کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things

کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: Algorithms, Methodologies, and Applications (شبکه‌های حسگر بی‌سیم هوشمند و اینترنت اشیا: الگوریتم‌ها، روش‌ها و کاربردها) در نظر گرفته شده است تا پیشرفت فناوری‌های نسل جدید و همچنین نسل آینده برای برنامه‌های WSN و IoTs از طریق هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشینی (ML) و یادگیری عمیق (DL) را مورد بحث قرار دهد.

به طور کلی، زمانی که داده‌های عظیم از گره‌های حسگر در WSN‌ها مورد نیاز است، زمان محاسبات به وضوح افزایش می‌یابد. فناوری‌های جدید مانند 5G و 6G پهنای باند کافی را برای انتقال داده‌های بزرگ فراهم می‌کنند، با این حال، پیوند‌های نامتعادل با محدودیت‌های جدید در توپولوژی جغرافیایی شبکه‌های حسگر مواجه هستند. بالاتر و فراتر از آن، تراکم انتقال داده و صف داده هنوز در WSN‌ها اتفاق می‌افتد.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things:

پیشرفت‌های اخیر در ارتباطات بی‌سیم و شبکه‌های کامپیوتری اکنون دارای یک فناوری محاسباتی و ارتباطی جدید به عنوان شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN) و اینترنت اشیا (IoT) هستند. طراحی و توسعه مدل‌های هوشمند، پذیرفته شده و خودکار برای پیشرفت عملکرد‌های WSN و IoT یکی از مهمترین مسائل چالش برانگیز است.

با توجه به افزایش مداوم دستگاه‌های اینترنت اشیا، حجم عظیمی از داده‌های شبکه باید به صورت ایمن ذخیره شده و به سرعت برای وسایل دنیای واقعی پردازش شوند.

این الزامات رویکرد‌های هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشین (ML) و یادگیری عمیق (DL) را برای پیاده‌سازی سیستم‌های مؤثر و کارآمد جذب می‌کنند.

بیشتر طرح‌های بی‌درنگ مرتبط با اینترنت اشیا مانند هواپیما‌های بدون سرنشین، دستگاه‌های بهداشتی هوشمند، رانندگی خودکار و چراغ‌های راهنمایی و ربات‌های امنیتی به شدت به فناوری‌های مبتنی بر ML و DL وابسته هستند که با تقویت مهارت‌های سخت‌افزاری تقویت می‌شوند. با این حال، هر دو دستگاه مبتنی بر الگوریتم ML/DL هنوز مشکلاتی با دقت دقیق و زمان مورد نیاز دارند.

امروزه با انتقال دیجیتال، داده‌ها از دستگاه‌های مختلف از شبکه‌های مختلف روز به روز در حال افزایش است. این افزایش به اشکال مختلفی مانند حجم، تنوع و صحت وارد می‌شود و وظیفه چالش برانگیز آن استخراج ادراکات کاربر و تصمیم‌گیری مناسب است. تئوری و شیوه‌های موجود AI/ML چندان کمکی به مجموعه داده‌های با حجم بالا نمی‌کند.

اما پیشرفت‌های اخیر در DL مزایایی را برای تصمیم‌گیری با رویکرد‌های چند معیاره نوید می‌دهد. رویکرد‌های AI/ML/DL با IoT و گره‌های حسگر پوشیدنی در بخش مراقبت‌های بهداشتی فعال بوده‌اند و پیشرفت درخشانی در تشخیص بیماری و ردیابی فعالیت‌های انسانی نشان داده‌اند.

با فناوری‌های فوق‌العاده آینده در دستگاه‌های جاسازی شده پوشیدنی، لوازم بیشتری در حال بررسی و صنعتی شدن هستند. با پیشرفت فناوری، WSN‌ها در سایه‌های فوق‌العاده‌ای تغییر می‌کنند. با این وجود، اجرای فناوری کوانتومی در WSN هنوز به طور سیستماتیک مورد مطالعه قرار نگرفته است.

علاوه بر این، رمزنگاری و بلاک چین پیشرفت‌های قابل توجهی را در تأمین امنیت داده‌های حس شده به ارمغان می‌آورد. به طور خاص، فناوری بلاک چین به دلیل ساده‌ترین و ایمن‌ترین پیچیدگی‌های محاسباتی، در اینترنت اشیا کاربرد دارد. اتخاذ راه حل‌های موجود نیز برای توسعه و بهبود ارتباطات در فناوری‌های 5G و 6G ضروری است.

