تعد إنترنت الأشياء واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا في الثورة التكنولوجية اليوم ولكنها لا تزال تواجه العديد من تحديات إنترنت الأشياء. عندما تصبح الأجهزة والتقنيات متصلة وأكثر ذكاءً, وكذلك المخاطر ونقاط الضعف التي يواجهونها. في العقد الماضي, ال انترنت الأشياء وقد استخدمت على نطاق واسع في مختلف الصناعات, حيث تستخدمه العديد من الشركات لتطوير عمليات أكثر ذكاءً.
بينما توفر أجهزة إنترنت الأشياء اتصالاً فعالاً بين الأجهزة, أتمتة, توفير الوقت والتكلفة, والعديد من الفوائد الأخرى, هناك أيضًا شيء واحد يتعلق بالمستخدمين, وهذا ليس الأمن. يصعب الوثوق بأجهزة إنترنت الأشياء في مناسبات معينة. ستسلط هذه المقالة الضوء على بعض التحديات الرئيسية لإنترنت الأشياء في كل رابط.
1. 8 تحديات إنترنت الأشياء في القضايا الأمنية
معايير السلامة غير المتسقة
إنترنت الأشياء قديم إلى حد ما من حيث معايير الأمان. لا يوجد معيار موحد للأسواق والشركات المتخصصة, مما يعني أن جميع الشركات مطالبة بوضع إرشادات وبروتوكولات خاصة بها.
يؤدي الافتقار إلى التوحيد القياسي إلى زيادة صعوبة تأمين أجهزة إنترنت الأشياء والتواصل بين أجهزة M2M دون زيادة المخاطر.
قدرة معالجة منخفضة
هناك القليل جدًا من البيانات المطلوبة لمعظم الأشخاص تطبيقات إنترنت الأشياء. وهذا يطيل عمر البطارية ويقلل التكاليف, ولكنه يجعل تحديثات OTA أكثر صعوبة ويمنع الأجهزة من استخدام أدوات أمان الشبكة. لذلك, القرصنة تميل إلى الحدوث.
الأصول القديمة
يعد تطوير التطبيقات دون الاتصال السحابي عرضة للهجمات الإلكترونية الحديثة. على سبيل المثال, قد لا تتوافق هذه الأصول القديمة مع معايير التشفير الجديدة. من الخطر السماح بتشغيل التطبيقات القديمة على الإنترنت دون إجراء تغييرات كبيرة, ولكن هذا ليس ممكنًا دائمًا مع الأصول التاريخية. لقد تم تجميع هذه التقنيات معًا - ربما لعقود من الزمن - وحتى التحديثات الأمنية الصغيرة تمثل تحديًا كبيرًا لإنترنت الأشياء.
قلة الوعي
لقد تعلم مستخدمو الإنترنت كيفية حماية الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية على مر السنين. ولكن لأن إنترنت الأشياء هي تقنية جديدة, كثير من الناس لا يعرفون مفاهيمها ووظائفها. لذلك, المستهلكين, الشركات والمصنعون قادرون على تشكيل تهديدات أمنية لأجهزة إنترنت الأشياء. يهاجم المتسللون الأشخاص والمعدات.
هجمات البوت نت
شبكات الروبوت هي شبكات من الأجهزة المرتبطة التي تخفي البرامج الضارة, تمكين الخاطفين من ارتكاب جميع أنواع الاحتيال. يتم اعتماد مثل هذه الروبوتات لتنفيذ أعطال الخادم, دخول غير مرخص, رفض الخدمة الموزعة, وسرقة البيانات.
الهدف المعتاد هو التطوير, أتمتة, وتسريع الهجمات في فترة زمنية قصيرة ويستهلك نفقات أقل. للهجوم بفعالية, يمكن للمتسلل الوصول إلى جهاز عن بعد وإصابة الآلاف من محطات العمل. من الصعب على النظام الآمن التمييز بين الاتصالات الحقيقية وتلك الضارة.
عدم وجود التشفير
في إنترنت الأشياء, يعد الافتقار إلى تشفير الإرسال التقليدي أحد أكبر المشكلات الأمنية. إنهم قادرون على الحصول على المعلومات الحساسة المرسلة من وإلى الجهاز بمجرد قيام شخص ما باختراق الشبكة.
تحديث البرنامج الثابت مفقود
هناك مشكلة كبيرة أخرى تتعلق بأمان إنترنت الأشياء وهي ما إذا كانت الأجهزة المنشورة معرضة للخطر. من المفترض أن يقوم المصنعون بترقية البرامج الثابتة الخاصة بهم سواء كانت تأتي من التعليمات البرمجية الخاصة بهم أو التعليمات البرمجية التي تم إنشاؤها بواسطة طرف ثالث. نظريا, وينبغي أن يكون هذا ممكنا عن بعد, لكن هذا ليس ممكن دائما. عندما تتحرك البيانات ببطء شديد عبر الشبكة أو عندما تكون سعة الرسالة محدودة, قد تحتاج إلى الاتصال بالجهاز فعليًا لإصدار التحديثات.
أجهزة إنترنت الأشياء المحظورة والمزيفة
يعد إغلاق الحدود وإدارة جميع الأجهزة الفردية من التحديات الرئيسية في هذا المجال أمن إنترنت الأشياء. تسببت شعبية أجهزة الإنترنت والزيادة السريعة في عدد الأجهزة المصنعة في حدوث مشكلات في الشبكات المنزلية.
