اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا بواسطه توسعه و ترکیب فناوری‌های مختلف از جمله، حسگرها، سیستم‌های تعبیه شده، سیستم‌های بی‌سیم، خودکارسازی، سیستم‌های کنترل و یادگیری ماشین به وجود آمده است. در اینترنت اشیا، دستگاه‌ها و اشیاء به وسیله حسگرهای داخلی به اینترنت متصل می‌شوند و داده‌ها را به یک پلتفرم ارسال می‌کنند که داده‌ها را تحلیل می‌کند و اطلاعات را با برنامه‌هایی که برای رفع نیازهای خاص طراحی شده‌اند، به اشتراک می‌گذارد. پلتفرم‌های اینترنت اشیا برای تعیین اینکه کدام داده‌ها مفید هستند و کدام می‌توانند دور انداخته شوند، طراحی می‌شوند تا الگوها را شناسایی کنند، توصیه‌هایی ارائه دهند و مشکلات را قبل از اینکه رخ دهند، پیدا کنند.

ایده ایجاد شبکه‌ای از دستگاه‌های هوشمند در سال ۱۹۸۲ بررسی شد. در آن زمان، یک دستگاه فروشگاهی کوکاکولا در دانشگاه کارنگی ملون به عنوان اولین دستگاه متصل به اینترنت معرفی شد. این دستگاه قادر بود موجودی خود را گزارش دهد و اطلاعاتی درباره اینکه آیا نوشابه‌های تازه بارگذاری شده سرد هستند یا خیر را ارائه دهد.

با این حال، تحقیقات مارک ویزر در سال ۱۹۹۱ با عنوان "کامپیوتر قرن ۲۱" و کارهای انجام شده در کنفرانس‌هایی مانند UbiComp و PerCom، چشم انداز معاصر اینترنت اشیا را به وجود آورد.

این چشم انداز در دهه ۱۹۹۰ گسترش یافت و عبارت "اینترنت اشیا" در سال ۱۹۹۹ توسط کوین آشتون، که در شرکت Procter and Gamble و مرکز تحقیقات Auto-ID در موسسه فناوری ماساچوست کار می‌کرد، ابداع شد. اگرچه او در واقع عبارت "اینترنت برای اشیا" را ترجیح می‌داد، اما آشتون باور داشت که شناسایی با فرکانس رادیویی (RFID) برای اینترنت اشیا ضروری است تا امکان مدیریت هر دستگاه یا شی توسط کامپیوترها فراهم شود.

اینترنت اشیا تا حدود سال ۲۰۰۸-۲۰۰۹ به طور کامل به واقعیت نپیوست، اما می‌توان ادعا کرد که این مفهوم توسط ویزر و آشتون به وجود آمد و بر پایه کارهای گذشته مانند دستگاه کوکاکولا ساخته شده است، حتی اگر آن‌ها آن را به طور کامل "اختراع" نکرده باشند.

همانطور که در بالا اشاره شد، اینترنت اشیا بر اساس یک سری از توسعه‌ها و پیشرفت‌های قبلی ایجاد گردید. در حالی که دستگاه فروشگاهی دانشگاه کارنگی ملون در سال ۱۹۸۲ نصب شد، اما نمی‌توان آن را به عنوان شروع کلیت اینترنت اشیا تلقی کرد.

مفهوم اینترنت اشیا در سال ۱۹۹۱ ایجاد شد و در طول دهه ۱۹۹۰ با توسعه‌های بیشتری تکامل یافت. در سال ۱۹۹۴، رضا راجی مفهوم اینترنت اشیا را در مجله IEEE Spectrum توضیح داد. در طول سال‌های ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۷، چندین شرکت راهکارهایی به سبک اینترنت اشیا پیشنهاد کردند و در سال ۱۹۹۹، بیل جوی در چارچوب "شش وب" خود در جلسه سران جهانی اقتصادی در داووس، ارتباط دستگاه به دستگاه را متصور شد.

