اینترنت اشیاء یا به اصطلاح IoT به زبان ساده به معنی اتصال دستگاههای فیزیکی از طریق سیم یا بدون استفاده از بیسیم به یک شبکه است. بهصورت تخصصیتر، به مجموعهای از دستگاههای متصل به شبکه که از طریق آن بهصورت خودکار با یکدیگر تعامل، تبادل اطلاعات انجام میشود را اینترنت اشیاء IoT میگویند.
احتمالا از خود میپرسید که این مفهوم چگونه با اینترنتی که همگی به آن آشنایی داریم تقاوت دارد؟ در جواب باید بگوییم که این دو مفهوم آن قدرهم با هم متفاوت نیستند. این تعریف بیشتر بر روی اشیاء تمرکز دارد تا روی افراد، بههمین دلیل به آن اینترنت اشیاء میگوییم.
بخوانید: اینترنت اشیاء و کاربردهای آن
در این مقاله میخواهیم به اساسیترین و جزییترین نکات درباره اینترنت اشیاء بپردازیم، اینکه چرا آنقدر در کسبوکار و صنعت اهمیت و کاربرد دارد.
اینترنت اشیاء به چه معنی است و چرا به این نام گذاشته شده است
سنسورها و عملگرهای (actuators) استفاده شده در دستگاههای IoT از طریق سیم یا بدون سیم، معمولا با استفاده از یک نوع IP که به اینترنت متصل میشوند.
خالق نام اینترنت اشیاء Kevin Ashton، عبارت “اینترنت برای اشیاء” را بیشتر ترجیح میداد اما این عبارت مورد استفاده و استقبال عموم قرار نگرفت. به گفته خودش اینترنت برای اشیاء عبارتی است که مفهوم اینترنت اشیا را به افراد نا آشنا با آن میرساند.
اینترنت اشیاء همگانی شده است؛ در انواع صنایع از آن استفاده میشود، شرکتها و مشتریان برای راحتی کار خود از امکانات آن بهرهمند میشوند. برای مثال در ماشینهای امروزی اغلب از سنسورهای زیادی برای جمعآوری و انتقال داده جهت برقراری امنیت، نگهداری، سرگرمی و سایر کارها استفاده میشود. این ماشینهای متصل به اینترنت بخشی از اینترنت اشیا را در بر میگیرند زیرا با سایر دستگاهها از طریق شبکه بر اساس اطلاعات ورودی که از محیط اطراف جمعآوری شده است ارتباط برقرار میکنند.
تاریخچه اینترنت اشیاء IoT
تاریخچه عبارت اینترنت اشیاء به سال 1999 برمیگردد زمانیکه توسط خالق آن Kevin Ashton معرفی شد. کسی که آن زمان در حال کار بر روی بهینهسازی زنجیره تامین در صنایع مختلف بود، برای اولین بار در یک ارائه مربوط به معرفی RFID از این مفهوم استفاده کرد.
بخوانید: رابطه، شباهت و تفاوتهای اینترنت اشیاء و RFID
اگرچه شناخت آن توسط عام تا سال 2010 طول کشید، اما علتی که به محبوبیت و شناخت آن کمک کرد، شکوفایی گوگل استریت ویو Google’s Street View بود، که به کاربران عکسهایی سراسرنما با دید پانارومیک 360 درجهای ازخیابانهای سراسر جهان میداد و میزان داده زیادی بر شبکههای بیسیم ذخیره کرد.
بررسی گذشته اینترنت اشیاء
مفهوم اینترنت اشیاء IoT از دهههای گذشته، قبل از نامگذاری رسمی آن، در اواخر دهه 90 وجود داشته. قبلا در صنعت از این مفهوم بهعنوان “شبکه نهفته” یا “رایانش فراگیر” استفاده میکردند.
قبل از اینکه لقب اینترنت اشیاء برای چنین مفهومی معرفی شود، مثالهایی از دستگاههایIoT (دستگاههای مبتنی بر اینترنت اشیاء) وجود داشت. یک مثال آن ماشین خودکار کوکاکولا بود که در دهه 90 میلادی در یک دانشگاه نصب شده بود. این ماشین قادر بود که موجودی مخزن و دمای اجزای داخلش را گزارشدهد.
