/
/
/
اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد؟
اینترنت اشیا

اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد؟

زمان انتشار:

تیر 6, 1400
فهرست مطالب نمایش

اینترنت اشیا ، پدیده ای نوظهور که این روزها تمام دنیای فناوری را در احاطه خود درآورده است. هوشمندسازی یکی از فواید به کار گیری این تکنولوژی است و از طریق آن می توان رفاه انسان ها را تا حد زیادی افزایش داد.

در مقاله پیش رو هدف ما معرفی تکنولوژی اینترنت اشیا و کاربردهای آن در زندگی بشر می باشد.

اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا به سیستمی گفته می شود که از مجموعه شیء ها اعم از تجهیزات مکانیکی، دیجیتالی، رایانه ای و حتی انسان یا حیوانات تشکیل شبکه داده است. هر یک از این شیء ها می توانند به کمک شناسه منحصر به فرد خود (UID) بر روی شبکه اقدام به ارسال و دریافت داده ها بدون نیاز به تعامل انسان با انسان و یا انسان با رایانه نمایند.

ممکن است شما نام اینترنت اشیا را IoT شنیده باشید که مخفف عبارت Internet of Things است. در این سیستم اشیا می توانند هر چیزی باشند. به طور مثال انسانی که دارای یک دستگاه پایش قلب درون بدنش است، می تواند همچون یک شیء درون شبکه فعالیت کند.

بشر در جهان امروز از IoT کمک می گیرد تا تصمیمات بهتری در رابطه با فعالیت های شخصی یا سازمانی خود اتخاذ نماید. این تکنولوژی امکان پایش رفتارهای مشتریان را در سازمان فراهم می آورد تا از این طریق خدمات بهینه و کارآمدی از سوی سازمان قابل ارائه شود. نتایج حاصل از بهره گیری از سیستم اینترنت اشیا موجب افزایش ارزش های یک کسب و کار شده و موفقیت آن را تضمین می کند.

تاریخچه پیدایش اینترنت اشیا چه بوده است؟

پیش از بیان تاریخچه شکل گیری اینترنت اشیا ، ابتدا درباره ریشه نام آن به بحث می نشینیم.

ایده ایجاد شبکه میان دستگاه های مختلف از دهه 1970 به بار نشته است. اما در آن دوران این شبکه را اینترنت جاسازی شده (Embedded Internet) و رایانش فراگیر (Pervasive Computing) می نامیدند. اولین شخصی که از اصطلاح اینترنت اشیا استفاده نمود، کسی نیست جز کِوین اَشتون (Kevin Ashton) که آن را در سال 1999 مطرح نمود. البته در همان سال یکی از اساتید دانشگاه MIT به نام نیل گرشنفلد کتابی تحت عنوان “وقتی اشیاء شروع به اندیشیدن می کنند.” تالیف نمود. اما ایشان نیز از اصطلاح IoT هیچ نامی به میان نیاورده بود.

حال زمان بررسی نحوه شکل گیری شبکه های مبتنی بر اینترنت اشیا می باشد. اولین شیء ای که متصل به یک شبکه اینترتی شد، یک دستگاه نوشابه ساز در دانشگاه کارنگی ملون ایالات متحده بود. این سیستم در دهه 1980 راه اندازی شد و امکان بررسی وضعیت دستگاه را از راه دور و به کمک بستر وب فراهم آورده بود.

Internet of Things بر پایه ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) فعالیت می کند. منظور از شبکه M2M دستگاهی است که متصل به فضای ابری بوده و قابلیت مدیریت و جمع آوری داده های آن بدون دخالت انسان و از راه دور ممکن باشد. ارتقای ارتباطات ماشین به ماشین به سطوح بالاتر توانست شبکه حسگری متشکل از میلیاردها دستگاه هوشمند به وجود آورد که به کمک آن اینترنت اشیا روی کار آمد. در این شبکه افراد، سیستم ها و برنامه های کاربردی در جهت اشتراک گذاری داده ها با یک دیگر در ارتباط هستند.

