اینترنت اشیاء چیست؟

جمع‌آوری داده‌ها یا همان دیتاهایی که ما از اجسام و اشیاء اطرافمان به دست می‌آوریم؛ علم جدیدی به نام اینترنت اشیاء را به وجود آورده است. اینترنت اشیا در واقع همان اطلاعاتی است که ما از اجسام به دست می‌آوریم و بر اساس آن رفتار مشخصی را بروز می‌دهیم. مثلا وقتی اطلاعاتی که از یک گلدان داریم نشان می‌دهد خاک این گیاه رطوبت کمی دارد، واکنش ما این است که یک لیوان آب پای گلدان بریزیم. کم کم بر پایه‌ی همین واکنش‌های ما دیتاهای گلدان کامل‌تر شده و اطلاعات جامع‌تری به دست می‌آوریم. پس می‌شود گفت علم اینترنت اشیاء مثل یک کودک رشد می‌کند و کامل‌تر می‌شود.

علم داده‌های اشیاء از زمانی که به عنوان اینترنت اشیاء شناخته شده تا کنون در حال گسترش بوده و روز به روز بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در واقع اینترنت اشیاء از جمله آن علومی نیست که مدتی بدرخشد و سپس از بین برود. اگر دورنمایی ۵ تا ۱۰ ساله داشته باشید متوجه خواهید شد که آینده متعلق به کسانی است که در حوزه اینترنت اشیاء کسب و کاری را راه اندازی کرده‌اند.

اینترنت اشیاء در زمینه‌های مختلف نیاز به متخصصین خودش دارد و به این شکل نیست که یک نفر آشنا به اینترنت اشیا خودش را در همه حوزه‌ها متخصص بداند. کاربرد اینترنت اشیا در پزشکی و سلامت کاملا متفاوت است از اینترنت اشیا در کشاورزی یا دامداری! پس با توجه به اینکه کشور ما در حال توسعه است می‌توان گفت اینترنت اشیا در ایران به شدت نیازمند متخصصین مجرب در هر بخش اجرای اینترنت اشیا، لایه‌ها و زیرساخت‌های مختلف آن خواهد بود.

IOT مخفف چیست؟

مخفف Internet Of Things، و یا همان اینترنت اشیا است که از ابتدای دهه ۱۹۹۰ میلادی توسط کوین اشتون مطرح شد و ما را وارد دنیای جدیدی از ارتباطات نمود. فراگیر شدن اینترنت، گوشی‌های همراه و استفاده از انواع حسگرها در این وسایل، هر روز بیشتر از قبل زمینه را برای رشد و پیاده‌سازی اینترنت اشیا فراهم کرد. IOT به بیان دیگر هر دستگاه و یا وسیله‌ای است که به اینترنت متصل می‌شود. در حقیقت تعریف اینترنت اشیا، جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات مفید از اشیا پیرامون ماست. بیشتر دستگاه‌های IOT همان وسایلی هستند که ما در خانه و محل کارمان از آنها استفاده می‌کنیم. کم کم استفاده هوشمند از اطلاعات اشیا تبدیل به خانه هوشمند و سپس شهر هوشمند خواهد شد.

شبکه جهانی اینترنت در حال حاضر شامل میلیاردها لپتاپ، تبلت، تلفن همراه، وسایل خانه، ساختمان و تأسیسات آن‌ها، خودروها و کامیون‌ها، ماشین آلات صنعتی، حیوانات خانگی و حتی رفتارها و عادات خودمان است. در عین حال این شبکه همچنان در حال گسترش می‌باشد. بر طبق پیش‌بینی‌های موجود در دنیای وب تا سال ۲۰۲۵ در حدود ۱۰۰ میلیارد شیء متصل به اینترنت اشیا خواهیم داشت که این اتصالات بیش از یازده تریلیون دلار در اقتصاد تأثیر خواهد داشت. به هر حال پروژه‌های انجام شده در اینترت اشیا بر اینترنت و اقتصاد تأثیر چشمگیری داشته است.

درعلم اینترنت اشیا، اطلاعات به روش‌های مختلف توسط سنسورهای متنوع، نرم‌افزار و سخت‌افزارهای مختلفی جمع‌آوری و تحلیل می‌شود تا به صورت کاربردی در اختیار ما قرار گیرند.