حتی در سال 1994 مجلههای مختلفی درباره مفهوم انتقال دادهها به صورت دستههای کوچک به نودها و دستگاههای مختلف بحث کرده بودند و درباره اتوماسیونسازی و استفاده بسیاری از دستگاهها تصویرسازی میکردند. از وسایل خانه تا تجهیزات کارخانه، این مفهوم زمینهساز چیزی شد که الان بهعنوان اینترنت اشیاء آنرا میشناسیم.
روش کار اینترنت اشیاء IoT
اینترنت اشیاء با استفاده از تمامی عناصری مانند شبکه بیسیم، دستگاههای مختلف، آنالیز داده پیشرفته و محاسبه ابری (Cloud Computing) کار میکند. در اینجا میخواهیم نحوه کار اینترنت اشیاء را برای شما به زبان ساده توضیح دهیم و شفاف کنیم:
- دستگاهها بهصورت بیسیم یا از طریق سیم به شبکه یا یک هاب مرکزی متصل میشوند.
- دستگاههای IoT داده را از اطرافشان با استفاده از سنسورهای مختلف جمعآوری میکنند.
- داده جمعآوری شده در یک مکان مشخص شده مانند ابر، روترها، سوئیچها یا بهصورت مستقیم بر روی خود دستگاه ذخیره میشود.
- یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، داده را برای استخراج اطلاعات ارزشمند و تصمیمگیری بررسی و آنالیز میکنند.
- بر اساس داده آنالیز شده، دستگاهها کارهای مشخصی را انجام میدهند یا پاسخهایی را تولید میکنند.
برای مثال یک ترموستات یا دماسنج هوشمند را در نظر بگیرید.
- دماسنج دمای اتاق را با استفاده از سنسورهای درون آن دریافت میکند.
- اطلاعات بهدست آمده را جهت نیاز به اعمال تغییرات برسی و آنالیز میکند.
- اگر دما از حد تعیین شده بالاتر یا پایینتر رود، ترموستات بهطور خودکار تغییراتی انجام میدهد تا دمای مورد نظر را ثابت نگه دارد.
- در بازههای زمانی مختلف، ترموستات دادههای دمایی را به یک دیتابیس مرکزی از طریق ارتباط بیسیم منتقل میکند.
- ابزارات و برنامههای آنالیزی به مرور زمان اطلاعات بهدست آمده از دادههای دریافتی را بررسی میکنند تا مصرف انرژی را بهینه کنند و در نهایت شرایط ترموستات را طی زمان بهتر کنند.
اجزا و ارکان اصلی اینترنت اشیاء
4 رکن اینترنت اشیاء و مفاهیم اصلی آن:
داده: روشهای مختلفی برای جمعآوری داده اشیاء از محیط اطراف با اینترنت وجود دارد. داده مانند بنزین اینترنت اشیاء است، برای همین وجود آن اهمیت زیادی دارد.
دستگاه: قطعه و اجزای فیزیکی یا اشیاء در اینترنت اشیا که این داده را جمعآوری میکنند.
آنالیز: پروسه کاربردیسازی دادههای جمعآوری شده با تبدیل دادههای خام به اطلاعات قابل اجرا.
اتصال: ممکنسازی اشتراکگذاری داده و اطلاعات دریافتی.
فناوریهای مرتبط با اینترنت اشیاء IoT
مفاهیم و تکنولوژیهای زیادی در ارتباط با اینترنت اشیاء وجود دارد که بهتر است با آنها نیز آشنا شوید.
