با ادامه توسعه زیرساخت های فناوری، زندگی ما بیش از گذشته با انواع تکنولوژی پیوند خورده است. اینترنت اشیا شبکه ای از دستگاه ها و حسگرهای بهم پیوسته را ایجاد کرده است که نحوه انجام کارهای منظم را تغییر می دهند. خانه های هوشمند، اتومبیل های هوشمند، شهرهای هوشمند و پوشیدنی ها نمونه های بارزی برای بیان تحول در دنیا هستند. ابزارهای اینترنت اشیا داده های فراوانی را اندازه گیری می کنند که این کار، ذخیره و نظارت بر شرایط اولیه را برای سازمان ها دشوار می کند ولی استفاده از رایانش ابری راهکاری مناسب برای تشویق شرکت ها به ذخیره سازی و مدیریت داده های درخواستی است، به همین دلیل بیشتر سازمان ها برخی از ساختارهای ابری را پذیرفتند و شرکت ها می توانند از محاسبات ابری برای ارائه راهکارهای اینترنت اشیا برای ذخیره و نظارت بر داده های تولید شده و انباشته شده توسط آنها استفاده کنند و ترکیب اینترنت اشیا و رایانش ابری باعث می شود نحوه ارتباط ما با دستگاه هایمان و با یکدیگر و نحوه ذخیره، نظارت و مصرف داده ها تغییر کند. اینترنت اشیا می تواند با بررسی کارهای شما برای ایجاد محصولات و ارائه خدمات هوشمندانه، داده هایی که بر تصمیمات تجاری شما تأثیر می گذارند را جمع آوری کنند و به طور بالقوه، مدل کسب و کار شما را اصلاح نمایند تا کسب وکارتان توسعه یابد.
در طول دهه گذشته، در هنگام به روزرسانی استراتژی های مدیریت داده و همچنین پیاده سازی فناوری های ساخت هوشمند، رایانش ابری به اولین انتخاب تبدیل شده است. تمام داده های جمع آوری شده از حسگرهای اطراف کارخانه به ابر یک مرکز داده از راه دور که در آن اطلاعات ذخیره ، مدیریت و پردازش می شود ارسال می شود. این فناوری دارای مزایایی برای اپراتورها است. در واقع با استفاده از یک سرویس مبتنی بر ابر، تولید کنندگان می توانند به راحتی از هر مکان ، داده های خود را مدیریت کرده و به آن دسترسی پیدا کنند. این مزیت برای نظارت از راه دور بر سایت های متعدد و البته به خصوص برای روند فعلی کار در خانه به خاطر همه گیری ویروس کرونا بسیار ایده آل است.
با استفاده از cloud تولیدکنندگان می توانند داده های کارخانه هوشمند خود را بدون نیاز به سرمایه گذاری در راه اندازی افزارهای پر هزینه تجزیه و تحلیل کنند. در حقیقت، سرویس های ابری اغلب براساس هر بار استفاده و اجرا هزینه دارند، این بدان معناست که تولیدکنندگان فقط باید هزینه های مورد نیاز خود را پرداخت کنند و سیستمی دارند که به راحتی با تجارتشان مقیاس پذیر است.اما ذخیره داده ها در ابر خطراتی نیز دارد. برای مثال قطع شبکه باعث می شود تولیدکنندگان در صورت نیاز هم به داده های خود دسترسی پیدا نکنند. این یک چالش در برنامه هایی است که قابلیت ردیابی در آنها مهم است. همچنین نگرانی دیگر امنیت است، زیرا هر جابجایی داده باعث افزایش احتمال خطر حملات سایبری می شود.
با ورود اینترنت اشیا به زندگی روزمره، ساکنان خانه های هوشمند می توانند دستگاه های خنک کننده را از راه دور از طریق تلفن همراه خود کنترل کنند که قبل از آن، این کار از طریق پیامک امکان پذیر بود اما در حال حاضر، اینترنت این کار را آسان کرده و اینترنت اشیا هم به عنوان یک ابزار به غیر از ارائه راهکارهای هوشمندانه برای خانه ها و جوامع مسکونی در محیط های تجاری صنایع مختلف نیز مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از ابر برای جمع آوری داده ها و ترسیم طرحی برای به کارگیری آن داده ها از اهمیت زیادی برخوردار است. به عنوان مثال، یک شرکت کشاورزی هوشمند می تواند حسگرهای رطوبت خاک ایالتهای کانزاس و کلرادو را پس از کاشت بذرهای مشابه مقایسه کند. اما بدون وجود ابر، مقایسه داده ها در مناطق وسیعتر بسیار دشوارتر است. استفاده از رایانش ابری قابلیت مقیاس پذیری بالا را نیز فراهم میکند. پس وقتی تعداد بیشماری سنسور داشته باشیم قرار دادن مقدار زیادی انرژی محاسباتی روی هر سنسور بسیار گران و پر مصرف است. ولی اگر داده ها بتوانند از طریق همه این حسگرها به ابر منتقل شوند پردازش می تواند در آنجا صورت گیرد.
