اینترنت اشیا چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اینترنت اشیا آمده است تا جهانی را که می شناسیم تغییر دهد. اتومبیل های هوشمند، خانه های هوشمند، شهرهای هوشمند و هر آن چه که اطراف ما وجود دارد می تواند توسط اینترنت اشیا به یک دستگاه هوشمند تبدیل شود. اینترنت اشیا یک عامل برای محبوبیت تکنولوژی خواهد بود. اینترنت اشیا آماده است تا رونق بزرگی در بازار کسب و کار پدید آورد. با این حال، عدم وجود مهارت، بزرگ‌ترین مانع برای شرکت ‌هایی است که به دنبال اجرای این فن‌آوری هستند. چرا که برای نقش های تعریف شده ی این فناوری باید آمادگی صنعتی لازم را داشته باشند.در این مطلب خواهیم گفت اینترنت اشیا چیست، چه کاربردهایی دارد و چگونه باید امنیت آن را حفظ کرد.اینترنت اشیا چیست؟اینترنت اشیا شبکه ای از وسایلی است که می‌توانند داده‌ ها را بدون هیچ گونه دخالت انسانی بر روی اینترنت ذخیره، تجمیع و انتقال دهند.چه چیزی موجودات زنده را زنده نگه می دارد؟ آن ها چگونه می توانند با یکدیگر احساس و ارتباط داشته باشند؟ حالا تصور کنید اشیا بی جان بدون دخالت انسان بتوانند احساس و با یکدیگر تعامل داشته باشند. این مفهومی کامل از اینترنت اشیاست.تاریخچه اینترنت اشیااصطلاح اینترنت اشیا توسط کوین اشتون در سال 1999 ابداع شد. او یکی از بنیانگذاران آزمایشگاه شناسه خودکار دانشگاه MIT بود. او پیشگام در توسعه ی RFID (مورد استفاده در بارکدخوان ها) بود که در حوزه مدیریت زنجیره تامین به کار می رفت.او همچنین Zensi را تاسیس کرد. شرکتی که سنجش انرژی و فناوری های نظارتی ارائه می کرد.کوین آشتون در سال ۲۰۰۹ برای ژورنال RFID مقاله ای نوشت که با آوردن نقل قولی از او در آن مقاله می توان به درک بهتری از هسته ی اصلی اینترنت اشیا رسید:اگر ما کامپیوترهایی داشتیم که همه چیز را با استفاده از اطلاعاتی که بدون کمک ما جمع آوری کردند در مورد اشیاء می دانستند، می توانستیم همه چیز را پیگیری و شمارش کنیم و به میزان قابل توجهی ضایعات، زیان و هزینه ها را کاهش دهیم. ما می دانستیم که چه زمان چه چیزهایی نیاز به جایگزینی، تعمیر یا یادآوری دارند و اینکه آیا اکنون بهتر هستند یا در گذشته.ما نیاز داریم که کامپیوترها را با ابزارشان برای جمع آوری اطلاعات تقویت کنیم تا آن ها بتوانند جهان را برای خودشان، با نهایت شکوه و افتخار ببینند، بشنوند و ببویند.جمله ی کوین به شما درکی درباره ایدئولوژی پشت توسعه اینترنت اشیا ارائه می دهد. حال سعی می کنیم این عبارت را ساده تر کرده و اساس اینترنت اشیا را درک کنیم. در ادامه مطلب به مزایای اینترنت اشیا خواهیم پرداخت.مقدمه ای بر اینترنت اشیاشیء در اینترنت اشیا می تواند هر وسیله ای با هر نوع حسگری با قابلیت جمع آوری و انتقال داده بر روی یک شبکه بدون دخالت فرایند دستی باشد. تکنولوژی تعبیه شده در شیء به آن ها کمک می کند با وضعیت های داخلی و محیط خارجی تعامل داشته باشند، که این امر به نوبه خود در روند تصمیم گیری ها کمک می کند.