- رایانش لبهای
- تحلیل داده کلان
- هوش مصنوعی
- یادگیری ماشین
- مدیریت زنجیره تامین
- دوقلوی دیجیتال
- مخابرات ماشین به ماشین
- Operational technology فناوری عملیاتی
- Ambient intelligence هوش محدودهای
- Radio frequency identification
- سامانهٔ بازشناسی با امواج رادیویی
انواع اینترنت اشیاء و کاربرد آنها
اینترنت اشیاء صنعتی IIOT: مربوط به استفاده اینترنت اشیاء در محیطهای صنعتی
اینترنت اشیاء پزشکیIoMT: استفاده از اینترنت اشیاء در تجهیزات و لوازم پزشکی.
ارتباطات (ارتباط خودرو با همه چیز )V2X: قابلیت یک ماشین برای شناسایی اطراف و ارتباط با آن.
IoBT Internet of battlefield things: وقتی اینترنت اشیاء در محیطهای نظامی مورد استفاده قرار میگیرد.
مزایای اینترنت اشیاء
اصلیترین مزیت اینترنت اشیاء IoT برای یک کسب و کار کمک به آن جهت بهبود عملیات درون سازمانی است که در نهایت به تولید محصولات و ارائه سرویس بهتر به مشتریان کمک میکند. اینترنت اشیاء با افزایش تعداد و انواع جاهایی که یک کسبوکار میتواند بهطور اتوماتیک داده را از آن جمعآوری کند، میتواند اطلاعات مفیدتر و بیشتری برای تحلیل بهدست بیاورد. اینترنت اشیاء باعث میشود تا کسبوکارها بینش عمیقتری نسبت به کارهایشان داشته باشند.
اینترنت اشیاء برای مشتریان مزایای زیادی دارد. رضایت و راحتی در استفاده از دستگاههایIoT بخصوص در دستگاههای سلامتی بسیار واضح است. همانطور که همهگیری اینترنت اشیاء روزبهروز در حال افزایش است، مزیتهای بیشتری در حال ظهور است. این مزیتها شامل:
- انتخاب هوشمندانهتر در جهت محیط اطراف و درک بهتر آن که نتیجه اطلاعات و بینش دقیقتر ما در تاثیر بر طبیعت، مدیریت منابع و آلودگی و…
- بهوجود آمدن شهرهای هوشمند، بهبود و تغییر نحوه زندگی شهری از طریق زیرساختها و سرویسهای پیشرفته.
چالشها و معایب اینترنت اشیاء
با وجود مزیتهای زیادی که از اینترنت اشیاء وجود دارد، موانع و چالشهای زیادی هنگام استفاده از چنین تکنولوژی وجود دارد. در ادامه بهبررسی آنها میپردازیم:
امنیت اینترنت اشیاء: دستگاههای IoT اکثرا برای عملیات خودکارسازی طراحی شدهاند که نشاندهنده تعامل کمتر انسانها با چنین دستگاههایی در مقایسه با دستگاههای مصرفی مانند تلفنهای هوشمند است. این موضوع منجر به این شود که مدیران تغییر رمز عبور پیش فرض را نادیده بگیرند و دستگاههای IoT را در معرض حملات سایبری و دزدی اطلاعات قرار دهند.
حریم خصوصی اطلاعاتی: با افزایش پذیرش اینترنت اشیاء، نگرانیهای فزایندهای در مورد حریم خصوصی و حقوق مرتبط با دادههای مصرفکننده وجود دارد. با استفاده از دستگاههای متعدد مبتنی بر اینترنت اشیاء که دادهها را بهطور خودکار به اشتراک میگذارند، اطمینان دادن و مسئولیتپذیری در برابر این مقدار داده بسیار چالش برانگیز میشود. برای مثال، بیلبوردهایی که مجهز به دوربینهای مخفی هستند و اطلاعات تصویری از عابران بیخبر جمعآوری میکنند و همچنین اطلاعات جمعآوری شده از بیماران توسط دستگاههای پزشکی هوشمند در داخل و خارج از مراکز مراقبتهای بهداشتی نمونههایی از آن هستند.
