قدیم ندیمای اینترنت اشیا

اینترنت اشیاء و یا همان IoT = Internet of Things یکی از مباحثی است که بسیاری از دوست داران تکنولوژی و نوآوری را به خود مشغول کرده و به یکی از پرطرفدارترین زمینه های کامپیوتری تبدیل شده است. مفهوم اینترنت اشیاء، اتصال دستگاه های مختلف به یکدیگر از طریق اینترنت است. به کمک اینترنت اشیاء برنامه ها و دستگاه های مختلف می توانند از طریق اتصال اینترنت با یکدیگر و حتی انسان تعامل و صحبت کنند.

نظریه اینترنت اشیاء برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ توسط “کوین اشتون” بیان شده اما اخیرا به طور جدی در دنیای فناوری اطلاعات بر روی این مبحث کار می شود. اینترنت اشیاء (IoT) به عنوان انقلاب صنعتی بعدی نامیده می شود. می تواند از لحاظ اقتصادی و حتی به منظور جلوگیری از اتلاف وقت، کمک حال مردم باشد، همچنین نویدبخش آینده ای بهره ور و آسوده است و یقینا روش تعامل تمام کسب و کارها، دولتها و مصرف کنندگان را با دنیای فیزیکی، تغییر پیدا می کند.

اینترنت اشیاء از همگرایی فناوری های بی سیم، سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS)، میکرو سرویس ها و اینترنت تکامل یافته است. این همگرایی به از بین رفتن شکاف میان فناوری عملیاتی (OT) و فناوری اطلاعات (IT) کمک کرده و امکان تحلیل داده های بدون ساختار را که توسط ماشین تولید شده اند، برای دستیابی به بینش (Insight) مطلوب جهت بهبود و پیشرفت وضع موجود، فراهم شده.

انرژی هوشمند، کشاورزی هوشمند، دامپروری هوشمند، خانه و ساختمان هوشمند، حمل و نقل هوشمند، سلامت هوشمند، صنعت هوشمند، زندگی هوشمند و به طور کلی محیط زیست و شهر هوشمند، اصطلاحاتی هستند که تعداد زیادی از سیاستمداران، مدیران، متخصصان و کسب و کارها را شیفته خود کرده .

برای نمونه می توان به ” یخچال های هوشمند ” که به اینترنت متصل هستند و شما را از موجودی و تاریخ انقضاء مواد خوراکی داخل یخچال با خبر می سازند اشاره نمود. در واقع، اینترنت اشیاء شما را قادر می سازد تا اشیاء مورد استفاده خود را از راه دور و به کمک زیرساخت های اینترنتی مدیریت و کنترل کنید.

اینترنت اشیاء یا IoT، سیستمی به هم پیوسته از تجهیزات رایانه ای، ماشین های مکانیکی و دیجیتال، اشیاء، حیوانات یا افرادی است که با شناسه های منحصربه فرد (UID) هویت یافته اند و از قابلیت انتقال داده ها روی یک شبکه بدون نیاز به تعامل ” انسان با انسان ” یا “ انسان با رایانه ” برخوردار هستند. در واقع می توات گفت اینترنت اشیاء از ارتباطات “ماشین به ماشین (M2M)” یعنی ماشینهایی که از طریق یک شبکه و بدون تعامل انسانی به یکدیگر متصل هستند، تکامل یافته است. M2M به اتصال یک دستگاه به فضای ابر، مدیریت آن و گردآوری داده اشاره دارد. با ارتقای ارتباطات “ماشین به ماشین” به سطحی بالاتر، یک شبکه حسگر متشکل از میلیاردها دستگاه هوشمند فراهم آورد. این شبکه افراد، سیستم ها و برنامه های کاربردی را برای جمع آوری و اشتراک گذاری داده ها به هم متصل می کند.

همچنین گسترش طبیعی اسکادا (سامانه سرپرستی و گردآوری داده یا SCADA) است؛ اسکادا، دسته ای از برنامه های کاربردی نرم افزاری برای کنترل فرآیند است که برای گردآوری داده ها در زمان واقعی از مکان های راه دور به منظور کنترل تجهیزات و شرایط بکار می رود.