هدف از اینترنت اشیاء

خب جمع‌آوری این اطلاعات چه فایده‌ای در اینترنت دارد و اصلا هدف از اینترنت اشیا چیست؟ برای اینکه این سوال را به خوبی جواب بدهم، اجازه می‌خواهم زمانی را به شما یادآوری کنم که اینترنت به تازگی شروع به کار کرده بود. آن زمان استفاده از اینترنت درست مانند یک خیابان یک طرفه بود که هیچ توجهی به کاربر نداشت و فقط شما می‌توانستید اطلاعات را از آن بگیرید اما امروزه اینترنت شبیه یک جاده دو طرفه است که شما یک سری اطلاعات به دست می‌آورید و هم مرورگر شما یا اپلیکیشنی که با آن به اینترنت متصل شده‌اید از رفتار شما در فضای مجازی اطلاعاتی را جمع‌آوری می‌کند.

مثلا اگر شما به تازگی کلمات IOT را زیاد در گوگل سرچ کرده باشید، در روزهای بعد به صورت پیشفرض گوگل شما را فردی علاقه‌مند در این زمینه تشخیص می‌دهد و مقاله‌های جدیدی که به تازگی در رابطه با IOT منتشر شده است را به شما نشان خواهد داد. پس هدف از اینترنت اشیا ارائه بهتر و راحت‌تر خدمات در زندگی بشر است.

اینترنت اشیاء در خدمت بشر یا علیه آن؟!

هر شیء که شما در اطراف خود می‌بینید و هر صنعت و پروسه‌ای دارای یک سری اطلاعات است که می‌تواند در شبکه اینترنت از آن بهره برد. توسعه‌دهندگان با خلاقیت خود از این اطلاعات استفاده بهینه می‌کنند. مثلا وقتی ترازوی شما به یک برنامه کاربردی تناسب اندام در تلفن همراهتان متصل باشد، به محض اینکه دیتاهای مربوط به افزایش و یا کاهش وزن شما را دریافت کنند، دستور غذایی و برنامه ورزشی مناسب را به شما پیشنهاد می‌دهند.

شاید فکر کنید این خیلی بد است که اینترنت اشیا زندگی ما را تحت کنترل درآورد و تا این حد ما را زیر نظر داشته باشد. حتما شما هم فیلم‌هایی که در آن ربات‌ها بر انسان غلبه پیدا کرده‌اند را دیده‌اید و تصورتان از پیشرفت نهایی اینترنت اشیا چنین دنیایی است. اما واقعیت این است که چنین اتفاقی نیفتاده است. خوشبختانه فناوری تاکنون در خدمت بشر بوده و این سناریو بی‌شباهت به زمانی نیست که تکنولوژی صنعتی در حال گسترش بود و افرادی که از ماشینی شدن کارها می‌ترسیدند شروع به داستان سرایی کردند.

لایه‌های مختلف اینترنت اشیاء

به طور کلی ۴ لایه کاربردی، پشتیبانی، شبکه و دستگاه در معماری اینترنت اشیا در نظر گرفته شده است. این لایه‌ها با کمک قابلیت‌های مدیریتی و امنیتی، کاربردهای اینترنت اشیا را پیاده سازی می‌کنند.

۱- لایه سنسورها و سخت افزارها: تعامل با شبکه ارتباطی، جمع‌آوری اطلاعات و نوع ارتباطات

۲- لایه شبکه یا پروتکل انتقال: نوع برقراری ارتباط به منظور انتقال داده‌های خاص و سرویس‌های اینترنت اشیا

۳- لایه پلتفرم‌ها و سرورها: نرم افزار تحت وب که قابلیت مدیریت سخت افزارهای اینترنت اشیاء را داشته باشد و پردازش داده‌ها یا ذخیره‌سازی و دسترسی به آن‌ها به صورت تصویری و کاربرپسند

۴- لایه کاربردی: مدل‌سازی از اطلاعات جمع شده با استفاده از یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی به منظور کاربردهای مختلف اینترنت اشیا

هر پروژه اینترنت اشیا هر ۴ مورد از این لایه‌ها را دارد. اتحادیه‌های بین‌المللی مخابرات این ۴ لایه را در معماری اینترنت اشیاء طراحی کرده‌اند تا به کمک قابلیت‌های مدیریتی و امنیتی، کاربردهای اینترنت اشیا در حمل و نقل، ساختمان‌ها، انرژی، صنایع، سلامت و زندگی هوشمند را تحقق بخشند.