ایمنی: دستگاههایIoT، بهویژه آنهایی که در بخشهای صنعتی، پزشکی، حملونقل و زیرساختها کار میکنند، اغلب وظایفی دارند که اگر نادرست انجام دهند، جان افراد را به خطر میاندازند. بهعنوان مثال، اگر سیستم هشدار یک خودرو هوشمند به درستی کار نکند، ممکن است موجب چشمپوشی راننده از موانع یا عابران پیاده شود.
سازگاری و همکاری: برخی دستگاههای IoT از پروتکلهای منحصر بهفرد یا خدمات اختصاصی استفاده میکنند که مانع برقراری ارتباط با سایر دستگاهها یا خدمات میشود. برای ایجاد اتصال بین آنها باید سفارشی سازی و تغییراتی بر روی آنها انجام گیرد. علاوه بر این، عدم وجود استانداردها و مقررات جهانی، استفاده عموم از اینترنت اشیاء را مخصوصا با گسترش بیشتر دستگاه، دشوار میکند.
اثرات زیست محیطی: تولید، دفع و بازیافت دستگاههای IoT به دلیل فلزات سنگین مورد استفاده در تولید آنها، چالشهای قابل توجهی در زمینه زیست محیطی و سلامت انسان ایجاد میکند.
کاربردهای اینترنت اشیا در کسبوکار و صنعت
بهداشت: فناوری اینترنت اشیاء انقلابی را در جمعآوری، نظارت و تجزیه و تحلیل دادههای پزشکی انقلابی ایجاد کرده که بعضی اوقات به آن مفهوم “مراقبت بهداشتی هوشمند” را نسبت میدهند. هدف اینترنت اشیای پزشکی IoMT دیجیتالی کردن سیستمهای مراقبت بهداشتی که باعث افزایش اتصال بین منابع و خدمات پزشکی میشود.
نمونههایی از کاربردهای اینترنت اشیاء در زمینه مراقبتهای بهداشتی عبارتند از:
- مانیتورهای ضربان قلب و ضربانسازها قادر به نظارت بر عملکردهای حیاتی بیمار و صدور هشدار از طریق سیستمهای اطلاعرسانی اضطراری هستند.
- سمعکهای پیشرفته که سطح حساسیت را بهصورت خودکار تنظیم میکنند تا با میزان شنوایی بیمار مطابقت داشته باشند.
- دستگاههایی مانند Fitbits یا ساعتهای هوشمند که دادههای بیومتریک را برای نظارت بر سلامت و تناسب اندام ردیابی میکنند.
- تختهای هوشمند مجهز به سنسور که توانایی تشخیص حرکات بیمورد بیمارن را در بیمارستان دارد. با این تخت هنگامی که بیمار در حال تکان خوردن است هشداری را به متخصصان و پزشکان ارسال میکند یا شرایط را برای ایجاد راحتی بیمار تنظیم میکند.
- برنامهها و سیستمهای جامع نظارت بر سلامت بهبررسی همهجانبه اطلاعات بیمار میپردازند. این سیستم برای بیماران، به ویژه افراد با بیماری مزمن بسیار مفید است. این سیستم به نظارت ضربان قلب، فشار خون و میزان اکسیژن بیمار و نیازهای دارویی کمک میکند.
نظامی: ارتش، از تکنولوژی هوشمند و اینترنت اشیاء جهت آمادگی برای جنگ، نظارت و شناسایی استفاده میکند. برای مثال هواپیماهای بدون سرنشین پیشرفته، مجموعهای از سنسورها را در دریا برای نظارت بر فعالیت کشتیها مستقر میکند .
تولید: اینترنت اشیاء فرایندهای مختلف را در محیطهای صنعتی بهبود میبخشد و به محاسبه، شناسایی، پردازش و ارتباطات کمک میکند. سیستمهای کنترل دیجیتال این فرایندها را خودکار میکنند و ایمنی و کارایی را افزایش میدهند.
خرده فروشی: خرده فروشان از بستهبندی هوشمند با کدهای QR یا برچسبهای NFC استفاده میکنند که شامل یک شناسه منحصر به فرد با اطلاعات دیجیتالی درباره یک محصول هستند. این فناوری باعث ایجاد ارتباطات دیجیتالی شده و در طول همهگیری کووید-19 استفاده شد تا با وسایل و دستگاههای عمومی مانند منوهای رستوران تعاملات بیسیم داشته باشد.