يقوم المستخدمون غير المصرح لهم بتثبيت أجهزة إنترنت الأشياء غير القانونية والمزيفة على الشبكات المحمية.
يُسمح بتكوين هذه الأجهزة كنقاط وصول ضارة, منظمات الحرارة, وكاميرات لسرقة بيانات الاتصالات دون علم المستخدم.
2. انترنت الأشياء(إنترنت الأشياء) التحديات في خصوصية البيانات
الخصوصية هي مصدر قلق كبير للشركات. أصبحت مسألة كيفية حماية البيانات الحساسة والشخصية بشكل أفضل بارزة بشكل متزايد في السنوات الأخيرة, نظرًا لأن الأطر القانونية والتنظيمية مثل اللائحة العامة لحماية البيانات قد حظيت باهتمام متزايد وأصبح مشهد التهديدات السيبرانية أكثر ديناميكية وتعقيدًا.
تعمل إنترنت الأشياء على تحويل العديد من الصناعات, والأتمتة وذكاء الأعمال الذي يسهله قويان. لكن إنترنت الأشياء يطرح أيضًا تحديات محددة للمؤسسات فيما يتعلق بخصوصية البيانات. دعونا نتعلم من المحتوى أدناه.
زيادة نقطة النهاية
أجهزة استشعار إنترنت الأشياء أو الأجهزة المتصلة بالويب. هذا, بدوره, يعني أن أجهزة أو أجهزة استشعار إنترنت الأشياء هي نقاط محتملة لتسرب البيانات, أو أن الأطراف الخبيثة يمكنها الوصول.
هكذا, عندما تقوم إحدى المؤسسات بإنشاء نظام بيئي لإنترنت الأشياء, على سبيل المثال, من خلال نشر أجهزة استشعار متصلة بالشبكة عبر الأصول المادية الكاملة لأرضية المصنع, كل من هذه الأصول المادية هي من الناحية النظرية أداة نهائية, تمامًا مثل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة في أي مكان آخر في المؤسسة. نتيجة ل, قامت المجموعة بزيادة سطح الهجوم بشكل كبير, حيث يمكن لمجرمي الإنترنت محاولة الوصول إلى الشبكات من خلال الأجهزة الطرفية لسرقة البيانات.
أجهزة صغيرة وبسيطة
لا يقتصر الأمر على عدد أجهزة إنترنت الأشياء التي تثير مخاوف الخصوصية, لكن بساطة وصغر حجم الكثير منها. وهذا يعني عادةً أنه من المستحيل تضمين حماية أمان الشبكة المتقدمة في هذه الأجهزة, مما يؤدي إلى الإصابة بالبرامج الضارة واعتراض البيانات الضارة. قد تتضمن المشكلات الأخرى تعيين كلمات مرور سهلة التذكر على كلمات المرور الافتراضية.
زيادة البيانات
تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بجمع البيانات التي كان من المستحيل جمعها أو كانت باهظة الثمن. تولد هذه البيانات كميات هائلة من ذكاء الأعمال التي يمكن تسخيرها في الوقت الفعلي وعلى المدى الطويل. باختصار, فهي تزيد بشكل كبير من عدد مؤسسات البيانات التي تتعامل معها - وهو ما, بدوره, يعني أن خبراء الأمن والخصوصية يجب أن يهتموا بكيفية جمع تلك البيانات, معالجتها, مشترك, وتخزينها.
لتنفيذ نهج قوي لحماية خصوصية البيانات, المنظمات التي تعالج البيانات, وخاصة البيانات الشخصية, يحتاجون إلى رسم خريطة لتدفق البيانات عبر أعمالهم وصياغة وتنفيذ سياسات الأمان المتعلقة بتلك البيانات.
الرؤية هي المفتاح
من المحتمل أن تكون مشكلات خصوصية البيانات وحمايتها متعددة الأوجه, لكنها ليست مستعصية على الحل. بدلاً من, تحتاج الشركات العاملة في تطوير أو نشر أجهزة إنترنت الأشياء إلى جعل حماية البيانات أولوية منذ البداية, ليست إضافة للنظر فيها لاحقا. تبدأ خصوصية البيانات القوية دائمًا بالرؤية، أي فهم البيانات التي يتم جمعها أو إنشاؤها, أين وكيف تتم معالجتها, وكيف يتم تخزينه.
3. تحديات إنترنت الأشياء في اتصال الاتصالات اللاسلكية
في حين أن النطاق الكامل لإنترنت الأشياء لا يزال قيد المناقشة, من الواضح أن هذه الأجهزة تقف عند مفترق طرق أثناء انتقالها من "الجهاز الجيد الذي يجب اقتناؤه" إلى "الضروري".,"وسوف يعتمد الناس بشكل متزايد على هذه الأجهزة لأداء المهام الحرجة و, أحيانا, تطبيقات بالغة الأهمية.
الاتصالات اللاسلكية أمر بالغ الأهمية ل أجهزة إنترنت الأشياء. زيجبي, موجة Z, بلوتوث, إنترنت الأشياء (NB-IoT)., تعد شبكة Wi-Fi من الخيارات المفضلة للمصممين لتمكين هذا الاتصال. يجب أن تعمل أجهزة إنترنت الأشياء عبر مستخدمين متعددين بتقنيات لاسلكية مختلفة ونفس الطيف في سيناريوهات المهام الحرجة.
