درآمدی بر اینترنت اشیا (IOT)

اینترنت اشیاء چیست؟اینترنت اشیاء انقلاب بعدی در توسعه کاربردهای اینترنت است و اقتصاد چندین هزار میلیارد دلاری را تا سال های آینده از ارتباط چند صد میلیارد اشیاء با هم به وجود خواهد آورد و تأثیر شگرفی در توسعه روابط عمومی دارد. صدها کمپانی جدید و میلیون‌ها اشتغال جدید، حاصل توسعه اینترنت اشیاء خواهد بود.اینترنت اشیاء (Internet of Things) به‌طورکلی اشاره دارد به بسیاری از اشیاء و وسایل محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده و بتوان توسط اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت کنترل و مدیریت شوند. اینترنتِ اشیاء فناوری مدرنی است که در آن برای هر موجودی (انسان، حیوان و یا اشیاء) قابلیت ارسال داده از طریق شبکه‌های ارتباطی، اعم از اینترنت یا اینترانت، فراهم می‌گردد. عبارت اینترنت اشیاء، برای نخستین بار در سال ۱۹۹۹ توسط کوین اشتون مورداستفاده قرار گرفت و جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، ازجمله اشیاء بی‏جان، برای خود هویت دیجیتال داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آن‌ها را سازمان‌دهی و مدیریت کنند.کاربرد‌های بالقوه اینترنت اشیاء چه هستند؟در سال ۲۰۱۳ موسسه مکنزی، در گزارشی اعلام کرد که اینترنت اشیاء یکی از فناوری‌های برهم زننده و متحول کننده بازارها، در مقیاس کلان اقتصادی خواهد بود. در حال حاضر نزدیک به ۹میلیارد دستگاه در سراسر جهان به اینترنت متصل می‌باشند، که اغلب رایانه و گوشی همراه هوشمند هستند. بر اساس پژوهش انجام‌شده توسط موسسه مکنزی، این عدد در ده سال آینده از ۵۰میلیارد به ۱ تریلیارد خواهد رسید، چراکه تمامی ابزارها و دستگاه‌های معمولی هم هوشمند و متصل به شبکه خواهند شد. در آن گزارش، موسسه مکنزی، پیش‌بینی می‌کند که اثر جهانی اینترنت اشیاء می‌تواند تا سال ۲۰۲۵ سالانه به عدد ۲٫۷ الی ۶٫۲ تریلیارد دلار برسد.در مقیاس کلان از این سیستم می‌توان در جهت بهبود فعالیت‌های شهری مانند کاهش تصادفات، شمارش تعداد فضاهای خالی موجود در پارکینگ‌ها و یا بررسی کیفیت آب‌وهوای شهرها و وضعیت ترافیکی نیز بهره برد.اینترنت اشیاء، یک مفهوم جدید در فناوری است که به این موضوع اشاره دارد که دستگاه‌های مختلف یا اصطلاحاً ماشین‌ها را با استفاده از حس‌گرها، محرک‌ها، و فناوری‌های تبادل داده که در درون شیء نصب‌شده است، از حالت معمولی به هوشمند تبدیل نماید.اینترنت اشیاء این دستگاه‌ها را به ابزارهای قابل‌ پیگیری، قابل ‌نمایش و کنترل از طریق شبکه‌های رایانه‌ای یا اینترنت تبدیل می‌کند. درواقع می‌توان گفت که دستگاه‌ها و کاربردهایی که در حوزه اینترنت اشیاء قرار می‌گیرند دارای ۳ بخش زیر هستند:· گرفتن داده‌ها از دستگاه· ارسال داده‌ها بر روی شبکه (معمولاً به ابر پردازشی)· انجام عملیات بر اساس سامانه‌های هوشمندی که گردآوری‌شده‌انداینترنت اشیا در ایرانمرکز تحقیقات مخابرات ایران (پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات) پروژه‌هایی را برای بررسی پیاده‌سازی فناوری اینترنت اشیا در ایران انجام داده است. یکی از این پروژه‌ها با عنوان تدوین کسب ‌وکار اینترنت اشیا در کشور انجام‌ شده است. در این پروژه بر اساس تجربیات علمی و عملیاتی کشورهای مختلف در حوزه‌های حاکمیت، کسب ‌و کار، کاربردها و فناوری‌ها مطالعات اولیه صورت گرفت و نقشه راه ایران با هدف استفاده ایران از فناوری‌های نوین نظیر اینترنت اشیا برای افزایش رفاه اقتصادی، کیفیت زندگی و حفاظت از محیط‌زیست برای رسیدن به چشم‌انداز اقتصادی ۱۴۰۴ تعیین شد.البته فناوری اینترنت اشیا نقش بسیار مهمی در دنیای کارآفرینان بازی می‌کند. کسب ‌وکارهای متعددی بر محور این فناوری راه‌اندازی شده‌اند، درحالی‌که این مفهوم و این فناوری در ابتدای راه خود قرار دارد و هر روز بیش ‌از پیش تغییرات و تحولات جدیدی در آن رخ می‌دهد. استفاده از این فناوری برای کارآفرینان و محققین خلاق ایرانی یک فرصت گران ‌بها به شمار می‌رود که می‌تواند به بهبود فضای کسب ‌وکار و اشتغال‌زایی در کشور کمک شایانی بکند.اینترنت اشیاء، کاربردها و چالش‌های پیش روبه این واقعیت اشاره کردیم که در آینده اینترنت محدود به انسان‌ها نخواهد ماند، بلکه وسایل پیرامون ما نیز از این شبکه‌ی جهانی بهره خواهند گرفت. در این نوشتار ابتدا چند نمونه از کاربردهای جالب ‌توجهIoT را بررسی کرده و سپس جنبه‌های مختلف فنی و اجتماعی آن را تحلیل خواهیم نمود.دستگاهی درون بدن یک بیمار قلبی کار گذاشته‌ شده است که ضربان قلب وی را دائماً آنالیز کرده و به‌ محض غیر نرمال شدن وضعیت، به‌ صورت خودکار سیگنالی را به گوشی موبایل فرد ارسال می‌کند. گوشی موبایل نیز با دریافت این سیگنال، نیروهای امداد پزشکی را خبردار ساخته و حتی موقعیت دقیق فرد را نیز می‌تواند گزارش دهد .یک سیستم مدیریت ترافیک هوشمند در شهر، زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی را کنترل کرده و هم‌چنین از طریق نمایشگرهای موجود در خودروها، مسیرهای مناسب را به رانندگان پیشنهاد می‌دهد. برای ایجاد چنین دستگاهی لازم است که چراغ‌های راهنمایی، خودروها و حسگرهای ترافیکی در شهر، به یک شبکه یکپارچه متصل شده باشند.سیستم روشنایی و نیز سیستم سرمایشی/گرمایشی یک‌خانه بر اساس اطلاعات دریافتی از حسگرهای نصب‌شده، تنها در اتاق‌هایی که ساکنین حضور دارند فعال خواهد شد و این به معنای مصرف بهینه‌تر انرژی است. همچنین ساکنین می‌توانند با گوشی‌های موبایل خود این دستگاه‌ها را کنترل نموده، برای مثال قبل از ورود به خانه آن‌ها را روشن سازند.