Abstract
Abstract- The rapid proliferation of the Internet of Things (IoT) has significantly transformed modern control systems
by enabling real-time data acquisition, intelligent decision-making, and seamless connectivity across distributed
environments. This paper presents a systematic review of IoT-based control systems, covering studies published
between 2015 and 2025, with emphasis on architectural foundations, enabling technologies, control strategies,
and major application domains. The review paper analyses five key domains, namely industrial automation, smart
manufacturing, healthcare, smart homes and buildings, transportation, and energy and smart grids, while examining
major control and optimization approaches integrated with IoT, including data-driven, adaptive, intelligent, and
distributed control methods. It also identifies four major cross-cutting challenge categories, namely security and
privacy, interoperability and standardization, latency and reliability, and energy efficiency and sustainability, which
continue to limit large-scale deployment. In addition, the study highlights eight emerging research directions,
including edge-fog-cloud co-design, federated learning, TinyML, digital twins, zero-trust security, and safe learningbased
control. The novelty of this review lies in its unified perspective that connects IoT architecture, embedded
intelligence, control and optimization frameworks, and cross-domain applications within a single analytical structure.
By synthesizing existing literature and revealing key research gaps, this work provides a clearer foundation for
developing secure, scalable, and resilient next-generation IoT-driven control systems.
by enabling real-time data acquisition, intelligent decision-making, and seamless connectivity across distributed
environments. This paper presents a systematic review of IoT-based control systems, covering studies published
between 2015 and 2025, with emphasis on architectural foundations, enabling technologies, control strategies,
and major application domains. The review paper analyses five key domains, namely industrial automation, smart
manufacturing, healthcare, smart homes and buildings, transportation, and energy and smart grids, while examining
major control and optimization approaches integrated with IoT, including data-driven, adaptive, intelligent, and
distributed control methods. It also identifies four major cross-cutting challenge categories, namely security and
privacy, interoperability and standardization, latency and reliability, and energy efficiency and sustainability, which
continue to limit large-scale deployment. In addition, the study highlights eight emerging research directions,
including edge-fog-cloud co-design, federated learning, TinyML, digital twins, zero-trust security, and safe learningbased
control. The novelty of this review lies in its unified perspective that connects IoT architecture, embedded
intelligence, control and optimization frameworks, and cross-domain applications within a single analytical structure.
By synthesizing existing literature and revealing key research gaps, this work provides a clearer foundation for
developing secure, scalable, and resilient next-generation IoT-driven control systems.
Keywords
automation
embedded systems
Internet of Things (IoT)
Smart Control Architectures
Smart infrastructure.
Abstract
ملخص - أدى الانتشار السريع لإنترنت الأشياء (IoT) إلى تحول جذري في أنظمة التحكم الحديثة من خلال تمكين الحصول على البيانات في الوقت الفعلي، واتخاذ القرارات الذكية، والاتصال السلس عبر البيئات الموزعة البيئات الموزعة. تقدم هذه الورقة مراجعة منهجية لأنظمة التحكم القائمة على إنترنت الأشياء، وتغطي الدراسات المنشورة بين عامي 2015 و2025، مع التركيز على الأسس المعمارية، والتقنيات المُمكّنة، واستراتيجيات التحكم، ومجالات التطبيق الرئيسية. تحلل الورقة البحثية خمسة مجالات رئيسية، وهي: الأتمتة الصناعية، التصنيع الذكي، الرعاية الصحية، المنازل والمباني الذكية، النقل، والطاقة والشبكات الذكية، مع دراسة أهم مناهج التحكم والتحسين المدمجة مع إنترنت الأشياء، بما في ذلك أساليب التحكم القائمة على البيانات، والتكيفية، والذكية، والموزعة. كما تحدد أربع فئات رئيسية من التحديات الشاملة، وهي: الأمن و الخصوصية، قابلية التشغيل البيني والتوحيد القياسي، زمن الاستجابة والموثوقية، وكفاءة الطاقة والاستدامة، والتي لا تزال تحد من النشر على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، تُسلط الدراسة الضوء على ثمانية اتجاهات بحثية ناشئة، بما في ذلك التصميم المشترك للحوسبة الطرفية والضبابية والسحابية، والتعلم الموحد، وTinyML، والتوائم الرقمية، وأمن الثقة الصفرية، والتحكم الآمن القائم على التعلم. تكمن جدة هذه المراجعة في منظورها الموحد الذي يربط بين بنية إنترنت الأشياء، والذكاء المدمج، وأطر التحكم والتحسين، والتطبيقات متعددة المجالات ضمن بنية تحليلية واحدة. من خلال توليف الأدبيات الموجودة والكشف عن الثغرات البحثية الرئيسية، يوفر هذا العمل أساسًا أوضح لـتطوير أنظمة تحكم آمنة وقابلة للتوسع ومرنة من الجيل التالي تعتمد على إنترنت الأشياء.
Keywords
الكلمات المفتاحية: إنترنت الأشياء (IoT)، بنى التحكم الذكية، الأنظمة المدمجة، الأتمتة، البنية التحتية الذكية.