اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا یا اینترنت چیزها (به انگلیسی Internet of things) که به اختصار IOT نامیده میشود ، یک مفهوم از ارتباط تمامی اشیا محیط پیرامون ما با شبکه ی جهانی اینترنت هست. در واقع اینترنت اشیا با اختصاص یک شناسه ی منحصر به فرد به هر وسیله، ارتباط آن وسیله با دنیای مجازی را برقرار می کند و مانند یک پل ارتباطی دنیای فیزیکی و مجازی را به هم متصل میکند. در اینترنت اشیا وسایل و دستگاه ها بدون دخالت انسان به صورت مستقیم با هم به تبادل اطلاعات می پردازند.
برای اینکه درک بهتری از این ارتباط و تبادل داده پیدا کنیم یخچال هوشمند را تصور کنید که با وجود سنسورهای متعدد درونش از تغییرات مواد غذایی آگاهی پیدا می کند ، کم و زیاد شدن مواد غذایی را متوجه می شود و به طور مثال در صورت موجود نبودن شیر به شما اطلاع میدهد که این ماده ی غذایی دیگر موجود نیست تا شما برای خریدش اقدام کنید.

یا به صورتی دیگر یخچال به صورت اتوماتیک می تواند به شبکه ی خرید آنلاین وصل شود و خرید را به صورت مستقیم انجام دهد. اما موضوع به همینجا ختم نمی شود ،در واقع ترکیب یک سیستم اینترنت اشیا با هوش مصنوعی که علایق شما در خرید را در مدت زمانی طولانی پایش می کند میتواند درک کند که چه نوع شیری و از چه برندی بیشتر مورد علاقه ی شماست و فقط همان محصول را سفارش دهد!

اینترنت اشیا چگونه کار میکند؟

iot connectivity

برای پیاده سازی یک سیستم اینترنت اشیا در ساده ترین حالت ابتدا نیاز است تا سنسور ها ، داده ها را از محیط جمع آوری کنند و آن را برای سخت افزار متصل بفرستند سپس این سخت افزار با پردازش اندک، اطلاعات را از طریق شبکه ی ارتباطی به اینترنت و سمت سرور ارسال می کند. در آنجا اطلاعات پردازش و ذخیره می شوند، داده ها از طریق نرم افزار های موبایل یا کامپیوتری به صورت خام یا پردازش شده در اختیار کاربر قرار می گیرند.
در واقع مفهوم اصلی اینترنت اشیا در تعامل ماشین با ماشین جای می گیرد. در مثال یخچال هوشمند استفاده از روش سنتی یعنی مطمئن شدن از کمبود یک ماده ی غذایی در یخچال ، انتخاب نوع ، سفارش ، خرید و حتی نحوه ی تحویل ، کاملا سنتی و با مصرف انرژی زیاد صورت می گیرد ولی با استفاه از اینترنت اشیا تمامی مراحل بسیار سریع و راحت اتفاق می افتد و تجربه ی زندگی ساده تر و لذت بخش تری را برای ما فراهم می آورد. به صورت کلی در استفاده از اینترنت اشیا برخی خدمات که قبلا به روش سنتی با صرف وقت زیاد در دسترس قرار می گرفت بسیار ساده و به صورت گسترده در دسترس همگان قرار می گیرد. در ادامه با کاربرد های اینترنت اشیا در بخش های مختلف آشنا می شویم.

خانه ی هوشمند

با گسترش مفهوم اینترنت اشیا یک از مواردی که از این تکنولوژی بهره می گیرد خانه های هوشمند می باشند .در خانه های هوشمند کنترل تمامی وسایل خانه مانند پرده ها ،درب ها، سیستم گرمایشی و سرمایشی ، لامپ ها ، تلویزیون ، سیستم صوتی و در مجموع هر وسیله ای که در خانه قرار دارد می تواند از طریق اینترنت و اپلیکیشن موبایل اتفاق بیافتد.
در واقع خانه ی هوشمند به گونه ای ساخته می شود که برای کنترل وسایل تنها کافیست گوشی موبایلمان در دسترس باشد یا یک دستیار صوتی هوشمند در اختیار داشته باشیم تا بتوانیم همه چیز را کنترل کنیم.

برای آماده کردن قهوه کافیست از طریق تلفن همراه دستور روشن شدن قهوه ساز را بدهیم و بعد از چند دقیقه قهوه آماده است . البته یخچال هوشمند نیز یکی از وسایل یک خانه ی هوشمند محسوب می شود. شرکت های مختلفی در جهان و البته ایران به طراحی و ساخت چنین سیستم هایی می پردازند. طراحی چنین خانه هایی نه تنها آسایش و راحتی افراد خانه را فراهم می کند بلکه می تواند در کاهش مصرف انرژی نیز کمک کند، همچنین با پیاده سازی چنین سیستم هایی در سازمان ها و ادارات نیز می توان علاوه بر کاهش مصرف انرژی هزینه ها را کاهش داد و همچنین اطلاعات مناسبی نسبت به رفتار کارکنان یک سازمان به دست آورد که به افزایش بهره وری کارکنان کمک می کند.

