رفتن به محتوای اصلی
شنبه ۲۳ آذر ۱۳۹۸
.

دسته بندی اخبار

دسته بندی عمومی

همه چیز درباره «اینترنت همه‌چیز»

یک گزارش کامل از IOT/دکتر محمدرضا کریمی قهرودی

همه چیز درباره «اینترنت همه‌چیز»

بررسی‌های موسسه تحقیقاتی گارتنر نشان می ‏دهد که تا سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۵ میلیارد وسیله مختلف در جهان از طریق خدمات مبتنی بر اینترنت اشیاء به اینترنت یا دیگر شبکه ‏های متصل خواهند شد.

 

• بهره‏وری کارکنان، امروزه با استفاده از اينترنت اشياء افزايش پيدا کرده است. راهکار مبتنی بر اينترنت اشياء که توسط مايکروسافت ارائه شده است، در يک کسب و کار سنگبری توانسته ۳۳ درصد بهره‌وری و ۷۰ درصد درآمد را افزايش دهد و به کارخانه جيپ کمک کرده است تا در هر ۷۷ ثانيه يک بدنه جديد توليد کند

• بر اساس پیش‌بینی موسسه مکنزی اینترنت اشیاء تا سال ۲۰۲۵، حجم بازاری معادل ۱۱ تریلیون دلار را طی سال ایجاد می‌کند

 

 

 

اینترنت اشیاء مفهومی است که به‌سختی می‌توان تعریف دقیقی از آن ارائه کرد و برخلاف گفتگوها و همهمه جهاني درباره اينترنت اشياء، تعريف جهاني و منفردي براي اين اصطلاح وجود ندارد. گروه‌هاي مختلف، تعاريف متفاوتي براي توصيف ديدگاه ويژه‌اي از اينترنت اشيا و ويژگي‌هاي مهم آن ارائه کرده‌اند، اما فردی که اولین بار از این مفهوم سخن به میان آورد کسی نبود جز کوین اشتون، یک کارشناس در حوزه نوآوری دیجیتالی. اشتون این مفهوم را در مقاله‌ای در نشریه شناسایی از طریق فرکانس رادیویی  در سال ۱۹۹۹ به بهترین نحو تشریح کرده است: " اگر ما رایانه‌هایی داشتیم که همه‌چیز را درباره همه‌چیز می‌دانستند و بدون هیچ کمکی از سوی ما از داده‌هایی که خود جمع‌آوری می‌کردند، استفاده می‌کردند در آن صورت می‌توانستیم همه‌چیز را ردگیری و اندازه‌گیری کنیم و با این کار تا حد زیادی از اتلاف وقت، انرژی و هزینه جلوگیری کنیم. همچنین می‌دانستیم چه چیزهایی را برای تعویض، تعمیر یا راه‌اندازی لازم داریم و آیا اشیاء خود به‌تنهایی قادر به اجرای وظایف خود هستند یا خیر." 

وقتی صحبت از اتصال به میان می‌آید، بیشتر ما به رایانه، تبلت و گوشی هوشمند فکر می‌کنیم اما اینترنت اشیاء جهانی را توصیف می‌کند که در آن‌همه چیز به‌صورت هوشمند به یکدیگر متصل می‌شوند و باهم ارتباط برقرار می‌کنند. به‌عبارت‌دیگر با اینترنت اشیاء جهان فیزیکی به یک سامانه اطلاعاتی بزرگ تبدیل می‌شود. کوین اشتون جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، از جمله اشیاء بیجان، برای خود هویت دیجیتالی داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آنها را سازماندهی و مدیریت کنند. اینترنت در حال حاضر همه مردم را به هم متصل می‏کند ولی با اینترنت اشیاء تمام اشیاء به هم متصل می‏شوند.