في المباني الكبيرة (مثل المستشفيات), ويجب توفير عمليات مكثفة للمعدات وإجراء اتصالات لاسلكية موثوقة. أجهزة تتبع المرضى, الإضاءة الذكية, الأجهزة القابلة للارتداء, أجهزة طبية, ويجب أن تعمل الأنظمة الأمنية التي يحملها الزوار بشكل متزامن ولا تتداخل مع بعضها البعض. هذا الوضع موجود في المستشفيات, حيث تشترك معدات المراقبة الطبية في 2.4 نطاق جيجا هرتز ISM مع الهواتف المحمولة, كاميرات لاسلكية, وأفران الميكروويف. ومن الأهمية بمكان التأكد من أن تشغيل جهاز إنترنت الأشياء يعمل على النحو المنشود في هذا النوع من البيئة.
تحدي الشبكة
مع ظهور 5G, سيستخدم المزيد والمزيد من التطبيقات أداء الشبكة الخلوية المحسن "لتيار" عبء عمل الحوسبة إلى مراكز البيانات. من المفترض أن تكون الأجهزة بجميع أنواعها متصلة بالشبكة, بعضها قد يشكل عمدا تهديدا لأمن الشبكة وسلامتها. لذلك, ويجب تطوير الأنظمة وأدوات إدارة الشبكة للتخفيف من هذه المخاطر.
يتم الآن تصميم قدرات إنترنت الأشياء لاستخدامها في التطبيقات ذات الأهمية المتزايدة في جميع القطاعات الصناعية. يجب على المصممين اتباع عملية مدروسة جيدًا للتصميم, امتحان, والتحقق من صحة أجهزتهم وأنظمتهم الذكية. يجب أن تتضمن العملية القياس والاختبار في الاتصالات اللاسلكية, مستويات الشبكة, والأجهزة.
لحسن الحظ, يتوفر لدى المصممين الآن مجموعة متنوعة من خيارات الاختبار المتاحة للمساعدة في التحقق من وظائف النظام البيئي لإنترنت الأشياء. لكن إجراء الاختبارات الصحيحة ليس كافيا. يجب على المصممين اعتماد الأدوات المناسبة للقيام بالمهمة الصحيحة.
يساعد تحليل استهلاك البطارية المصممين على تحديد الاستخدام الحالي للجهاز بدقة ومدة كل وضع تشغيل. يمكن أن تساعد أدوات النمذجة الدقيقة ومحاكاة EMI في تقدير مستويات الانبعاثات قبل تطوير الأجهزة.
4. شائع تطوير إنترنت الأشياء التحديات
وحدة الاستشعار
يتم تصميم وحدات الاستشعار عادةً حول وحدات التحكم الدقيقة التي لها واجهات رقمية وتناظرية, وواجهات إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية مطلوبة أيضًا للتواصل مع العالم الخارجي.
رسم تخطيطي لوحدة استشعار إنترنت الأشياء
تعد إدارة الطاقة والتحجيم من التحديات الشائعة للمصممين. يمكن أن تستهلك واجهات التردد اللاسلكي قدرًا كبيرًا من الطاقة. لقد تم تطوير بروتوكولات لاسلكية منخفضة الطاقة لتقديم مفاضلة بين استهلاك الطاقة ونطاق الإرسال. قد لا يمثل استهلاك الطاقة والمصانع الذكية في بعض البيئات مشكلة مقارنة بمتطلبات اتصال الأجهزة المتعددة دون تداخل. تصبح سلامة الإشارة أولوية أساسية. فضلاً عن ذلك, يجب الالتزام بمتطلبات التداخل الكهرومغناطيسي في البيئات الصناعية.
يتطلب تصميم أجهزة إنترنت الأشياء ذات عمر البطارية الأمثل منحنيات دقيقة لاستهلاك الطاقة وتوصيفًا دقيقًا للحمل الديناميكي على الجهاز. فهم العلاقة بين متطلبات التحميل, والوقت المطلوب هو جانب أساسي لتحديد عمر البطارية المحتمل.
سواء كانت بطارية زر غير قابلة لإعادة الشحن أو بطارية LiPo قابلة لإعادة الشحن, يجب فهم خصائص تشغيل البطارية ودمجها في برنامج معقد لإدارة الطاقة لإطالة عمر البطارية وتحسينه. القدرة على تتبع أحمال البطارية بدقة وكيف يمكن أن تساعد المتطلبات.
يمكن للمصممين تطوير عمليات إدارة الطاقة القوية باستخدام هذه المعلومات. قد يحدد المصمم, على سبيل المثال, أن تيار جهاز إنترنت الأشياء له نطاق ديناميكي واسع جدًا أثناء التشغيل, من مئات المللي أمبير عندما يبدأ جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي في الارتباط بالميكرو أمبير عند إيقاف تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال, يصل إلى المتحكم الدقيق في الحد الأقصى. أنماط النوم الأمثل, لم يتم تفعيل أجهزة الاستشعار, وما إلى ذلك وهلم جرا.
شكل 2. من الضروري تحسين عمر البطارية لتحليل استهلاك البطارية في أجهزة إنترنت الأشياء اللاسلكية. يعد محلل الطاقة N6705B DC ووحدة قياس المصدر الرباعي N6781A أدوات مثالية لتوصيف استهلاك البطارية وفهم تغيرات المعدات بمرور الوقت مع حمل البطارية.
