چالش ها و چشم اندازهای تحقق شهر هوشمند بر بستر اینترنت اشیا

حسینی, سعید

چالش ها و چشم اندازهای تحقق شهر هوشمند بر بستر اینترنت اشیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

سعید حسینی ^¶

گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران

چکیده

در سالهای اخیر چشم انداز نامحدود و بدون مرز، ویژگی بارز هوشمندسازی مبتنی بر معماری اینترنت اشیا در دنیا بوده و با توجه به پیشرفت های روزافزون زیرساخت ها و نیز ارتقا مباحث امنیتی، محدودیت ها در این بخش، به حداقل رسیده است. اینترنت اشیاء اصطلاحی است برای توصیف دنیایی که درآن اشیا قادر خواهند بود با اتصال به اینترنت یا به کمک ابزارهای ارتباطی، با سایر اشیا تعامل داشته باشند و اطلاعات خود را با هم و یا با انسان ها به اشتراک بگذارند و کلاس جدیدی از قابلیتها، برنامه های کاربردی و سرویس ها را ارائه دهند. دنیایی که درآن تمامی اشیا و دستگاههای نامتجانس قابلیت آدرس دهی و در نتیجه قابلیت کنترل پذیری دارند. اینترنت اشیاء به دلیل توزیعشدگی و از سوی دیگر به دلیل خصوصیات عملیاتی خاص، به شدت در حوزه تحقق شهرهای هوشمند پرمخاطب، چالشانگیز و پر مخاطره است و تاکنون تحقیقات گستردهای در این زمینه معرفی شدهاند. اگرچه این تحقیقات هر یک به نحوی در حل چالش های موجود موفق بودهاند، اما مطالعات حاکی از وجود برخی الزامات و چالشهای کلیدی دیگر در این زمینه است. در این مقاله قصد داریم تا بررسی جامعی بر حوزه تحقق شهرهای هوشمند بر بستر اینترنت اشیا، چالش ها، نیازمندی ها، الزامات و فرصت های پیش رو ارائه نماییم. بدین منظور ابتدا بصورت دقیق به ابعاد شهر هوشمند و چالش های موجود پرداخته شده و در ادامه انواع الزامات و نیازمندی های کاربردی برای تحقق این هدف معرفی و بررسی خواهند شد. همچنین تعدادی از مهمترین تحقیقات گذشته معرفی و از دیدگاههای مختلف مساله را تحلیل و تشریح خواهیم نمود. در پایان مقاله پیشنهاداتی برای تحقق شهرهای هوشمند و نتیجه گیری از بررسی های انجام شده ارائه می گردد.

کلیدواژه‌ها

اینترنت اشیاء

شهر هوشمند

الزامات

زیرساخت

چالش ها

20.1001.1.27831361.1403.5.3.2.3

عنوان مقاله English

Examining the Requirements for the Realization of a Smart City on the Internet of Things Infrastructure

نویسنده English

Saeed Hoseini

Department of Computer Science, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran

چکیده English

In recent years, the unlimited and borderless vision has been a prominent feature of the intelligentization based on the Internet of Things (IoT) architecture in the world, and due to the ever-increasing advances in infrastructure and the improvement of security issues, the limitations in this sector have been minimized. The IoT is a term to describe the world in which objects will be able to interact with other objects by connecting to the internet or with the help of communication tools and share their information with each other or with humans, and a new class of capabilities, applications provide applications and services. A world in which all objects and disparate devices are addressable and controllable. Due to its specific operational characteristics, IoT is extremely challenging and risky in the field of realizing smart cities, and so far extensive researches have been introduced in this field. Although each of these researches have somehow succeeded in solving the existing challenges, the studies indicate the existence of some other key requirements and challenges in this field. In this research, we intend to provide a comprehensive review of the realization of smart cities based on the IoT, the challenges, requirements, and opportunities. For this purpose, first, the dimensions of the smart city and the existing challenges will be discussed in detail, and then all kinds of practical requirements will be introduced and examined to realize the target. We will also introduce some of the most important past researches and analyze and explain the problem from different perspectives. At the end of the article, suggestions for the realization of smart cities and conclusions from the investigations are presented.

کلیدواژه‌ها English

Internet of things

Smart city

Requirements

Infrastructure

Challenges

[1] Atzori L, Iera A, Morabito G. The internet of things: A survey. Computer networks. 2010 Oct 28;54(15):2787-805.

[2] Ray PP. A survey on Internet of Things architectures. Journal of King Saud University-Computer and Information Sciences. 2018 Jul 1;30(3):291-319.