پروتکل‌های اتصال در اینترنت اشیاء

همانطور که گفتیم جمع‌آوری اطلاعات از اجسام اولین و مهمترین قسمت اینترنت اشیا است. اینکه هر شیء چگونه به اینترنت متصل شود و چگونه دیتاها را استخراج کنیم می‌شود همان مبحث پروتکل‌های اتصالی اینترنت اشیاء که تعداد آنها بسیار زیاد است. مثلا پروتکل‌های سلولار، ماهواره‌ای، وای فای، بلوتوث، Ethernet, LPWAN, NFC و… . برای هر کدام از این پروتکل‌های اتصال، سرویس‌دهنده‌های مختلفی وجود دارد. به عنوان مثال در ایران اتصال سلولار توسط سرویس‌دهنده‌های ایرانسل و همراه اول می‌باشد. پروتکل‌های اتصال به شبکه IOT بهتر است به صورت open_source باشند. پروتکل‌های اختصاصی، پیچیدگی شبکه را افزایش می‌دهند. تعدادی از معروف‌ترین پروتکل‌ها در اینترنت اشیا عبارتند از:

بلوتوث

یکی از پرکاربردترین فناوری‌های بیسیم برد کوتاه بلوتوث است که با استفاده از آن می‌توانید به سرعت برنامه‌های بلوتوثی را به وسایل هوشمند و فناوری‌های پوشیدنی متصل کنید. پروتکل‌های بلوتوثی دربین شبکه IOT جایگاه خاصی دارند.

وای فای

طبق نظر بسیاری از طراحان الکترونیکی، برای یکپارچه سازی IOT، وای فای یک انتخاب مطلوب است. به دلیل زیرساخت‌های آماده و کارآمد این پروتکل مورد استفاده زیادی دارد. انتقال سریع داده به همراه توانایی کنترل تعداد زیادی از دیتاها و دامنه پوشش تقریبا تا ۵۰ متر از دیگر مزایای این پروتکل اتصال در اینترنت اشیا است.

زیگبی

در بین پروتکل‌های اینترنت اشیا، ZigBee بیشترین کاربرد را در صنعت دارد. معمولا با فرکانس ۲.۴ گیگا هرتز کار می‌کند. این فرکانس ایده‌آل برای مکان‌های صنعتی است که داده‌ها را به راحتی در ساختمان منتقل می‌کند.

KNX

این پروتکل برای انتقال دیتا و بر بستر سیمی استفاده می‌شود. کاربرد پروتکل KNX، در هوشمندسازی ساختمان‌ها بیشتر دیده می‌شود. IOT در هوشمندسازی ساختمان کاربردهای زیادی دارد و به همین جهت این پروتکل مورد توجه است.

شبکه‌های سلولی موبایل

شبکه‌های سلولی عادی نه تنها نیاز به هزینه بالایی دارد بلکه نیاز به انرژی زیادی هم دارد. شبکه‌های سلولی موبایل اینترنت اشیا برای پروژه‌های مبتنی بر حسگر با پهنای باند کم فوق‌العاده خوب عمل می‌کند.

تعداد این پروتکل‌ها بسیار زیاد است و درک بعضی از آن‌ها نیاز به اطلاعات تخصصی دارد؛ به همین علت از باز کردن بیش از حد این مباحث در این مقاله اینترنت اشیا صرف نظر می‌کنیم.

اینترنت اشیاء در ایران

در حال حاضر شرکت‌های نوپایی در حوزه اینترنت اشیا در حال فعالیت هستند و این روند رو به افزایش است پس شاید بتوان گفت که بهترین کار پیش از رسیدن این موج بزرگ، ایجاد آمادگی و آگاهی است. اینترنت اشیا به آهستگی در حال ورود در همه کشورهاست و ایران نیز از این قاعده مستثنی نیست. مجموعه آرشین نیز با بهره‌مندی از دانش فنی متخصصین خود از سال ۹۲ فعالیتش را در این زمینه آغاز کرده و علاوه بر پروژه‌های مختلف در حوزه هوشمندسازی ساختمان، تولیداتی از قبیل ردیاب خودرو بهیاب را نیز روانه بازار کرده است.

تأثیر اینترنت اشیا در دنیای کسب و کار، محصولات فراوان و چالش‌های پیش روی اینترنت اشیا در ایران از جهات مختلف نیاز به بررسی دارد و مسلما در یک مقاله نمی‌توان به طور کامل به آن پرداخت. ضمن این که هنوز اطلاعات در این زمینه کامل نیست و نمی‌توانیم بگوییم که به چه سمت و سویی خواهیم رفت. تنها چیزی که با اطمینان می‌توان در مورد آن صحبت کرد این است که اینترنت اشیاء یک علم در حال توسعه است که هر چه سریع‌تر و بهتر بایستی آن را آموخت و پیاده‌سازی کرد تا جامعه‌ای هوشمند داشته باشیم.