پیشرفت روزافزون اینترنت، سبب گسترش ابزارهای کنترلی و کاربردی بسیاری شده است و در کنار آن مفاهیم جدیدی نیز مانند اینترنت اشیاء به تمام دنیا معرفی شده است. بستر اینترنت به دلیل قابلیت کنترل از راه دور و ترکیب آن با هوش مصنوعی میتواند مسائل بسیار بزرگی را در جامعه رفع کند، اما بهتر است قبل از معرفی برخی از کاربردهای مهم این شبکه بزرگ، در مورد مفاهیم اولیه آن کمی صحبت کنیم. دانوتک با ارائه این مقاله جامع، سعی کرده است تا علاوه بر معرفی مفاهیم پایه این حوزه، برخی از کاربردهای مهم آن را نیز در اختیار شما کاربران قرار دهد.
اینترنت اشیاء چیست؟
در اصل این واژه از کلمه Internet of Things گرفته شده است. مفهوم این فناوری اتصال تمام اشیاء و لوازم یک محیط به اینترنت یا شبکه داخلی (اینترانت) است. با این روش اشیاء میتوانند دادههای خود را باهم به اشتراک بگذارند و بدون نیاز به هماهنگی توسط انسانها وظایف خود را انجام دهند.
به عنوان مثال یکی از کاربردهای وسیع اینترنت اشیا، در ساخت خانههای هوشمند است که در آن بسیاری از تجهیزات به شبکه داخلی خانه یا اینترنت برای کنترل از راه دور متصل هستند.؛ زمانی که از خانه خارج میشوید، برقها یا گاز در صورت وصل بودن خاموش میشود یا در صورت کاهش موجودی مواد داخل یخچال سیستم هوشمند به صورت خودکار به شما اعلام میکند یا حتی میتواند محصولات موردنیاز شما را خریداری کند.
این یک نمونه بسیار ساده از اینترنت اشیاء است که در یک خانه انجام میشود، اما دنیای IOT فقط به یک محیط کوچک محدود نمیشود و بخشهای بسیار دیگری در آن وجود دارد که میتواند زندگی تمام حیات کره زمین را بهبود ببخشد.
تفاوت IOT و IOE چیست؟
بسیاری از افراد مفهوم این دو را یکی میدانند که این موضوع کاملا اشتباه است. واژه Internet of Everything که به معنای اینترنت همهچیز است به دادهها و روش ترکیب و استفاده از آنها میپردازد و با اینترنت اشیاء کاملا متفاوت است.
در اصل IOE یک اکوسیستم کامل و انتها به انتها است و از اتصالات مختلفی مانند فناوریها، دادهها، سخت افزار و موارد بسیار دیگر به وجود میآید. در این نوع شبکهها 4 عضو اصلی افراد، اشیاء، دادهها و فرایندها وجود دارد و اینترنت اشیا بخش کوچکی از اینترنت همه چیز (IOE ) است.
فناوری IOT چگونه کار میکند؟
از لحاظ فنی فرایند انتقال دادهها در این نوع شبکهها با استفاده از پرتکلهای ارتباطی خاصی مانند، وای فای، ZigBee، MQTT و… صورت میگیرد. پس از ارتباط این وسایل با شبکه مرکزی، حال این اشیاء توانایی انتقال اطلاعات بین یکدیگر را دارا میباشند که این ارتباطات میتواند به صورت ماشین به ماشین باشد و این اجزاء در تعامل کامل باهم هستند. استفاده از فناوری IOT اکنون با ظهور بردهایی چون Raspberry Pi (رزبریپای) و Arduino (آردوینو) برای علاقهمندان به این حوزه بسیار سادهتر شده است و افراد میتوانند اقدام به تولید برخی از شبکههای نیمه هوشمند در حوزه IOT نمایند.
اینترنت اشیاء صنعتی چیست؟
استفاده از اینترنت اشیاء با از بین رفتن محدودیتهایی خاص مثل سرعت اینترنت و در دسترس بودن شبکههای اینترنتی، در بخش صنعتی نیز کاربرد فراوانی پیدا کرده و شاخه جدیدی از این علم را به وجود آورده است. IIoT که مخفف (Industrial Internet of Things) است، نشان دهنده استفاده از ابزارها و اینترنت اشیاء در بخش صنعتی است. کنترل کردن ابزارها و همچنین مانیتورنیگ دستگاههای پیشرفته کار بسیار سختی است، به همین جهت ایجاد سیستم اینترنت اشیاء باعث ارتباط بهتر اجزای یک شبکه صنعتی بزرگ و کاهش احتمال خطا و خرابی را در خطهای تولید را به وجود میآورد.