در نهایت اینترنت اشیا با تکامل آخرین نسل سیستم های اسکادا (SCADA) روی کار آمد. اسکادا مجموعه ای از برنامه های کاربردی است که از بخش های نرم افزاری و سخت افزاری تشکیل شده است. این سیستم اطلاعات را از مکان ها راه دور به کمک بخش سخت افزاری خود جمع آوری نموده و با ارسال آن به رایانه های مجهز به نرم افزار اسکادا، امکان پردازش را به وجود می آورد.

با این وجود مفهوم اینترنت اشیا به نحوی که ما امروزه می شناسیم از سال 2010 و با اعلام دولت چین درباره تمرکز خود بر گسترش شبکه های IoT تا 5 سال آینده، محقق شد.

اینترنت اشیا چیست؟

اکوسیستم IoT چگونه کار می کند؟

اکوسیستم IoT دارای مجموعه ای از گجت های هوشمند مبتنی بر وب است. این گجت ها شامل پردازنده ها، سنسورها و سخت افزارهای ارتباطی هستند که داده ها را از محیط جمع آوری کرده و برای پردازش به فضای ابری ارسال می کنند. البته این دستگاه ها می توانند در صورت نیاز پردازش داده ها را به صورت محلی نیز انجام دهند. در برخی مواقع این گجت ها با یک دیگر نیز ارتباط برقرار نموده و اطلاعات را میانشان به اشتراک می گذارند تا مبنایی برای اعمالشان باشد. در این شبکه دستگاه ها می توانند بدون دخالت انسان به فعالیت بپردازند و گاهی نیز با انسان تعامل داشته و برخی دستورات را از آن ها دریافت کنند.

معماری اینترنت اشیا

معماری اینترنت اشیا بر پایه شش مولفه اصلی از جمله حسگرها، فضای ابری، اتصالات، تحلیل داده، عملگرها و رابط کاربری می باشد. با پیشرفت این فناوری در گذر زمان اتصالات و ارتباطات میان این سیستم ها بهبود قابل توجهی خواهد یافت. به طوری که در آینده ای نزدیک شاهد دستگاه های هوشمندی خواهیم بود که بدون نیاز به فرمان مستقیم انسان به راحتی نیازهای وی را شناسایی کرده و راهکارهایی برای حل آن عنوان خواهند نمود.

مزایای استفاده از اینترنت اشیا چه می باشد؟

استفاده از اینترنت اشیا در شرکت ها و سازمان ها موجب تغییرات کاربردی در رویکردهایشان نسبت به کسب و کار، بازار و صنعت می شود. در واقع اطلاعات دریافتی از طریق این شبکه می تواند نقشه راهی برای موفقیت و بهبود یک کسب و کار باشد. از جمله کمک ها و مزایایی که IoT در یک سازمان فراهم می آورد، می تواند به موارد زیر اشاره نمود:

– نظارت دقیق بر فرآیندهای مرسوم در سازمان

– صرفه جویی در هزینه ها و زمان

– بهبود تجربه مشتری و افزایش احساس رضایت در آن ها

–  افزایش راندمان کاری پرسنل

– کمک به اتخاذ تصمیمات بهتر و اصولی تر

– ادغام مدل های مختلف کسب و کار در راستای بهبود کارکرد موثر

– افزایش میزان درآمد و سودآوری

خطرات و آسیب های ناشی از اینترنت اشیا چیست؟

هر فناوری ای که تاکنون بشر موفق به ساخت آن شده است، در کنار مزایای متعدد از برخی مشکلات نیز رنج می برد. در این بخش هدف ما بررسی خطرات و مشکلات استفاده از سیستم های مبتنی بر اینترنت اشیا می باشد.

– اولین مبحث، موضوع امنیت در شبکه های IoT است. در تمام دنیا هکرها به دنبال نفوذ به شبکه های قدرتمند هستند و از این کار سود می برند. هر چه تعداد دستگاه های یک شبکه بیشتر باشد، داده و اطلاعات دریافتی از محیط نیز افزایش می یابد. این اتفاق هکرها را مشتاق نفوذ به چنین شبکه ای خواهد کرد.