عمر بطارية طويل
يطلب العديد من مستخدمي أجهزة إنترنت الأشياء اليوم أن يكون لديهم بطاريات تدوم لسنوات. يعد هذا مهمًا بشكل خاص إذا كان شخص ما يخطط لنشر شيء ما في منطقة نائية حيث لا يمكنه الوصول بسهولة إلى البطاريات المتغيرة. قد تكون هناك حاجة إلى إجراء عمليات جراحية أو تعريض شخص ما لخطر حدوث مضاعفات بشكل أكبر من خلال التغيير المتكرر للبطارية.
يجب على مصممي الأجهزة التفكير في الجوانب التي ستستهلك أكبر قدر من الطاقة وما إذا كان من الضروري تضمينها في التصميم.
إن استخدام الدوائر المتكاملة التي لديها أنماط نوم عميقة وتستهلك القليل جدًا من التيار يمكن أن يحل هذا التحدي. علاوة على ذلك, يجب على المصممين أيضًا أن يأخذوا في الاعتبار كيفية استخدام الفولتية المنخفضة للبطارية. على سبيل المثال, تقليل الاستهلاك الحالي للمنتج. يمكن للمصممين تحقيق ذلك باستخدام مكونات منخفضة الطاقة والتأكد من عدم استمرار الأجزاء في استهلاك الكثير من الطاقة عند عدم استخدامها.
يعتقد الباحثون الذين علقوا على المشروع أنه سيتم إحراز تقدم كبير من خلال تطوير البطاريات التي يمكنها شحن نفسها بنفسها.
الثغرات الأمنية
غالبًا ما تحتوي العناوين الرئيسية الحالية على تفاصيل مثيرة للقلق حول الثغرات الأمنية التي قد تؤثر على أجهزة إنترنت الأشياء حول العالم. مطلوب نهج متعدد الجوانب لحل تحدي تصميم إنترنت الأشياء من منظور الأجهزة.
أولاً, يجب على المصممين النظر في إدارة المفاتيح الآمنة. يعد استخدام التشفير المسرع للأجهزة للحفاظ على الأجهزة أكثر أمانًا أحد الخيارات أيضًا.
تعد مجالات الذاكرة المنفصلة أيضًا طريقة مفضلة. استخدم الوصول الآمن للذاكرة لحماية ذاكرة الفلاش وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من الوصول غير المصرح به. إن القيام بذلك يجعل من الصعب على المتسللين شن هجمات باستخدام واجهات البرمجة ومصححات الأخطاء.
ادفع من أجل ولاعة, أجهزة أصغر
إن الرغبة في هذه الميزات لها ما يبررها لأنها تتيح المرونة في التنفيذ.
أحد الاحتمالات هو معرفة ما إذا كان الجهاز يحتاج إلى استخدام لوحات دوائر مطبوعة مرنة (مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور) بدلا من تلك الصارمة. يُسمح بتعبئة المزيد من المكونات في مساحة أصغر. كما أنها أكثر متانة بشكل عام من تلك الصلبة ويمكنها تحمل الصدمات في البيئات القاسية بشكل أفضل, مما يمنحهم عمرًا أطول بشكل عام.
إذا كان سيتم استخدام أجهزة إنترنت الأشياء بالتزامن مع الذكاء الاصطناعي (منظمة العفو الدولية) أو معالجة البيانات على الأجهزة, يجب أن يفهم مصممو الأجهزة أن هذه الضروريات تؤثر أيضًا على أبعاد عامل الشكل.
يجب على مصممي أجهزة إنترنت الأشياء مواكبة هذه التطورات وفهم كيف تدعم الخيارات الأحدث منتجاتهم القادمة.
استثمر وقتًا كافيًا في الاختبار
عادة ما يعمل المصممون وفق جدول زمني ضيق. بالرغم من ذلك, يجب عليهم إتاحة الوقت الكافي لاختبار الأجهزة وإجراء التعديلات اللازمة بمجرد ظهور النتائج.
كما أن الاختبار قبل تسويق المنتج يمكن أن يمنع المشكلات المتعلقة بالسلامة. على سبيل المثال, يتضمن الاختبار الغامض جعل أجهزة إنترنت الأشياء تقبل وحدات البايت العشوائية وتتتبع السلوك غير الطبيعي الذي قد يشير إلى وجود خطأ. يحدث هذا غالبًا عند اختبار أحد تطبيقات الكمبيوتر. لكن, إنها أيضًا طريقة جيدة للتحقق من إنترنت الأجهزة.
يعد التواصل الفعال بين الفرق أمرًا بالغ الأهمية للحصول على نتائج اختبار مفيدة. قد يجد مطورو البرامج الذين يعملون على الجهاز أخطاء تؤثر جزئيًا على الجهاز.
من المهم أيضًا إقامة علاقة مستقرة مع المختبرين. قد لا يعرف العديد من هذه الأطراف على الفور أنهم يواجهون مشكلات بسبب مشكلات في الأجهزة. لكن, بعد ردود فعل مفصلة من المشاركين في الاختبار, يمكن لمصممي الأجهزة وغيرهم من المشاركين في منتجات إنترنت الأشياء البدء في اكتشاف مكان المشكلة والتعاون لإصلاحها.
يجب أن يخطط مصممو الأجهزة دائمًا لقضاء وقت أطول في الاختبار مما هو متوقع. من هنا, ليس هناك ضغط لتسريع الأمور, ولا توجد فرصة لفقدان المشكلات التي قد تتداخل مع وظائف المنتج أو سلامته لاحقًا.
