چکیده
اینترنت اشیاء یک تکنولوژی هوشمند است که هر چیزی را در هر نقطه و در هر زمانی به هم متصل می‌کند. ماهیت اینترنت اشیا ایجاب می‌کند تخلیه انرژی در منابع صورت گیرد. بنابراین، بهره‌وری انرژی از منابع اینترنت اشیا به‌عنوان یک مسئله مهم در حوزه‌ی پژوهشی مطرح است. در این مقاله، یک معماری انرژی-کارآمد برای اینترنت اشیا مطرح شده است، که متشکل از سه لایه، حس و کنترل، پردازش اطلاعات و ارائه است. طراحی معماری اجازه می‌دهد تا سیستم فاصله خواب سنسورها را براساس سطح باتری باقی‌مانده خود، سابقه استفاده قبلی خود و کیفیت اطلاعات مورد نیاز برای یک کاربرد خاص پیش‌بینی کنند. مقدار پیش‌بینی شده می‌تواند برای افزایش استفاده از منابع ابر با تخصیص مجدد منابع وقتی که گره حسگر مربوطه در حالت خواب است استفاده شود. این مکانیزم استفاده کارآمد از انرژی در تمام منابع اینترنت اشیا می‌گردد. نتایج تجربی نشان می‌دهد که مقدار قابل توجهی از صرفه‌جویی انرژی در گره‌های حسگر و بهبود بهره‌برداری از منابع ابر نهفته است.
1. مقدمه
با ظهور یک دوره جدید در محاسبات، اینترنت اشیاء [1] به‌عنوان ساختار اصلی محاسبات فراگیر مورد استفاده قرار گرفت [2]. اینترنت اشیا یک تکنولوژی هوشمند است که هر "چیز" را از طریق یک شبکه به یکدیگر متصل می‌کند. اصطلاح "چیز" شامل حسگرها، فعال‌کننده‌ها ، سخت‌افزار، نرم‌افزار و ذخیره‌سازی در رشته‌هایی مانند بهداشت و درمان، صنعت، حمل‌ونقل و لوازم خانه است. هدف اصلی از اینترنت اشیا به حداکثر رساندن ارتباطات اشیاء سخت‌افزاری با جهان فیزیکی برای تبدیل داده‌های این اشیاء به اطلاعات مفید بدون هیچ گونه کمک انسانی است. اینترنت اشیا شامل سه عنصر است: سخت‌افزار، میان‌افزار و ارائه. عنصر سخت‌افزار از سنسورهای تعبیه شده در باتری، دیسک و سیستم‌های ارتباطی تشکیل شده است. این حسگرها داده‌ها را از منطقه نظارت جمع‌آوری می‌کنند و سخت‌افزار ارتباطی آنها داده‌های جمع‌آوری شده را به عنصر میان‌افزار می‌فرستند. مقدار قابل توجهی از داده‌های دریافت شده توسط میان‌افزار با استفاده از ابزارهای مختلف تجزیه‌وتحلیل داده برای استخراج اطلاعات تفسیری پردازش می‌شوند. عنصر ارائه در اینترنت اشیا مسئول مصورسازی داده‌های پردازش شده و نتایج به شکلی قابل خواندن است. همچنین نیازمندی‌های کاربر را دریافت کرده و به عنصر میان‌افزار جهت انجام امور ضروری می‌فرستد. شکل 1 عناصر و انتقال داده‌ها را در سیستم‌های اینترنت اشیا نشان می‌دهد.
انرژی محدود عناصر سخت‌افزاری درحال جمع‌آوری و انتقال داده‌ها مصرف می‌شود. بیشتر داده‌های جمع‌آوری شده، تحلیل و با دقت اطلاعات آنها استخراج می‌شود اما، در هر زمان، انرژی را مصرف می‌کنند. با توجه به محدودیت انرژی، نیاز به حفظ تعادل بین کیفیت اطلاعات استخراج شده و انرژی مصرف شده توسط سیستم‌های اینترنت اشیا وجود دارد. علاوه‌براین، طول عمر هر منبع در اینترنت اشیا بستگی به دردسترس بودن انرژی دارد. از دست دادن انرژی، کل محیط را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بنابراین، نیاز برجسته‌ای برای کاهش مصرف انرژی برای افزایش طول عمر منابع و اجرای موثر بر سیستم‌های اینترنت اشیا وجود دارد.
این مقاله در نشریه آی تریپل ای منتشر شده و ترجمه آن با عنوان معماری انرژی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
An Energy-Efficient Architecture for the Internet of Things (IoT)
