اینترنت اشیا چیست؟ همه آنچه که باید درباره IoT بدانید!

خانه هوشمند، هوشمندسازی فروشگاه، هوشمند سازی استخر، هوشمندسازی محل کار و … همه این موارد بخشی از اینترنت اشیا IoT را در برمی‌گیرند و جزو زیرمجموعه‌های این تکنولوژی تقریباً نوظهور هستند. وقتی در مورد اتصال به شبکه اینترنت و استفاده از تجهیزات خانگی مبتنی بر وایرلس صحبت می‌شود در واقع ما با ساده‌ترین وجه اینترنت اشیا مواجه خواهیم بود اما چرا اینترنت اشیا؟ با شرکت خانه هوشمند فریتز همراه باشید.

اینترنت اشیا در ایران این روزها پررنگ‌تر از هر زمانی شده و گستردگی وسیعی را به خود اختصاص داده است. انواع اینترنت اشیا در تجهیزات مورداستفاده قرار می‌گیرند و عمل جراحی، انجام فعالیت‌های تخصصی، حساس و مهندسی را چندبرابر آسان‌تر می‌کنند.

اینترنت اشیا (IoT) هر روز وسیع‌تر می‌شود و قسمت‌های مهمی از زندگی ما را در برمی‌گیرد. تجهیزاتی که در خانه‌های هوشمند استفاده می‌شوند و دستورات را اجراء می‌کنند بخش مهمی از آن به‌حساب می‌آیند. می‌توانید به‌راحتی دمای ساختمان هوشمند خود را کنترل کنید. به سنسورها دستور بدهید که کارهای مختلف انجام دهند یا حتی دستور باز و بسته‌شدن درب‌های ورودی را صادر کنید و کارهای کوچک و بزرگ انجام دهید.

اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد؟

پیشرفت اینترنت اشیا موجب می‌شود که مدام در صدر اخبار و لیست ترندها قرار بگیرد. به‌هرحال فضا روزبه‌روز به سمت ماشینی‌تر شدن پیش می‌رود و اینترنت اشیا هم از این میان بی‌نصیب نیست.

اینترنت اشیا یکی از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین تغییرات بشر پس از اینترنت است. البته که اینترنت به نوبه خود مهم است اما انگار اینترنت اشیا بعد فیزیکی آن را به‌عنوان یک کاراکتر قفل شده در یک بازی کامپیوتر باز کرده است. حالا بخش مهمی از پیشرفت جامعه بشر در اینترنت با این حوزه مرتبط است.

اینترنت اشیا (IoT) شبکه‌ای کاملاً بروز و مبتنی بر اینترنت از اشیای فیزیکی است که به حسگرها، نرم‌افزارها و سایر فناوری‌ها مجهز شده و می‌تواند کارهای روتین و ساده تا پیچیده‌ترین‌ها را به‌صورت یکجا انجام دهد. این «سخت‌افزارها» که به اینترنت متصل هستند می‌توانند داده‌های بلادرنگ را با سایر دستگاه‌ها و سیستم‌های متصل از طریق شبکه مبادله کنند. در واقع این مسئله سبب می‌شود که دسترسی به کارهای مختلف برای انسان در ساختمان‌های تجاری، مسکونی و اداری سهولت بیشتری پیدا کند.

نحوه اتصال دستگاه‌ها در اینترنت اشیا

این دستگاه‌های متصل با سیستم‌های خودکار ترکیب می‌شوند تا داده‌های اینترنت اشیا را جمع‌آوری کنند که می‌توان آن‌ها را برای کمک به وظایف یا یادگیری نحوه بهبود فرایند تجزیه‌وتحلیل کرد. برخی افراد استدلال می‌کنند که فقط به این دلیل که یک شی می‌تواند به اینترنت متصل شود و داده‌ها را به اشتراک بگذارد، لزوماً به این معنی نیست که باید در دسته‌بندی اینترنت اشیا قرار بگیرد. با وجود این، تعداد فزاینده‌ای از اشیا به‌منظور ارائه اطلاعات، بهبود کارایی صنعتی برنامه‌ها، صرفه‌جویی در زمان و انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود نحوه ارائه خدمات به عموم به اینترنت اشیا می‌پیوندند.