به طور خلاصه، اینترنت اشیا یک مفهوم است که همه دستگاه ها را به اینترنت متصل می کند و اجازه می دهد آن ها در اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اینترنت اشیا یک شبکه عظیم از تجهیزات متصل به هم است – که همه آن ها اطلاعاتی را در مورد نحوه به کارگیری و محیط هایی را که در آن کار می کنند، جمع آوری کرده و به اشتراک می گذارند.با انجام این کار، هر یک از تجهیزات همانند انسان ها از تجربه وسایل دیگر یاد خواهند گرفت. اینترنت اشیا تلاش می کند تا در اموری مانند تعامل، مشارکت و همکاری اشیا مستقل از انسان عمل کند. این موضوع ممکن است کمی پیچیده به نظر برسد. برای درک آن به مثال زیر توجه کنید.یک توسعه دهنده، برنامه کاربردی را با یک سند حاوی استانداردها، منطق، خطاها و استثناها که توسط او برای تست کننده به کار گرفته می شوند ارائه می دهد. او هم اگر مشکلی وجود داشته باشد آن را به توسعه دهنده منتقل می کند. این روش چندین بار تکرار می شود و به این ترتیب یک برنامه هوشمند ایجاد خواهد شد.به طور مشابه، یک حسگر دمای اتاق، داده ها را جمع آوری کرده و آن را در سراسر شبکه ارسال می کند، که توسط حسگرهای مختلفی برای تنظیم دما به کار می رود. به عنوان مثال، حسگر یخچال می تواند داده های مربوط به دمای خارجی را جمع آوری کرده و بر طبق آن دمای یخچال را تنظیم کند. به همین ترتیب، سیستم تهویه مطبوع نیز می تواند دمای خود را متناسب با دمای آن تنظیم کند. این روشی است که دستگاه ها می توانند با یکدیگر تعامل، مشارکت و همکاری داشته باشند.حال پس از ارائه مفهوم کلی از اینترنت اشیا، در ادامه مطلب مزایای اینترنت اشیا و سخت افزار مورد استفاده در برنامه های کاربردی آن را مورد بحث قرار خواهیم داد.مزایای اینترنت اشیااز آنجا که اینترنت اشیا کنترل دستگاه ها را از راه دور امکانپذیر می کند، بنابراین فرصت اتصال مستقیم دنیای فیزیکی به سیستم های کامپیوتری را با استفاده از حسگرها و اینترنت فراهم می کند.اتصال داخلی این دستگاه های چندگانه ی تعبیه شده، تقریبا در تمام زمینه ها منجر به اتوماسیون خواهد شد که این موضوع باعث فعالسازی برنامه های کاربردی پیشرفته می شود. این موضوع به دلیل کاهش دخالت های انسانی منتج به بهبود دقت، کارایی و سود اقتصادی می شود. اینترنت اشیا شامل فن آوری هایی از قبیل شبکه های هوشمند، خانه های هوشمند، حمل و نقل هوشمند و شهرهای هوشمند است.اصلی ترین مزایای اینترنت اشیا شامل موارد زیر است:بهبود تعامل با مشتریاینترنت اشیا تجربه مشتری را با خودکارسازی اعمال، بهبود می بخشد. برای مثال هر مسئله ای در خودرو به طور خودکار توسط حسگرها شناسایی خواهد شد و به راننده، و همچنین سازنده خودرو اطلاع داده خواهد شد. تا زمانی که راننده به ایستگاه خدمات برسد، سازنده اطمینان حاصل می کند که قطعه معیوب در ایستگاه خدمات موجود باشد.بهینه سازی فنیاینترنت اشیا در بهبود فن آوری های بسیار کمک کرده و آن ها را ارتقا داده است. سازنده خودرو می تواند برای بهبود و کارآمدی هرچه بیشتر طراحی خود، داده ها را از حسگرهای مختلف خودرو جمع آوری کرده و تحلیل کند.