چالش های بزرگ اینترنت اشیاء
هر فناوری نوپایی در کنار مزایای بیشمار خود با مشکلاتی نیز دست و پنجه نرم میکند. اینترنت اشیا نیز از این قاعده مستثنی نیست و دارای مشکلاتی است که به مرور رفع خواهد شد.
امنیت در اینترنت اشیاء
سنسورهای فعال در یک سیستم اینترنت اشیاء بسیار حساس هستند و دادههای بسیاری از فعالیت افراد یک مجموعه را در اختیار دارند، به همین دلیل ایجاد سیستمهای ایمنی برای ایجاد و حفظ حریم خصوصی به عنوان یکی از چالش های بزرگ این شبکه شناخته میشود.
وجود نقص در رابط کاربری یا کنترل اجزاء یک شبکه اینترنت اشیاء احتمال بروز خطاهای جبران ناپذیر را زیاد میکند و متاسفانه به دلیل نبود قابلیت Patch در دستگاههای موجود در این اکوسیستم احتمال نفوذ و دزدی اطلاعات از طریق نفوذ به شبکه بسیار زیاد است.
این موضوع میتواند در سیستمهای صنعتی بحث جاسوسی را نیز به همراه داشته باشد و بسیاری از هکرها با بررسی مسیرها و Routers ها در شبکه اینترنت اشیاء میتوانند به آسانی به سنسورها یا برنامههای یک اینترنت اشیاء نفوذ کنند.
حریم خصوصی در اینترنت اشیاء
اینترنت اشیا بسیار گسترده است و با حجم انبوهی از دادهها دست و پنجه نرم میکند. به عنوان مثال یک خانه کاملا هوشمند، داده بسیاری زیاد دارد و به مرور زمان و با تحلیل دادهها زمان عبور و مرور افراد و حتی زمان استراحت افراد داخل خانه مشخص خواهد شد، حتی وضعیت فکری و رفتاری هر فرد در یک خانه تحلیل میشود و این موضوع بسیار خطرناک است. به عنوان مثال شرکتهایی که در حال تولید و فروش لوازم این شبکههای بزرگ هستند، می توانند اقدام به فروش اطلاعات کاربران خود نمایند و این موضوع حریم خصوصی کاربران را از بین خواهد برد.
کاربردهای اینترنت اشیاء در زندگی
خوشبختانه محدودیتی برای استفاده از اینترنت اشیاء وجود ندارد. در بسیاری از بخشهای مدیریتی و حتی کسب و کارهای کوچک استفاده از این فناوری باعث مدیریت سادهتر و رشد کسبوکار خواهد شد.
تمرکز بر روی رسانه
استفاده از تجهیزات مختلف در اینترنت اشیاء باعث به وجود آمدن مقدار زیادی داده خواهد شد. تحلیل و بررسی این اطلاعات و پیدا کردن همبستگی بین آنها، میتواند روشهای تبلیغات و هدفمندی خدمات را تغییر دهد. به عنوان مثال با جمع آوری دادههای مربوط به لوازم الکترونیکی، میتوان علاقه مردم به برخی از محصولات و شیوه استفاده از آنها را بهتر درک کرد و برنامههای بلند مدت و پرسودتری، برای تولید محصولات جدید و ارائه تبلیغات بدست آورد.
نظارت بر محیط زیست
وجود سنسورهایی چون نظارت بر کیفیت هوا، میزان وجود آب، میزان اکسیژن، دما و… باعث میشود با ایجاد یک سیستم تعاملی به آسانی محیط زیست را زیر نظر دارد. توسعه این ابزار باعث میشود تا روند حرکت حیات وحش و بسیاری از عوامل بروز حوادث را قبل از ایجاد شدن فاجعه بزرگتر پیدا و آنها را رفع کرد. به عنوان مثال با تولید انواع برنامهها و سیستمهای هوشمند میتوان یک منطقه جغرافیایی بسیار وسیعی را در مقابل بسیاری از مشکلات کنترل کرد.