يمنع الاستبصار العديد من تحديات تصميم إنترنت الأشياء
لا توجد طريقة واحدة تناسب الجميع لتجنب كل تحديات تصميم إنترنت الأشياء. ولكن من الأهمية بمكان النظر في العواقب الجيدة والسيئة لكل قرار تصميم. يمكن للمصممين أيضًا أن يكونوا قادرين على تحديد الخيارات الأكثر ملاءمة في كل مرحلة وتجنب المشكلات التي تستغرق وقتًا طويلاً.
5. إنترنت الأشياء التحديات في تعيين
لقد توسع نشر إنترنت الأشياء من التطبيقات المستندة إلى المستهلك مثل المنزل الذكي الأجهزة والأجهزة القابلة للارتداء للتطبيقات ذات المهام الحرجة في الأتمتة الصناعية, رد طارئ, السلامة العامة, إنترنت الأشياء, والمركبات ذاتية القيادة.
"5C" لإنترنت الأشياء هي 5 التحديات الأساسية التي تواجه تصميم إنترنت الأشياء, وهي الاستمرارية, الاتصال, امتثال, أمن الشبكة, والتعايش.
تحدي النشر 1: الاتصال
تحقيق التدفق السلس للمعلومات من وإلى الأجهزة, بنية تحتية, سحاب, تعد التطبيقات أحد أكبر تحديات إنترنت الأشياء بسبب تعقيد عمليات النشر المكثف للأجهزة وتعقيد الاتصال اللاسلكي. لكن, من المتوقع أن تعمل أجهزة إنترنت الأشياء ذات المهام الحرجة بشكل موثوق دون فشل حتى في أقسى البيئات.
يجب أن يتم تصميم الحلول واختبارها بحيث تكون قابلة للتكوين بشكل كبير, مرن, وقابلة للتطوير لتلبية المتطلبات المستقبلية لمواجهة تحديات الاتصال. تحتاج المرونة إلى اختبار الأجهزة ذات تنسيقات الراديو المتعددة في وضع التشغيل الفعلي ودعم اختبار OTA في وضع الإشارة بدون برامج تشغيل خاصة بمجموعة الشرائح. للاستفادة من الكود وتقليل المشكلات المتعلقة بالقياس في مراحل مختلفة من التطوير, يجب أن يكون الحل غير مكلف, بسيط, وقادرة على استخدامها في التصنيع و R&د.
تحدي النشر 2: استمرارية
يعد ضمان عمر البطارية وتمديده أمرًا ضروريًا. عمر البطارية الأطول هو فائدة كبيرة. لأجهزة إنترنت الأشياء, عمر البطارية عادة 5 ~ 10 سنوات. عمر الجهاز يعني الفرق بين الموت والحياة بالنسبة للأجهزة الطبية. لكن, عيب البطارية هو أيضا مشكلة.
يُطلب من مصممي الدوائر المتكاملة تصميم دوائر متكاملة مع أوضاع السكون العميق وتقليل مجموعات التعليمات والسرعة وتحقيق جهد كهربائي منخفض للبطارية لتلبية متطلبات عمر بطارية إنترنت الأشياء, دارة متكاملة.
تحدد هيئات المعايير أوضاع تشغيل جديدة منخفضة الطاقة مثل سيجفوكس, LTE-M, لورا, و إنترنت الأشياء (NB-IoT)., والتي تحافظ على استهلاك منخفض للطاقة مع توفير وقت تشغيل فعال محدود.
تحدي النشر 3: امتثال
تعد أجهزة إنترنت الأشياء ضرورية للامتثال للمتطلبات التنظيمية العالمية ومعايير الراديو. يتضمن اختبار المطابقة التوافق مع معايير الراديو واختبار قبول الناقل, فضلا عن اختبار الامتثال التنظيمي, مثل الترددات اللاسلكية, إي إم سي, واختبار SAR. عادةً ما يضطر مهندسو التصميم إلى الالتزام بجداول زمنية صارمة لإطلاق المنتج وفقًا لأحدث اللوائح
نظرًا لأن اختبار الامتثال يستغرق وقتًا طويلاً ومعقدًا, أيام أو أسابيع مطلوبة لإكمالها إذا تم إجراؤها يدويًا. من أجل الحفاظ على الجدول الزمني للإصدار, يمكن للمصممين التفكير في الاستثمار في حلول اختبار ما قبل المطابقة الداخلية التي يمكن استخدامها في كل مرحلة من مراحل التصميم, وكذلك حل المشاكل في وقت مبكر. يمكن أن يساعد اختيار نظام يلبي متطلبات الامتثال التنظيمية لمختبر الاختبار أيضًا في ضمان ملاءمة القياس وتقليل مخاطر الفشل.
تحدي النشر 4: التعايش
لمليارات الأجهزة, إن ازدحام القنوات الإذاعية مشكلة ستتفاقم. طورت هيئات المعايير اختبارات لتقييم كيفية عمل الأجهزة في وجود إشارات أخرى لحل الازدحام اللاسلكي.
