اینترنت اشیاء (Internet of Things) چیست؟
اینترنت اشیاء (IoT) شبکه‌ای از اشیاء فیزیکی یا افراد است که آن‌ها را things یا اشیاء می‌نامیم. این اشیاء، طوری با نرم‌افزار، وسایل الکترونیکی، شبکه و حسگرها احاطه شده‌اند که می‌توانند به گردآوری و تبادل اطلاعات بپردازند. هدف اینترنت اشیاء گسترش ارتباط اینترنتی میان دستگاه‌های مرسوم مانند کامپیوتر، موبایل یا تبلت و دستگاهایی که در حالت عادی ارتباط اینترنتی ندارند (مانند دستگاه توستر) است.
اینترنت اشیاء با استفاده از قدرت گردآوری داده، الگوریتم هوش مصنوعی و شبکه، بعضی از جنبه‌های زندگی ما را بهبود داده و تقریباً همه چیز را هوشمند می‌کند. شیء در اینترنت اشیاء حتی می‌تواند یک انسان با ایمپلنت پایش دیابت یا یک حیوان با دستگاه ردیابی یا هر موجود دیگری باشد. در این مقاله می‌خواهیم به اصول پایه‌ای اینترنت اشیاء بپردازیم.
تاریخچه‌ی اینترنت اشیاء
۱۹۷۰- ایده‌ی دستگاه‌های متصل به اینترنت ارائه شد.
۱۹۹۰- John Romkey دستگاه توستری ساخت که می‌توانست از طریق اینترنت روشن/خاموش شود.
۱۹۹۵- شرکت Siemens اولین ماژول سلولی دستگاه به دستگاه (M2M) را معرفی کرد.
۱۹۹۹- Kevin Ashton در دوره‌ای که در شرکت P&G مشغول به کار بود از اصطلاح اینترنت اشیاء استفاده کرد و این اصطلاح مورد استقبال گسترده‌ای قرار گرفت.
۲۰۰۴- اصطلاح اینترنت اشیاء در نشریات معتبری مانند Guardian، Boston Globe و Scientific American مورد استفاده قرار گرفت.
۲۰۰۵- اتحادیه‌ی بین‌المللی مخابرات ملل متحد نخستین گزارش خود درباره‌ی اینترنت اشیاء را منتشر کرد.
۲۰۰۸- اینترنت اشیاء متولد شد.
۲۰۱۱- شرکت تحقیقات بازار Gartner، اینترنت اشیاء را در برنامه‌ی کار واحد تحقیقات خود قرار داد.
اینترنت اشیاء چگونه کار می‌کند؟
فرآیند اینترنت اشیاء از دستگاه‌هایی مثل گوشی‌ها و مچ‌بندهای هوشمند آغاز می‌شود که با استفاده از بستر اینترنت اشیاء می‌توانند بین شما و لوازم الکترونیکی خانه، مثل تلویزیون و ماشین لباس‌شویی، رابطه‌ای را برقرار کنند.
در این آموزش می‌خواهیم با چهار جزء اصلی سیستم اینترنت اشیاء آشنا شویم:
۱- حسگرها/ دستگاه‌ها
حسگرها یا دستگاه‌ها یکی از اجزاء کلیدی هستند که امکان جمع‌آوری داده‌های جاری و لحظه‌ای از محیط پیرامون را فراهم می‌کنند. این داده‌ها ممکن است سطوح پیچیدگی مختلفی داشته باشند. مثلاً ممکن است به سادگی داده‌های حاصل از یک حسگر دما باشند یا به پیچیدگی یک ویدئو.
یک دستگاه ممکن است به حسگرهای متعددی مجهز باشد که برای کارهای دیگری غیر از حس کردن استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، تلفن همراه شما دستگاهی است که به حسگرهای مختلفی مثل GPSو دوربین مجهز است. با این حال، تلفن همراه شما نمی‌تواند اشیاء را حس کند.
۲- قابلیت اتصال
تمام داده‌های جمع‌آوری شده به یک زیرساخت ابری ارسال می‌شود. بنابراین دستگاه‌هایی که اطلاعات را جمع‌آوری می‌کنند باید با استفاده از ابزارهای ارتباطی مختلف به این زیرساخت ابری متصل شوند. این ابزارهای ارتباطی، شبکه‌ی تلفن همراه، ماهواره، بلوتوث، WI-FI، WAN و موارد مشابه را شامل می‌شود.