از این رو، کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things قصد دارد تمام ماهیت‌های چندوجهی WSN، IoT، AI، ML و DL را در یک مکان واحد به تصویر بکشد. از فهرست مطالب، واضح است که هر فصل مسائل و چالش‌های متفاوتی را ارائه می‌کند و راه‌حل‌های احتمالی و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آینده را برای WSN و IoT از نظر رویکرد‌های مبتنی بر هوش مصنوعی پیشنهاد می‌کند.

با توجه به این دلایل، نویسندگان علاقه‌مند به معرفی انواع مختلف مفاهیم کارآمد و نوظهور با کمک محققان در سراسر جهان هستند. این مفاهیم برای مخاطب در حل مشکلات بلادرنگ خود با استفاده از WSN و IoT مفید خواهد بود.

محققان، مدیران شبکه، دانشگاهیان، مهندسین صنعت در علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی، متخصصان فناوری اطلاعات و کارشناسان امنیت سایبری از برنامه‌های مختلف موجود در کتاب بهره می‌برند.

به طور عمده، کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things به عنوان پیشرو برای دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد کمک می‌کند تا تمام رویکرد‌های پیشرفته مراقبت‌های بهداشتی، امنیت و حریم خصوصی مبتنی بر هوش مصنوعی را در تحقیق سناریو‌های WSN و IoT ترسیم کنند.

فصل ۱: مصرف انرژی گره‌های حسگر و تعادل بار بهینه را با رویکرد DL مورد بحث قرار می‌دهد. نویسندگان به وضوح رویکرد‌های کاهش داده‌های مختلف را در WSN‌ها و چالش‌های مختلف حفظ این شبکه‌ها را توصیف می‌کنند.

فصل ۲: نویسندگان در مورد طیف وسیعی از پروتکل‌های مسیریابی WSN که در شبکه‌های حسگر ناحیه بدن، شبکه‌های حسگر زیر آب، شبکه‌های حسگر زیرزمینی، شبکه‌های چندرسانه‌ای بی‌سیم و شبکه‌های هوایی بدون سرنشین بر اساس تکنیک‌های مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده می‌شوند، گفتگو کردند. علاوه بر این، این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، ویژگی‌های مختلف شبکه‌ها را که بر مسیریابی تأثیر می‌گذارند، همراه با ارائه برخی جهت‌های تحقیقاتی مورد بحث قرار می‌دهد.

فصل ۳ کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: این فصل اطلاعاتی در مورد MANET، به ویژه در مورد استفاده از انرژی، استفاده از منابع، و مسائل تحویل بسته ارائه می‌دهد. نویسندگان پروتکل مسیریابی به کمک مکان مبتنی بر منطقه هلالی (CZLAR) را ارائه کردند که تکنیک مسیریابی منطقه را با روش‌های انتخاب گره به کمک مکان ادغام می‌کند.

در هر دو شبکه با چگالی کم و بالا، پروتکل CZLAR کارایی را با ایجاد نسبت تحویل بسته بیشتر نشان می‌دهد. با توجه به نتایج شبیه‌سازی، CZLAR به طور قابل توجهی نسبت تحویل بسته را در مقایسه با پروتکل فعلی بهبود می‌بخشد و در عین حال مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

فصل ۴: این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، به طور کامل در مورد استقرار گسترده فناوری‌های اینترنت اشیا و چگونگی هوشمندتر کردن سبک زندگی انسان با ارائه انعطاف‌پذیری و تسهیلات در طیف وسیعی از برنامه‌های روزانه، از جمله شهر هوشمند، متر هوشمند، خانه هوشمند، حمل و نقل هوشمند، مراقبت‌های بهداشتی هوشمند و بسیاری از برنامه‌های زمان واقعی دیگر، بحث می‌کند.

فصل ۵ کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: به دلیل پهنای باند، فرکانس و آنتنهای بسیار زیاد مورد استفاده در ارتباطات 5G، این سرویس‌ها اکنون محلی‌سازی، سنجش و ارتباطات دقیق را ارائه می‌دهند.

فناوری 6G نوید استقرار برنامه‌های کاربردی ابری را در عین ارائه پهنای باند بیشتر می‌دهد و این روند را با ایجاد فرکانس‌ها و آنتنهای بالاتر ادامه می‌دهد. مشکلات ناشی از ارتباطات بی‌سیم در این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، مورد بحث قرار می‌گیرد و همچنین به طور مؤثر با فناوری IOT، بلاک چین، سیستم‌های هوشمند و الگوریتم‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

فصل ۶ کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things در مورد تجمیع داده‌های درون شبکه‌ای WSN که در آن ML با نظارت بر یک محیط پویا که به سرعت تغییر می‌کند به بهبود عملکرد شبکه حسگر کمک می‌کند. مکانیزمی به نام پروتکل مسیریابی برای انتخاب مسیر مناسب برای انتقال داده‌ها از مبدا به مقصد استفاده می‌شود.