[3] Gazis V, Görtz M, Huber M, Leonardi A, Mathioudakis K, Wiesmaier A, Zeiger F, Vasilomanolakis E. A survey of technologies for the internet of things. In2015 international wireless communications and mobile computing conference (IWCMC) 2015 Aug 24 (pp. 1090-1095). IEEE.

[4] Said O, Masud M. Towards internet of things: Survey and future vision. International Journal of Computer Networks. 2013 Feb 3;5(1):1-7.

[5] Hassan R, Qamar F, Hasan MK, Aman AH, Ahmed AS. Internet of Things and its applications: A comprehensive survey. Symmetry. 2020 Oct 14;12(10):1674.

[6] Ejaz W, Anpalagan A, Ejaz W, Anpalagan A. Internet of things for smart cities: overview and key challenges. Internet of Things for Smart Cities: Technologies, Big Data and Security. 2019:1-5.

[7] Shahrour I, Xie X. Role of Internet of Things (IoT) and crowdsourcing in smart city projects. Smart Cities. 2021 Oct 1;4(4):1276-92.

[8] Alsamhi SH, Ma O, Ansari MS, Meng Q. Greening internet of things for greener and smarter cities: a survey and future prospects. Telecommunication Systems. 2019 Dec;72:609-32.

[9] Alavi AH, Jiao P, Buttlar WG, Lajnef N. Internet of Things-enabled smart cities: State-of-the-art and future trends. Measurement. 2018 Dec 1;129:589-606.

[10] Mehmood Y, Ahmad F, Yaqoob I, Adnane A, Imran M, Guizani S. Internet-of-things-based smart cities: Recent advances and challenges. IEEE Communications Magazine. 2017 Sep 8;55(9):16-24.

[11] Rejeb A, Rejeb K, Simske S, Treiblmaier H, Zailani S. The big picture on the internet of things and the smart city: a review of what we know and what we need to know. Internet of Things. 2022 Aug 1;19:100565.

[12] Zanella A, Bui N, Castellani A, Vangelista L, Zorzi M. Internet of things for smart cities. IEEE Internet of Things journal. 2014 Feb 14;1(1):22-32.

[13] Talari S, Shafie-Khah M, Siano P, Loia V, Tommasetti A, Catalão JP. A review of smart cities based on the internet of things concept. Energies. 2017 Mar 23;10(4):421.

[14] Houssein EH, Othman MA, Mohamed WM, Younan M. Internet of Things in Smart Cities: Comprehensive Review, Open Issues and Challenges. IEEE Internet of Things Journal. 2024 Aug 26.

[15] Nižetić S, Šolić P, Gonzalez-De DL, Patrono L. Internet of Things (IoT): Opportunities, issues and challenges towards a smart and sustainable future. Journal of cleaner production. 2020 Nov 20;274:122877.

[16] Scuotto V, Ferraris A, Bresciani S. Internet of Things: Applications and challenges in smart cities: a case study of IBM smart city projects. Business Process Management Journal. 2016 Apr 4;22(2):357-67.

[17] Ejaz W, Anpalagan A, Ejaz W, Anpalagan A. Internet of things for smart cities: overview and key challenges. Internet of Things for Smart Cities: Technologies, Big Data and Security. 2019:1-5.

[18] Losavio MM, Chow KP, Koltay A, James J. The Internet of Things and the Smart City: Legal challenges with digital forensics, privacy, and security. Security and Privacy. 2018 May;1(3):e23.

[19] Gurani P, Sharma M, Nigan S, Soni N, Kumar K. IOT smart city: Introduction and challenges. International Journal of Recent Technology and Engineering. 2019;8(3):3484-7.

[20] Hui TK, Sherratt RS, Sánchez DD. Major requirements for building Smart Homes in Smart Cities based on Internet of Things technologies. Future Generation Computer Systems. 2017 Nov 1;76:358-69.

[21] Tariq N, Khan FA, Asim M. Security challenges and requirements for smart internet of things applications: A comprehensive analysis. Procedia Computer Science. 2021 Jan 1;191:425-30.

[22] Kumar R, Banga HK, Kaur H. Internet of Things-supported smart city platform. InIOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2020 Nov 1 (Vol. 955, No. 1, p. 012003). IOP Publishing.

[23] Abadía JJ, Walther C, Osman A, Smarsly K. A systematic survey of Internet of Things frameworks for smart city applications. Sustainable Cities and Society. 2022 Aug 1;83:103949.

[24] Park E, Del Pobil AP, Kwon SJ. The role of Internet of Things (IoT) in smart cities: Technology roadmap-oriented approaches. Sustainability. 2018 May 1;10(5):1388.