اهمیت جمع‌آوری داده‌ های اینترنت اشیاء و چالش های آن

اهمیت داده برداری و چالش ها:

همه‌روزه دستگاه‌های بیشتری به اینترنت متصل می‌شوند به طوری که متخصصان پیش‌بینی می‌کنند تا سال 2025 میلادی، 41.6 میلیارد دستگاه اینترنت اشیاء متصل خواهند بود. تجهیزات صنعتی، خودرویی و ساختمان‌های تجاری بخش بزرگتری را تشکیل می‌دهند، اما دستگاه‌های هوشمند خانگی و قابل‌پوشیدن نیز سهم گسترده ای را به خود اختصاص میدهد ؛درنتیجه تعدد این تجهیزات، با حجم زیادی از داده‌ها و اطلاعات ایجادشده روبرو خواهیم بود که مستلزم یک پلتفرم یکپارچه و انعطاف‌پذیر برای مدیریت اینترنت اشیا می باشد و در نتیجه نیاز به استانداردها و استراتژی‌های دقیق در این زمینه را برجسته می‌کند تا داده هایی دقیق با زمان واقعی جمع اوری شوند.

روش جمع‌آوری داده‌ های اینترنت اشیاء از حسگرها برای نظارت بر عملکرد دستگاه‌هایی که بخشی از اینترنت اشیاء هستند، استفاده می‌شود. حسگرها داده‌ها را جمع‌آوری و به صورت زمان واقعی ارسال می‌کنند، که در هر زمان قابل دسترسی است. بنابراین، جمع‌آوری داده‌ های اینترنت اشیاء به نظارت بر وضعیت شبکه اینترنت اشیاء کمک می‌کند.

فرایند جمع‌آوری داده در اینترنت اشیاء شامل چند مرحله است:

1- سنسورها: حسگر ها می‌توانند گستره‌ای از پارامترهای محیطی را از جمله دما، رطوبت، فشار، شدت نور، حرکت، صدا و … با دقت های مختلف که بر حسب کاربرد میتواند متفاوت باشد اندازه‌گیری کنند.

2-انتقال داده: این مرحله با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی مانند Wi-Fi، شبکه‌های سلولی (3G، 4G، 5G)، بلوتوث، Zigbee، LoRaWAN، یا حتی اتصالات سیمی مانند اترنت انجام می‌شود.

3- مسیر یابی: در واقع  Gateway ها به عنوان واسط بین دستگاه‌ها و ابر مرکزی یا سرور عمل می‌کنند. آنها اطلاعات را از چندین دستگاه جمع‌آوری کرده، در صورت لزوم برخی پیش‌پردازش یا فیلترینگ انجام داده و سپس اطلاعات را به ابر انتقال می‌دهند بنابراین گیت‌وی‌ها به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند تا بتوانند اطلاعات خود را به صورت محلی جمع‌آوری و پردازش کرده و سپس آنها را به سمت ابر یا سرورهای مرکزی ارسال کنند. این کار بهبود عملکرد و کارایی شبکه را تسهیل می‌کند و به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد که بتوانند از امکانات پیشرفته‌تری مانند پردازش داده‌های بزرگ و تجزیه و تحلیل آنها در سرورهای ابری استفاده کنند.

4-پلتفرم‌های ابری: سرویس‌هایی است که اطلاعات جمع‌آوری شده توسط دستگاه‌ها و سنسورها درون آنها ذخیره می‌شود و از طریق اینترنت به دسترسی مرکزی قرار می‌گیرد. در واقع یک مخزن متمرکز برای ذخیره و مدیریت داده‌ها است. این سرویس‌ها عموماً در محیط ابری میزبانی می‌شوند و امکاناتی مانند ذخیره‌سازی داده، پردازش داده و تحلیل آنها، و ارائه خدمات دیگر مانند ایجاد گزارشات و داشبوردهای تحلیلی را فراهم می‌کنند.

5-ذخیره سازی داده: دیتا به عنوان داده‌های ساختار یافته، نیمه‌ساخته، و یا بدون ساختار در پایگاه‌های داده، دریاچه‌های داده، یا سایر سیستم‌های ذخیره‌سازی ذخیره می‌شوند.

6-پردازش داده و تجزیه و تحلیل: این می‌تواند شامل پردازش به صورت زمان واقعی برای استخراج تحلیل‌ها و روندهای معنی‌دار باشد.

7-محاسبات لبه: این شامل پردازش داده نزدیک به منبع، در لبه شبکه، برای کاهش تاخیر و بهبود تصمیم‌گیری به صورت زمان واقعی است.

همچنین همانطور که گفته شد سیستم جمع‌آوری داده‌ های اینترنت اشیاء باید بر اساس قوانین و استاندارد های خاصی عمل می‌کند تا عملکرد مناسب را تضمین نماید.

