چهارچوب مدیریتی قابل اعتماد برای برنامه های کاربردی اینترنت اشیاء

 اينترنت اشياء چیست:

اینترنت اشیاء ، شبکه ای از اشیاء هوشمند و زیر ساخت های ابري  است (در این زیر ساخت، برنامه ها می تواند از راه دور ، با استفاده از خدمات شبکه ای مانند خدمات مخابراتی و اینترنت توسط مجموعه ای از سخت افزار ها ، نرم افزار ها و پوشش های شبکه ای  و منابع ذخیره سازی ، در دسترس قرار بگیرند) ؛ در واقع تبادل داده ها و سپس تبدیل آن ها به هوش عملی. این همگرایی IT(تکنولوژی اطلاعات) و OT(تکنولوژی عملیات) نشان دهنده ی نقطه ی قوت این شبكه در هر دو زمینه ی استفاده ی تکنولوژی سنسور ها برای پیدا کردن درک و بینش و قابلیت استفاده از داده های تحلیلی در این زمینه است. با همكاري با شرکت های OEM صنعتی و مصرفی، شبکه های تلفن همراه (MNO) و شركت هاي ارائه دهنده سرویس های ابر، جمالتو یک دیدگاه جامع بر روی بلوک های ساختمانی مختلف مانند سخت افزار ، نرم افزار و داده ها برای ساختن اکوسیستم  قوی اینترنت اشیا فراهم میکند.

برای پی بردن به مزیت های اینترت اشیا، مانند افزایش صمیمت مشتری، بهبود برتری عملیاتی و تولید یک خط درآمد جدید در حوزه ی کسب و کار، سه مولفه ی مهم برای رشد این اکوسیستم  وجود دارد که عبارتند از : اتصال، امنیت ، کسب درآمد و چهارچوب مدیریتی قابل اعتماد.

یک چهارچوب مدیریتی قابل اعتماد برای برنامه های کاربردی اینترنت اشیاء:

اتصال همیشگی و بدون وقفه، منجر به رشد فناوری های تلفن همراه شده و در حال حاضر راه را برای اینترنت اشیا هموار کرده است. تکنولوژی ها و روند های مختلفی در اتصال اکوسیستم در حال ظهورند. کاربرد های اینترنت اشیاء از مصرف کننده به دنیای صنعتی متفاوت است. ظهور و رشد بعضی از فناوری های اتصال مانند LoRa و ZigBee و BTLE منجر به ایجاد برنامه های مختلف شده . اما انتظار می رود که اتصال تلفن همراه مانند LTE به عنوان یک جریان اصلی در آینده ای قابل پیش بینی ، حتی برای کاربردهای اینترنت اشیاء ، باقی بماند ، به خصوص از طریق تكنولوژي 5G و IOT-NB درسراسر دنیا. جمالتو میتواند به ساخت چهارچوب مدیریتی قابل اعتماد اتصال اینترنت اشیاء کمک کند.

1) فعال کردن اتصال خارج از شبکه:

نيازها ي مصرف کننده ها در حال تغییر است و آنها به یک راه قابل اعتماد برای اتصال ساعت های هوشمند خود و وسایل موجود در مغازه یا نمایشگاه نیاز دارند. استفاده از embedded SIM (eSIM) و on Demand connectivity هاي جمالتو به عنوان راه حل، توسط ارائه دهندگان خدمات، می تواند اتصال خارج از شبکه را فعال کند. ODC یک چرخه ی کامل اشتراک مدیریتی برای دستگاه های IOT مصرفی و صنعتی را فراهم میکند.

2)انعطاف پذیری برای عامل های شبکه:

دستگاه های صنعتی و دستگاه های الکترونیکی مصرف کننده در اشکال و اندازه ها ی مختلف وجود دارند، از ECU یا واحد کنترل موتور یک ماشین گرفته تا لباسهای هوشمند. این صنعت پوشیدنی و مصرف کننده OEM در حال تمرکز بر روی افزایش کوچک سازی هستند. SIM-e های عرضه شده توسط OEM توانایی رسیدن به اهداف کوچک سازی، بدون به خطر انداختن قابلیت را دارند. ارتباطات ماشين به ماشين M2M ، نیاز های متفاوتی از قبیل استحکام و طول عمر دارند. جمالتو، رنج وسیعی از ماژول های  cinterion و قطعات MIMS برای اطمینان از اتصال حتی در شرایط و محیط های مقاوم را پیشنهاد می دهد.

3)تضمین کیفیت خدمات:

در حالیکه زیر ساخت ها مثل ایستگاه های پایه ، توسط مهندسین پشتیبانی MNO قابل آدرس دهی هستند، پراکندگی جغرافیایی قسمتی از اتصالات  (module/MIM/UICC/the SIM) سخت تر قابل آدرس دهی هستند.