سازمان ها در صنایع و کسب و کارهای گوناگون، به شکلی فزاینده از قابلیتهای اینترنت اشیاء بهره می گیرند تا کارآمدتر و اثربخش تر عمل کنند؛ آنها با بهره مندی از دستاوردهای اینترنت اشیاء، به درکی بهتر و شایسته تر از مشتریان شان دست می یابند و می توانند خدماتی بهینه تر به آنها ارائه کنند. در واقع اینترنت اشیاء فرآیند تصمیم سازی و تصمیم گیری را در سازمان بهبود می بخشد و ارزش کسب و کار را به شکلی چشمگیر افزایش می دهد.

عناصر فیزیکی اینترنت اشیاء:

– حسگرها: جهت جمع آوری اطلاعات

– شناسه ها: برای شناسایی منبع داده (به عنوان مثال، حسگرها و دستگاه ها)

– نرم افزار: جهت تجزیه و تحلیل داده ها

– اتصال به اینترنت: جهت برقراری ارتباط و اطلاع رسانی

با در نظر گرفتن تمام عناصردر بالا، اینترنت اشیاء، شبکه ای از اشیاء با قابلیت شناسایی واضح عناصر است که به کمک هوش نرم افزاری و حسگرها، امکان اتصال از هر مکان به اینترنت را داشته و با استفاده از زیرساخت های مخابراتی اینترنت، چیزها یا اشیاء را برای تبادل اطلاعات با تولیدکننده، اپراتور و یا سایر دستگاه های متصل، توانمند می سازد.

همانطور که گفته شد کِوین اَشتون (Kevin Ashton)، یکی از بنیان گذاران مرکز شناسایی خودکار (Auto-ID) در دانشگاه MIT ایالات متحده، اولین کسی بود که عبارت ” اینترنت اشیاء ” را در جلسه ای در شرکت پروکتر و گمبل (P&G) در سال 1999 بکار برد(ایده آن، ایجاد پیوند میان فناوری RFID و موضوع بسیار داغ ” اینترنت ” در زنجیره تامین شرکت پروکتر و گمبل بود). اشتون، به منظور آگاه کردن مدیران ارشد P&G از سامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID)، ارائه خود را ” اینترنت اشیاء ” گذاشت. بعد از آن، مرکز MIT Auto-ID چشم انداز اینترنت اشیاء خود را در سال 2001 ارائه کرد و سپس اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) در طی یک گزارش، این فناوری را در سال 2005 به صورت رسمی معرفی کرد(سندیکا و اتحادیه شرکت های اینترنت اشیاء در ایران). اشتون اولین کسی بود که عبارت اینترنت اشیاء را گفت؛ اما ایده دستگاه های متصل از دهه 1970، تحت عناوین” اینترنت جاسازی شده ” و یا همان Embedded Internet و رایانش فراگیر (Pervasive Computing) مطرح بود.

از طرف دیگر، نیل گِرشِنفِلد، استاد دانشگاه MIT، در همین سال، کتابی با عنوان «وقتی اشیاء شروع به اندیشیدن می کنند» منتشر کرد. گرشنفلد هر چند در کتاب خود، عبارت دقیق “اینترنت اشیاء” را بکار نبرد؛ اما تصویری روشن از مسیر آینده IoT ارائه کرد.

اولین شئ یا وسیله اینترنتی، یک دستگاه نوشابه ساز در دانشگاه کارنگی ملون ایالات متحده در اوایل دهه 1980 بود. در آن زمان، برنامه نویسان با استفاده از وب، می توانستند وضعیت دستگاه را از دور بررسی کنند و عملکرد آن را زیر نظر بگیرند. با این حال باید گفت، مفهوم ” اکوسیستم IoT ” تا اواسط سال 2010، تحقق نیافت. در این سال بود که دولت چین اعلام کرد اینترنت اشیاء را در اولویت استراتژیک برنامه پنج ساله خود قرار می دهد و به مفهوم اکوسیستم اینترنت اشیاء صورت عینی و واقعی می بخشد.

اینترنت اشیاء چگونه کار می کند؟

اکوسیستم IoT مجموعه ای از دستگاه های هوشمند مبتنی بر وب است که با بهره گیری از پردازنده های جاسازی شده، سنسورها و سخت افزار ارتباطی، به گردآوری، ارسال و اقدام روی داده های دریافت شده از محیط می پردازد. داده های گردآوری شده توسط حسگرها از طریق اتصال به یک درگاه IoT یا دستگاه لبه (Edge Device) برای تحلیل به فضای ابری ارسال شده یا اینکه به صورت محلی تحلیل می شوند. گاهی اوقات، این دستگاه ها با سایر دستگاه های مرتبط، ارتباط برقرار کرده و بر پایه اطلاعاتی که از یکدیگر می گیرند، عمل می کنند. این دستگاه ها بیشتر کارها را بدون دخالت انسان انجام می دهند. البته افراد می توانند با دستگاه ها تعامل داشته باشند؛ برای نمونه، می توانند آنها را تنظیم کنند؛ به آنها دستورالعمل بدهند یا به داده ها دسترسی پیدا کنند.