هنگام انتخاب مسیر، که به نوع شبکه، ویژگی‌های انتقال و معیار‌های عملیاتی بستگی دارد، فرآیند به تعدادی مشکلات سرازیر می‌شود. دسترسی نحوی اعلامی به اطلاعات تولید شده توسط گره‌های حسگر متعدد با پردازش پرس و جو توزیع شده در شبکه‌های حسگر‌های بی‌سیم امکان‌پذیر می‌شود.

فصل ۷ کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: صنعت ۴.۰ را به عنوان یک ساختار تولیدی مبتنی بر پایگاه داده ارائه می‌کند که عمیقاً نحوه زندگی و کار مردم را تغییر می‌دهد. با این وجود، عموم مردم نسبت به چشم‌انداز‌هایی که ممکن است برای پایداری و چشم‌انداز نیروی کار با کیفیت در اقتصاد دیجیتالی جهانی‌شده به همراه داشته باشد، ‌امیدوار هستند.

Industry ۴.۰ به عنوان پاسخی برای افزایش کارایی، تقویت پیشرفت اقتصادی و تضمین بقای شرکت‌های تولیدی و تولیدی مورد ستایش قرار می‌گیرد. علاوه بر این، سعی در افزایش دوام، کشش و انعطاف‌پذیری سیستم‌های صنعتی دارد.

به‌ویژه، نویسندگان فصل در مورد چگونگی برخورد صنعت ۴.۰ با تحول دیجیتال با فناوری‌های متعدد در هر بخش از کسب‌وکار که بخش مراقبت‌های بهداشتی از آن مستثنی نیست، بحث می‌کنند. Healthcare ۴.۰ نتیجه Industry ۴.۰ است و این اصطلاح با نام Hospital ۴. ۰ نیز شناخته می‌شود.

فصل ۸: هدف اصلی این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، نشان دادن این است که چگونه شرکت‌های مراقبت‌های بهداشتی خدمات خوبی ارائه می‌دهند و منابع خود را پیگیری می‌کنند. زنجیره تأمین صنعت دارو به دلیل کمبود دارو و مدیریت ضعیف موجودی، که هزینه بر است و خدمات مراقبت‌های بهداشتی را بدتر می‌کند، شکسته شده است.

نویسندگان توضیح می‌دهند که برنامه‌ریزی برای رویداد‌های مشابه باید اولویت‌بندی شود و درباره اینکه چگونه زنجیره تأمین دارویی نقش مهمی در حصول اطمینان از استفاده مناسب از دارو‌ها در شرایط مناسب و در زمان‌های مناسب دارد، بحث می‌کنند.

فصل نهم کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: در عصر پیشرفت‌های سریع فناوری، به اشتراک‌گذاری و تبادل داده‌ها به طور فزاینده‌ای رایج شده است.

با این حال، چالش‌های مدیریت مؤثر و به اشتراک‌گذاری حجم زیادی از داده‌ها افزایش یافته است. روش‌های موجود برای اشتراک‌گذاری فایل‌ها اغلب به سرور‌های متمرکز متکی هستند که ممکن است در معرض از دست دادن داده‌ها، سانسور و هک قرار گیرند.

در این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، نویسندگان یک سیستم به اشتراک‌گذاری فایل غیرمتمرکز را بر اساس سیستم فایل بین سیاره‌ای (IPFS) و فناوری بلاک چین طراحی کردند که ایمن، قابل اعتماد و مقیاس‌پذیر است.

برای پرداختن به این موضوع، در این کار ما یک راه حل بالقوه را در قالب یک سکو به اشتراک‌گذاری داده ارائه می‌کنیم که فناوری‌های بلاک چین و IPFS را برای ارائه یک روش ایمن، کارآمد و توزیع شده برای به اشتراک‌گذاری فایل‌ها در بر می‌گیرد.

این سکو شامل یک اتحاد بلاک چین است که از مکانیزم اجماع، رمزگذاری/رمزگشایی و بازیابی سریع برای تسهیل اشتراک‌گذاری یکپارچه داده‌ها استفاده می‌کند.

فصل ۱۰: این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، به یک الگوریتم یادگیری ماشین هوشمند پیشرفته می‌پردازد که شامل تکنیک تحلیل سیگنال‌امیدوارکننده است، یعنی یک رویکرد تبدیل موجک تحلیلی انعطاف‌پذیر برای تشخیص خستگی راننده با استفاده از سیگنال‌های الکتروانسفالوگرام مغز فیزیولوژیک عصبی (EEG).