فناوری اینترنت اشیا برای مجموعه‌ای گسترده از کاربردها از استفاده‌های خانگی مانند امنیت خانه، ترموستات‌ها و روشنایی گرفته تا استفاده‌های صنعتی برای تولید، تعمیر و نگهداری، فروش و غیره استفاده می‌شود. این کاربردهای متنوع را می‌توان به طور کلی در دسته‌بندی‌های تجاری، مصرفی، صنعتی و زیرساخت تقسیم بندی کرد. در زیر تعدادی از کاربردهای رایج فناوری اینترنت اشیا آورده شده است:

1. کاربردهای مصرفی:

مصرف‌کننده‌ها می‌توانند از فناوری اینترنت اشیا در زمینه‌های مختلف استفاده کنند، از جمله خودروهای هوشمند، سلامت هوشمند، خانه هوشمند (مانند سیستم‌های روشنایی و بلندگو)، فناوری‌های پوشیدنی و لوازم خانگی که قابلیت پایش از راه دور دارند، مانند زنگ درب تصویری با قابلیت کنترل از راه دور. بسیاری از این کاربردها جزء ویژگی‌های یک خانه هوشمند نیز به شمار می‌آیند.

2. کاربردهای خانه هوشمند:

روشنایی، گرمایش و سرمایش هوا، همچنین سیستم‌های رسانه‌ای و امنیتی، همگی بخشی از یک خانه مجهز به فناوری اینترنت اشیا هستند. اینترنت اشیا می‌توانند با خاموش کردن دستگاه‌هایی که نیاز به آن‌ها نیست، صرفه‌جویی در انرژی را فراهم کنند. بسیاری از خانه‌های هوشمند بر اساس یک پلتفرم مرکزی یا هاب ساخته می‌شوند که با دستگاه‌ها و لوازم هوشمند ارتباط برقرار می‌کند. این سیستم‌ها معمولاً از طریق یک تلفن همراه، تبلت یا دستگاه دیگر، گاهی حتی بدون نیاز به پروتکل وای‌فای، کنترل می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند به پلتفرم‌های مستقل مانند آمازون اکو یا اپل هوم‌پاد متصل شوند یا از یک بستر منبع باز مانند Home Assistant یا OpenHAB استفاده کنند.

3. کاربردهای مراقبت از سلامت:

دستگاه‌های متصل به اینترنت همچنین می‌توانند کمک‌های ارزشمندی را برای سالمندان یا افراد دارای معلولیت ارائه دهند و کیفیت زندگی بهتری را برای آنها فراهم کنند. به عنوان مثال، دستگاه‌های کنترل شده توسط صدا می‌توانند به کاربرانی که محدودیت بینایی یا تحرک دارند کمک کنند و سیستم‌های هشدار می‌توانند مستقیماً به ایمپلنت‌های شنوایی متصل شوند تا به کاربران با مشکلات شنوایی کمک کنند. حسگرها همچنین می‌توانند برای پیشگیری از حوادث پزشکی مانند سقوط‌ از ارتفاع، نظارت کنند.

4. کاربردهای پزشکی و بهداشت:

اینترنت اشیا می‌تواند برای مقاصد پزشکی و بهداشتی مختلفی از جمله جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها برای تحقیقات و نظارت بر بیماران، استفاده شود که به آن به عنوان "اینترنت اشیاء پزشکی" یا "IoMT" اشاره می‌شود. IoMT یا "سلامت هوشمند"، منابع و خدمات را به یک سیستم بهداشت دیجیتال متصل می‌کند که قادر به نظارت بر سلامت و سیستم‌های اطلاعات اضطراری مانند پایش فشار خون، پایش ضربان قلب و سمعک‌های پیشرفته است. به عنوان مثال، برخی بیمارستان‌ها تخت‌های هوشمندی نصب کرده‌اند که می‌توانند تشخیص دهند که آیا تخت مشغول است و آیا بیمار سعی در برخاستن دارد. این تخت‌ها همچنین قابل تنظیم هستند تا فشار و پشتیبانی صحیح را به طور خودکار به بیمار ارائه دهند. IoMT همچنین می‌تواند برای مدیریت، کنترل یا پیشگیری از بیماری‌های مزمن از طریق پایش از راه دور استفاده شود. با استفاده از راهکارهای بی‌سیم، متخصصان بهداشت می‌توانند داده‌های بهداشت و سلامت بیمار را جمع‌آوری کرده و آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنند. کاربردهای دیگر در حوزه بهداشت شامل دستگاه‌های مصرفی طراحی شده برای تشویق به سبک زندگی سالم مانند ترازوهای متصل یا دستگاه‌های تمرین بدنی است. فارغ از مسائل بهداشت و سلامت، از IoMT در صنعت بیمه سلامت نیز استفاده می‌شود؛ برای مثال شرکت‌های بیمه می‌توانند با استفاده از لوازم جانبی قابل پوشیدن، دستگاه‌های بهداشت متصل و برنامه‌های تلفن همراه، رفتار مشتریان را رصد کرده و مدل‌های قیمت‌گذاری و بیمه‌گذاری دقیق‌تری را به آن‌ها پیشنهاد دهند.