همچنین بخوانید: پروتکل کی ان ایکس چیست؛ کاربردها و مزایای استاندارد KNX

علی‌رغم بسیاری از نکات مثبت ارائه شده توسط اینترنت اشیا، نگرانی‌هایی در مورد حفظ حریم خصوصی و امنیت مجموعه‌داده‌ها، آدرس‌های IP و موارد دیگر نیز وجود دارد. البته در این مورد به‌صورت مفصل در ادامه صحبت خواهیم کرد. صنعت و دولت‌ها برای رفع این نگرانی‌ها از طریق توسعه استانداردهای بین‌المللی اینترنت اشیا تلاش می‌کنند.

تعریف اینترنت اشیا بر مبنای علم

اینترنت اشیا شبکه‌ای از اشیای فیزیکی است که به اینترنت متصل شده‌اند تا بتوانند داده‌ها و اطلاعات را به‌منظور بهبود بهره‌وری، کارایی، خدمات و موارد دیگر تبادل کنند. حال شما می‌توانید از آن برای هوشمند سازی ساختمان، هوشمندسازی دفتر کار، هتل هوشمند، پارکینگ هوشمند و یا حتی استخر و هر چیزی استفاده کنید. حتی امروزه اینترنت اشیا صنعتی نیز وارد فاز جدیدی شده و بسیاری از کسب‌وکارها را متحول کرده است.

می‌توان گفت که کم‌کم اینترنت اشیا در صدد است که کل زیرساخت یک کشور و شهر و محل را در دست بگیرد. حتی خانه‌ها، پارکینگ‌ها، فروشگاه‌ها، رستوران‌ها و… نیز بر این‌ اساس کار می‌کنند. این روند تا جایی پیش رفته است که بسیاری از دولت‌ها تصمیم به تأسیس شهر هوشمند و بر پایه اینترنت اشیا گرفته‌اند.

چگونگی کارکرد اینترنت اشیا (IoT)

اینترنت اشیا به دلیل توسعه در سطوح وسیع و جمع‌آوری و کنار هم گذاشتن طیف وسیعی از فناوری‌ها، قابلیت‌ها و امکانات، این روزها تبدیل به یک سرویس بسیار حساس و مهم در بسیاری از پروژه‌ها شده است.

اینترنت اشیا از طریق دستگاه‌ها و اشیا با حسگرهای داخلی کار می‌کند که به اینترنت متصل می‌شوند و داده‌ها را با پلتفرمی به اشتراک می‌گذارند که تجزیه‌وتحلیل را اعمال می‌کند و اطلاعات را با برنامه‌هایی که برای رفع نیازهای خاص طراحی شده‌اند به اشتراک می‌گذارد. پلتفرم‌های اینترنت اشیا برای تعیین اینکه کدام داده‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند و کدام داده‌ها را می‌توان برای شناسایی الگوها، ارائه توصیه‌ها و یافتن مشکلات اغلب قبل از وقوع آنها دور انداخت، طراحی شده‌اند.

همه این موارد در اینترنت اشیا به فرایندها امکان می‌دهد کارآمدتر شوند و همچنین اجازه می‌دهد کارهای خاصی به طور خودکار انجام شوند به‌ویژه آنهایی که تکراری، وقت‌گیر یا خطرناک هستند. به‌عنوان‌مثال اگر در حال رانندگی هستید و می‌بینید که چراغ عیب موتور روشن می‌شود، خودروی متصل شما می‌تواند قبل از ارسال اطلاعات به سازنده، سنسور را بررسی کرده و با دیگران در خودرو ارتباط برقرار کند. سپس سازنده می‌تواند یک قرار ملاقات برای رفع عیب در نزدیک‌ترین نمایندگی شما ارائه دهد و اطمینان حاصل کند که قطعات تعویضی موردنیاز برای هنگام رسیدن شما در انبار موجود هستند.