– سازگاری میان ادوات مورد استفاده در یک شبکه Internet of Things چالش دیگری است که اغلب افراد با آن درگیر هستند. استانداردها و پروتکل ها یکسانی برای دستگاه های موجود در این شبکه ها تدوین نشده و هر یک از آن ها مطابق با استانداردهای شرکت سازنده فعالیت می کنند. به همین دلیل برای راه اندازی یک شبکه و یا افزودن دستگاه به خصوصی به یک شبکه قدیمی مشکلات و محدودیت هایی در رابطه با سازگاری میان گجت ها به وجود می آید.

– پیچیدگی دیگر دغدغه دارندگان شبکه های اینترنت اشیا است. هر چه تعداد دستگاه های مورد استفاده در یک شبکه افزایش یابد، مدیریت آن ها سخت تر خواهد شد.

– گاهی رخ دادن یک مشکل و خطا در سیستم می تواند به اتفاق ناجوری تبدیل شود. اگر یکی از دستگاه ها دچار ایراد شده و پیام نادرستی برای دیگر دستگاه های متصل ارسال کند، عملکرد سیستم با مشکل مواجه خواهد شد.

– افزایش پدیده بیکاری در جامعه یکی دیگر از مسائل ناشی از شبکه های هوشمند IoT است. این سیستم می تواند موجب بیکار شدن بخش زیادی از نیروی کار انسانی شود.

کاربردهای اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا در کدام جنبه های زندگی کاربرد دارد؟

کمک گرفتن از اکوسیستم اینترنت اشیا در زندگی انسان ها می تواند تاثیرات شگفتی بر جای بگذارد که موجب تجربه رفاه بیشتر و بهبود فرآیندهای زندگی می گردد. برخی از کاربردهای این فناوری را در جهان امروز در ادامه بیان می کنیم:

1- کاربرد IoT در رسانه

رسانه با جمع آوری داده و ضبط آن می تواند رفتارهای کاربران را شناسایی کرده و در همان راستا تبلیغات هدفمند را اجرا نماید. شبکه IoT وظیفه جمع آوری این داده ها، پردازش و تحلیل آن ها را بر عهده دارد. به این ترتیب می توان از طریق دستگاه های کاربران داده ها را به دست آورده و پس از تحلیل، به صورت هدفمند اقدام به تبلیغات بر روی همان دستگاه های کاربران نمود.

2- کاربرد IoT در محیط زیست

IoT را در محیط زیست به دو منظور می توان به کار گرفت. اولین حالت برای حفاظت از پوشش های گیاهی و جانوران با استفاده از سنسورهای محیطی و اندازه گیری عواملی همچون کیفیت هوا، آب، دما و .. می باشد. در حالت دوم از این شبکه ها برای سنجش پدیده های طبیعی همچون سیل، زلزله، سونامی و … است تا از این طریق به سرعت اطلاع رسانی شده و از آسیب های این حوادث بکاهند.

3- کاربرد اینترنت اشیا در مدیریت زیر ساخت

به کار گرفتن سیستم مبتنی بر اینترنت اشیا در عملیات های زیر ساختی همچون پل ها، خطوط راه آهن، نیروگاه ها و … در سطح شهر و روستا می تواند به بهبود مدیریت حادثه، هماهنگی در زمان حوادث و واکنش های اضطراری، کیفیت خدمات و کاهش هزینه ها کمک شایانی عرضه کند.

4- کاربرد اینترنت اشیا در صنعت

استفاده از شبکه های IoT در حوزه کسب و کار بخش گسترده ای از کاربردهای آن است که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. طراحی چنین اکوسیستمی در صنعت با هدف کاهش هزینه ها و افزایش راندمان نیروی کار ایجاد شد. امروزه این اکوسیستم را با نام اینترنتی اشیا صنعتی (Industrial Internet of Things | IIoT) می نامند.