5. کاربردهای حمل و نقل:

اینترنت اشیا در حمل و نقل کاربردهای بسیاری دارد، به عنوان مثال می‌توان به کنترل هوشمند ترافیک، پارکینگ‌های هوشمند، جمع‌آوری هوشمند عوارض ترافیک، مدیریت ایمنی خودرو و کمک‌های راهنمایی راهبردی به مسافران اشاره کرد. همزمان با یکپارچه کردن خودروها با زیرساخت حمل و نقل، اینترنت اشیا امکان ارتباط خودرو-به-همه چیز (V2X)، ارتباط خودرو-به-خودرو (V2V)، ارتباط خودرو-به-زیرساخت (V2I) و ارتباط خودرو-به-پیاده (V2P) را ارائه می‌دهد. این سیستم‌های ارتباطی راه را برای رسیدن به تکنولوژی رانندگی خودکار هموارتر می‌سازد.

6. کاربردهای ساختمان:

دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند در بخش‌های مختلفی از سازه ساختمان‌ها مثل سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی به کار رفته و به کاهش مصرف انرژی کمک کنند. همچنین می‌توانند بر رفتار ساکنان ساختمان نیز نظارت کنند.

7. کاربردهای صنعتی:

دستگاه‌های اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) امکان جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها را از تجهیزات، فناوری‌ها و مکان‌ها در صنایع فراهم نموده و به به‌روزرسانی خودکار تجهیزات جهت حفظ کارایی و جلوگیری از اتلاف زمان و هزینه برای تعمیر و نگهداری کمک می‌کنند.

8. کاربردهای تولید:

دستگاه‌های تولیدی می‌توانند بر بستر اینترنت اشیا قرار گرفته تا از طریق شبکه، فرآیندهای تولید را به صورت هوشمند کنترل و مدیریت کنند. این سیستم‌ها امکان بهینه‌سازی محصولات، فرآیندها و زنجیره‌های تامین را فراهم می‌کنند، همچنین باعث بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان محصول از طریق نگهداری پیشگیرانه و ارزیابی آماری می‌شوند.

9. کاربردهای کشاورزی:

برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا در زمینه کشاورزی شامل جمع‌آوری داده‌ها برای شرایط آب و هوا، محتوای خاک یا آفت‌ها است. این داده‌ها می‌توانند به اتوماسیون تکنیک‌های کشاورزی کمک کنند، تصمیم‌گیری‌ درباره زمان، محل و نوع کشت را هوشمندانه‌تر سازند، کیفیت مواد غذایی را بهبود بخشند، هدررفت منابع را کاهش دهند و باعث افزایش کارایی سیستم‌های کشاورزی گردند. استفاده از هوش مصنوعی و برنامه‌های کامپیوتری خاص می‌تواند از حفظ خاک تا پرورش ماهی به کار برده شود.

10. کاربردهای زیرساخت:

اینترنت اشیا برای نظارت و کنترل زیرساخت‌های شهری و روستایی پایدار، از جمله پل‌ها، مسیرهای راه‌آهن و نیروگاه‌های بادی استفاده می‌شود. جهت نگهداری زیرساخت‌ها و کاهش خطر، جمع‌آوری داده‌ها از طریق اینترنت اشیا می‌تواند شرایط زیرساخت را نظارت کند تا  در صورت نیاز، کارهای لازم جهت بهبودهای ایمنی و بهره‌وری در اسرع وقت و در کوتاه‌ترین زمان ممکن صورت پذیرد. تجزیه و تحلیل به موقع داده‌ها می‌تواند در برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری کمک کند.

