در چند سال گذشته، اینترنت اشیا به یکی از مهم‌ترین فناوریهای قرن بیست و یکم تبدیل شده است. اکنون که می‌توانیم اشیاء روزمره مانند وسایل آشپزخانه، کلید و پریزها، ترموستات‌ها، سیستم امنیتی و … را از طریق دستگاه‌های تعبیه‌شده به اینترنت متصل کنیم، ارتباط یکپارچه بین افراد، فرآیندها و اشیا امکان‌پذیر است.
فهرست مطالب این مقاله
اینترنت اشیا
هنگامی که افراد برای یافتن تعریفی جامع و کامل از اینترنت اشیاء در مرورگر گوگل جستجو می‌کنند معمولاً با تعریف‌های بسیار فنی و پیچیده رو به رو می‌شوند. اما جای نگرانی نیست در این مقاله شما را با تعریفی جامع به همراه مزایا و معایب اینترنت اشیاء و پیشنهاداتی در این باره همراه می‌کنیم. در ادامه تعریفی ساده از اینترنت اشیا ارائه می‌دهیم.
اینترنت اشیا (Internet of Things) به شبکه‌ای از اشیا فیزیکی متصل به یکدیگر از طریق اینترنت اشاره دارد. این اشیا می‌توانند هر نوع دستگاه یا سنسوری باشند که قابلیت ارتباط و تبادل داده را داشته باشند. هدف اصلی اینترنت اشیا، ایجاد یک بستر ارتباطی بین اشیا و امکان جمع‌آوری، تحلیل و به اشتراک گذاری داده‌های تولید شده توسط این اشیا است.
مسلماً تمام افرادی که در حال مطالعه این مقاله هستند، از طریق موبایل، تبلت، کامپیوتر و لب تاپ این کار را انجام می‌دهند و حتما به اینترنت متصل است. اتصال به اینترنت این روزها به یک امر تقریباً عادی تبدیل شده است اما حقیقتاً امری شگفت انگیز می‌باشد که امکانات فراوانی را نسبت به نسل قبلی ارتباطات در اختیار ما می‌گذارد. به گونه‌ای که امروزه موبایل، لب‌تاپ و اغلب گجت‌های دیگر در صورت عدم اتصال به اینترنت، بی کاربرد به نظر می‌رسند. اتصال به اینترنت نه تنها برای دستگاهای نام برده اهمیت دارد، بلکه این موضوع برای چیزها دیگر هم صادق است. برخی از کاربردهای معروف اینترنت اشیا شامل خانه هوشمند، ساختمان هوشمند، صنایع هوشمند، پارکینگ هوشمند، حمل و نقل هوشمند و … است.
عملکرد اینترنت اشیا
1. سنسورها و دستگاه‌ها: دستگاه‌های مختلفی که در IoT شرکت می‌کنند، می‌توانند سنسورها، دستگاه‌های کنترلی یا دستگاه‌های هوشمند باشند. سنسورها اطلاعات محیطی را مانند دما، رطوبت، فشار و … اندازه‌گیری می‌کنند. دستگاه‌های کنترلی قابلیت کنترل و عملکرد بر روی دستگاه‌های دیگر را دارند و دستگاه‌های هوشمند قابلیت پردازش و ارسال اطلاعات را دارند.
2. جمع‌آوری و ارسال اطلاعات: دستگاه‌های IoT اطلاعاتی که توسط سنسورها یا دستگاه‌های کنترلی جمع‌آوری می‌شود را تحلیل و پردازش می‌کنند. سپس این اطلاعات را به صورت دیجیتالی به سرورها یا سرویس‌های ابری ارسال می‌کنند.
3. تحلیل و پردازش اطلاعات: سرورها یا سرویس‌های ابری اطلاعات دریافت شده را تحلیل و پردازش می‌کنند. این تحلیل می‌تواند شامل استخراج الگوها، تشخیص رویدادها یا اعمال قوانین خاص باشد.
4. عملکرد و کنترل: بر اساس نتایج تحلیل و پردازش، دستگاه‌های IoT می‌توانند دستورات کنترلی را دریافت کنند و عملکرد خاصی را انجام دهند. مثلا روشن و خاموش کردن یک دستگاه، تغییر وضعیت یک سیستم یا ارسال هشدارها و اعلان‌ها.
5. تعامل با کاربر: این تعامل می‌تواند از طریق برنامه‌های کاربردی موبایل، وب سایت‌ها، رابط‌های کاربری مثل دستیار صوتی هوشمند یا دستگاه‌های کنترلی خاص صورت بگیرد.