صرفه جوییبینش فعلی ما سطحی است، اما اینترنت اشیا اطلاعات را بصورت بلادرنگ ارائه می دهد که منجر به تصمیم گیری موثر برای مدیریت منابع می شود. به عنوان مثال، اگر یک سازنده خودرو در موتورها خطایی پیدا کند، می تواند کارخانه تولیدی آن موتورها را ردیابی و مساله را با اصلاح خط تولید رفع کند.امروزه اطراف ما را تعداد زیادی از دستگاه های مجهز به اینترنت اشیا احاطه کرده که به طور مداوم داده ها را انتقال می دهند و از طریق تجهیزات مختلف ارتباط برقرار می کنند.در ادامه در مورد سخت افزار مورد نیاز برای ساخت یک برنامه کاربردی اینترنت اشیا خواهیم گفت. همچنین به تجهیزات اینترنت اشیا که در زندگی روزمره از آن استفاده می کنیم اشاره خواهیم کرد.سخت افزار اینترنت اشیاسخت افزار مورد نیاز برای پیاده سازی اینترنت اشیا چیست؟ پاسخ این است که ابتدا به حسگرهایی نیاز است که محیط را درک می کنند. سپس به یک داشبورد از راه دور نیاز است تا خروجی را کنترل کرده و آن را به شکلی واضح تر به نمایش بگذارد. در نهایت، به یک دستگاه با قابلیت انجام مسیریابی نیاز خواهیم داشت. وظیفه کلیدی این سیستم شناسایی شرایطی خاص و اتخاذ اقداماتی براساس آن است. مهمترین نکته، حفظ امنیت ارتباط بین دستگاه ها و داشبورد است.اطراف ما را برخی از حسگرها از قبیل شتاب سنج، حسگرهای دمایی، حسگرهای مجاورت، ژیروسکوپ نوری، حسگرهای صوتی، حسگرهای فشار، حسگرهای فشار گاز، حسگرهای رطوبتی و حسگرهای جریان کوچک احاطه کرده اند.امروزه همچنین بسیاری از دستگاه های مصرفی مانند ساعت های هوشمند، کفش و عینک های سه بعدی را داریم. این بهترین نمونه از یک راه حل هوشمند است. عینک سه بعدی روشنایی و کنتراست تلویزیون را مطابق با چشم شما تنظیم می کند و ساعت هوشمند برای دنبال کردن فعالیت های روزمره و تناسب اندام شماست.تکامل اینترنتپس از درک مفهوم کلی اینترنت اشیا، نگاهی به تکامل اینترنت می اندازیم.پیش از اینترنتدر دوران قبل از اینترنت، ارتباط افراد با یکدیگر اغلب از طریق تلفن ثابت و موبایل بوده است.ظهور اینترنتبا ظهور اینترنت، دنیا به یکباره متحول شد. حال ما می توانیم تمامی اطلاعات مهم و اساسی را بین کشورها و قاره ها تنها با کلیک بر روی یک دکمه به اشتراک بگذاریم.اینترنت مردمپس از ابداع وبلاگ نویسی، رسانه های اجتماعی محبوبیت فروانی بین مردم بدست آوردند. از جمله می توان به سایت های MySpace و لینکدین که در سال 2000 محبوبیت ویژه ای داشتند اشاره کرد. همچنین یوتیوب در سال 2005 پا به عرصه گذاشت و برای مردم راهی کاملا جدید به منظور برقراری ارتباط و اشتراک گذاری اطلاعات با یکدیگر در فواصل دور فراهم کرد.اینترنت اشیاتقریبا امروزه تمام داده های موجود در اینترنت ابتدا توسط انسان ها ایجاد و ارائه شده است. مسئله این است که انسان ها از لحاظ زمان، توجه و دقت محدودیت دارند. یعنی آن ها در ثبت داده های مربوط به چیزهای دنیای واقعی خوب عمل نمی کنند. بنابراین اگر ما کامپیوترهایی داشته باشیم که همه چیز را می دانستند و در مورد اشیاء اطلاعات داشتند، می توانیم بدون کمک انسانی از داده ها استفاده کنیم. همچنین قادر خواهیم بود هر چیزی را ثبت و شمارش کنیم. در نتیجه می توانیم از اتلاف منابع، ضرر و زیان و هزینه ها به صورت چشم گیری کم کنیم و این همان چیزی است که اینترنت اشیا ایجاد کرده است.معماری اینترنت اشیاپس دریافتیم که اینترنت اشیا صرفا به معنی دستگاه های مصرفی متصل به اینترنت نیست. در حقیقت اینترنت اشیا فن آوری است که قادر است سیستم هایی را با قابلیت حس کردن و واکنش به محرک های واقعی دنیا بدون دخالت انسان ایجاد کند. بنابراین باید جریان فرآیندی را برای یک چارچوب مشخص توسعه داد که بر روی آن راه حل های اینترنت اشیا ایجاد شوند. معماری اینترنت اشیا به طور کلی شامل ۴ سطح مختلف است:سطح 1: سنسورها/عملگرهاشیئی که در چارچوب “اینترنت اشیا” قرار دارد باید به سنسورها و عملگرها مجهز شود تا توانایی انتشار، پذیرش و پردازش سیگنال ها را بدست آورد.سطح2: سیستم های اکتساب دادهداده های بدست آمده از سنسورها ابتدا به فرم آنالوگ هستند که نیاز به تجمیع و تبدیل به جریان های دیجیتال برای پردازش بیشتر دارند. سیستم های اکتساب داده این داده های تجمیع شده و توابع تبدیل را هندل می کنند.سطح 3: تجزیه و تحلیل لبه (Edge Analytics)این مرحله از اینترنت اشیا جایی است که داده های دیجیتالی شده و جمع آوری شده را که نیاز به پردازش بیشتر دارند، قبل از ورود به دیتاسنتر به آنجا ارسال می شوند.سطح 4: تجزیه و تحلیل ابریدر آخرین سطح ار اینترنت چیزها، داده هایی که به پردازش عمیق تر نیاز دارند به دیتاسنترهای فیزیکی یا سیستم های ابری فرستاده می شوند.کاربردهای اینترنت اشیامدیریت حوادث طبیعی با اینترنت اشیاپلتفرم اینترنت اشیا می تواند برای جمع آوری داده های مربوط به یک مکان جغرافیایی خاص با استفاده از ابزارهای نظارت از راه دور و انجام تجزیه و تحلیل به کار گرفته شود تا هشدارهای مربوط به یک فاجعه زودتر اعلام شود.بهداشت و درمان بهتر با اینترنت اشیااینترنت اشیا می تواند تاثیر عمده ای بر پایش سلامت از راه دور داشته باشد. حتی اگر بیمار در حال حرکت باشد، علائم حیاتی او را می توان به طور مداوم با کمک پلتفرم اینترنت اشیا به پزشکان ارسال کرد.کشاورزی هوشمند با اینترنت اشیاآبیاری زمین های کشاورزی را می توان با کمک اینترنت اشیا اتوماتیک کرد. برای این کار از مجموعه ای از حسگرهای نور، رطوبت و دما می توان به طور مداوم برای نظارت بر شرایط استفاده نمود. کشاورزی هوشمندمدیریت هوشمند انرژی با اینترنت اشیابا شبکه های هوشمند توزیع انرژی می توان مصرف انرژی را بهینه کرد. این شبکه ها همچنین داده ها را بصورت بلادرنگ جمع آوری می کنند که به توزیع موثر برق و همچنین کاهش قطعی های برق کمک می کند.کنترل آلودگی با اینترنت اشیاپلتفرم اینترنت اشیا کمک می کند تا به طور مداوم بر کیفیت هوا و کیفیت آب نظارت داشته باشیم. این داده ها برای تجزیه و تحلیل بیشتر به ابر ارسال می شوند تا یک اقدام مناسب برای کنترل آلودگی انجام گیرد.