اینترنت اشیا در حال تولید داده های فراوانی است که فشار زیادی را به زیرساخت های اینترنت وارد می کند. در نتیجه، شرکت ها در حال تلاش برای یافتن راه کارهایی برای کاهش فشار و حل مشکل داده ها هستند که رایانش ابری با ساختن دستگاه های متصل به هم، بخش عمده ای از آن خواهد بود. اما تفاوت های چشمگیری بین رایانش ابری و اینترنت اشیا وجود دارد که در سال های آینده با تولید هرچه بیشتر داده ها، ایجاد خواهد شد. با این وجود، با تولید مقدار زیادی داده توسط اینترنت اشیا، فشارهای زیادی بر زیرساخت های اینترنت وارد می شود. این باعث شده است که مشاغل و سازمان به دنبال گزینه ای باشند که این بار را کاهش دهند.در حال حاضر، رایانش ابری تا حدودی در فناوری اطلاعات و زیرساخت های آن نفوذ کرده است و بسیاری از شرکت های بزرگ فناوری مانند آمازون، علی بابا، گوگل و اوراکل در حال ساخت ابزارهای یادگیری ماشین با کمک فناوری ابری هستند تا طیف گسترده ای از راه حل ها را به مشاغل سراسر جهان ارائه دهند.
چند جنبه مهم در اینترنت اشیا و رایانش ابری و ارتباط آنها با هم را بررسی می کنیم:
1. RFID : اصولاً به هر سیستمی که قادر به خواندن و تشخیص اطلاعات افراد یا کالاها باشد سیستم شناسایی یا Identification System گفته می شود. RFID یا سامانه بازشناسی با امواج رادیویی، همان طور که از نامش پیداست یک سامانه شناسایی بی سیم است که با استفاده از امواج رادیویی برای تبادل اطلاعات و ردگیری انسانها، حیوانات و اشیا به کار می رود. عملکرد RFID به دو جز برچسب یا تگ و یک دستگاه بازخوان reader بستگی دارد. tag که به یک کالا، شی، کارت متصل می شود، اطلاعات را در خود نگه می دارد و دستگاه reader این اطلاعات را بدون تماس با آن، از طریق سیگنال های الکتریکی یا مغناطیسی دریافت می کند.
2. شبکه های حسگر بی سیم WSN : یک شبکه متشکل از تعداد زیادی گره های حسگر است که در یک محیط پخش شده اند. این حسگرها اطلاعاتی را از محیط جمع آوری می کنند، پردازش محدودی روی آن ها انجام می دهند و در نهایت آن را به مقصدی مشخص ارسال می کنند. در کنار سیستم های RFID، استفاده از شبکه های حسگر باعث مسیریابی بهتر و کسب اطلاعات از موقعیت، حرکات، اندازه گیری و غیره می شود.
3. آدرس دهی: به لطف RFID، وای فای و دیگر فناوری های بی سیم، راه برای دستیابی به اینترنت آینده فراهم شده است. در شرایطی که افراد و اشیای بسیاری در سراسر جهان گسترده شده و به یکدیگر متصل هستند، شناسایی هر چیز یک امر حیاتی است.
4. میان افزار: وقتی مشاغل از هزاران سنسور برای جمع آوری اطلاعات استفاده میکنند هر یک از این حسگرها با قدرت محاسباتی فراوانی بارگیری می شوند که این، مقدار زیادی انرژی می خواهد و هزینه بر است. در این شرایط، داده ها می توانند از طریق این سنسورها به ابر منتقل گردند و در آنجا پردازش شوند.
5. نیاز به ابر برای شبکه های حسگر اینترنت اشیا: با استفاده از ابر، فرصت جدیدی برای جمع آوری داده های حسگر فراهم می شود و همچنین، به دلیل امنیت فراوان مانع نفوذ به حریم خصوصی سیستم ها می شود. شبکه های حسگر، مزایای اینترنت اشیا را تقویت می کنند. این شبکه ها به کاربران امکان اندازه گیری، استنباط و درک شاخص های ظریف از محیط را می دهند. با این حال، پردازش به موقع مقدار زیادی از این داده های حسگر یک چالش اساسی است. اما Cloud Cache و Dropstr توسط ارتباط های ابری فعال می شوند و امکان اتصال آسان به تلفن های هوشمند را فراهم می نمایند و این دستگاه ها استفاده از اینترنت اشیا را آسان می کنند. فناوری ابری با تقویت قدرت پردازش از راه دور به اینترنت اشیا اجازه می دهد تا هوشمندی را توسعه دهد و سایه تکنولوژی بر زندگی را از وسایل معمولی مانند تهویه مطبوع، یخچال و غیره خارج کند و به قسمت های دیگر نیز منتقل نماید.