 اینترنتِ اشیاء مفهومی جدید در دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات بوده که در آن برای هر موجودی (انسان، حیوان و یا اشیاء) قابلیت ارسال داده از طریق شبکه‌های ارتباطی، اعم از اینترنت یا اینترانت، فراهم می‌شود. اینترنت در حال حاضر اغلب شامل وبگردی، تحلیل و بکارگیری اطلاعات است. اینترنت اشیاء نمایشی از یکپارچگی کامل در اینترنت آینده است. سایر تعاریف رایج در اینجا ذکر شده است:

 

• اینترنت اشیاء اشاره دارد به بسیاری از اشیاء و وسایل محیط پیرامونمان که به شبکه اینترنت متصل شده‌اند و می‌توان توسط برنامه‌های کاربردی موجود در تلفن‌های هوشمند و غیره آن‌ها را کنترل و مدیریت کرد. 

• اینترنت اشیاء به برقراری ارتباط بین اشیاء)هر آنچه که قابلیت اتصال تگ‏ها یا نصب سنسورهایی بر روی آن را داشته باشد) اشاره دارد. همچنین این تگ‏ها و سنسورها اطلاعات خود را به اشتراک خواهند گذاشت و در پی این ارتباطات، شبکه‏ای از اشیاء متصل به هم به وجود خواهد آمد که شبکه اینترنت اشیاء نامیده می‏شود.

• اینترنت اشیاء دنیایی از چیزهای ناهمگون است که علاوه بر ویژگی‏های فیزیکی و مجازی، هویت نیز دارند و به شکل یکپارچه و ایمن از طریق زیرساخت اینترنت با استفاده از پروتکل‏های ارتباطی استاندارد با یکدیگر ارتباط برقرار می‏کنند.

• گروه معماري اينترنت، در ملاحظات معماري در شبكه‌سازی اشياي هوشمند، اينترنت اشياء را به شرح زير توصيف كرده است: اصطلاح اينترنت اشيا اشاره به فرایندکاری دارد كه در آن شمار زيادي از دستگاه‌ها، خدمات ارائه‌شده توسط پروتكل‌هاي اينترنت را به كار مي‌گيرند. بسياري از اين دستگاه‌ها كه اغلب به نام اشياي هوشمند خوانده مي‌شوند به‌طور مستقيم توسط انسان‌ها راه‌اندازي نمي‌شوند، اما به‌عنوان عناصري در ساختمان‌ها يا خودروها وجود دارند يا در محيط پراكنده هستند.

• گروه کاری مهندسي اينترنت، اصطلاح "شبكه‌سازی اشياي هوشمند" را به‏عنوان مرجعي براي اينترنت اشيا استفاده می‏کند. در اين مفهوم، اشياي هوشمند دستگاه‌هايي هستند كه معمولاً محدوديت‌هايي چشمگيري مانند قدرت حافظه و منابع پردازشي يا پهناي باند دارند. كار این گروه کاری حول نيازمندي‌هاي ويژه براي دستيابي به تعامل‌پذيري متقابل شبكه بين انواع اشياي هوشمند سازمان‌دهی شده است.

• اتحاديه بين‌المللي مخابرات، اينترنت اشيا زيرساختي جهاني براي جامعه اطلاعاتي، توانمندسازي خدمات پيشرفته با اتصال متقابل(فيزيكي و مجازي) اشيا بر مبناي فناوري‌هاي ارتباطي و اطلاعاتي قابل تعامل موجود و در حال تكامل است. اينترنت اشيا بهره‌برداري كامل از اشيا را به‌منظور ارائه خدمات برای انواع كاربران فراهم و اطمينان مي‌دهد كه نيازمندي‌هاي امنيتي و محرمانگي اجرا مي‌شوند و مي‌تواند به‌عنوان بينشي مبني بر پياده‌سازي فناوري و اجتماعي درك شود.