تاریخچه اینترنت اشیا
تاریخچه اینترنت اشیا برمی‌گردد به دهه ۱۹۹۰ و پیش از آن، که مفهوم “شبکه‌های ماشین به ماشین” (Machine-to-Machine Networks) مطرح شد. در ابتدا، این شبکه‌ها برای اتصال و مبادله اطلاعات بین دستگاه‌های خودکار و صنعتی استفاده می‌شدند. اما با گسترش شبکه‌های اینترنت و رشد فناوریهای بی‌سیم، مفهوم “اینترنت اشیا” متولد شد.
در سال ۱۹۹۹، کوین اشتون، یکی از بنیانگذاران شرکت Auto-ID Center در دانشگاه MIT، ایدهٔ استفاده از تکنولوژی RFID (شناسایی با فرکانس رادیویی) برای اتصال اشیا به اینترنت را مطرح کرد.وی از این مفهوم برای توصیف ارتباط بین اشیا در شبکه‌ای هوشمند استفاده کرد که قادر به جمع‌آوری، تبادل و تحلیل اطلاعات در زمان واقعی است.
در سال ۲۰۰۵، اصطلاح IoT توسط کوین اشتون در یک ارائهٔ عمومی استفاده شد و از آن پس، مفهوم IoT به تدریج در حوزهٔ فناوری و ارتباطات شناخته شد. با پیشرفت تکنولوژی‌های بی‌سیم، حسگرها و دستگاه‌های هوشمند، امکان اتصال هر نوع اشیا به اینترنت فراهم شد.
در سال‌های بعد، توسعه IoT به صورت گسترده‌تری ادامه یافت. شرکت‌های فناوری بزرگ مانند IBM، Cisco، و Intel به توسعه استانداردها و فناوریهای مرتبط با IoT پرداختند. همچنین، رشد سریع اینترنت بی‌سیم و شبکه‌های سلولی، امکان اتصال همه اشیا به یکدیگر و به اینترنت را فراهم کرد. امروزه، IoT در بسیاری از صنایع و زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. از خانه‌های هوشمند و شهرهای هوشمند تا خودروهای هوشمند و سیستم‌های بهداشتی، اینترنت اشیا به طور گسترده در حال استفاده است و باعث تحولات عمده‌ای در زندگی روزمره ما شده است.
معماری اینترنت اشیا
معماری اینترنت اشیا شامل سه لایه اصلی است:
1. لایه حسگرها و دستگاه‌ها: در این لایه، حسگرها و دستگاه‌های مختلفی وجود دارند که قادر به جمع‌آوری داده‌ها از محیط اطراف خود هستند. این دستگاه‌ها می‌توانند حسگرهای مختلفی مانند حسگرهای دما، رطوبت، نور، شتاب‌سنج و … را شامل شوند.
2. لایه شبکه: در این لایه، داده‌های جمع‌آوری شده توسط دستگاه‌ها به شبکه ارسال می‌شوند. این شبکه می‌تواند شبکه‌های بی‌سیم مانند Wi-Fi، بلوتوث و … و یا شبکه‌های سیمی مانند اینترنت ثابت یا شبکه‌های سلولی باشد.
3. لایه ابری: در این لایه (Cloud)، داده‌های جمع‌آوری شده توسط دستگاه‌ها به سرورها یا سرویس‌های ابری ارسال می‌شوند. در اینجا، داده‌ها پردازش و تحلیل می‌شوند و اطلاعات مفید استخراج می‌شود. همچنین، این لایه قادر به ارسال دستورات به دستگاه‌ها برای کنترل و عملکرد آنها است.
کاربردهای اینترنت اشیا
صنایع هوشمند
اینترنت اشیا در هوشمندسازی صنایع و تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از سنسورها، دستگاه‌های هوشمند و شبکه‌های ارتباطی، فرآیندهای تولید، نظارت و کنترل ماشین‌آلات و تجهیزات بهبود می‌یابد. این کاربرد شامل تحلیل داده‌ها، پیش‌بینی خرابی تجهیزات، بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.
شهر هوشمند
با استفاده از اینترنت اشیا، شهرها به شهرهای هوشمند تبدیل می‌شوند. سنسورها و دستگاه‌های هوشمند در سراسر شهر اطلاعات مربوط به ترافیک، نورپردازی، مدیریت پارکینگ، مصرف انرژی و مدیریت پسماند را جمع‌آوری و به صورت هوشمند مدیریت می‌کنند. این کاربرد باعث بهبود امنیت، کیفیت زندگی و بهره‌وری منابع شهری می‌شود.