همچنین بخوانید: انواع پروتکل های اینترنت اشیا؛ معرفی 18 پروتکل IoT

مزایای اینترنت اشیا (IoT) چیست؟

تعاریف گسترده و وسیعی از اینترنت اشیا وجود دارد. مزیت‌های آن پرتعداد است و بر اساس مقالات موجود تا حدود 30 مزیت می‌توان برای آن برشمرد. ما در ادامه مهم‌ترین، کلیدی‌ترین و برجسته‌ترین آن‌ها را به شما شرح خواهیم داد که در صدر قرار می‌گیرند.

افزایش بهره‌وری کارکنان و کاهش نیروی انسانی

دیگر نیازی به استفاده از نیروی کار نیست. اگرچه اینترنت اشیا صرفاً به خانه‌ها محدود نیست اما در بسیاری از موارد، نخستین ابعاد اجرای آن برای کسی که تعریفی از این سرویس ندارد این است که در یک‌ خانه اجراء می‌شود. درب‌ها و پنجره‌ها هوشمند می‌شوند و شما می‌توانید معمول‌ترین کارهای خود را بدون پایین و بالارفتن از پله‌ها انجام دهید.

تجزیه‌وتحلیل و پیش‌بینی به لطف مجموعه‌داده‌های بزرگ

داده‌های بزرگ یا همان بیگ دیتا معمولاً دردسر زیادی برای کاوش دارد اما می‌توانید با استفاده از اینترنت اشیا در کم‌ترین زمان ممکن اطلاعات مندرج در آن را دریافت کنید. ضمن این توضیحات باید بدانید که اینترنت اشیا روزبه‌روز گسترده‌تر و قدرتمندتر می‌شود. می‌توان پیش‌بینی‌های مهمی را بخصوص در کسب‌وکارهای بزرگ بر پایه آن انجام داد.

ارتباط ماشین با ماشین

طبق تعریف، اینترنت اشیا (IoT) بدون دخالت انسان عمل می‌کند. داده‌ها بدون درنظرگرفتن اینکه ما آن‌ها را جمع‌آوری می‌کنیم یا نه در زمان واقعی جمع‌آوری و ثبت می‌شوند. تأثیر واقعی این است که خدمات را می‌توان بسیار کارآمدتر کرد. این ارتباط ماشین به ماشین به طور مؤثری کارایی جمع‌آوری داده‌ها را ایجاد می‌کند که نیاز کارکنان را برای انجام کار مشابه برطرف می‌کند. در واقع، کار کارکنان را آسان‌تر می‌کند زیرا آنها می‌توانند به‌جای جمع‌آوری داده‌ها روی داده‌ها تمرکز کنند.

همچنین بخوانید: انبار هوشمند: بررسی امکانات و مزایای انبارداری هوشمند

کیفیت زندگی بهتر

موارد زیادی وجود دارد که همگرایی داده‌های بزرگ و اینترنت اشیا می‌تواند نتایج بهتری برای مردم ایجاد کند. کسانی که صرفاً روی کسب‌وکارها تمرکز می‌کنند، تصویر کامل و آنچه IoT واقعاً می‌تواند ارائه دهد را نمی‌بینند. به‌عنوان‌مثال استفاده از دستگاه‌های هوشمند در پزشکی به معنای واقعی کلمه می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد.

اتوماسیون و کنترل

البته که این مزیت‌ها بیش از چیزی است که فکرش را می‌کنید اما به‌طورکلی می‌توان گفت که اتوماسیون باعث می‌شود که همه چیز تحت کنترل شما باشد. درست مثل یک رئیس می‌توانید بخش‌های مختلف کسب‌وکار  یا خانه خود را صرفاً با لمس یک صفحه خازنی کنترل کنید. این بی‌شک مهم‌ترین و اساسی‌ترین قابلیتی است که می‌تواند مزیت‌های اینترنت اشیا را بیش از هر زمانی بدرخشاند.