برقراری امنیت شاید بزرگ‌ترین چالش در IoT باشد. در هر یک از سه مثال ذکرشده، چنانچه هکرها کنترل شبکه را به عهده بگیرند رویدادهای ناگواری به وقوع خواهد پیوست. برای مثال با ایجاد خرابکاری در سیستم چراغ‌های راهنمایی، می‌توان یک شهر را به هم‌ ریخت و یا خودرو را ناخودآگاه متوقف کرد و یا کاری انجام شود که درب خودرو باز نشود! البته امنیت در اینترنت فعلی هم یک چالش بزرگ به شمار می‌آید، اما در اینترنت اشیاء این مسئله ابعاد بزرگ‌تری پیدا می‌کند. توزیع‌شدگیِ بیش‌تر شبکه و به‌ تبع آن ورود بیش‌تر به سیستم، یکی از دلایل این موضوع است. همچنین اشیائی که قرار است به اینترنت متصل شوند، معمولاً ساختار و معماری ساده‌تری نسبت به کامپیوترها دارند و این پیاده‌سازی ابزارهای امنیتی را در آن‌ها دشوار می‌سازد. آخرین و مهم ترین دلیل این است که اینترنت اشیاء خیلی بیش‌تر از اینترنت فعلی به زندگی واقعی نزدیک شده است. در واقع نفوذ به چنین شبکه‌ای معادل با نفوذ به زندگی روزمره‌ی کاربران خواهد بود.مفهوم حریم شخصی همواره همراه با امنیت به‌کاربرده شده است، اما در این بحث مناسب است که توجه جداگانه‌ای به آن بشود؛ چراکه در اینترنت اشیاء اطلاعات خصوصی بیش‌تری نسبت به وضعیت کنونی بر روی شبکه قرار می‌گیرد. یکی از این اطلاعات خصوصی، سبک زندگی افراد است؛ این‌که چه ساعاتی را در خانه به سر می‌بریم، چه فیلم‌هایی تماشا می‌کنیم و حتی این‌که چه غذایی می‌خوریم! امروزه تنها ۱۰ درصد از ترافیک اینترنت رمزنگاری‌شده است، اما در آینده افزایش این رقم ضروری به نظر می‌رسد.افزایش تقاضا برای خرید تجهیزاتِ باقابلیت اتصال به شبکه، افزایش رقابت را در این حوزه به دنبال خواهد داشت. البته برعکس آن نیز دور از ذهن نیست، یعنی با تبلیغات بیش‌تر برای سودآوریِ هرچه بیش‌تر صاحبان صنایع، تقاضای بیش‌تری از سوی مصرف‌کنندگان ایجاد شود. درهرصورت، تولیدکنندگان و خدمات دهندگان در سراسر دنیا، پروتکل‌ها، پلتفرم‌ها و فناوری‌های خودشان را عرضه خواهند نمود و درنتیجه ممکن است سازگاری بین تجهیزات مختلف دچار مشکل بشود. از آنجایی‌که هنوز ساختار IoT در حال تکامل است، ورود نهادهای استاندارد سازی از جمله IEEE نیز ممکن است پیشرفت را محدود سازد.در اینترنت اشیا ما پهنای باندی بسیار بیش‌تر از پهنای باند فعلی شبکه‌ها نیاز خواهیم داشت. افزون بر این، بسیاری از این وسایل نیاز به سرویس‌های مشخصی برای عملکرد مناسب دارند. برای مثال، دستگاه‌های هشداردهنده که به‌صورت خودکار نیروهای امداد را خبر می‌سازند، نیاز به تأخیر زمانی محدود‌شده دارند. با بهره‌گیری از معماری‌های نوین شبکه، همچون معماری داده گرا، می‌توان این به این نیازها پاسخ داد. به پایان رسیدن آدرس‌های ۳۲بیتی IPv4 نیز یک محدودیت فنی دیگر است که البته راهکار آن مشخص است: استفاده از آدرس‌های ۱۲۸ بیتیIPv6، که فضای آدرس‌دهی آن به نظر می‌رسد هیچ‌گاه تمام نشود. علاوه بر آن به لزوم پیشرفت علم داده‌کاوی برای انجام تحلیل روی‌داده‌هایی که از حسگرها و سایر وسایل به دست می‌آید، می‌توان اشاره کرد. این داده‌ها به معنای واقعی کلمه Big data هستند، چراکه حجم زیادی داشته، از منابع گوناگونی به دست می‌آید و با نرخ بالایی همواره تولید می‌شود. نتایج این تحلیل‌ها می‌تواند کمک‌های شایانی به مدیران سازمان‌ها و نهادهای مسئول برای تصمیم‌گیری بهتر بنماید.