از اینترنت اشیا و سخت افزارهای آن چه میدانید؟
با رشد و توسعه کامپیوترها در اواخر قرن بیستم و بوجود آمدن اینترنت، نیازهای انسان و سرعت رشد پاسخ به این نیازها، بسیار بسیار زیاد شده است. تا به امروز 3 نسل از وب را داشته ایم. وب نسل یک مربوط به سال‌های پایانی قرن بیستم بود. با ورود به هزاره سوم، وب نسل دو بوجود آمد. در وب نسل دو شاهد شبکه‌های اجتماعی و تعامل دوطرف انسان‌ها با فضای وب بودیم. دو پارامتر بسیار مهم که در وب نسل 2 به آن رسیدیم، یکی زمان کاربران و دیگری نقش کاربران به عنوان تکمیل کننده بود. پس از سال‌های 2010 به بعد وارد وب نسل سه شدیم. در وب نسل دستاوردهای بسیار مهمی برای انسان‌ها بوجود آمد. از جمله وب فراگیر، به این معنی که ارتباطات در بستر وب، محدود به انسان‌ها نخواهد بود. در این بستر اشیا هم به عنوان عضوی از فضای وب، شروع به فعالیت میکنند. در چنین شرایطی، برای ایجاد ارتباط بین انواع اشیا و سخت افزارهای فیزیکی در دنیای غیر دیجیتال، به سنسورها و بردهای مختلفی برای تبدیل رفتار یک شی به اطلاعات قابل فهم برای دنیای دیجیتال، نیاز داریم. در ادامه راجع به چند سنسور مهم و بردهای پر کاربرد در اینترنت اشیا اشاره خواهیم کرد.
انواع سنسورهای اینترنت اشیا IoT Sensor
سنسورها تمامی حواس پنج گانه انسان‌ها را به مفهوم دیجیتالی تبدیل میکنند. برای هر حس چندین سنسور مختلف وجود دارد. مثلا ساده‌ترین آن حس شنوایی است که سنسور مربوط به آن میکروفن نام دارد. برای کاربردهای مختلف و با طول موج‌های مختلف این سنسورها طراحی شده‌اند. یا مثلا برای حس بینایی، دوربین طراحی شده است. انواع مختلف دوربین‌ها با کاربردهای مختلف، بسیار قوی‌تر از حس بینایی انسان‌ها تبدیل شده‌اند. برای تشخیص بو یا همان حس بویایی، سنسورهای گازی طراحی شده‌اند. برای حس لامسه، انواع سنسورهای لمسی طراحی شده‌اند. برای حس چشایی هم سنسورهای مختلفی طراحی شده و قابل تهیه می‌باشند. حال که در این حد سنسورهای مختلف را برای پاسخ به نیاز اینکه اشیا، با ما انسان‌ها ارتباط برقرار کنند، طراحی کرده‌ایم. کافیست که برای هر محیط سنسورهای مناسب را انتخاب و استفاده کنیم. یکی از جذاب‌ترین ، ارزان‌ترین و پر مصرف‌ترین سنسورهای اینترنت اشیا پارامترهای دما و رطوبت محیط را سنجش میکنند. برای تهیه این سنسورها و آشنایی با آن کافیست عبارت « سنسور دما و رطوبت » را گوگل کنید. یا روی همین لینک کلیک کنید. در اینجا به مباحث تخصصی سنسورها شامل نوع سنسور و روش جمع آوری اطلاعات محیط، ورود نمی‌کنیم. سنسورها معمولا خروجی دیجیتال و یا خروجی آنالوگ دارند. بسته به نوع خروجی باید با برد پردازنده سازگاری داشته باشند.
برد پردازنده در اینترنت اشیا IoT Hardware
سنسورهای به تنهایی نمیتوانند پارامترهای محیطی مورد نیاز را سنجش کنند. برای این کار نیاز به یک MCU دارند. این ام سی یو یک برد پردازنده کوچک میباشد. توسط این برد اطلاعات از سنسور دریافت شده و به سمت Gateway و یا سرور ارسال می‌شود. مهفومی تحت عنوان Edge computing و یا Hardware computing در این لایه از پروژه‌های اینترنت اشیا بوجود آمده است. به معنی که داده‌ها به صورت خام از سنسور ارسال نمی‌شوند. بلکه به صورت پردازش شده از لایه اول وارد لایه بعدی می‌شوند. بردهای پردازنده مختلفی به صورت آماده وجود دارند که قابلیت استفاده در این لایه از IoT را دارند. به عنوان مثال بردهای امبدد از جمله رزبری پای Raspberry Pi انتخاب مناسبی برای پروژه‌های اینترنت اشیا هستند. برد رزبری پای یا به عبارت برخی از دوستان رسپبری پای، دارای پردازنده پرقدرت ARM میباشد. امکان راه اندازی توسط سیستم عامل را دارد. پورت های ورودی و خروجی جهت ارتباط با انواع سنسورها را دارد. بنابراین تمامی امکاناتی که برای استفاده در IoT نیاز میباشد را یکجا دارد. اخیرا در یکی از پروژه‌های حساس با استفاده از برد رزبری پای ارتباط بین 38 واحد مختلف جهت مانیتور دما و میزان مصرف انرژی لحظه‌ای استفاده کرده‌ایم. این برد به تنهایی دیتا از 38 واحد مختلف را دریافت کرده و پس از لاگ کردن آن به صورت لوکال، آن‌ها را در بستر رادیویی به Gateway منتقل می‌کند.