معایب اینترنت اشیا چیست؟

اگرچه در مورد مزایای اینترنت و شبکه اینترنت اشیا گفته می‌شود اما ما می‌خواهیم آن روی سکه را هم به شما توضیح دهیم. در واقع اینترنت اشیا مشکلات و گره‌هایی را نیز در زندگی شما ایجاد می‌کند که اگر مدیریت آن‌ها را به‌خوبی فرا نگیرید دچار مشکلات متداول، معمول و جدی خواهید شد.

امنیت پایین

البته که امنیت مسئله مهم و کلیدی است و درصورتی‌که به‌درستی مورد تحلیل قرار نگیرد، فوق‌العاده خطرساز خواهد بود. در نتیجه باید به این مسئله دقت داشت که امنیت گاهی در شبکه‌های اینترنت اشیا و خانگی تحت خطرات بزرگی قرار می‌گیرد. یکی از این خطرات نفوذ و نشت اطلاعات است.

از آنجایی ‌که سیستم‌های اینترنت اشیا (IoT) به هم متصل هستند و از طریق شبکه‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. این سیستم علی‌رغم هرگونه تدابیر امنیتی، کنترل کمی را ارائه می‌دهد و می‌تواند انواع مختلف حملات شبکه را هدایت کند. اینترنت اشیا در جهان البته با این مسئله دست‌وپنجه نرم می‌کند.

حریم خصوصی در معرض خطر

امروزه حریم خصوصی مسئله‌ای پیچیده و مهم است که متأسفانه گاهی خیلی دست پایین گرفته می‌شود. با بهره‌گیری از اینترنت اشیا تا حد زیادی تحت‌الشعاع قرار گرفته و ممکن است دچار مشکلات کوچک و بزرگ زیادی شود. حتی بدون مشارکت فعال کاربر، سیستم IoT اطلاعات شخصی قابل‌توجهی را با حداکثر جزئیات ارائه می‌دهد.

پیچیدگی‌های ساختاری و تعمیرات

به‌هرحال این فضا مزیت‌های زیادی دارد اما مشکلات آن هم کم نیست. طراحی، توسعه، و نگهداری و فعال‌کردن فناوری بزرگ برای سیستم اینترنت اشیا بسیار پیچیده است. از طرفی امکان تعمیر آن به همین آسانی وجود ندارد و معمولاً پیچیدگی‌های فوق‌العاده وسیعی خواهد داشت که همه چیز را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد.

همچنین بخوانید: موتورخانه هوشمند چیست: مزایا و معایب هوشمندسازی موتورخانه

گستره تقسیم‌بندی دستگاه‌های متصل به شبکه

فضای استفاده از شبکه اینترنت و البته اینترنت اشیا روزبه‌روز گسترده‌تر از قبل می‌شود و این وسعت هر لحظه ارتقا پیدا می‌کند. می‌توان گفت که بحث در مورد اینترنت اشیا، حتی به خانه‌ها و همین‌طور شرکت‌های کوچک و استارتاپ‌های سر خیابان محل زندگی‌تان هم می‌رسد.

دستگاه‌های متصل به سه حوزه تقسیم می‌شوند:

1. اینترنت اشیا مصرف‌کننده، مانند پوشیدنی‌ها،
2. اینترنت اشیا سازمانی که شامل کارخانه‌های هوشمند و کشاورزی
3. و فضاهای عمومی اینترنت اشیا، مانند مدیریت پسماند.

کسب‌وکارها از اینترنت اشیا برای بهینه‌سازی زنجیره تأمین، مدیریت موجودی و بهبود تجربه مشتری استفاده می‌کنند، درحالی‌که دستگاه‌های هوشمند مصرف‌کننده مانند بلندگوی آمازون اکو به دلیل رواج سنسورهای کم‌هزینه و کم‌مصرف، اکنون در همه‌جا در خانه‌ها وجود دارند.