با رشد نمایی این وسیله ها، تنها این مشکل رو به رشد است. بهترین مکانیسم برای مهار کردن این مشکل، قابلیت نگهداری و تعمیر پیشگیرانه است. کیفیت خدمات اینترنت اشیا جمالتو، ارائه دهنده گان خدمات را قادر به نظارت اتصال تلفن همراه به اشیاء و وسايل هوشمند می سازد.

4)مدیریت چرخه ی اشتراک:

هنگامي كه يك ارائه دهنده خدمات ، يك دستگاه را در محلي نصب ميكند، يا وقتي يك مصرف كننده از يك مصرف كننده الكترونيكي استفاده ميكند، تغيير اشتراك از يك شبكه به شبكه ديگر، دشوار است. On Demand connectivity شركت جمالتو، اين مشكل را با استفاده از eSIM,eUICC,MIM بدون نياز به جايگزيني فيزيكي يا جا به جايي جسم، مهار كرده است.

يكي ديگر از مسائل حائز اهميت برای چهارچوب مدیریتی قابل اعتماد در مورد اينترنت اشيا، ايجاد امنيت است، براي حصول اطمينان از امنيت اطلاعات ثابت يا در حال ارسال، بايد به امنيت دستگاه، امنيت ابر و چرخه ي مديريتي توجه ويژه كرد.

Microsoft Azure:

يك پلتفرم اري از طرف مايكروسافت است كه براي مديريت اپليكيشن ها از طريق شبكه ي جهاني است. يا به عبارت ديگر، ويندوز azure براي cloud computing اراىه داده شده،كه يكي از مهمترين خصوصياتي كه رايانش ابري در اختيار كاربر قرار ميدهد، امكان استفاده ي هميشگي اطلاعات كاربر است. اطلاعات و برنامه ها در چند ديتاسنتر، همزمان قرار ميگيرند و در صورت خرابي هر كدام ، ديتا سنتر ديگري سرويس دهي خواهد كرد. azure طوري طراحي شده است كه از زبان هاي برنامه نويسي open source  مانند php,python,Ruby On Rails  نيز پشتيباني ميكند.

مدیریت تجهیزات مبتنی بر اینترنت اشیا

بر اساس داده های موجود و گمانه زنی ها، پیش بینی شده است که تا سال 2020 حدود 20 میلیون دستگاه از طریق اینترنت اشیا با یکدیگر در ارتباط خواهد بود. تمامی شرکت ها و کمپانی ها تجاری امروزه سعی بر آن دارند تا تجهیزات و زیرساخت های خود را بر پایه اینترنت اشیا پیاده سازی کنند؛ از شرکت های پزشکی و صنایع روباتیک گرفته تا سیستم های مرتبط با انرژِی.

بعنوان یک مهندس کامپیوتر، با دستگاه های بسیاری از جمله آنتن ها، اسمارت فون ها و … سر و کار داشته ام. این تجهیزات به کمک پلتفرمی که توسط AlertMe توسعه داده شده است، به یکدیگر متصل شده اند. من هم اکنون بر نحوه و چگونگی اتصال و مدیریت دستگاه ها در یک مقیاس کاملا متفاوت که با اینترنت اشیا امکان پذیر است، تمرکز کرده ام.

شرکت AlertMe به کمک پلتفرمی که توسعه داده، قادر خواهد بود تا خانه شما را کنترل و اتوماسیون را در آن اجرا کند که این امر به کمک تلفن های هوشمند و معماری منحصر به فردی قابل پیاده سازی خواهد بود. در این معماری اجزای همچون باتری ها، پروتکل های مبتنی بر لینوکس، سرویس ها ابری و برنامه ها دخیل خواهد بود. تجهیزاتی که در این ساختار استفاده می شوند، می توانند اجزایی همچون سنسور های حرکتی و دمایی باشند؛ برای مثال می توان به سنسورهای اشاره کرد که میزان دما محیط را اندازه گیری می کنند. این ساختار کنترلی می تواند از طریق شبکه های همچون ZigBee یا Zwave قابل پیاده سازی باشد.

مشکلات موجود در این مقیاس

تا اینجای کار، چه مطالبی را تجربه کرده و یاد گرفته ام؟  نکته جالبی که وجود دارد این است که حدود 80 درصد از زمان و هزینه ای که صرف می شود، و همچنین 80 درصد از خط های برنامه نویسی شده، بر روی مطالبی غیر از گزاره های کلیدی متمرکز بود. بنابراین، در حالیکه هدف ما ارائه یک سیستم مدیریت امنیت خانه و سیستم مدیریت انرژی خانه بود، این امر در مقایسه با نگه داشتن کل زیرساخت های ساختمانی بطور عملیاتی نسبتا بی اهمیت بود.