۳- پردازش داده‌ها
پس از جمع‌آوری و انتقال داده‌ها به زیرساخت ابری، نرم‌افزار داده‌ها را مورد پردازش قرار می‌دهد. این پردازش می‌تواند به سادگی بررسی دما در دستگاه‌هایی مثل بخاری یا دستگاه تهویه هوا باشد. اما گاهی هم می‌تواند بسیار پیچیده باشد، مثل شناسایی اشیاء در فیلم با استفاده از بینایی رایانه.
۴- رابط کاربری
اطلاعات باید به شیوه‌ای در اختیار کابر نهایی قرار گیرد. این شیوه می‌تواند چیزی مانند زنگ هشدار بر روی تلفن همراه کاربر یا ارسال ایمیل یا پیام اطلاع‌رسانی متنی برای او باشد. گاهی نیز ممکن است کاربر به یک رابط نیاز داشته باشد که همیشه سیستم IoT او را بررسی کند. به عنوان مثال ممکن است کاربر دوربینی را در خانه‌ی خود نصب کرده باشد و بخواهد با استفاده از یک سرور وب به فیلم‌ها یا سایر داده‌هایی که از طریق این دوربین جمع‌آوری شده، دسترسی داشته باشد.
این ارتباط اطلاعاتی میان دستگاه‌ها همیشه هم یک‌‌طرفه نیست. بسته به پیچیدگی سیستم و کاربرد اینترنت اشیاء ممکن است کاربر هم بتواند اطلاعاتی را به دستگاه مورد نظر ارسال کند و چیزی را در آن تغییر دهد.
مثلاً اگر کاربری با استفاده از داده‌هایی که برای او ارسال شده، متوجه تغییر دمای یخچال در خانه‌ی خود شد، با کمک تکنولوژی اینترنت اشیاء و تلفن همراه خود، باید بتواند دمای یخچال را تنظیم کند.
کاربردهای اینترنت اشیاء
در ادامه‌ی این آموزش، با کاربردهای مختلف اینترنت اشیاء آشنا خواهیم شد.
در بسیاری از شرکت‌ها و در صنایع مختلف، از اینترنت اشیاء استفاده می‌شود. برخی از رایج‌ترین کاربردهای اینترنت اشیاء در ادامه معرفی شده است:
نوع کاربرد | توصیف |
|---|---|
| دستگاه‌های تنظیم دمای هوشمند | اینترنت اشیاء با دانستن الگوی استفاده، در مدیریت مصرف منابع گرمایش به شما کمک می‌کند. |
| ماشین‌های متصل | به شرکت‌های اجاره‌ی خودرو کمک می‌کند تا صورت‌حساب‌ها، هزینه‌های پارکینگ، بیمه و سایر موارد را به صورت خودکار مدیریت کنند. |
| ردیاب‌های فعالیت | با نصب حسگر مورد نظر روی مچ دست خود می‌توانید الگوی ضربان قلب، میزان مصرف کالری، سطح فعالیت و درجه حرارت پوست خود را ثبت کنید. |
| خروجی‌های هوشمند | می‌توانید از راه دور دستگاه‌ها را خاموش یا روشن کنید. همچنین می‌توانید سطح انرژی دستگاه را ردیابی کنید و اعلان‌های مربوطه را مستقیماً بر روی گوشی تلفن همراه خود دریافت کنید. |
| حسگر پارکینگ | اینترنت اشیاء به افراد کمک می‌کند تا با استفاده از گوشی تلفن همراه خود از ظرفیت خالی پارکینگ‌ها به صورت لحظه‌ای آگاه شوند. |
| ابزارهای سلامتی متصل | سیستم مراقبت‌های بهداشتی متصل، نظارت و مراقبت لحظه به لحظه از بیماران را آسان‌تر می‌کند. این کار به بهبود تصمیم‌گیری‌های پزشکی بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده از وضعیت بیمار کمک می‌کند. |
| شهر هوشمند | در یک شهر هوشمند، اینترنت اشیاء در تمام مسائل مثل عبور و مرور خودروها، مدیریت توزیع آب، مدیریت پسماند و سایر موارد کاربرد دارد. |
| خانه‌ی هوشمند | خانه‌ی هوشمند شامل اتصال داخلی در خانه است که همه‌ی اجزاء خانه مثل شناساگرهای دود، لوازم خانگی، چراغ‌ها، پنجره‌ها و قفل در را در بر می‌گیرد. |
| زنجیره‌ی تأمین هوشمند | کمک می‌کند تا وضعیت کالاها را پایش نموده و از وضعیت لحظه‌ای کالاها آگاه شوید. مثلاً این‌که کالای مورد نظر نزد تأمین کننده موجود هست یا خیر؟ و یا این‌که در حال حاضر کالا در کجای مسیر انتقال به فروشگاه‌ها قرار دارد. |
چالش‌های اینترنت اشیاء
• در حال حاضر اینترنت اشیاء با چالش‌های زیادی روبرو است، مانند:
• نارسایی و ناکافی بودن تست‌ها و به‌روزرسانی‌ها
• نگرانی در مورد امنیت داده‌ها و حفظ حریم خصوصی
• پیچیدگی نرم‌افزار
• حجم داده‌ها و تفسیر آن‌ها
• ادغام با هوش مصنوعی و اتوماسیون
• دشواری برآورده کردن نیاز دستگاه‌ها به یک منبع تغذیه‌ی ثابت و بادوام
مزایای اینترنت اشیاء
مزایای اصلی فناوری اینترنت اشیاء عبارتند از:
بهینه‌سازی فنی: اینترنت اشیاء می‌تواند در پیشرفت فناوری‌ها و بهتر کردن آن‌ها بسیار موثر باشد. به عنوان مثال با اینترنت اشیاء، تولیدکننده می‌تواند از حسگرهای خودروهای مختلف اطلاعات زیادی را جمع‌آوری کند. تولیدکننده با تحلیل این داده‌ها می‌تواند طراحی آن‌ها را بهبود بخشیده و کارآمدی آن‌ها را افزایش دهد.