11. کاربردهای شهری:

با کمک اینترنت اشیا، شهرها می‌توانند مدیریت شوند تا شهر هوشمندی را ایجاد کنند که برای ساکنانش، مجموعه‌ای از مزایا را ارائه می‌دهد. این مزایا شامل یافتن مکان پارکینگ، نظارت بر محیط زیست، مدیریت ترافیک، کاهش آلودگی، سیستم‌های امنیتی، نورپردازی، تابلوهای دیجیتال، وای فای عمومی، صدور بلیت بدون کاغذ، مدیریت مسیرهای آبی، ایستگاه‌های اتوبوس هوشمند، کیوسک‌های هوشمند و موارد دیگر می‌شود.

12. کاربردهای مدیریت انرژی:

    اتصال به اینترنت می‌تواند باعث مدیریت مصرف انرژی برای لامپ‌ها، لوازم خانگی، دارایی‌های صنعتی و موارد دیگر شود. دستگاه‌های مصرف کننده انرژی را می‌توان از راه دور مدیریت کرد تا در زمانی که نیازی به آن‌ها نیست، در مصرف انرژی صرفه جویی شود. به علاوه، شبکه هوشمند می‌تواند داده‌های مربوط به مصرف انرژی را جمع آوری کند تا به بهبود کارایی و توزیع برق کمک کند.

13. کاربردهای نظارت محیطی:

    نظارت بر کیفیت هوا یا آب یکی دیگر از راه‌هایی است که حسگرهای قابل اتصال به اینترنت می‌توانند جهان ما را تغییر دهند. اینترنت اشیا امکان جمع آوری داده‌ها در مورد حرکات جانوران، شرایط خاک و موارد دیگر را فراهم می‌کند. همچنین، اینترنت اشیا می‌تواند برای نظارت بر فاجعه‌های طبیعی مانند سونامی‌ها یا زلزله‌ها، که به بهبود پاسخ اضطراری و کاهش آسیب کمک می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرد. یکی از کاربردهای عملی، پروژه 'اقیانوس اشیا' است که فعالیت‌های محیطی و کشتی را در دریاها جمع آوری، نظارت و تحلیل می‌کند.

14. کاربردهای نظامی:

    استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیا برای اهداف نظامی، یکی دیگر از کاربردهای وسیع این حوزه است. کاربردهای این حوزه شامل بررسی و نظارت، جاسوسی و سایر عملیات برای جمع آوری داده‌های جنگ‌جویان و تهیه اطلاعات میدان جنگ می‌شود. این پروژه‌ها می‌تواند شامل استفاده از حسگرها، مهمات، وسایل نقلیه، ربات‌ها و فناوری‌های قابل استفاده بر روی بدن یک نیروی نظامی آموزش دیده باشد تا در جمع‌آوری و استفاده از داده‌های جنگی کمک کند.

اینترنت اشیا در حال حاضر به اتوماسیون و ساده‌سازی بسیاری از وظایف روزمره در حوزه کسب و کار، صنعت و منزل کمک می‌کند. با کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری و ایمنی، بهبود تجربه مشتری و ایجاد منابع درآمد جدید، اینترنت اشیا می‌تواند به ما کمک کند تا تصمیمات بهتری بگیریم. مزیت مهم اینترنت اشیا در حوزه کسب و کار، دسترسی و تجزیه و تحلیل داده‌ها است که نیاز به تحلیلگران داده خارجی یا پژوهشگران بازار را برطرف می‌کند. اینترنت اشیا قادر است به تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ به صورت زمان واقعی پاسخ دهد و نشان دهد که محصولات و خدمات در جهان واقعی چگونه عمل می‌کنند و شرایطی را ایجاد کند که بهبودها به سرعت انجام شود. این داده‌ها همچنین یک درک بهتر از رفتار مشتری را ارائه می‌دهد تا کسب و کارها بتوانند نیازهای آن‌ها را برآورده کنند و در عین حال با مدیریت مصرف انرژی و منابع، هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند. در نهایت، اینترنت اشیا می‌تواند با جمع‌آوری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها با کارکنان، امکان کار از راه دور را فراهم کند، بدون اینکه محل فیزیکی آن‌ها مهم باشد.