6. پروتکل های شبکه و ارتباطات: رایانش ابری و اینترنت اشیا امکان برقراری ارتباط ماشین به دستگاه را در بین انواع مختلف دستگاه ها با پروتکل های مختلف فراهم می کند. مدیریت این نوع تغییرات ممکن است دشوار باشد زیرا در اکثر مناطق زیرساخت آن وجود ندارد. پس در حال حاضر، وای فای و بلوتوث به عنوان راهکاری برای برطرف شدن این مشکل استفاده می شوند و به طور حتم رشد سیستم های اینترنت اشیا و خدمات مبتنی بر ابر را تقویت می کنند چون اکثر صنایع، اهمیت جمع کردن خدمات ابری قدرتمند را به عنوان پشتوانه بسیاری از پروژه های اینترنت اشیا درک کردند و پذیرفتند. علاوه بر این، بیشتر این سازمان ها در حال حاضر ترکیب این دو فناوری را شروع کردند و از آن بهره مند شدند.
7. قدرت محاسباتی از راه دور: با توسعه فناوری ۵G نوآوری در فضای ابری در حال تبدیل شدن به جریان اصلی است و به سازمان ها اجازه می دهد تا با یک ضربه سریع به خدمات رایانه از راه دور دسترسی پیدا کنند. ابر با کاهش لزوم نگهداری زیرساخت های محیطی، شرکت ها را قادر ساخته است تا بالاتر از کاربردهای معمول اینترنت اشیا قرار گیرند و راه های ورود بهینه برای استقرار اینترنت اشیا درحوزه های ناشناخته قبل را هم باز کنند.
8. مقیاس پذیری و انعطاف پذیری: قرار است ترافیک اینترنت اشیا و تعداد دستگاه ها طی چند سال آینده کم شود و این باعث ایجاد تعامل گسترده بین حجم عظیمی از داده های تولید شده و دستگاه ها می شود. این بدان معنا است که تجارت شما برای ذخیره، پردازش و دسترسی به داده های حاصل از راهکارهای اینترنت اشیا و مقیاس منابع شما برای سرویس دهی مناسب در هنگام برخورد با استقبال ناگهانی کاربران در صورت لزوم، به روشی مقرون به صرفه نیاز دارد که با استفاده از رایانش ابری، می توانید ظرفیت زیرساخت خود را طوری تنظیم کنید که فوراً هنگام افزایش استفاده، مقیاس بندی شود و در صورت کم شدن تقاضا، پایین بیاید و اگر از سرورهای سنتی استفاده می کنید باید توانایی کافی برای محاسبه زمان اوج مصرف را داشته باشید که در این صورت باید آن چه که بدون استفاده می ماند را از آن قسمت حذف کنید.
9. ادغام آسان داده ها: ادغام داده ها گامی اساسی در اتصال ابزارهای اینترنت اشیا و ایجاد ارتباط در آن محیط است. ضمناً، رایانش ابری می تواند به چالش های ادغام داده های اینترنت اشیا مانند ادغام از منابع مختلف و ادغام شبکه کمک کند. علاوه بر آن، رایانش ابری میتواند به ابزارهای اینترنت اشیا کمک کند تا منابع مختلفی را با کمک API های مختلف در اختیار شما قرار دهد تا ادغام داده های ساده از منابع مختلف را تقویت کند. به همین ترتیب خدماتی مانند پلتفرم به عنوان سرویس را برای ادغام در مقیاس بزرگ ارائه دهد.
10. امنیت و حریم خصوصی: رشد سریع دستگاه های اینترنت اشیا ممکن است به شرکت ها اجازه داده باشند تا فعالیت خود را انجام دهند اما نگرانی های امنیتی زیادی را هم ایجاد می کنند. ابر با حوزه وسیع کنترل می تواند در اینجا یک راهکار مناسب باشد. راهکارهای ابری اجرای اقدام های امنیتی را تسهیل می کنند و به موسسه ها اجازه می دهند تا از پروتکل های رمزگذاری و احراز هویت قوی استفاده کنند. با راهکارهای ابری پیشرفته می توان بر هویت کاربرانی که به دستگاه های اینترنت اشیا دسترسی پیدا می کنند، نظارت نمود و از اصالت اطلاعات آنها اطمینان حاصل کرد. در نهایت، با توجه به این که اینترنت اشیا حوزه گسترده ای را شامل می شود و دارای کاربردهای فراوانی است و زیرساخت های ابری هم برای معماری اینترنت اشیا مناسب هستند اینترنت اشیا می تواند از قابلیت ها و منابع نامحدود رایانش ابری بهره مند شود.