• مجله ارتباطات IEEE ، اينترنت اشياء را به خدمات ابر برمي‌گرداند، اينترنت اشيا چارچوبي است كه در آن تمام اشيا بازنما و حضوري در اينترنت دارند. مهم‌تر اينكه، اينترنت اشيا بر ارائه برنامه‌هاي كاربردي و خدمات جديد تمركز دارد كه جهان‌هاي فيزيكي و مجازي را به هم ربط مي‌دهد و در آن ارتباطات ماشين به ماشين، ارتباطات برخط را بازنمایی مي‌كند و تعامل‌هاي بين اشياء و برنامه‌هاي كاربردي در ابر را توانمند مي‌سازند.

• اتحادیه بین‌المللی مخابرات و شرکت بین‌المللی تحقیقات الکترونیک اینترنت اشیاء را به‌عنوان زیرساخت شبکه پویای جهانی تعریف ‌نموده است که دارای قابلیت خود پیکربندی بر اساس استاندارد، تعامل پروتکل‌های ارتباطی جهت شناسایی اشیاء فیزیکی و مجازی، استفاده از واسط‌های هوشمند و یکپارچگی با شبکه اطلاعاتی است.

تعاريف گوناگون از اينترنت اشياء الزاماً باهم مغایرت ندارند، بلكه بر جنبه‌هاي مختلف موضوع از منظرهای مختلف تأکید دارند. همة تعاريف سناريوهايي را توصيف مي‌كنند كه در آن قابلیت اتصال‌ به شبكه و قابليت رايانشي به مجموعه اشياء، دستگاه‌ها، حسگرها و اقدام معمولي گسترش مي‌يابد. اين وضعيت امكان مي‌دهد دستگاه‌ها، داده را با مداخله اندك انسان، توليد، مبادله و مصرف‌كنند. اما تعاريف پراكنده مي‌توانند منبعي از پريشاني گفتگوها درباره موضوع به‌ویژه در بحث‌هاي بين گروه‌هاي سهام‌دار يا بخش‌هاي صنعت باشد.  بنابراین به گونه گسترده‌اي، اصطلاح «اينترنت اشياء» به گسترش قابلیت اتصال‌ به شبكه و قابليت رايانشي اشياء، دستگاه‌ها، حسگرها و اقلامي كه برابر معمول به‌عنوان رايانه در نظر گرفته نمي‌شوند، ارجاع داده مي‌شود. اين نوع «اشياي هوشمند» به كمترين مداخله انساني براي توليد، مبادله و مصرف داده نياز دارند و اغلب اتصال‌پذيري براي جمع‌آوری داده از دور؛ تحليل و قابليت‌هاي مديريتي را فراهم مي‌کند.

نقطه مشترک دیگر برخی از این تعاریف در این مفهوم نهفته است که در تعریف اولیه از اینترنت، داده‌ها مقولاتی بودند که کاربران تولید می‌کردند اما در تعریف جدید، داده‌ها توسط اشیاء تولید می‏شوند. از نقطه‌نظر مفهومی، اینترنت اشیاء بر اساس سه رکن اساسی ساخته می‌شود که مرتبط با قابلیت‌های اشیاء هوشمند است. این قابلیت‌ها عبارت‌اند از:

• قابلیت شناسایی، یعنی هر شی‌ء بتواند خودش را بشناساند؛

• قابلیت برقراری ارتباط، یعنی هر شی‌ء بتواند ارتباط برقرار کند و

• قابلیت تعامل، یعنی هر شی‌ء بتواند تعامل کند.

اشیاء هوشمند باید بتوانند این اعمال را در رابطه با کاربران انتهایی یا دیگر موجودیت‌های شبکه انجام دهند. در سطح یک مؤلفه، اینترنت اشیاء بر مبنای مفهوم «اشیاء هوشمند» یا به‌طور ساده «اشیاء» است که مکمل موجودیت‌های حاضر در حوزه اینترنت مانند میزبان‌ها، پایانه‌ها، روترها و غیره می‌باشند.