به کمک IIoT می توان شبکه ای عظیم از حسگرها، دستگاه های بی سیم، هوش مصنوعی و تحلیل داده ها را به خدمت گرفت تا میزان بهره وری را در حوزه صنعت به طور فزاینده ای بهبود داد. در کنار افزایش کارایی، می توان انتظار سودآوری از داده های جمع آوری شده از یک زنجیره تامین توسط این سیستم را نیز داشت.

5- کاربرد IoT در پزشکی

اینترنت اشیا در حوزه پزشکی و مراقبت های بهداشتی خدمات ارزنده ای ارائه می کند که از جمله آن ها می توان به روش های سلامت دیجیتال، سلامت از راه دور و پزشکی از راه دور اشاره نمود.

با نصب دستگاه های متصل به شبکه IoT در اطراف بیمار می توان از راه دور وضعیت سلامت او را مورد پایش قرار داد. به طور مثال برخی بیمارستان ها از تخت های هوشمند استفاده می کنند که در زمان حرکت بیمار و یا بلند شدن، فشار لازم را به طور خودکار ایجاد می کند تا بدون کمک پرستاران فرد بتواند از تخت بلند شود.

6- کاربرد اینترنت اشیا در مدیریت انرژی

این راهکار می تواند برای مدیریت انرژی در سازمان ها و یا حتی مصارف خانگی مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب که وسایل متصل به انرژی از جمله شبکه برق خانه و … را تحت کنترل اینترنت اشیا درآورد. به این ترتیب می توان از راه دور و یا حتی با تنظیم اولیه و بدون فرمان مستقیم در مواقع مورد نیاز دستگاه ها را خاموش یا روشن نمود.

7- کاربرد IoT در اتوماسیون خانگی

گجت های اینترنت اشیا را می توان در راستای نظارت و کنترل بر سیستم های مکانیکی، الکتریکی و الکترونیکی خانه ها و یا سازمان ها به کار گرفت. اینجاست که سیستم های خانه هوشمند مطرح می شوند.

8- کاربرد اینترنت اشیا در کشاورزی

راه اندازی سیستم های مبتنی بر اینترنت اشیا در صنعت کشاورزی می تواند مزایای متعددی از جمله کاهش استفاده از منابع همچون آب، خاک و … در کنار بهبود محصولات نهایی گیاهی و دامی اشاره نمود. هر چند کشاورزی هوشمند هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است اما قابلیت های آن حاکی از آینده ای درخشان دارد.

9- کاربرد IoT در حمل و نقل

از جمله کاربردهای IoT در حمل و نقل می توان به کنترل ترافیک هوشمند، پارکینگ های هوشمند، سیستم های دریافت عوارض الکترونیکی، برقراری ارتباط میان وسایل نقلیه و … اشاره نمود.

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا در ایران

در حال حاضر برخی از استارتاپ ها و کسب و کارهای فعال در ایران بر کاربردهای اینترنت اشیا تمرکز دارند. اما هنوز نمی توان پروژه ای را یافت که به طور دقیق و جامع تمام مولفه های اکوسیستم IoT را داشته باشد. نو و بدیع بودن این فناوری در بازار ایران حاکی از پتانسیل بالای آن برای سرمایه گذاری را دارد. البته در کنار این موارد باید این را در نظر داشت که شبکه های این چنین در سطح دنیا بسیار جدید هستند و روال پیشرفت را طی می کنند.

پروتکل های اینترنت اشیا به چه معناست؟

انتقال اطلاعات میان دستگاه های متصل در یک شبکه اینترنت اشیا تنها زمانی رخ می دهد که استانداردهایی جهت امن سازی راه های ارتباطی وجود داشته باشد. به این استانداردها پروتکل می گویند. در واقع پروتکل ها دستور العمل هایی هستند که امکان ارسال داده را در یک مسیر امن از سوی دستگاه A به سوی دستگاه B ایجاد می کنند.

در شبکه های اینترنت اشیا دو نوع پروتکل اساسی وجود دارد که از آن ها با نام های زیر یاد می شود:

– پروتکل های شبکه اینترنت اشیا (IoT Network Protocols): این پروتکل های راه کارهایی برای ایجاد امنیت درون شبکه و راه های ارتباطی را ارائه می دهند.