على سبيل المثال, في البلوتوث, قفز التردد التكيفي (AFH) تمكن أجهزة Bluetooth من التخلي عن القنوات التي تواجه تصادمات عالية البيانات. تقنيات تجنب الاصطدام الأخرى, مثل LBT وCCA, ويمكن أيضا تحسين كفاءة النقل. لكن الفعالية في بيئات الإشارات المختلطة غير واضحة, وعندما لا تتمكن تنسيقات الراديو من اكتشاف بعضها البعض, يمكن أن تحدث الصراعات وفقدان البيانات.
يمكن أن يكون لجهاز الاستشعار الصناعي الذي يفقد السيطرة على إشارته عواقب وخيمة. لذلك يعد اختبار التعايش ضروريًا لقياس وتقييم التشغيل في بيئات الإشارات المختلطة المزدحمة ولتقييم المخاطر المحتملة للحفاظ على الأداء اللاسلكي عند العثور على إشارات غير متوقعة في نفس بيئة التشغيل.
تحدي النشر 5: أمن الشبكة
تركز معظم أدوات أمان الشبكات التقليدية على الويب والسحابة. غالبًا ما يتم التغاضي عن الثغرات الأمنية عبر OTA ونقطة النهاية. لم يتم بذل الكثير من الجهود لمعالجة نقاط ضعف OTA من خلال التقنيات الناضجة مثل WLAN والبلوتوث المستخدمة في العديد من التطبيقات.
70% من الثغرات الأمنية تأتي من نقاط النهاية. لحماية أجهزة إنترنت الأشياء هذه, ينبغي اتخاذ المزيد من الحذر. يجب تحديد نقاط الضعف المحتملة للدخول وعبر الهواء إلى أجهزة نقطة النهاية, ويجب اختبار الأجهزة باستخدام قاعدة بيانات يتم تحديثها بانتظام للتهديدات/الهجمات المعروفة.
بناء أساس متين لإنترنت الأشياء من خلال "5C"
إنه يفتح الباب أمام فرص وتطبيقات جديدة ومثيرة للعديد من الصناعات. ولكنه يطرح أيضاً تحديات غير مسبوقة, تتطلب طرقًا جديدة للتفكير لتلبية متطلبات المهام الحرجة. إن تقديم إنترنت الأشياء الناجح يعني التغلب على تحدي تكنولوجيا إنترنت الأشياء 5C. يفي إنترنت الأشياء بوعده وسيتم ضمانه باستخدام التحقق الصحيح, اختبار الامتثال, تصنيع, وأدوات الأمان طوال دورة حياة المنتج.
6. تحديات سلسلة التوريد في صناعة إنترنت الأشياء
نظرة عامة أساسية على إنترنت الأشياء للمستهلك
يشير إنترنت الأشياء إلى توصيل أي كائن بشبكة محتملة وفقًا لبروتوكول نقل محدد وتحقيق الاتصالات الذكية بين الأشياء, أشياء, الناس, والناس من خلال النقل في الوقت الحقيقي وجمع المعلومات متعددة الأبعاد. كممثل للثورة الثالثة في صناعة تكنولوجيا المعلومات, يجمع إنترنت الأشياء بشكل عضوي بين حوسبة الذكاء الاصطناعي والتصنيع الصناعي التقليدي. وينقسم إنترنت الأشياء بشكل أساسي إلى إنترنت الأشياء الصناعي وإنترنت الأشياء الاستهلاكي.
يتكون إنترنت الأشياء الكامل بشكل أساسي من طبقة الشبكة, طبقة التطبيقات, طبقة الإدراك, وطبقة المنصة. كمتكامل لإنترنت الأشياء, تتولى طبقة التطبيق المسؤولية المهمة المتمثلة في تحقيق وظائف المنتج للمستخدمين النهائيين. المنتج الرئيسي للشركة, الأجهزة السمعية والبصرية الذكية, ينتمي إلى طبقة التطبيقات الخاصة بإنترنت الأشياء للمستهلك. إنترنت الأشياء للمستهلك, مكتب ذكي, السفر الذكي, والمنزل الذكي موجودان في سيناريوهات تطبيق إنترنت الأشياء للمستهلك.
البيانات هي المورد الأساسي لعصر إنترنت الأشياء
المحطة الذكية هي المدخل إلى إنترنت الأشياء للحصول على البيانات: يتم تلخيص مسار التطور من عصر الإنترنت إلى عصر إنترنت الأشياء بشكل عام على النحو التالي: إنترنت (الكمبيوتر, 1.0 حقبة) → الإنترنت عبر الهاتف النقال (هاتف ذكي, 2.0 حقبة) → إنترنت الأشياء (محطة ذكية للتفاعل بين الإنسان والحاسوب وإنترنت كل شيء, 3.0 حقبة), وتتركز كل ترقية على استخراج بيانات حركة المرور وإعادة توزيعها, المورد الأساسي. سوف تخترق إنترنت الأشياء الاتصال الحالي بين "الأشخاص"., توسيع إلى "الناس", "الناس والأشياء", "الأشياء والأشياء" "إنترنت كل شيء", وعلى هذا الأساس لتوليد المزيد من البيانات واسعة النطاق, ذكاء اصطناعي أكثر قوة. المصدر الأساسي لعصر إنترنت الأشياء هو البيانات. سواء كانت رقاقة, المستشعر, محطة ذكية وغيرها من الشركات المصنعة للأجهزة, أو مشغلي الاتصالات, المنصات السحابية, الذكاء الاصطناعي ومؤسسات خدمات البرمجيات الأخرى, وأولئك الذين يمكنهم الحصول على المزيد من معلومات البيانات سيكون لهم دور أكبر في السلسلة الصناعية بأكملها. إن فرضية الحصول على البيانات الضخمة لإنترنت الأشياء هي إنشاء شبكة طرفية ذكية ذات قدرة كبيرة على جمع بيانات التدفق.