 طی چند سال اخیر، اینترنت اشیاء از یک طرح آینده‌نگر تبدیل به یک واقعیت در بازار شده است. تصمیمات تجاری بزرگی توسط بازیگران حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات نظیر گوگل، اپل و سیسکو جهت تحقق چشم‌انداز اینترنت اشیاء صورت گرفته است. اپراتورهای مخابراتی ارتباط ماشین به ماشین و اینترنت اشیاء را به‌عنوان تمرکز اصلی کسب‌وکار خود در نظر گرفتند. سازندگان تجهیزات بر روی تجهیزاتی که بتواند انطباق بیشتری با اینترنت اشیاء داشته باشد تمرکز دارند. همراه با این توسعه، اکثر دولت‌ها در اروپا، آسیا و آمریکا اینترنت اشیاء را به‌عنوان حوزه‌ای جهت رشد و نوآوری در نظر دارند و کاربران انتهایی و کسب‌وکارها امروزه مهارت مواجهه با اشیاء و کاربردهای شبکه‌ای هوشمند را به دست آورده‌اند.

با تداوم توسعه اینترنت اشیاء، توان بیشتری به‌وسیله ترکیب راهکارهای فناوری مربوطه و مفاهیمی نظیر رایانش ابری، اینترنت آینده، داده‌های عظیم، روباتیک و فناوری‌های معنایی به وجود خواهد آمد. تفاوت عمده اینترنت و اینترنت اشیاء در آن است که در اینترنت می‌توان به‌عنوان‌مثال درب یک‌خانه هوشمند را کنترل و باز و بسته کرد و یا پرده‌کرکره‌های منزل را بالا و پائین برد. در حقیقت شما نقش مؤثری در کنترل ابزارهای منزل خود دارید. در اینترنت اشیاء با قرار دادن حس‌گرهای خاص نقش شما کنار می‌رود و خود پرده‌کرکره منزل شدت نور آفتاب و روشنایی را می‌سنجد و تشخیص می‌دهد و عمل می‌کند و شما دیگر نقشی در کنترل آن به‌جز اولین بار که به آن آموزش می‌دهید ندارید. در حقیقت تفاوت عمده آن به نقش حسگرها و یک نوع هوشمندی برمی‌گردد که به وضعیت اینترنت قبلی اضافه می‌شود. اینترنت در حال حاضر همه مردم را به هم متصل می‌کند ولی با اینترنت اشیاء تمام اشیاء به هم متصل می‌شوند.  

اهداف اینترنت اشیاء

هدف اینترنت اشیاء، توانمندسازی اشیاء برای اتصال در هر زمان و مکان، با هر چیزی و هر شخصی است که از هر مسیر یا شبکه و خدمت به‌صورت ایده‌آل استفاده می‌کند، بنابراین اینترنت اشیاء دارای سه هدف کلی بوده که نوع اتصال‏ها را نیز تحت تاثیر قرار خواهد داد که عبارتند از:

• اتصال همه چیز،

• اتصال همه زمانی آن‏ها و

• اتصال همه مکانی آن‏ها.

 اینترنت اشیاء تکامل جدیدی از اینترنت و فناوری جدیدی است که اشیاء متنوعی با اتصالات بی‌سیم و سیم‌دار به محاوره با یکدیگر می‌پردازند. جهانی که به شکل واقعی، دیجیتالی و مجازی است و به سمت شکل‌گیری محیط‌های هوشمند، در حرکت است و حوزه‌های هوشمندتر انرژی، حمل‌ونقل، سلامت، شهرها و بسیاری دیگر را به وجود می‌آورد. اینترنت خواسته و یا ناخواسته باعث دغدغه فکری ما شده و راه گریزی از آن نیست! اما حالا زمان آن رسیده است که توجه خود را به سمت اینترنت اشیاء ببریم و منتظر تأثیر این پدیده جدید که تأثیری به‌مراتب بیشتر از اینترنت در زندگی ما دارد باشیم.  

