Abstract
This paper provides an overview of the Internet of Things (IoT) with emphasis on enabling technologies, protocols, and application issues. The IoT is enabled by the latest developments in RFID, smart sensors, communication technologies, and Internet protocols. The basic premise is to have smart sensors collaborate directly without human involvement to deliver a new class of applications. The current revolution in Internet, mobile, and machine-to-machine (M2M) technologies can be seen as the first phase of the IoT. In the coming years, the IoT is expected to bridge diverse technologies to enable new applications by connecting physical objects together in support of intelligent decision making. This paper starts by providing a horizontal overview of the IoT. Then, we give an overview of some technical details that pertain to the IoT enabling technologies, protocols, and applications. Compared to other survey papers in the field, our objective is to provide a more thorough summary of the most relevant protocols and application issues to enable researchers and application developers to get up to speed quickly on how the different protocols fit together to deliver desired functionalities without having to go through RFCs and the standards specifications. We also provide an overview of some of the key IoT challenges presented in the recent literature and provide a summary of related research work. Moreover, we explore the relation between the IoT and other emerging technologies including big data analytics and cloud and fog computing. We also present the need for better horizontal integration among IoT services. Finally, we present detailed service use-cases to illustrate how the different protocols presented in the paper fit together to deliver desired IoT services
چکیده
این مقاله مروری بر مبحث اینترنت اشیا (IoT) با تاکید بر فناوری های توانمندسازی، پروتکل ها، و موضوعات کاربردی فراهم می کند. IoT بواسطۀ پیشرفت های اخیر در RFID (تشخیص فرکانس رادیویی)، سنسورهای هوشمند، فناوری های ارتباطی، و پروتکل های اینترنت تهیه شده است. فرضیه اساسی داشتن سرورهایی هوشمند است که مستقیماً و بدون دخالت انسان در ارائه کلاس جدیدی از برنامه های کاربردی با هم کار می کنند. تغییر و تحول اساسی ای که اکنون درفناوری های مربوط به اینترنت، موبایل، و مخابرات ماشین به ماشین (M2M) رخ داده، در فاز نخستِ IoT قابل مشاهده است. در سالهای پیش رو، انتظار می رود که IoT پلی میان فناوری های مختلفی باشد که برنامه های کاربردی جدید را قادر به اتصال اشیای فیزیکی به هم، در پشتیبانی از تصمیم گیری هوشمند سازد. این مقاله با ارائه مروری بر IoT شروع می شود. سپس، مروری برروی برخی جزئیات فنی ای که به فناوری های توانمندسازی IoT، پروتکل ها و برنامه های کاربردی مرتبط هستند، خواهیم داشت. درمقایسه با دیگر مقالات تحقیقاتی در این حوزه، هدف ما ارائه خلاصه ای جامع تر دربارۀ پروتکل های مربوطه و موضوعات کاربردی است تا محققان و برنامه سازان را قادر به درک سریع دربارۀ چگونگی تناسب پروتکل ها با هم سازد تا اصول مبادیِ مطلوب را بدون اینکه ناچار به بررسی RFC ها و خصوصیات استاندارد باشد، فراهم سازد. همچنین مروری برروی برخی از چالش های کلیدیِ IoT که در مقالات جدید ارائه شده خواهیم داشت و خلاصه ای از تلاش های پژوهشی مربوطه ارائه خواهیم داد. علاوه براین، رابطه میان IoT و دیگر فناوری های نوظهور ازجمله روش های تحلیل داده های بزرگ و رایانش توده ابر و مه (مدلی برای تامین دسترسی آسان براساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه ای از منابع رایانشی) را بیان خواهیم کرد. همچنین نیاز به ادغام افقیِ بهتر میان سرویس های IoT را منشان می دهیم. نهایتاً موارد استفاده تفصیلی از سرویس را ارائه خواهیم کرد تا نشان داده شود که پروتکل های مختلفی که در این مقاله ارائه شده اند چطور با یکدیگر تناسب دارند تا سرویس IoT مطلوبی را اجرا کند.
1. مقدمه
تعداد فزاینده ای از اشیای فیزیکی با سرعتی بی نظیر درحال اتصال به اینترنت هستند که درواقع در حال تحقق ایدۀ اینترنت اشیا (IoT) می باشند و مثالی بنیادی برای چنین اشیایی شامل ترموستات ها و سیستم های کنترل و نظارت بر HVAC (سیستم گرمایشی و تهویه هوا) که باعث ایجاد خانه های هوشمند می شوند می باشد. همچنین عرصه ها و محیط های دیگری وجود دارند که IoT می تواند در آنها نقشی حائز اهمیت داشته باشد و کیفیت زندگی ما را بهبود بخشد. این کاربردها، شامل حمل و نقل، مراقبت بهداشتی، اتوماسیون صنعتی، و برخورد فوریتی با بلایای طبیعی و انسانی که در آنها تصمیم گیری انسانی دشوار است می باشد...