

آگاهی از امنیت سایبری - اینترنت اشیاء (IoT)


در این دوره ، تام توبیاسن درک اساسی از IoT از جمله ربات ها ، فناوری پوشیدنی ، ماشین های هوشمند و هواپیماهای بدون سرنشین را ارائه می دهد. وی درباره پیا...

1399/03/25 1497 بازدید
linkedin-leveraging-cloud-computing-for-iot

بکارگیری رایانش ابری برای اینترنت اشیاء (IoT)


اینترنت اشیاء (IoT) و ارائه دهندگان مبتنی بر ابر تکه های جدایی ناپذیرند. David Linthicum این که Iot چیست و چگونگی ارتباط آن با رایانش ابری را توضیح می...

1399/03/13 1626 بازدید زیرنویس دارد
linkedin-internet-of-things-with-python-and-raspberry-pi

آموزش اینترنت اشیاء با پایتون و Raspberry Pi


در این دوره ی پروژه محور یاد می گیرید که چگونه به کمک این زبان برنامه نویسی بسیار روان و بُرد Raspberry Pi ، یک اکوسیستم ایمن از دستگاه های IoT بهم پی...

1399/02/13 3784 بازدید