در فضای اینترنت اشیاء، ابزار و تجهیزات مختلف مورد استفاده در زندگی روزمره ما به اینترنت متصل شده و از طریق دستگاه‌های هوشمند همراه قابل‌کنترل و هدایت خواهند بود. اینترنت اشیاء، دنیایی است از چیزهای ناهمگون که علاوه بر ویژگی‌های فیزیکی و مجازی، هویت نیز دارند و به شکل یکپارچه و ایمن با زیرساخت اینترنت با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی استاندارد یکپارچه‌شده است. این دیدگاه مبتنی بر پیشرفت در حوزه‌هایی مانند شناسایی فرکانس رادیویی، ارتباطات ماشین به ماشین، حسگرهای بی‌سیم و شبکه‌های محرک، رایانش همه‌جا حاضر و وب اشیاء است. اشیاء توانمند شده به کمک اینترنت، به کمک حسگرهای محیطی، حسگرهای خودکار و عملگر‌ها می‌تواند مزایای بسیاری هم برای سازمان‌ها و هم برای افراد و کاربردهای مختلف در انواع حوزه‌ها ارائه کند. 

از لحاظ کسب‌وکاری، اینترنت اشیاء نشان‌دهنده یک فرصت فوق‌العاده برای انواع مختلفی از سازمان‌ها، ازجمله ارائه‌دهندگان خدمات و برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیاء، ارائه‌دهندگان سکوی اینترنت اشیاء و یکپارچه‌سازی اپراتورهای مخابراتی و فروشندگان نرم‌افزار است. بر اساس برخی برآوردها، ارتباطات ماشین به ماشین به‌تنهایی توانایی تولید حدود ۷۱۴ میلیارد یورو درآمد تا سال ۲۰۲۰ را دارد و انتظار می‌رود بسیاری از صنایع به کمک اینترنت اشیاء به تجربه رشد دو برابر در سال‌های آینده دست پیدا کنند.

مفهوم اینترنت اشیاء و یا اینترنت همه‌چیز خیلی هم جدید نیست ولی ابعاد و کاربرد آن بیش از چیزی است که تاکنون تصور شده بود. بزودی شاهد کاربردهای وسیع اینترنت اشیاء در تمامی محیط پیرامون خود خواهیم بود. اتومبیل‌های متصل شده که اقدام به ارسال داده در خصوص عملکرد، مکان و یا صحت کارکرد خود می‌کنند و یا دستگاه‌های پزشکی که بر علائم حیاتی بیمار نظارت می‌کنند، نمونه‌هایی از کاربرد اینترنت اشیاء را نشان می‌دهد. روند فوق باعث تغییرات عمده‌ای در شیوه زندگی و کسب‌وکار خواهد شد. کسب‌وکارهای سنتی و جدید به دنبال روش‌هایی جهت خلق ارزش جدید می‌باشند. همان‌گونه که مشاهده می‌شود، دنیای اینترنت اشیاء هم‌اینک در بسیاری از صنایع حهان شکل واقعی به خود گرفته و دامنه حضور آن روزبه‌روز افزایش می‌یابد. بدیهی است به‌موازات تحقق تمامی این تحولات، فناوری‌های دیگری نیز می‌باید به‌منظور حل مسائل مرتبط با اینترنت اشیاء ایجاد گردد. يک بررسی توسط شرکت اکسنچرنشان داده است که مديران ارشد و مديران اجرايی اعتقاد دارند اينترنت اشيا سه مزيت اصلی برای کسب و کارها خواهد داشت: 

بهره‏وری کارکنان، امروزه با استفاده از اينترنت اشيا افزايش پيدا کرده است. راهکار مبتنی بر اينترنت اشيا که توسط مايکروسافت ارائه شده است، در يک کسب و کار سنگبری توانسته ۳۳ درصد بهره‌وری و ۷۰ درصد درآمد را افزايش دهد و به کارخانه جيپ کمک کرده است تا در هر ۷۷ ثانيه يک بدنه جديد توليد کند.