زیرساخت: دستگاههای IoT نقش مهمی در بهبود زیرساختهای عمومی (راهها، جادهها، سیستم رفتوآمد و…) در حوزههای مختلف دارند. نمونههای قابل توجه عبارتند از:
- حملونقل: سیستم کنترل ترافیک هوشمند، جمعآوری عوارض جادهای و دستیار مسیر برای خودروها، سیستم حملونقل را بهبود میبخشد.
- اتوماسیون خانه و ساختمان: سیستمهای مدیریت هوشمند انرژی، میزان استفاده از منابع را بهینه میکنند و اجزای مختلف زیرساخت را کنترل میکنند.
- نظارت بر زیرساختها: دستگاههای IoT زیرساختهای حیاتی مانند پلها و خطوط راهآهن را برای شناسایی رخدادن هر نوع تغییر در شکل و اسکلت آنها نظارت میکنند تا باعث بهبود مدیریت در مواقع حیاتی و اضطراری شود.
- توسعه شهری: شهرهای هوشمند مجهز به سنسورهای اینترنت اشیاء، خدمات شهروندی مانند نظارت بر محیط زیست و برنامههای کمک به پارک ماشین را برای گوشی همراه ارائه میدهند.
- کشاورزی: اینترنت اشیاء با نظارت بر عواملی مانند بارندگی، دما و میزان باروری خاک به کشاورزان کمک میکند تا کیفیت محصول را بهبود بخشند و زباله تولیدی را به حداقل برساند.
کاربردهای احتمالی اینترنت اشیاء برای مصرفکنندگان
خانههای هوشمند و دستگاههای قابل حمل تنها بخش کوچکی از کاربردهای IoT را در بازار شامل میشوند.
در خانههای هوشمند، دستگاهها و تجهیزات مبتنی بر اشیاء خانه مانند ترموستات، دوربینها، مسواکها و سیستمهای امنیتی توسط شبکه موجود در خانه بههم متصل هستند و یا میتوانند به شبکههای بیرونی متصل شوند. بهعنوان مثال، یک مسواک الکترونیکی میتواند داده مربوط به عادتهای فرد در رابطه با شستن دندانهایش را دندانپزشکان منتقل کند.
کاربران اغلب این دستگاهها و سیستمها را از طریق اسپیکرهای هوشمند مانند آمازون الکسا و گوگل هوم یا یک برنامه در تلفن هوشمند خود کنترل میکنند. بهعنوان مثال، یک کاربر ممکن است از گوشی هوشمند خود برای تغییر رنگ یک لامپ هوشمند استفاده کند. دستگاههایIoT در خانههای هوشمند همچنین می توانند از طریق دستیاران صوتی به کسانی که دچار محدودیت تحرک و بینایی هستند کمک کنند.
در همینحال ، دستگاههای قابل حمل IoT مانند Fitbit یا Apple watches از سنسورها برای جمعآوری دادههای بیومتریک در مورد کاربر برای دریافت اطلاعات در مورد سلامت جسمی افراد استفاده میکنند.
نتیجهگیری
فناوری اینترنت اشیاء، انقلابی در نحوه تعامل ما با جهان ایجاد کردهاست و امکانات بیپایانی برای اتصال و اتوماسیون ارائه میدهد. ما در سپهر انفورماتیک درخشان، مفتخریم که در این نوآوری پیش قدم هستیم و با ارائه دستگاههای IoT طراحی شده با بهترین کیفیت برای افزایش عملکرد و بهرهوری شرکت یا خانه شما تجربهای تکرار نشدی را برای شما رقم میزنیم. محصولات ما برای پاسخگویی به نیازهای متنوع مشتریان طراحی شدهاند. محصولات ما را مشاهده کنید و نسبت به نیاز خود خرید کنید.