باید توجه داشت که پروتکل های اتصال، شبکه و ارتباطات که با این دستگاه های مبتنی بر وب به کار می روند، عمدتا به اپلیکیشن های خاص IoT، بستگی دارند.

معماری اینترنت اشیاء:

اتحادیه بین المللی مخابرات، یکی از مراجع جهانی در حوزه ارتباطات، اقدام به طراحی معماری اینترنت اشیاء کرده است. این معماری دارای 4 لایه دستگاه، شبکه، پشتیبانی و کاربرد است که به کمک قابلیت های مدیریتی و امنیتی، کاربردهای اینترنت اشیاء را تحقق می‏ بخشد.

  • لایه دستگاه: قابلیت های لایه دستگاه را به طور منطقی می توان به قابلیت تعامل با شبکه ارتباطی، به خواب رفتن و فعال شدن، جمع‏ آوری اطلاعات و ارتباط با دروازه؛ دسته ‏بندی کرد.
  • لایه شبکه: این لایه از دو نوع قابلیت تشکیل می شود: 1- قابلیت های شبکه: این نوع از قابلیت ها، توابع کنترل مربوط به ارتباطات شبکه ای را فراهم می آورد. نمونه هایی از این توابع عبارت است از: توابع دسترسی و کنترل منابع انتقال، مدیریت تحرک، احراز هویت، کنترل دسترسی و حسابرسی. 2- قابلیت های انتقال: تمرکز این قابلیت ها روی برقراری ارتباط به منظور انتقال داده های خاص کاربردها و سرویس های اینترنت اشیاء و همچنین اطلاعات کنترلی و مدیریتی مرتبط با اینترنت اشیاء است.
  •  لایه پشتیبانی کاربرد و سرویس: لایه پشتیبانی کاربرد و سرویس از دو دسته قابلیت زیر تشکیل می شود: 1- قابلیت های پشتیبانی عمومی: این قابلیت ها، قابلیت های مشترکی هستند که می توانند توسط کاربردهای مختلف اینترنت اشیاء استفاده شوند (به طور مثال پردازش داده یا ذخیره داده). این قابلیت ها می توانند توسط قابلیت های خاص استفاده شوند تا قابلیت های دیگری را ایجاد کنند. 2- قابلیت های پشتیبانی خاص: این قابلیت ها، قابلیت های خاصی هستند که نیازمندیهای کاربردهای متنوع را بر طرف می کنند. در واقع، این دسته می تواند شامل گروه های مختلف قابلیت ها باشد تا توابع پشتیبان را برای کاربردهای مختلف اینترنت اشیاء فراهم آورند.
  • لایه کاربرد: لایه کاربرد شامل کاربردهای اینترنت اشیاء می شود. این کاربردها با رابط های باز امکان ارائه سرویس های اینترنت اشیاء را فراهم می کنند.

اینترنت اشیاء چه مزایایی دارد؟

اینترنت اشیاء مزایای زیادی را برای سازمان ها و کسب و کارها به همراه دارد. به کمک IoT سازمان ها می توانند:

– بر فرآیندهای کلی کسب و کار خود نظارت کنند

– تجربه مشتری را بهبود بخشند

– در وقت و پول صرفه جویی کنند

– بهره وری کارکنان را افزایش دهند

– مدل های کسب و کار را ادغام و هماهنگ کنند

– تصمیم های بهتری برای کسب و کار خود اتخاذ کنند

– با گسترش بازار و محصولات جدید خود درآمد بیشتری کسب کنند

– و…

اینترنت اشیاء شرکت ها را تشویق می کند تا رویکردهای خود را نسبت به کسب و کار، صنعت و بازارشان بازنگری کنند و با بهره مندی از ابزارهایی موثر، راهبردهای کسب و کارشان را بهبود بخشند.