شهرها بیش از یک دهه است که از فناوری اینترنت اشیا استفاده می‌کنند – برای ساده کردن همه چیز از خواندن کنتور آب ‌گرفته تا جریان ترافیک. برای مثال در شهر نیویورک، هر ساختمان با یک کنتور آب بی‌سیم مجهز شد که این در نوع خودش یک صرفه‌جویی انسانی و زمانی بود.

البته این پیشرفت در سطح وسیعی، روزافزون است و هرروزه تعداد زیادی کسب‌وکار و شرکت نیز به این حوزه اضافه می‌شوند و گستره آن‌ها هر لحظه پیش‌تر می‌رود. اکنون بسیاری از شهرها از پلاک خوان‌ها، ترددشمار، دوربین‌های چراغ قرمز، حسگرهای تشعشع و دوربین‌های نظارتی برای مدیریت عملیات روزانه استفاده می‌کنند.

همچنین بخوانید: خانه هوشمند بی سیم یا وایرلس (Wireless) چیست و چه مزایا و کاربردی دارد؟

اینترنت اشیا در جهان

مفهوم افزودن حسگرها و هوش به اشیا فیزیکی برای اولین‌بار در دهه 1980 موردبحث قرار گرفت، زمانی که برخی از دانشجویان تصمیم گرفتند دستگاه فروش کوکاکولا را برای ردیابی محتویات آن از راه دور تغییر دهند اما تکنولوژی حجیم و پیشرفت محدود بود. اصطلاح اینترنت اشیا در سال 1999 توسط دانشمند کامپیوتر کوین اشتون ابداع شد. در حین کار در پروکتر اند گمبل، اشتون پیشنهاد کرد تراشه‌های شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) روی محصولات قرار داده شود تا آنها را از طریق زنجیره تأمین ردیابی کند.

البته که شرکت‌های کره‌ای مثل همیشه نقش مهمی در توسعه این تکنولوژی‌ها داشتند و در سال 2000، ال جی اولین یخچال هوشمند را معرفی کرد. در سال 2007 اولین آیفون راه‌اندازی شد و تا سال 2008، تعداد دستگاه‌های متصل از تعداد افراد روی کره زمین بیشتر شد. در سال 2009، گوگل آزمایش خودروهای بدون راننده را آغاز کرد و در سال 2011، ترموستات هوشمند Nest گوگل به بازار آمد که امکان کنترل از راه دور گرمایش مرکزی را فراهم کرد.

اینترنت اشیا در پزشکی

امروزه استفاده از اینترنت اشیا (IoT)حتی در سطوح وسیع‌تر در جامعه پزشکی و درمان نیز دیده می‌شود. در این حوزه نقش فوق‌العاده مهم و گسترده‌ای را ایفا می‌کند.

تکثیر محصولات IoT ویژه مراقبت‌های بهداشتی فرصت‌های بسیار زیادی را به وجود می‌آورد و حجم عظیمی از داده‌های تولید شده توسط این دستگاه‌های متصل پتانسیل تغییر مراقبت‌های بهداشتی را دارد.

اینترنت اشیا یک معماری چهارمرحله‌ای دارد که اساساً مراحلی از یک فرایند هستند (شکل 1 را ببینید). هر چهار مرحله به‌گونه‌ای به هم متصل می‌شوند که داده‌ها در یک مرحله جمع‌آوری یا پردازش می‌شوند و مقدار را به مرحله بعدی می‌دهند. ارزش‌های یکپارچه در این فرایند شهودی را به همراه می‌آورد و چشم‌انداز کسب‌وکار پویا را ارائه می‌دهد.

مرحله اول: شامل استقرار دستگاه‌های متصل ‌به‌ هم است که شامل حسگرها، محرک‌ها، مانیتورها، آشکارسازها، سیستم‌های دوربین و … است. این دستگاه‌ها داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند و می‌توانند به پزشکان در بررسی داده‌های مرتبط با بیمار کمک کنند.