– پروتکل های داده اینترنت اشیا (IoT Data Protocols): این پروتکل ها حامل دستورالعمل هایی برای ایجاد بسته های داده امن جهت انتشار درون شبکه می باشد.

امنیت در شبکه های اینترنت اشیا چگونه است؟

یکی از مهم ترین چالش های اینترنت اشیا برقراری امنیت درون شبکه و جلوگیری از نفوذ هکرها می باشد. متاسفانه وضعیت فعلی دستگاه های مجهز به IoT بسیار نگران کننده است. این دستگاه ها اغلب به خوبی موارد امنیتی را اجرا نمی کنند و از رمزنگاری (Encryption) صحیح برای داده های خود بهره نمی برند. وجود نقص های امنیتی در یک دستگاه متصل به شبکه می تواند راهی آسان برای نفوذ هکرها به دستگاه و پس از آن تمام اکوسیستم باشد. یکی از مشکلاتی که این دستگاه ها دارند، عدم پشتیبانی از قابلیت وصله زدن (Patch) امنیتی می باشد.

حال تصور کنید دستگاه های صنعتی وارد یک شبکه IoT بدون امنیت کافی شوند. هکر ها به آسانی می توانند از طریق باگ ها وارد شبکه شده و اقدامات خرابکارانه شدیدی در آن انجام دهند. ضررهای وارد شده از این راه می تواند بسیار سهمگین باشد.

حفظ حریم خصوصی و اینترنت اشیا

جهت این که درک بهتری از چالش های حفظ حریم خصوصی در شبکه های اینترنت اشیا داشته باشید، مثالی برایتان ذکر می کنیم:

تصور کنید در یک خانه هوشمند تمام دستگاه ها به شبکه IoT متصل هستند و طبق فرمان های از پیش تنظیم شده یک روتین مشخص دارند. در چنین خانه ای هکر به راحتی می تواند زمان خوابیدن اعضای خانواده را شناسایی کند. (سیستم صوتی و تصویری به حالت خاموش درآمده و چراغ خواب ها روشن می شوند.) چه زمان افراد بیدار می شوند. (چای ساز یا قهوه ساز به طور خودکار شروع به فعالیت می کند.) چه زمانی از منزل خارج می شوند. (قفل های امنیتی هوشمند فعال می شوند.) چه مسیری را طی می کنند تا به محل کار خود برسند. (ردیاب خودرو مسیر را مشخص خواهد نمود.) و بسیاری از اتفاقات کوچک این چنینی که وقتی در کنار هم قرار گیرند، اطلاعات ارزشمندی برای افراد غریبه فراهم می آید.

یکی از راه های نقض حریم خصوصی وجود نقص های امنیتی است که مسیر هکرها را آسان می کند. اما یکی دیگر از راه های نشت اطلاعات، شرکت های سازنده و ارائه کننده خدمات اینترنت اشیا است. برخی از این شرکت ها از دو راه درآمدزایی می کنند. اولین راه فروش دستگاه و راه اندازی شبکه IoT و دومین راه فروش داده های کاربران است.

تا اینجا در رابطه با حریم خصوصی در خانه ها صحبت کردیم. حال تصور کنید در اتاق جلسات یک شرکت از دوربین و اسپیکرهای هوشمند استفاده شود. به این ترتیب یک هکر به آسانی می تواند به تمام اطلاعات رد و بدل شده در یک جلسه کاری دست یابد و خطری جدی برای آن کسب و کار محسوب شود.

حفظ حریم شخصی در اینترنت اشیا

تفاوت اینترنت اشیا (iot) و اینترنت همه چیز (ioe)

برخی از افراد اینترنت همه چیز (IoE) را مشترک با اینترنت اشیا می دانند. در حالی که این تقسیم بندی اشتباه است. در واقع اینترنت اشیا و ارتباطات ماشین به ماشین زیر مجموعه های اینترنت همه چیز هستند. در IoT شبکه ای میان اشیا فیزیکی ایجاد می شود که گاهی از یک شیء و گاهی از انسان فرمان می گیرند. اما در IoE چهار مولفه اصلی از جمله اشیاء، فرآیندها، داده ها و افراد به عنوان گره های نهایی شبکه وجود دارند. هر یک از این مولفه می توانند در شبکه حضور داشته و داده ها را دریافت یا ارسال کنند.