چگونه دستگاه ها از طریق اینترنت اشیاء به هم متصل می شوند؟

اینترنت اشیاء برای متصل کردن هزاران دستگاه به هم و به اشتراک گذاری داده بین آنها، از روش های مختلفی بهره می گیرد؛ دفاتر کاری و خانه ها به طور معمول برای اتصال دستگاه ها، از WiFi یا بلوتوث استفاده می کنند. گفتنی است که دو مورد یاد شده، محبوب ترین روش ها برای عملی کردن این کار هستند. علاوه بر اینها، می توان برای اتصال دستگاه های الکترونیکی از طریق اینترنت اشیاء، از شبکه LTE و فناوری های ماهواره ای هم بهره گرفت.

چه کارهایی را می توان با اینترنت اشیاء انجام داد؟

بهتر است بدانید که از طریق این فناوری تقریبا می توان هر کاری که فکرش را بکنید، انجام داد. واقعیت این است که توانایی های اینترنت اشیاء برای عملی کردن کارهای مختلف، فراتر از آن است که خیلی ها تصور می کنند.

مهمترین کاربردهای اینترنت اشیاء / کاربردهای IoT:

  • خانه های هوشمند: عبارت “ خانه هوشمند ” به بیانی ساده، یعنی اتصال لوازم داخلی یک خانه از طریق یک سیستم کاملا خودکار به یکدیگر.

امنیت اینترنت اشیاء:

یکی از اصلی ترین مواردی که همواره در مورد اینترنت اشیاء مطرح می شود، بحث امنیت آن است. از آنجایی که در این فناوری، دستگاه های زیادی از طریق اینترنت به هم متصل می شوند، هک شدن آنها می تواند ضررهای جبران ناپذیری را نظیر لو رفتن اطلاعات حساس شخصی و اقتصادی، به همراه داشته باشد.

اتصال وسایل و اشیاء به شبکه باید متضمن آن باشد که اطلاعات شخصی و محرمانه کاربر در هنگام انتقال به مرکز داده به هیچ وجه قابل هک و نفوذ نخواهد بود و به ویژه اینکه رمزنگاری شده است. سرورهایی که محل ذخیره سازی داده های کاربران است از امنیت بسیار بالایی برخوردار باشند و امکان سرقت اطلاعات از آنها وجود نداشته باشد. همچنین ارائه دهندگان محصولات اینترنت اشیاء باید تضمین کنند داده های مشتریان خود را به هیچ عنوان در اختیار سایر شرکتها و کسب و کارها (جهت تبلیغات یا هر استفاده دیگر) قرار نداده و فقط در جهت بهبود خدمات خود و افزایش رضایت مشتری از این داده ها استفاده می نمایند.

همواره دو دلیل برای راحتی هک شدن دستگاه های مبتنی بر اینترنت اشیاء مطرح می شود:

ا- دستگاه های این فناوری از طریق اینترنت به هم متصل شده اند و اینترنت هم در حالت کلی در معرض خطر هک قرار دارد.

2- بسیاری از دستگاه های مبتنی بر این فناوری، توسط شرکتهای بعضا کوچک ساخته شده اند و این شرکتها، منابع و زمان کافی را برای قرار دادن ساختارهای امنیتی قدرتمند در دستگاه هایشان نداشته اند.

وضعیت اینترنت اشیاء در ایران و جهان:

در دنیای امروز ارقام بالایی در زمینه IT صرف می شود که بخشی از آن به حوزه اینترنت اشیاء اختصاص دارد، اما در ایران میزان سرمایه گذاری در این زمینه با توجه به گذشته و تاریخچه اینترنت اشیاء که از اواخر دهه ۹۰ مطرح شده است، رضایت بخش نبوده است.

در حالت کلی هر وسیله ایی که قابلیت ارتباط با اینترنت اشیاء را داشته باشد جزئی از اینترنت اشیاء محسوب می شود، با این تعریف رایانه یخچال و حتی لباس می تواند بخشی از IOT باشد. از آنجا که در سال های آینده بیشتر اشیاء به اینترنت متصل خواهند شد، این انتظار می رود تا زندگی و کارهای روزمره برای بشر ساده تر و لذت بخش تر شود. کارشناسان این حوزه تخمین زده اند که اینترنت اشیاء تا کنون بیش از 10 میلیارد دستگاه را بهم متصل کرده و پیش بینی ها نشان می دهد که تا سال 2025 بین 50 تا 100 میلیارد شئ را در سراسر دنیا به هم متصل کند؛ همین موضوع باعث خواهد شد تا ارزش جهانی این بازار در سال 2025 به بیش از 11 تریلیون دلار برسد.