مرحله دوم: بخش مهم دیگر در مورد دریافت و پردازش داده‌ها خواهد بود که البته اهمیت ویژه‌ای هم دارد. در این مورد معمولاً داده‌های دریافتی از حسگرها و سایر دستگاه‌ها به‌صورت آنالوگ هستند که برای پردازش بیشتر داده‌ها باید تجمیع و به شکل دیجیتال تبدیل شوند.

مرحله سوم: زمانی که داده‌ها به شکل طبقه‌بندی‌شده جمع می‌شوند لازم است که مورداستفاده قرار گرفته و پرداخت‌های دقیق روی آن‌ها انجام گردد. هنگامی که داده‌ها دیجیتالی و تجمیع می‌شوند از قبل پردازش شده، استاندارد شده و به مرکز داده یا Cloud منتقل می‌شوند.

مرحله چهارم: در نهایت این آخرین مرحله در عملیات استفاده از اینترنت اشیا در حوزه‌های پزشکی و پیراپزشکی یا حتی مهندسی پزشکی خواهد بود. داده‌های نهایی در سطح موردنیاز مدیریت و تجزیه‌وتحلیل می‌شوند. تجزیه‌وتحلیل پیشرفته که روی این داده‌ها اعمال می‌شود، بینش‌های تجاری عملی را برای تصمیم‌گیری مؤثر به ارمغان می‌آورد.

اینترنت اشیا با اطمینان از مراقبت بهتر، بهبود نتایج درمان و کاهش هزینه برای بیماران و فرایندها و گردش کار بهتر، بهبود عملکرد و تجربه بیمار برای ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی، مراقبت‌های بهداشتی را دوباره تعریف می‌کند.

همچنین بخوانید: سیستم روشنایی هوشمند ساختمان (هوشمند سازی روشنایی) چیست؟

آینده اینترنت اشیا چگونه است؟

گستره کاربردهای بالقوه اینترنت اشیا: فقط توسط تخیل انسان محدود شده است. بسیاری از این برنامه‌ها می‌توانند برای کره زمین و همچنین مردم آن مفید باشند. تجزیه‌وتحلیل سال 2018 از بیش از 640 استقرار اینترنت اشیا، به رهبری مجمع جهانی اقتصاد با همکاری شرکت فعال و معتبر تحقیقاتی IoT Analytics، نشان داد که 84 درصد از تجهیزات مورداستفاده اینترنت اشیا موجود به اهداف توسعه پایدار سازمان ملل می‌پردازند یا قدرت پیشبرد آن را دارند. این دستگاه‌ها شامل ترویج استفاده کارآمدتر از منابع طبیعی، ساختن “شهرهای هوشمند” بهتر و منصفانه‌تر و توسعه جایگزین‌های انرژی پاک و مقرون‌به‌صرفه است.

جاده‌های هوشمند اینترنت اشیا که به خودروهای خودران متصل می‌شوند می‌توانند ایمنی راننده را بهبود بخشند و جریان ترافیک را بهینه کنند و به طور بالقوه میانگین زمان رفت‌وآمد را 30 دقیقه کاهش دهند. زمان پاسخگویی اضطراری نیز می‌تواند به میزان قابل‌توجهی کاهش یابد.

پاسخ به سؤالات متداول

جمع‌بندی

اینترنت اشیا به مجموعه‌ای از دستگاه‌های متصل به شبکه اشاره دارد که قادرند با یکدیگر و با سیستم‌های دیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را به اشتراک بگذارند. این فناوری از اهمیت بسیاری در زمینه‌های مختلفی مانند خانه هوشمند، صنعت، حمل و نقل، بهداشت و سلامت و بسیاری دیگر برخوردار است. با استفاده از اینترنت اشیا، دستگاه‌ها و سیستم‌ها بهبود قابل توجهی در عملکرد، کارایی و ارتباطات خواهند داشت. با توجه به رشد روز افزون این تکنولوژی، آینده‌ای روشن و نوآورانه برای جامعه بشر به نظر می‌رسد.