ادغام رایانش ابری و اینترنت اشیا چه فوایدی به دنبال دارد؟

پیشرفت فناوری بشر را به داشتن اولیه ها راضی نمی سازد. از این رو مهندسان تلاش می کنند با ترکیب میان آن ها دست آوردهای جدیدی کسب کنند. به همین دلیل برخی از فواید ادغام و ترکیب فناوری های رایانش ابری و اینترنت اشیا را با هم بررسی خواهیم کرد.

- قابلیت قدرت محاسباتی از راه دور

پیدایش فناوری 5G این امکان را برای سازمان ها ایجاد کرده که از راه دور و در کمترین زمان به داده های خود در فضای ابری دست یابند. ذخیره اطلاعات در این فضا شرکت ها را از نیاز به منابع قدرتمند آزاد کرده است. ترکیب فضای ابری و اتصال آن به شبکه IoT این امکان را فراهم می آورد که بتوان بر روی داده ها از راه دور پردازش و محاسبات انجام داد.

- مقیاس پذیری و انعطاف پذیری در پردازش داده ها

به کمک رایانش ابری شما می توانید نیاز خود به منابع و دستگاه های مختلف را بر اساس تقاضا از سوی کاربرانتان تنظیم کنید. به این ترتیب که در زمان افزایش تقاضا منابع بیشتری در اختیار داشته باشید و با کاهش تقاضا از طریق کاهش منابع در هزینه هایتان صرفه جویی کنید.

- ترکیب آسان داده ها

برخی سازمان ها از دو یا چند شعبه تشکیل شده اند که هر یک در مکان جغرافیایی مختلفی قرار دارند. ادغام رایانش ابری و اینترنت اشیا این امکان را فراهم می آورد که داده های یک شعبه با دیگر شعبه ها ترکیب شده و جامعه آماری قوی تر باشد.

- بهبود شرایط امنیت و حریم خصوصی

همان طور که پیش تر گفتیم امنیت در شبکه های اینترنت اشیا دچار چالش های مختلفی است که تا بهبود آن راه زیادی باقی است. استفاده از فضای ابری به سازمان ها این امکان را می دهد که برای داده های خود از پروتکل های رمزگذاری قوی استفاده نماید. همچنین در این فضا می توان برای کاربران سیستم احراز هویت قدرتمندی به کار گرفت که مانع از نفوذ افراد غریبه و دسترسی آن ها به اطلاعات سازمان می گردد.

آینده اینترنت اشیا

اینترنت اشیا فناوری بدیعی است که هنوز در مرحله آزمون و خطا به سر می برد. با این وجود پتانسیل های قدرتمندی در آن مشاهده می شود که می توان از آن در راستای سرعت بخشیدن به فرآیندهای زمان بر و بهبود راندمان کاری استفاده نمود. روی کار آمدن فناوری هایی همچون 5G، رایانش ابری، سنسورهای حساس، سیستم های تحلیل داده قوی و … آینده روشنی برای IoT رقم خواهد زد.

سخن پایانی

در این مطلب با اینترنت اشیا، کاربردهای آن، مزایا و چالش های امنیتی اش آشنا شدیم. آموختیم استفاده از شبکه های مبتنی بر IoT چه فوایدی برای بهبود کارایی یک سازمان خواهد داشت و از چه روش هایی برای رفع مشکلات ناشی از آن می توان بهره گرفت.

به این پست امتیاز دهید.

بر روی یک ستاره کلیک کنید تا به آن امتیاز دهید!

میانگین امتیازات 5 / 5. شمارش آرا: 1

اولین نفری باشید که به این پست امتیاز می دهد.

ارسال این مقاله برای دوستان

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *