اینترنت اشیا چیست و چگونه زندگی ما را متحول می‌کند؟

اینترنت اشیا دستگاه‌های مختلف را به اینترنت متصل می‌کند

اینترنت اشیا (IoT) چیست؟

اینترنت اشیا (IoT) شبکه‌ای از دستگاه‌های به‌هم‌پیوسته است که با سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا و فضای ابری ارتباط برقرار کرده و داده‌ها را مبادله می‌کنند. دستگاه‌های اینترنت اشیا معمولاً دارای فناوری‌هایی مانند حسگرها و نرم‌افزارهای تعبیه‌شده هستند و می‌توانند شامل ماشین‌های مکانیکی و دیجیتال و همچنین اشیای مصرفی باشند.

این دستگاه‌ها از وسایل روزمره خانگی گرفته تا ابزارهای صنعتی پیچیده را در بر می‌گیرند. امروزه سازمان‌های مختلف در صنایع گوناگون از اینترنت اشیا برای بهبود بهره‌وری، ارائه خدمات بهتر به مشتریان، تصمیم‌گیری هوشمندانه‌تر و افزایش ارزش کسب‌وکار استفاده می‌کنند. با اینترنت اشیا، داده‌ها بدون نیاز به تعامل انسان با انسان یا انسان با کامپیوتر در یک شبکه منتقل می‌شوند.

یک "چیز" در اینترنت اشیا می‌تواند شامل افراد دارای ایمپلنت مانیتور ضربان قلب، حیوانات مزرعه‌ای با تراشه زیستی، خودروهایی با حسگرهای داخلی برای هشدار درباره کاهش فشار تایر، یا هر شیء طبیعی یا مصنوعی دیگری باشد که دارای آدرس IP بوده و قابلیت انتقال داده از طریق یک شبکه را داشته باشد.

با اینترنت اشیا، خانه‌ها هوشمندتر و کارآمدتر می‌شوند

اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟

سیستم‌های اینترنت اشیا از طریق جمع‌آوری داده از حسگرهای تعبیه‌شده در دستگاه‌های IoT کار می‌کنند. این داده‌ها از طریق یک دروازه اینترنت اشیا (IoT Gateway) برای پردازش و تحلیل به یک برنامه یا سیستم پشتیبان ارسال می‌شوند.

اجزای اکوسیستم اینترنت اشیا

یک اکوسیستم اینترنت اشیا شامل چهار عنصر اصلی است که برای عملکرد صحیح باید با یکدیگر تعامل داشته باشند:

حسگرها یا دستگاه‌ها

اکوسیستم IoT شامل دستگاه‌های هوشمند متصل به وب است که از سیستم‌های تعبیه‌شده مانند پردازنده‌ها، حسگرها و سخت‌افزارهای ارتباطی برای جمع‌آوری، ارسال و پردازش داده‌ها از محیط اطراف خود استفاده می‌کنند.

اتصال و ارتباطات

دستگاه‌های اینترنت اشیا از طریق شبکه به یکدیگر متصل می‌شوند و داده‌های حسگرها را به دروازه IoT ارسال می‌کنند. این دروازه به‌عنوان یک مرکز ارتباطی عمل کرده و داده‌ها را پیش از ارسال به فضای ابری یا سرورهای محلی پردازش می‌کند. برخی از این داده‌ها ممکن است ابتدا در یک دستگاه مرزی (Edge Device) مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرند تا حجم داده‌های ارسالی به فضای ابری کاهش یابد.

تحلیل داده‌ها

تنها داده‌های مرتبط مورد استفاده قرار گرفته و برای شناسایی الگوها، ارائه توصیه‌ها و تشخیص مشکلات بالقوه پردازش می‌شوند. پردازش داده در سطح محلی (Edge Computing) به کاهش حجم داده‌های ارسال‌شده به فضای ابری کمک کرده و پهنای باند مصرفی را کاهش می‌دهد.

گاهی این دستگاه‌ها بدون نیاز به مداخله انسان با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و براساس اطلاعات دریافتی، اقدامات خودکار انجام می‌دهند. البته انسان‌ها همچنان می‌توانند با دستگاه‌ها تعامل داشته باشند، تنظیمات را انجام دهند، دستورات لازم را صادر کنند یا به داده‌ها دسترسی پیدا کنند. پروتکل‌های ارتباطی و شبکه‌ای مورد استفاده در دستگاه‌های هوشمند به نوع کاربرد اینترنت اشیا بستگی دارد.

اینترنت اشیا همچنین می‌تواند از هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) برای بهبود فرآیندهای جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها استفاده کند.

رابط کاربری گرافیکی (GUI)

معمولاً از یک رابط کاربری گرافیکی (UI) برای مدیریت دستگاه‌های IoT استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال، یک وب‌سایت یا اپلیکیشن موبایل می‌تواند به‌عنوان رابطی برای کنترل، مدیریت و ثبت دستگاه‌های هوشمند به کار رود.