يستمر حجم صناعة إنترنت الأشياء في النمو
يتمتع إنترنت الأشياء للمستهلك بآفاق واسعة في السوق: الكتاب الأبيض حول الأمن الطرفي لإنترنت الأشياء (2019) يظهر ذلك في السنوات الأخيرة, ظهرت تطبيقات إنترنت الأشياء إلى ما لا نهاية, وتعميم وتطبيق الطبية الذكية, لقد عزز النقل الذكي والصناعات الأخرى بشكل شامل النمو الهائل لمحطات إنترنت الأشياء. عدد الأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء في العالم 11 مليار في 2019 وسوف تصل 25 مليار بواسطة 2025. مقارنة مع 2018, حققت معدل نمو سنوي مركب قدره 15.71%.
في مجال إنترنت الأشياء الاستهلاكية, من المتوقع أن يرتفع عدد اتصالات إنترنت الأشياء للمستهلك العالمي إلى 11.4 مليار بواسطة 2025, ومن بينها من المفترض أن يزداد عدد الأجهزة المنزلية الذكية المتمثلة بأجهزة أمن المنزل بنسبة 2 مليار.
من حيث حجم الصناعة, وكانت الإيرادات العالمية مثل منتجات وخدمات إنترنت الأشياء $343 مليار في 2019 ومن المتوقع أن تنمو ل $1.12 تريليون في 2025, وبمعدل نمو سنوي قدره 21.86%.
التقدم في تكنولوجيا الاتصالات, حوسبة سحابية, ويدعم الذكاء الاصطناعي التطور السريع لصناعة إنترنت الأشياء
باعتبارها رابط الإنترنت لكل شيء, لا يمكن فصل تطور إنترنت الأشياء عن التقدم المحرز في تكنولوجيا الشبكات والاتصالات. بسبب محدودية الإرسال وقدرة الحوسبة, لا تستطيع شبكات 4G التقليدية والحوسبة المركزية التعامل مع البيانات الضخمة التي تجلبها إنترنت الأشياء ولا يمكنها تحقيق فكرة الاتصال البيني في الوقت الفعلي. مثل التقنيات الجديدة مثل 5G, حوسبة سحابية, والذكاء الاصطناعي ينضج ويتقارب, تم وضع الأساس لتطوير صناعة إنترنت الأشياء.
5اتصالات G هي أحدث جيل من تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة الخلوية. مقارنة مع 4ز, 5شبكة G لديه مزايا معدل نقل أعلى, تأخير وقت أقل, والمزيد من الاتصالات, والتي يمكن أن تلبي المتطلبات الأعلى لنقل الشبكة والاتصال للمكاتب السحابية, المدن الذكية والأتمتة الصناعية. فيه 2019 توقعات صناعة المعارض العالمية (جيف @ 2025), وتوقعت شركة هواوي ذلك بحلول 2025, 58 سيتمكن بالمائة من سكان العالم من الوصول إلى شبكات 5G, 14 في المائة من الأسر سيكون لديها "خدم آليون".," و 97 بالمائة من الشركات الكبيرة ستتبنى الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي).
تشير الحوسبة السحابية إلى العملية التي يتم فيها تقسيم برامج الحوسبة التي تحتوي على كمية كبيرة من البيانات إلى العديد من البرامج الأصغر, والتي تتم معالجتها وتحليلها بواسطة النظام, ويتم إرجاع نتائج الحساب إلى المستخدمين. حوسبة سحابية, كحوسبة موزعة, يدمج المزيد من موارد الخادم ويتمتع بقدرات قوية على معالجة البيانات من خلال تحسين الموثوقية وقابلية التوسع, توفير حلول لمعالجة البيانات الضخمة في عصر إنترنت الأشياء. يتوقع الخبراء أن يكون السوق السحابي العالمي موجودًا $273.3 مليار في 2022, أعلى 212% من 2016. الذكاء الاصطناعي هو علم متخصص في دراسة الذكاء البشري, ويجعل الآلات تمتلك خصائص الذكاء البشري من خلال المحاكاة, التمديد والتمديد. جوهر الذكاء الاصطناعي هو الخوارزميات. من خلال تحسين الخوارزميات وقوة الحوسبة, تتمتع منتجات الذكاء الاصطناعي بالقدرة على معالجة الصور والتعرف على اللغة. لقد تم تقدير سوق الذكاء الاصطناعي العالمي لدينا $680 مليار في 2020, بمتوسط معدل نمو سنوي قدره 32% من 2015 ل 2020.
الوضع التنموي واتجاه صناعة الأجهزة الذكية لإنترنت الأشياء للمستهلك
تشير المحطة الذكية لإنترنت الأشياء للمستهلك إلى منتجات الأجهزة الطرفية مع جمع المعلومات, قدرات المعالجة والاتصال, وقادرة على تحقيق الإدراك الذكي, تفاعل, خدمات البيانات الضخمة والوظائف الأخرى. إنها حاملة مهمة للذكاء الاصطناعي في عصر إنترنت الأشياء وحلقة مهمة في السلسلة الصناعية لإنترنت الأشياء الاستهلاكية. باعتبارها صناعات ناشئة وجزء مهم في مجال الالكترونيات الاستهلاكية, ذكاء المنتجات النهائية مثل الهواتف المحمولة, تلفزيون, جيل جديد من تكنولوجيا المعلومات يتسارع والأسرة الذكية, أجهزة السيارات, الأجهزة القابلة للارتداء, العلاج الطبي المتنقل وما إلى ذلك على إنترنت الأشياء تكامل المنتج الطرفي الذكي, مما يشير إلى ازدهار صناعة الأجهزة الذكية, الابتكار في وضع القيادة والكفاءة.
الأجهزة الذكية تنفجر
منذ 2016, وأصدرت الصين عددا من القوانين تباعا, اللوائح ووثائق السياسة, بما في ذلك "الإجراء الخاص للابتكار وتطوير صناعة الأجهزة الذكية" و"إرشادات بشأن تعزيز وتنظيم تطبيق وتطوير البيانات الضخمة الصحية والطبية".
من حيث الطلب, مع تنامي مستوى الاقتصاد الوطني, يستمر هيكل استهلاك السكان في الارتقاء, والمجالات الخدمية مثل الترفيه, الرعاية الطبية والتعليم الدخول في تغييرات مستمرة. الراقية, تستمر المنتجات الذكية والمخصصة التي تمثلها الأجهزة الذكية في قيادة تطوير الصناعة. في نفس الوقت, نظرًا لأن مجموعة المستهلكين الرئيسية في الصين تتحول تدريجيًا إلى جيل ما بعد الثمانينيات وما بعد التسعينيات, كما يتطور معيار الاستهلاك تدريجياً نحو التنويع والجودة. منتجات الأجهزة الذكية ممثلة بالأجهزة القابلة للارتداء, مكبرات صوت ذكية, أجراس الأبواب الذكية وما إلى ذلك يفضلها السوق على نطاق واسع.
على جانب العرض, مع التطور السريع لشبكة الجيل الخامس في الصين, حوسبة سحابية, الذكاء الاصطناعي, إنترنت الأشياء وصناعات الرقائق, شكلت الصين تدريجياً سلسلة توريد كاملة لصناعة الأجهزة الذكية. مع تعميق التعاون بين المؤسسات, سيستمر توحيد منطق المنتجات الأساسية في صناعة الأجهزة الذكية, والتعاون في ص&د, سوف يصبح الإنتاج والمبيعات قريبين بشكل متزايد. مع نضوج الصين في مجال تكنولوجيا المعلومات, ويستمر تنفيذ التعليم ذي الصلة في الكليات والجامعات, وسوف تستمر الأرباح الكمية للمهندسين الصينيين في التخمر, قيادة التطور السريع للصناعات الذكية المتعلقة بالأجهزة.
استمر التعاون في صناعة الأجهزة الذكية في التعمق
مع التطوير المستمر لصناعة الأجهزة الذكية, ويستمر أيضًا تعميق التعاون بين مؤسسات المنبع والمصب في السلسلة الصناعية. في عملية منتجات الأجهزة الذكية, يتطلب مخطط الأجهزة الذكية التجار والمصنعين من تصور المنتج, تصميم, البحث والتطوير لإنتاج وبيع المرحلة بأكملها, مع سلسلة صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية مؤسسات المنبع والمصب, تعمل شركات خدمات المنصات بشكل وثيق وشركات معالجة الخوارزميات وغيرها من المؤسسات, يستمر الاعتماد على ميزة كل مؤسسة وميدان في بناء تعاون شامل, بناء المنطق الأساسي للمنتج الكامل, وتطوير منتجات الأجهزة الذكية بشكل مشترك لتلبية احتياجات المستخدمين.
في عملية تعميق التعاون في السلسلة الصناعية, والتعاون بين خوارزميات الذكاء الاصطناعي والأجهزة الذكية وثيق بشكل خاص. أجهزة ذكية مع وظائف الحصول على البيانات الصوتية ومعالجتها ممثلة بكاميرات الشبكة الذكية, أصبحت مسجلات بيانات السيارة وسماعات البلوتوث تدريجياً مدخلاً جديدًا للتفاعل بين الإنسان والكمبيوتر, وتقنيات الذكاء الاصطناعي مثل التعرف على الصور, تم تطبيق التعرف على الوجوه والتعرف على الصوت في الصناعة. مع النضج المستمر لتقنيات السلسلة الصناعية, تطوير الذكاء الاصطناعي, انترنت الأشياء, وقد ساهمت الحوسبة السحابية وغيرها من التقنيات بشكل كبير في الارتقاء التكنولوجي للمنتجات, تحسين أداء سوق المنتجات من خلال تحسين تجربة مستخدم المنتج, وتصبح نقطة ساخنة جديدة في هذه الصناعة.
يتوسع نطاق تطبيقات الأجهزة الذكية بسرعة
سيناريوهات التطبيق الغنية على نحو متزايد: مع التطور المستمر للذكاء الاصطناعي, تستمر منتجات الأجهزة الذكية في النمو والتوسع لتشمل مجالات مجزأة ومشاهد محددة. تميل المنتجات إلى أن تكون موجهة نحو السيناريو, وتستمر المنتجات والخدمات لقطاعات السوق في الظهور. في الوقت الحالي, تم تطبيق الأجهزة الذكية على نطاق واسع في المنازل الذكية, المدن الذكية وسيناريوهات أخرى.