مدیریت زیرساخت
یکی از کاربردهای بسیار مهم هوش مصنوعی استفاده در شبکههای زیرساختی است. نظارت و کنترل داشتن بر روی پلها، خطوط راه آهن و جادهها اهمیت ویژهای دارد و بررسی زیرساختها بسیار سخت و زمانبر است. به همین دلیل استفاده از اینترنت اشیاء میتواند در این حوزه بسیار کاربردی باشد. سیستمهای هوشمند در اینترنت اشیا میتوانند با رصد و تحلیل دادهها به صورت زمان واقعی شرایط ساختاری و ایمنی این بخشها را زیر نظر بگیرند. به عنوان مثال با استفاده از اینترنت اشیاء و سنسورهای نوری، میتوان در کاهش مصرف برق در جادهها مدیریت بهتری به وجود آورد.
مدیریت انرژی
کاربرد اینترنت اشیاء در مدیریت انرژی بسیار مهم است. زیرا با هماهنگی اجزای مختلف یک محیط مثل (کلید، پریز، لامپ ها و لوازم برقی) امکان کنترل و افزایش بهینه سازی مصرف برق وجود دارد. همچنین با استفاده از اینترنت اشیاء امکان کنترل از راه دور یا تولید سیستمهای کنترل کننده هوشمند نیز وجود دارد و با ایجاد رابطهای کاربری، امکان هوشمند سازی لوازم یک محیط را بدست آورد. به عنوان مثال به صورت از راه دور میتوان چراغها، وضعیت گاز و گرمای خانه را کنترل کرده و باعث کاهش مصرف انرژی شد.
کاربردهای پزشکی و مراقبتهای بهداشتی
استفاده از اینترنت اشیاء در زمینه پزشکی در سالهای اخیر رشد چشمگیری داشته است. وجود سنسورهای ضربان قلب و فشار خون و بسیاری دیگر باعث ایجاد محصولات نظارت دورهای سلامت شده است. به عنوان مثال امروزه با وجود مچبندها و ساعتهای هوشمند بررسی وضعیت فشارخون و ضربان قلب بسیار سادهتر شده است و افراد سالمند با استفاده از این ابزارها در هنگام بروز مشکل میتوانند بدون نگرانی، مراکز بهداشتی و درمان را برای انجام معاینات پزشکی باخبر سازند.
کاربرد اینترنت اشیا در کشاورزی
با افزایش جمعیت زمین و کاهش زمین های کشاورزی، تولید مواد غذایی نیز کاهش پیدا خواهد کرد و بسیاری از شرکت ها و افرادی که در این حوزه فعالیت دارند، به دنبال افزایش کیفیت و کمیت محصولات خود هستند. در این مورد اینترنت اشیاء با دردست داشتن سنسورهایی مثل رطوبت خاک، دما، میزان رطوبت هوا و سنسورهای تست میزان روشنایی، می توانند به صورت هوشمند یک گلخانه بزرگ را بدون دخالت انسان کنترل کنند.
اینترنت اشیا و رسیدن به استفاده همگانی
با اینکه در سال 2020 بسیاری از مشکلات از سر راه اینترنت اشیا برداشته شده است، اما این شبکه هنوز دارای محدودیت هایی است. خوشبختانه با کاهش هزینه و تولید بیشتر سنسورها و استفاده از هوش مصنوعی در تولید انواع شبکههای مبتنی بر هوش مصنوعی بسیاری از اقتصاددانها بر این باورند که این فناوری میتواند باعث تغییرات بزرگی در تولیدات ناخالص شود.
سخن پایانی
فناوری اینترنت اشیا با اینکه سالیان سال است که مطرح شده، اما هنوز جای کار بسیاری دارد. بسیاری از کشورها با بررسی این فناوری در حال طراحی شهرهای هوشمند خود هستند. این فناوری میتواند در تمام حوزههای کاری رسوخ کند و به عنوان ابزار بسیار کاربردی در زندگی روزمره شناخته شود. اما موانع بسیاری مثل حریم خصوصی و بحث مدیریت دادهها در این حوزه وجود دارد که بیپاسخ ماندهاند و باید منتظر آینده این فناوری بزرگ باشیم.