عملکرد روش پیشنهادی از نظر پارامتر‌های مختلفی از جمله دقت، امتیاز F، AUC و کاپا بررسی می‌شود. در طبقه‌بندی حالت‌های FATIGUE و REST با امتیاز F ۹۷.۵۰ درصد به دقت فردی در محدوده ۹۶ تا ۹۸ درصد دست می‌یابد.

فصل ۱۱: این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، توسعه یک الگوریتم یادگیری پیشرفته را با استفاده از چارچوب ترکیبی مبتنی بر تحلیل همبستگی متمایز (DCABFF) ارائه می‌کند.

هدف DCABFF فعال کردن تعامل مجموعه‌های متعدد داده‌های مدالیته در دو حوزه مختلف و استخراج ویژگی‌های مرتبه پایین با ترکیب آن‌ها با استفاده از تکنیک آماری استاندارد است که می‌تواند ویژگی‌های ذاتی پدیده‌های زیربنایی را نشان دهد. تمرکز اصلی الگوریتم بررسی کارایی ویژگی‌های ترکیبی مرتبه پایین استخراج‌شده از فضای جستجوی ورودی مرتبه بالا است.

فصل دوازدهم: نویسندگان در این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، یکی از مهم ترین زمینه های زندگی یعنی مراقبت های سلامت الکترونیک را انتخاب کردند.

سیستم اورژانسی برای سالمندان و بیماری‌های قلبی با همکاری فناوری WSN و دستگاه‌های IOT پیاده‌سازی شد تا سیستم اورژانس از حسگر قلب و دستگاه‌های IOT برای ارسال خدمات پیام کوتاه متصل به سیستم موقعیت‌یابی جهانی استفاده کند تا با کلیک کردن، موقعیت بیمار را از راه دور شناسایی کند.

در پیوند با دسترسی به Wi-Fi یا 3G برای نجات جان بیمار در کوتاه ترین زمان و مطمئن ترین راه. این فناوری نه تنها در تخصص های مراقبت های بهداشتی بلکه در رشته های مختلف مانند ورزش، سرگرمی، نظامی و غیره کاربرد دارد.

فصل 13: هدف اصلی این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، توضیح استفاده از WSN ها در سیستم های اینترنت اشیا است. WSN شامل ابزارهای توزیع شده با عناصر حسگر است که برای نظارت بر شرایط جوی و فیزیکی استفاده می شود.

فصل 14: در نهایت، این فصل از کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things، اطلاعات مربوط به لوازم هوشمند ذخیره شده در فضای ذخیره سازی ابری را ارائه می دهد. حملات امنیتی مختلف و شناسایی آنها با رویکردهای ML و DL مورد بحث قرار گرفت.

فصل 15 کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things: مفاهیم سیستم نظارت بر مراقبت‌های بهداشتی هوشمند با انرژی بلاک چین را در 8 قسمت مختلف شرح می‌دهد.

سرفصل‌های کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things:

• Cover
• Half Title
• Series Page
• Title Page
• Copyright Page
• Table of Contents
• Preface
• About the editors
• List of contributors
• Key features
• About the book
• Chapter 1: Energy-efficient WSN with deep learning using dispersed data mining strategy-based LSTM
• Chapter 2: Learning-based intelligent energy efficient routing protocols in WSN
• Chapter 3: Optimizing secure routing for mobile ad-hoc and WSN in loT through dynamic adaption and energy efficiency
• Chapter 4: Energy efficient in-network data aggregation in Internet-of-Things
• Chapter 5: Future 6G approaches: Integrating intelligent security, sensing, and communication into a green network’s architecture
• Chapter 6: Energy efficient wireless sensors architecture with LSTM based on Machine Learning Technique
• Chapter 7: Healthcare 4.0: Blockchain technology application in healthcare ecosystem
• Chapter 8: Inventory tracking via loT in the pharmaceutical industry
• Chapter 9: Decentralized file sharing system based on IPFS and blockchain
• Chapter 10: FAWT-based advanced multiboost learning algorithm for driver fatigue detection using brain EEG signals
• Chapter 11: Feature fusion-based learning algorithm using multi-domain signal features for wearable healthcare devices
• Chapter 12: The intelligence of WSNs
• Chapter 13: Applications of wireless sensor networks in loT
• Chapter 14: Security considerations in loT using machine learning and deep learning
• Chapter 15: Blockchain-energized smart healthcare monitoring system
• Index

جهت دانلود کتاب Intelligent Wireless Sensor Networks and the Internet of Things می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.