اینترنت اشیا در پزشکی باعث بهبود مراقبت‌های بهداشتی شده است

چرا اینترنت اشیا (IoT) مهم است؟

اینترنت اشیا به افراد کمک می‌کند تا زندگی و کار هوشمندانه‌تری داشته باشند. به‌عنوان‌مثال، مصرف‌کنندگان می‌توانند از دستگاه‌های مجهز به IoT مانند خودروها، ساعت‌های هوشمند یا ترموستات‌ها برای بهبود کیفیت زندگی خود استفاده کنند.

برای مثال، زمانی که فردی به خانه می‌رسد، خودروی او می‌تواند با گاراژ ارتباط برقرار کند تا در را باز کند؛ ترموستات به دمای از پیش تعیین‌شده تنظیم شود و نور خانه با شدت و رنگ مطلوب تنظیم گردد.

علاوه بر ارائه دستگاه‌های هوشمند برای اتوماسیون منازل، IoT برای کسب‌وکارها نیز ضروری است. این فناوری به سازمان‌ها دیدی آنی از نحوه عملکرد سیستم‌هایشان ارائه می‌دهد و اطلاعاتی درباره عملکرد ماشین‌آلات، زنجیره تأمین و عملیات لجستیکی فراهم می‌کند.

IoT امکان انجام وظایف تکراری را بدون نیاز به دخالت انسان فراهم می‌کند. شرکت‌ها می‌توانند فرآیندها را خودکار کنند، هزینه‌های نیروی کار را کاهش دهند، از هدررفت منابع جلوگیری کنند و خدمات را بهبود بخشند. همچنین، این فناوری هزینه تولید و تحویل کالاها را کاهش داده و شفافیت بیشتری در معاملات مشتریان ایجاد می‌کند.

با پیشرفت IoT، شرکت‌های بیشتری به پتانسیل دستگاه‌های متصل پی می‌برند و از آن برای حفظ مزیت رقابتی خود استفاده می‌کنند.

کاربردهای اینترنت اشیا

IoT مزایای متعددی برای سازمان‌ها به همراه دارد. این فناوری شرکت‌ها را تشویق می‌کند تا استراتژی‌های کسب‌وکار خود را بازنگری کنند و ابزارهایی برای بهبود فرآیندهای تجاری‌شان ارائه می‌دهد. برخی از مزایای اینترنت اشیا مخصوص صنایع خاصی هستند، درحالی‌که برخی دیگر در صنایع مختلف قابل استفاده‌اند. به‌طور کلی، اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در صنایعی مانند تولید، حمل‌ونقل و خدمات عمومی بیشترین کاربرد را دارد، اما در بخش‌هایی مانند کشاورزی، زیرساخت‌ها و اتوماسیون خانگی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و بسیاری از سازمان‌ها را به سمت تحول دیجیتال سوق داده است. نمونه‌هایی از کاربردهای اینترنت اشیا در مصرف‌کننده و کسب‌وکارها عبارتند از:

1. کشاورزی : اینترنت اشیا می‌تواند کار کشاورزان را آسان‌تر کند. حسگرها می‌توانند داده‌هایی درباره میزان بارندگی، رطوبت، دما و ترکیب خاک جمع‌آوری کنند و IoT می‌تواند فرآیندهای کشاورزی را خودکار کند. همچنین، این فناوری برای نظارت بر سلامت دام‌ها، پایش تجهیزات و مدیریت زنجیره تأمین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2. ساخت‌وساز : IoT می‌تواند بر عملیات مرتبط با زیرساخت‌ها نظارت کند. برای مثال، حسگرها می‌توانند تغییرات در ساختمان‌ها، پل‌ها و سایر زیرساخت‌ها را که ممکن است ایمنی را به خطر بیندازند، شناسایی کنند. این امر باعث بهبود مدیریت حوادث، کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش کیفیت خدمات می‌شود.

3. اتوماسیون خانگی : شرکت‌های فعال در حوزه اتوماسیون خانگی می‌توانند از IoT برای کنترل سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی در ساختمان‌ها استفاده کنند. صاحبان خانه نیز می‌توانند از دستگاه‌های هوشمند مانند ترموستات‌های هوشمند، سیستم‌های روشنایی، دوربین‌های امنیتی و دستیارهای صوتی مانند الکسا و سیری برای کنترل و مدیریت محیط خانه از راه دور استفاده کنند.

4. ساختمان‌ها و شهرهای هوشمند : شهرهای هوشمند می‌توانند به کاهش مصرف انرژی و کاهش ضایعات کمک کنند. برای مثال، حسگرهایی که تعداد افراد حاضر در یک اتاق را شناسایی می‌کنند، می‌توانند سیستم تهویه را در صورت پر شدن اتاق کنفرانس روشن کنند یا در پایان روز، سیستم گرمایش ساختمان‌های اداری را کاهش دهند.

5. سیستم‌های مصرف شهری : فناوری‌های IoT می‌توانند برای نظارت و مدیریت سیستم‌های شهری مانند چراغ‌های راهنمایی، پارکومترها، سیستم‌های مدیریت پسماند و حمل‌ونقل عمومی مورد استفاده قرار گیرند.

6. نظارت بر سلامت : دستگاه‌های IoT مانند سیستم‌های نظارت از راه دور بر بیمار، تجهیزات پزشکی هوشمند و ردیاب‌های دارویی به پزشکان امکان می‌دهند تا وضعیت سلامتی بیماران را تحت نظر داشته باشند، بیماری‌های مزمن را مدیریت کنند و مداخلات درمانی را به‌موقع انجام دهند. بیمارستان‌ها نیز معمولاً از سیستم‌های IoT برای مدیریت موجودی داروها و تجهیزات پزشکی استفاده می‌کنند.

7. خرده‌فروشی : حسگرها و بیکن‌های IoT در فروشگاه‌های خرده‌فروشی می‌توانند مسیر حرکت مشتریان را ردیابی کنند، الگوهای خرید را تحلیل کنند، موجودی انبار را مدیریت کنند و پیام‌های بازاریابی شخصی‌سازی‌شده ارسال کنند. این قابلیت‌ها تجربه خرید را برای مشتریان بهبود داده و عملکرد فروشگاه را بهینه می‌کنند.

8. حمل‌ونقل : IoT به صنعت حمل‌ونقل کمک می‌کند تا عملکرد وسایل نقلیه را نظارت کند، مسیرها را بهینه کند و محموله‌ها را رهگیری کند. به‌عنوان‌مثال، داده‌های جمع‌آوری‌شده از خودروهای متصل می‌توانند برای کاهش مصرف سوخت و بهبود پایداری استفاده شوند. همچنین، دستگاه‌های IoT می‌توانند وضعیت محموله را کنترل کنند تا در شرایط ایده‌آل به مقصد برسد.

9. دستگاه‌های پوشیدنی : دستگاه‌های پوشیدنی مجهز به حسگرها و نرم‌افزارها می‌توانند داده‌های کاربران را جمع‌آوری و تحلیل کنند و پیام‌هایی را به سایر فناوری‌ها ارسال کنند تا زندگی کاربران را آسان‌تر و راحت‌تر کنند. این دستگاه‌ها در زمینه ایمنی عمومی نیز کاربرد دارند؛ برای مثال، بهبود زمان پاسخ‌دهی نیروهای امدادی در مواقع اضطراری از طریق ارائه مسیرهای بهینه یا نظارت بر علائم حیاتی کارگران ساختمانی و آتش‌نشانان در محیط‌های پرخطر.

10. مدیریت انرژی : شبکه‌های هوشمند، کنتورهای هوشمند و سیستم‌های مدیریت انرژی مبتنی بر IoT به شرکت‌های تأمین برق و مصرف‌کنندگان امکان می‌دهند تا مصرف انرژی را پایش و بهینه‌سازی کنند، برنامه‌های مدیریت تقاضا را اجرا کنند و منابع انرژی تجدیدپذیر را به شکل کارآمدتری ادغام کنند. برای مثال، داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط دستگاه‌های IoT و حسگرها می‌توانند الگوهای مصرف انرژی، ساعات اوج مصرف و نقاط ضعف در بهره‌وری انرژی را شناسایی کنند.

امنیت اینترنت اشیا یکی از چالش‌های مهم آن است

مزایا و معایب اینترنت اشیا (IoT)

مزایای اینترنت اشیا (IoT):

• دسترسی آسان: اینترنت اشیا امکان دسترسی آسان به اطلاعات را از هر مکان، در هر زمان و با هر دستگاهی فراهم می‌کند. این فناوری با ارائه داده‌های لحظه‌ای، رابط‌های کاربری هوشمند و هشدارهای پیشگیرانه، دسترسی به اطلاعات را بهبود می‌بخشد.

• بهبود ارتباطات: IoT ارتباط بین دستگاه‌های الکترونیکی متصل را تقویت می‌کند. این امر از طریق تبادل داده مؤثر، گسترش پوشش شبکه، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و اولویت‌بندی ارتباطات حیاتی انجام می‌شود. برای مثال، یک سنسور حرکتی در یک خانه هوشمند می‌تواند هنگام تشخیص حرکت در جلوی درب، سیگنالی را به سیستم روشنایی ارسال کند تا چراغ‌های بیرونی روشن شوند.

• صرفه‌جویی در زمان و هزینه: اینترنت اشیا از طریق انتقال داده‌ها در یک شبکه متصل، به صرفه‌جویی در زمان و هزینه کمک می‌کند. به عنوان مثال، در صنایع، سنسورهای IoT روی ماشین‌آلات نصب می‌شوند تا دما، لرزش و شرایط عملیاتی را به صورت لحظه‌ای پایش کنند. این داده‌ها با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین تجزیه و تحلیل شده و مشکلات احت