در حال حاضر حدود یک چهارم از کل هزینه صرف شده در حوزه IT در حوزه اینترنت اشیاء سرمایه گذاری می شود که این مسئله بیانگر اهمیت اینترنت اشیاء در بین شرکتهای حوزه فناوری است. در طی دهه گذشته کشورهای زیادی زیرساخت های لازم را جهت متصل کردن حجم عظیمی از دستگاه ها به اینترنت آماده کرده اند. از کشورهای پیشرو در این زمینه می توان برزیل، چین، هند، آلمان، سنگاپور، کره جنوبی و آمریکا را نام برد.

شبکه ملی اینترنت اشیاء:

در کشور ما نیز در سالهای اخیر تلاش هایی برای تهیه زیر ساخت لازم جهت متصل شدن دستگاه های متعدد شده است و افتتاح “شبکه ملی اینترنت اشیاء” را می توان از آخرین دستاوردهای تلاش دولت مردان در این زمینه بر شمرد. تا به حال همایش ها، انجمن ها و جلسات زیادی برای توسعه اینترنت اشیاء تشکیل شده است اما هنوز از این فناوری به طور عملی چندان استفاده نشده است، در حالی که اینترنت اشیاء می تواند در بسیاری از مواقع به انسانها کمکهای حیاتی کند.

زمینه‎ های کاربرد اینترنت اشیاء در ایران:

– رسانه ها: با بررسی اطلاعات، روزنامه ها، مجلات و برنامه های تلویزیونی را به سمت علاقه مردم سوق داد.

– نظارت بر محیط زیست: نظارت بر کیفیت آب، هوا، شرایط جوی یا آلودگی خاک، کنترل حیات وحش و زیستگاه آنها، هشدار اولیه زلزله و سونامی و…

– مدیریت زیرساخت: نظارت و کنترل عملیات زیرساخت های شهری و روستایی مانند پل ها، خطوط راه آهن و نیروگاه های باد

– ساخت شبکه و مدیریت تجهیزات تولیدی

– مدیریت انرژی

– پزشکی و مراقبت های بهداشتی

– حمل و نقل

– و…

 اولین های اینترنت اشیاء در ایران:

برای عملیاتی شدن اینترنت اشیاء در ایران، هوشمندسازی سیستم های برق، به عنوان اولین گام در بهره گیری از این فناوری، مورد توجه قرار گرفت و طی آن، تفاهم نامه همکاری پژوهشی میان وزارت نیرو و مرکز تحقیقات مخابرات ایران در این زمینه منعقد شد. هم اکنون با امضای قرارداد همکاری میان یکی از شرکت های بزرگ ISP کشور و یک شرکت فرانسوی، طرح تجاری ارائه خدمات اینترنت اشیاء با پوشش سراسری شبکه ملی اطلاعات برای ایجاد زیرساخت ارتباطی فناوری “شبکه های دوربرد با توان پایین (LPWAN)” آغاز شده است.

از جمله معایب موجود بر سر راه توسعه اینترنت اشیاء در ایران می توان به عدم سرمایه گذاری مناسب و همچنین آشنا نبودن سرمایه گذاران با تکنولوژی اشاره نمود. انتظار می رود در سالهای آینده با توجه به پتانسیل بالای موجود در ایران، شاهد سرمایه گذاری بسیار بیشتری در حوزه اینترنت اشیاء باشیم البته این چالش ها در تمام نقاط دنیا می تواند وجود داشته باشد که البته برای رفع آنها تلاش صورت می گیرد.

با توجه به همه مواردی که ذکر شد، طبیعی است که کاربرها و عموم جامعه نسبت به ظهور این فناوری خوش بین نبوده و تمایل زیادی به استفاده از آن نداشته باشند. در واقع سازمانها و شرکت های ارائه دهنده اینترنت اشیاء، پیش از گام نهادن در این مسیر باید به صورت جدی به این موضوع بیندیشند که ارزش واقعی که محصولات آنها برای مشتری ایجاد می کند چقدر است؟ آیا برای مشتری توجیه پذیر است که تا حد زیادی هزینه کرده و تغییرات بنیادی در سازمان خود ایجاد نماید تا فقط بتواند هنگام ورود به محل کار از خنکی مطبوع محیط لذت ببرد؟ آیا مشتری راضی می شود با چالش های راه اندازی اینترنت اشیاء مواجه شود تا فقط از طریق تلفن همراه خود بررسی کند؟ آیا اتوبوس تا دقایقی دیگر وارد ایستگاه می شود یا خیر؟ و…

 

خواندن این موارد پیشنهاد می شود:
برگزیدگان مرحله اول
Translate »