کشاورزی هوشمند

استفاده از اینترنت اشیا در کشاورزی می تواند در بخش های مختلف مانند باغداری ، گلخانه ها ، کنترل دامداری ها ، سیستم های آبیاری، انبار داری و کاهش مصرف انرژی و موارد بسیار دیگر کمک کند.  در کشاورزی هوشمند کنترل دما، میزان رطوبت ، میزان نور به منظور رشد گیاه کنترل می شود . همچنین مقدار مصرف انرژی گلخانه قابل محاسبه خواهد بود. با استفاده از داده های به دست آمده می تواند زمان و مقدار محصول تولید شده را کنترل کرد و از این اطلاعات برای کنترل بازار مصرف محصولات استفاده کرد. همچنین استفاده از چنین تکنولوژی هایی منجر به کاهش قیمت محصول خواهد شد. در نتیجه محصولی با کیفیت و قیمت مناسب در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.

از طرفی پیش بینی ها، افزایش جمعیت کره ی زمین در سال 2050 را عددی نزدیک به 9.6 میلیارد نفر نشان می دهد که نیاز به تولید غذای بیشتری را به وجود خواهد آورد. علاوه براین با توجه به منابع آبی و خاکی محدود ، تغییرات آب و هوایی و گرمایش کره ی زمین امکان کشاورزی به صورت سنتی در عمل امکان پذیر نخواهد بود. در این شرایط استفاده از کشاورزی هوشمند می تواند به افزایش تولید محصولات کشاورزی و دامداری کمک کند  و امکان تامین غذا برای تمامی ساکنان کره ی زمین را فراهم آورد.

شهر هوشمند

smart city

با افزایش روز افزون شهرنشینی در جهان امکان کنترل و ارائه ی خدمات مطلوب به شهروندان سخت تر می شود . به طور مثال کنترل ترافیک ، سلامت شهروندان، دسترسی به منابع آب و تامین غذا ، حمل و نقل درون و برون شهری، تامین انرژی از مواردی است که تنها با استفاده از تکنولوژی می تواند میسر شود . بی شک یکی از مهم ترین تکنولوژی ها، اینترنت اشیا در شهر هوشمند است .

برای مثال شهری را تصور کنید که ماشین های الکتریکی هوشمند برای شارژ مجدد نیاز به ایستگاه های مخصوص دارند اما وجود ترافیک و عدم اطلاع از مکان های شارژ و امکان دسترسی به آنها می تواند مشکلات وحشتناکی را به وجود آورد اما اینترنت اشیا می تواند چنین مشکلاتی را حل کند. سنسور های قرار گرفته در ایستگاه شارژ ، جایگاه خالی شارژ اتومبیل هوشمند را به شما اطلاع می دهد و شما می توانید برای ساعت مشخص آن را رزرو کنید . این تنها مثال کوچکی از کاربرد اینترنت اشیا در شهر هوشمند می باشد.

اینترنت اشیا صنعتی

کاربرد اینترنت اشیا در صنعت می تواند منجر به تحول عظیم در تولیدات صنعتی ، کارخانه ها و کارگاه ها شود . اما اینکه چگونه چنین اتفاقی می افتد بیشتر مربوط به تحلیل داده های به دست آمده از صنایع است . در واقع در اینترنت اشیا صنعتی تمام روند های صنعتی در یک سیستم صنعتی به صورت یکپارچه توسط سیستم ، کنترل و مانیتور می شود و داده ها در اختیار افراد قرار می گیرد . این اطلاعات دقیق و در لحظه می تواند منجر به تصمیمات مدیریتی به موقع ، سریع و قابل اعتماد شود. همچنین افزایش بهره وری برای کارکنان و کاهش هزینه ها را به ارمغان می آورد . از طرفی این اطلاعات منجر به کاهش هزینه های حسابرسی می شود.
حال فرض کنید تمامی اجزای یک کارخانه به سیستم یکپارچه مبتنی بر اینترنت اشیا مجهز شده اند و دستگاه ها در صورت بروز کوچکترین نوسان کاری اطلاعات خود را به سیستم مانیتورینگ ارسال می کنند. آنگاه پایش اطلاعات ،احتمال خرابی دستگاهی را نشان می دهد . در اینصورت سرویس زودهنگام دستگاه می تواند از توقف زنجیره ی تولید جلوگیری کند.

اینترنت اشیا پزشکی

اینترنت اشیا در سلامت یکی دیگر از استفاده های روزمره از این تکنولوژی خواهد بود . مراقبت بیمار از راه دور ، بیمارستان های هوشمند ، کنترل دارو ها و چرخه ی تامین مواد پزشکی و… همه می توانند از اینترنت اشیا پزشکی استفاده کنند برای آگاهی کامل از اینترنت اشیا پزشکی به مقاله ی مرتبط و اختصاصی سایت ما در اینجا مراجعه کنید.