دلیل این امر این است که در دنیای واقعی زمانی که از تجهیزات بطور واقعی بهره برداری می شود، اوضاع می تواند تغییر کند. برای مثال، باتری ها ظرفیت خود را از دست می دهند، رابط کاربری شبکه دچار اختلال می شود، کدها و خط های برنامه نویسی شده ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند و یا کلیت و ساختار دستگاه دچار صدمه و ایراد شود. و هر یک از این استثنائات نیاز به فرآیندی برای بازیابی است.

در مقیاسی کوجک تر، برای مثال اگر حدود 1000 دستگاه از طریق شبکه به یکدیگر متصل شود، می توان بطور دستی این تجهیزات را بررسی نمود. اما وقتی این مقیاس بزرگ تر شود، تعداد بسیار بیشتری از تجهیزات (ده ها هزار وسیله) به یکدیگر وصل خواهند بود که این امر سبب خواهد شد تا بررسی آنها، هزینه بر، طاقت فرسا و با خطای انسانی همراه شود. تنها راه حل برای این موضوع استفاده از سیستم های اتوماسیون است.

اخیرا مقاله ای در مورد 50 شرکت که از این تجهیزات استفاده می کنند، جمع آوری شده است. هرچند جمع آوری این مقاله به اتمام نرسیده، اما آن چیزی که مشخص است این است که بسیاری از شرکت های نوپا مدیریت یکپارچه و سازمان یافته تجهیزات خود را نادیده می گیرند که این امر سبب خواهد شد تا در آینده ای نزدیک، در صورت افزایش مقیاس کاری شان، آنها را به سمت و سوی مشکلات سوق دهد.

وقتی که بحث مدیریت انرژی به میان می آید، ما نیز در مورد انتقال انرژی عظیمی که جامعه ما طی دهه های آینده به آن می پردازد، بسیار یاد گرفته ایم که این عوامل، سبب شده تا تاثیرات اقلیمی و نیاز به تبدیل شدن به یک گونه پایدار را نیز فرا گیریم.  David MacKay’s book می گوید: “انرژی پایدار بدون هوای گرم”. وی تحقیقاتی انجام داده که نشان می دهد جامعه کنونی ما به چه نحوی انرژِ را مصرف کرده و از طرقی دیگر، چگونه می توان این انرژی را یافت. او هیچ برنامه ای در مورد انرژی هسته ای یا انری بادی ندارد، تنها نگرانی او این است که هر استراتژی که ما انتخاب می کنیم، تنها باید به دیگر آپشن ها اضافه شود. این به این معنی است که انرژی مصرفی ما نباید بیش از انرژیی باشد که ما می توانیم از منابع پایدار به دست آوریم.

استارت آپ ها پیشرو خواهند بود!

استارت‌آپ به شرکت‌های نوپایی گفته می‌شود که با یک ایده‌ی ساده و اولیه شروع می‌کنند و به سرعت رشد می‌یابند و به درآمد می‌رسند.  به طور خاص، از آنجا که انرژی حاصل از باد و خورشید متغیر است، ما باید از یک اقتصاد مبتنی بر تقاضا (که در آن نیروگاه های سوخت فسیلی به تقاضای متفاوت پاسخ می دهند) به یک اقتصاد که مبتنی بر مصرف در حد اندازه باشد، تغییر کنیم.

ما باید در هر بخشی از سیکل تامین کننده انرژی خود برای به ثمر رسیدن این موضوع تلاش کنیم.

ذخیره انرژی نقش مهمی در رسیدن به این هدف دارد. برای مثال، می توان در ساعت اوج مصرف به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی، از انرژی خورشیدی بهره جست. یک کمپانی که امروزه مشغول به انجام این کار است، کمپانی Moixa بوده محصولاتش شبیه یک دیگ بخار کوچک خانگی هستند. مثالی دیگر شرکتی به نام Open Energi است که به صورت دینامیکی، مصرف یخچال و فریزرها را مدیریت کرده تا مصرف آنها را کاهش داده و در نتیجه کمبود تولید برق ناشی از انرژی های تجدید پذیر همانند باد را جبران کند.

همانند تمامی سیستم های مدیریت هوشمند انرژی، هر دو ساختار ذکر شده نیاز دارند تا برای انجام عملکردشان، به اینترنت متصل بوده تا درصورت نیاز در مواقع لازم بتواند داده ها را ارسال و دریافت کنند. شرکت 1248 با هر رو شرکت مذکور همکاری داشته تا بتوانند به کمک یکدیگر به کشف چالش های مدیریت این نوع دستگاه ها بپردازند. استفاده از اینترنت اشیا برای مدیریت مصرف انرژی از راهکار های سودمند بوده که شرکت ها می توانند بر پایه آن، مصرف انرژی و هزینه های صرف شده را تا حد زیادی کاهش دهند.