خانه هوشمند
اشیا هوشمند در خانه مانند سیستم‌های روشنایی، گرمایش، سیستم‌های امنیتی، دستگاه‌های الکترونیکی و سایر وسایل خانگی به شبکه اتصال می‌یابند. اینترنت اشیا در خانه هوشمند کاربردهایی مانند کنترل از راه دور، افزایش امنیت، بهینه‌سازی مصرف انرژی و خدمات خانه هوشمند را فراهم می‌کند.
بهداشت و سلامت
در حوزه بهداشت و سلامت، اینترنت اشیا می‌تواند مانیتورینگ و پیش‌بینی وضعیت سلامتی فرد را فراهم کند. سنسورها، دستگاه‌های پوشیدنی و دستگاه‌های پزشکی هوشمند اطلاعاتی مانند ضربان قلب، فشار خون، سطح فعالیت و دما را اندازه‌گیری کرده و به پزشکان و فرد خود اطلاع می‌دهد.
کشاورزی هوشمند
با استفاده از اینترنت اشیا، کشاورزان می‌توانند بهبود بهره‌وری و کاهش هدررفت منابع را در فعالیت‌های کشاورزی داشته باشند. سنسورها، دستگاه‌های هوشمند و سیستم‌های آبیاری هوشمند به مانند کنترل آبیاری، کشت بهینه، پیش‌بینی شرایط جوی و نظارت بر سلامت گیاهان را امکان‌پذیر می‌سازد.
حمل و نقل هوشمند
اینترنت اشیا در حوزه حمل و نقل می‌تواند باعث بهبود امنیت و کارایی ماشین‌ها و شبکه‌های حمل و نقل شود. خودروهای هوشمند، سیستم‌های راهنمایی ترافیک، سیستم‌های پارکینگ هوشمند و تحلیل داده‌های حمل و نقل با استفاده از اینترنت اشیا امکان‌پذیر می‌شوند.
آینده اینترنت اشیا
آینده اینترنت اشیا به سمت اتصال همه جانبه اشیا، استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، شهرهای هوشمند، بهداشت و سلامت هوشمند، خودروهای هوشمند و تحولات صنعتی هدایت می‌شود. این فناوری پتانسیل بسیاری برای تغییر روش زندگی، بهبود عملکرد صنایع و ارائه خدمات هوشمندتر را داراست. همچنین آینده اینترنت اشیا (IoT) بسیار وسیع و پرچالش است و همچنان در حال توسعه است. در آینده، انتظار می رود که تعداد دستگاه های متصل به اینترنت به طور چشمگیری افزایش یابد و این شبکه از اشیا متصل به هم، اطلاعات بیشتری را جمع آوری و به اشتراک بگذارد. هرچند که IoT با فرصت‌های بسیاری همراه است، اما چالش‌هایی نیز دارد. امنیت، حفظ حریم خصوصی و مدیریت حجم عظیمی از داد ها از جمله چالش‌های مهمی هستند که باید در آینده مورد توجه قرار گیرند.
مزایای اینترنت اشیا
- اتوماسیون و کنترل اطلاعات
- مانیتورینگ
- صرفه جویی در زمان
- کنترل آسان برای کاربر
- نصب آسان
- حذف کابل های شبکه
معایب اینترنت اشیاء
سازگاری: در حال حاضر استاندارد بین المللی سازگاری برای این پروتکل و نظارت بر آن وجود ندارد.
پیچیدگی: در سیستم‌های پیچیده احتمال شکست بیشتری وجود دارد. به عنوان مثال ممکن است دو پیامک یکسان برای اعضای یک خانه ارسال کنند و باعث اشتباه در فعالیت‌ها و تصمیمات شود.
حریم خصوصی: از دیگر معایب اینترنت اشیاء، ایمن نبودن حریم خصوصی است. در اینترنت اشیاء، داده ها به خوبی رمزگذاری و منتقل نمی‌شوند.
ایمنی: از آنجایی که تمام لوازم منزل به اینترنت متصل می شود.و اطلاعات زیادی در آن موجود است. این اطلاعات در معرض جمله هکر ها قرار دارند و در صورت دستیابی به اطلاعات شخصی و محرمانه توسط متجاوزین فجایع جبران ناپذیری به بار می‌آید.