اصلاح روش جمع‌آوری داده‌ها: روش جمع‌آوری سنتی داده‌ها محدودیتی‌هایی داشت و طراحی آن مناسب استفاده‌ی غیرفعال از داده‌ها بود. اینترنت اشیاء اقدام‌های فوری بر روی داده‌ها را تسهیل می‌کند.
کاهش ضایعات: اینترنت اشیاء با ارائه‌ی اطلاعات لحظه‌ای به تصمیم‌گیری موثر و مدیریت منابع کمک می‌کند. برای نمونه، اگر تولیدکننده‌ای متوجه وجود یک مشکل در موتور چندین خودرو شود، می‌تواند فرآیند ساخت آن موتورها را بررسی و مشکل را در خط تولید برطرف کند.
افزایش مشارکت مشتری: اینترنت اشیاء با شناسایی مشکلات و بهبود روند ارائه‌ی خدمات، تجربه‌ی مشتری را بهبود می‌دهد.
معایب اینترنت اشیاء
در این بخش به بررسی معایب اینترنت اشیاء می‌پردازیم که به شرح زیر است:
امنیت: اینترنت اشیاء اکوسیستمی از دستگاه‌های متصل به هم را پدید آورده است. با این حال و با وجود تدابیر امینتی کافی، باز هم ممکن است فرآیند احراز هویت سیستم ضعیف باشد.
حریم خصوصی: استفاده از اینترنت اشیاء، حجم قابل توجهی از داده‌های شخصی کاربر را با جزئیات فراوان و بدون مشارکت فعال خودِ او در معرض بررسی و تحلیل قرار می‌دهد و این موضوع می‌تواند مسائل فراوانی در حوزه‌ی حریم خصوصی پدید آورد.
انعطاف‌پذیری: در مورد انعطاف‌پذیری سیستم‌های مبتنی بر اینترنت اشیاء نگرانی‌های فراوانی وجود دارد. این موضوع بیشتر در مورد ادغام با سیستم‌های دیگر مطرح است زیرا سیستم‌های متنوعی در این فرآیند دخیل هستند.
پیچیدگی: طراحی سیستم‌های اینترنت اشیاء بسیار پیچیده است. علاوه بر این، استقرار و نگهداری چنین سیستم‌هایی نیز چندان آسان نیست.
انطباق: اینترنت اشیاء قوانین و مقررات خاص خود را دارد. با این حال، به دلیل پیچیدگی انطباق کامل با این قوانین و مقررات بسیار چالش‌بر‌انگیز است.
چطور می‌توانیم به بهترین نحو از اینترنت اشیاء بهره ببریم؟
همان‌طور که پیش از این بیان شد استفاده از اینترنت اشیاء خوبی‌ها و بدی‌های خاص خود را دارد. بنابراین در استفاده از آن باید سعی کنیم معایب و کاستی‌های آن را تا حد امکان رفع نماییم. برای رسیدن به این هدف، انجام اقداماتی از جمله موارد زیر ضروری است:
- طراحی محصولات ایمن‌تر و قابل اطمینان
- استفاده از پروتکل‌های قوی امنیت و احراز هویت
- غیرفعال کردن خدمات غیرضروری
- اطمینان یافتن از امنیت مراکز و خدمات مبتنی بر اینترنت و اینترنت اشیاء
- استفاده از الگوریتم‌های کارآمد مدیریت منبع انرژی به منظور استفاده‌ی طولانی‌تر سیستم اینترنت اشیاء از آن منبع