اصول اساسی در IoT برای جمع‌آوری داده عبارتند از:

-قابلیت مطلوب : سیستم‌های جمع‌آوری داده‌ های اینترنت اشیاء باید قابلیت مطلوبی داشته باشند تا بتوانند حجم زیادی از داده‌ها را جمع‌آوری و ذخیره کنند به عبارت دیگر، آنها باید توانایی مقیاس پذیری را داشته باشند تا با افزایش تعداد دستگاه‌ها و حجم داده‌هایی که تولید می‌کنند، به درستی عمل کنند و عملکرد مطلوبی داشته باشند.

-امن : پر واضح است که برای جلوگیری از نفوذ و سوء استفاده از داده‌ها در سیستم‌های جمع‌آوری داده مبتنی بر اینترنت اشیاء، امنیت امری حیاتی است.

-تعامل‌پذیر : این ویژگی کمک می‌کند تا از انواع مختلفی از دستگاه‌ها داده جمع‌آوری شود.

-قابل تطبیق : سیستم‌های جمع‌آوری داده باید قابل تطبیق باشند تا انواع مختلف داده‌ها را پذیرفته و به الزامات تغییرات پاسخ دهند.

موارد فوق فرآیندها و برخی اصول اساسی برای جمع‌آوری داده‌های مفید و قابل اعتماد در اینترنت اشیاء می‌باشند. البته لازم به ذکر است که روش های جمع‌آوری و ذخیره داده‌های اینترنت اشیاء کاملا مرتبط با نیاز ها و استفاده خاص ان است. با این حال باید نیازمندی‌های دقت داده، کارایی انرژی، زمان واکنش، و حفاظت از حریم خصوصی را نیز برآورده کنند. همچنین زمان‌نگاری مناسب برای مرتب‌سازی داده‌هایی که از چندین دستگاه IoT بدست می ایند، چالشی است که نیازمند سیستم‌هایی میباشد که  قادر به پذیرش سرعت و حجم داده‌های ورودی مناسب پروژه باشند.

با کلیک بر روی تصویر زیر میتوانید نمونه ای از محصولات RealSim تحت عنوان کارت داده برداری را با قابلیت اکتساب انواع داده های آنالوگ و دیجیتال به صورت بلا درنگ تحت رابط گرافیکی مبتنی بر نرم افزار لب ویو مشاهده بفرمایید:

مزایای جمع‌آوری داده های اینترنت اشیاء:

1- تجربه کاربری بهتر: با استفاده از جمع‌آوری اتوماتیک داده‌های اینترنت اشیا، درک خواسته‌ها و رفتارهای مشتریان آسان‌تر می‌شود. بنابراین، با جمع‌آوری داده‌ها و ایجاد نتایج، درک بهتری از استفاده واقعی از خدمات یا محصولات حاصل میشود.

2- استفاده موثر از منابع: جمع‌آوری اتوماتیک داده‌ به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا به نتیجه گیری درست تری برسند. بنابراین، می‌توان  با استفاده از داده‌های به دست آمده به صورت زمان واقعی، منابع خود را به نحو موثرتری مدیریت نمود.

3- نظارت و نگهداری از دارایی‌ها: داده‌های زمان واقعی به مهندسین و مدیران پروژه امکان مانیتورینگ وضعیت یک بخش خاص از زیرساخت یا تجهیزات و رصد بهتر و موثر تر انها را می‌دهد.

4-تعامل در سطح سیستم‌ها: در سیستم‌های معمول اینترنت اشیا، بسیاری از دستگاه‌ها و حسگرها به صورت جداگانه عمل می‌کنند. با این حال، وقتی که این دستگاه‌ها با یکدیگر تعامل داشته باشند، ممکن است مواجهه با مسائلی مانند تداخل در ارتباطات یا تداخل در عملکرد رخ دهد. برای حل این مشکلات، نیاز به تعامل در سطح سیستم‌ها با همکاری و هماهنگی بین دستگاه‌ها و حسگرها وجود دارد تا به صورت هماهنگ عمل کنند و از امکانات سیستم به بهترین نحو استفاده کنند.

نتیجه گیری و جمع بندی:

در این مقاله سعی شد تا با مروری بر مفاهیم اینترنت اشیاء و ضرورت اکتساب داده در این حوزه، به رویکردهای جمع آوری و مدیریت داده پرداخته و با توجه به گسترش روز افزون این فناوری و مواجهه با حجم بالای اطلاعات دریافتی از تعدد تجهیزات، ضرورت و مزایای برخی استاندارد ها و قوانین این مقوله را به منظور افزایش بهره وری و خدمات به کاربران بررسی نماییم.