چالش ها و تکنولوژی ها

امنیت

با مطرح شدن چالش ها در اینترنت اشیا اولین چیزی که به ذهن می رسد بحث امنیت است . امنیت می تواند در تمامی لایه های اینترنت اشیا مطرح باشد.  از نزدیک ترین لایه به زندگی انسان ها که شامل سنسور ها می شود، تا امنیت در شبکه های انتقال داده و همچنین امنیت در سمت سرور ، حفظ اطلاعات و دور نگه داشتن سیستم ها و داده از حملات بدافزار ها و هکر ها یا جلوگیری از انتشار اطلاعات شخصی افراد و حفظ حریم خصوصی از چالش های این حوزه می باشد .

طراحی اختصاصی 

اینترنت اشیا در این مثال مفهومی از ارتباط سنسورها ، جمع آوری داده ها و پردازش و ارسال داده ها به سرور اصلی توسط سیستم پردازنده دستگاه در ارتباط با شبکه ی اینترنت اتفاق می افتد همچنین کنترل و رصد تمامی رخدادها می تواند از طریق یک اپلیکیشن اتفاق بیافتد. تمامی این مراحل نیازمند سیستم ها و ابزارهای سخت افزاری و نرم افزاری می باشد که برای استفاده در سیستم اینترنت اشیا طراحی شده باشند.

داده های بزرگ

انتقال حجم انبوه از داده های تولید شده مشکلاتی را برای پردازش و نگهداری این اطلاعات به وجود می آورد به طور مثال در یک سیستم نیروگاهی توربین ها میزان انبوهی از داده را در  یک دقیقه تولید می کنند که انتقال و پردازش آنها یکی از چالش های اینترنت اشیا می باشد که می تواند با استفاده از تکنیکهای Big Data حل شود.

سرمایه گذاران و توسعه دهندگان

iot company

با رشد اینترنت اشیا و دستگاه های متصل به اینترنت و ظهور بازار بزرگ و جذاب این حوزه خصوصا در سال های آینده، رقابت برای کسب جایگاه بالاتر میان غول های تکنولوژی جهان بالاگرفته است . به همین منظور بیشتر شرکت های بزرگ دنیا در این حوزه سرمایه گذاری کرده اند . شرکت مایکروسافت با ارائه ی پلتفرم Azure و سرمایه گذاری 5 میلیارد دلاری برای توسعه ی اینترنت اشیا یکی از سرمایه گذاران پیشتاز در این حوزه است. همچنین شرکت IBM که برخی از پروتکل ها ی این حوزه مدیون حمایت آنهاست با پلتفرم واتسون (IBM Watson) و نرم افزار Node-red یکی دیگر از پیشتازان می باشد. IBM با حمایت از پروژه ی eclipse paho سعی دارد تا موجب توسعه ی پروتکل MQTT شود. MQTT یک پروتکل ارتباط ماشین با ماشین(M2M) و ساخت شرکتIBM است. همچنین شرکت هایی مانند oracle , cisco ,google ، Siemens ،intel، Bosch و… برای توسعه ی اینترنت اشیا سرمایه گذاری کرده اند . از طرفی گسترش اینترنت اشیا به گسترش سنسور ها و سخت افزار هایی وابسته است که در این حوزه مورد نیاز است. لذا شرکت ARM درصدد توسعه ی محصولات مبتنی بر اینترنت اشیاست . همچنین شرکت ST که با میکروکنترلر های خود در ایران نام آشناست برای توسعه ی این صنعت در حال توسعه ی میکروکنترلرهای خاص برای کاربردهای اینترنت اشیا است. این شرکت با توسعه ی میکروکنترلرهای STM32WL اولین میکرو کنترلر در جهان با امکان قابلیت برقراری ارتباط با شبکه ی LORAWAN (یک پروتکل شبکه ی ارتباطی بیسیم کم مصرف است که می تواند تا فاصله ی بیش از 10 کیلومتر نیز داده منتقل کند) را طراحی و تولید کرده است.
در حوزه ی ارتباطی نیز شرکت Huawei با ارائه ی اینترنت 5G سعی در تحول در ارتباط اینترنتی دارد و این می تواند تاثیر زیادی در گسترش اینترنت اشیا داشته باشد.

آینده اینترنت اشیا

با توجه به حجم گسترده ی سرمایه گذاری در این حوزه و همچنین پیش بینی ها برای اتصال بیش از 50 میلیارد وسیله به اینترنت تا پایان سال 2020 و افزایش بازار این حوزه به 1تریلیون دلار در پایان همین سال(براساس مطالعات ICD ) و پیش بینی برای افزایش تعداد دستگاه های متصل به اینترنت به 75 میلیارد دستگاه تا سال 2025 قطعا آینده ی این حوزه شگفت انگیز خواهد بود.