بکارگيری بهينه دارايی‏های سازمان (بهينه سازی دارايی)  بخش بزرگ ديگری است که اينترنت اشيا باعث بهبود آن خواهد شد. گرچه بهينه‏سازی دارايی‏ها به نظرمفهوم خسته‏کننده‏ای بنظر می‏آيد ولی امروزه بسياری ازصنايع به اهميت آن پی برده‏اند، چراکه پياده‏سازی فناوری‏های ساده‏ای مثل حسگرها می‏تواند شرکت‏ها را هرچه بيشتر کارا کند.

تمام منافعی که تابه حال گفتيم باعث ايجاد مزيت نهايی اينترنت اشيا برای سازمان‏ها می‏شود: صرفه‌جويی در هزينه‏ها.

پیشران‏ها و محرک‏های اینترنت اشیاء

ظهور پدیده‌ی اینترنت اشیاء یکی از هزاران نتیجه‌ی گسترش اینترنت و البته توسعه‌ی فناوری‌های بی‌سیم و سامانه‌های میکرو-الکترومکانیکی است. پیشرفت ریزسامانه‏های الکترومکانیکی، ارتباطات بی‌سیم، الکترونیک دیجیتال موجب توسعه حسگرهای مینیاتوری، پردازش اطلاعات و ارتباطات بیسیم در مسافت‏های کوتاه شده است.

چندین روند زیربنایی وجود دارد که زیست بوم اینترنت اشیاء جدید را به‌پیش می‌برد، نخستین روند چشمگیر، دسترسی به نیمه‌هادی‌های ارزان‌تر است. جمع‌آوری داده‌های باارزش و پیچیده بدون حسگرهای قابل‌اعتماد ارزان، کنترل‌کننده‌ها و فرستنده‌ها امکان‌پذیر نخواهد بود. همچنین برای دستگاه‌های اینترنت اشیاء باید به‌اندازه‌ای کوچک و به‌اندازه‌ای قدرتمند باشند تا در قالب جهان فیزیکی، به‌طور نامرئی بدرخشند. 

بدلیل تقاضای عظیم میکروچیپ‌های (ریزتراشه‌ها) بیشتر از بازار تلفن هوشمند و تبلت، قیمت¬شان به¬گونه چشمگیری کاهش‌یافته است. پردازشگرها می‌توانند در حد قیمت ۲ دلار، حسگرها حدود یک دلار و چیپ‌های بلوتوث حتی با قیمت کمتری خریداری شوند. 

دومین روند قابلیت دسترسی به شبکه گسترده‌ و ظرفیت بیشتر است. خط¬ثابت،  Wi-Fiو شبکه‌های سیار برای پاسخ به درخواست‌های ۳.۲ میلیارد اتصال مشترکان اینترنت در اطراف جهان گسترش یافته¬اند. شمار آدرس‏های پروتکل اینترنت دردسترس برای دستگاه‌هایی که قرار است به اینترنت وصل شوند از ۴ میلیارد به ۳۴۰ تریلیون، تریلیون، تریلیون در طی ۳۵ سال رشد یافته است. شبکه‌های بی‌سیم دسترسی به اشیاءیی را که نتوانسته‌اند به محیط رایانشی ثابت اتصال یابند، فراهم کرده است. افزون بر روند رو به رشد دسترس‌پذیری بی‌سیمی، شبکه‌های گسترده باند پهن فیبر-نوری به‌صورت پایداری به خانه‌ها و کسب‌وکارهای بیشتری می‌رسند و پهنای باند در دسترس را افزایش می‌دهند.

سومین روند در زمینه مدیریت و ذخیره داده‏هاست. برای سال‌های متمادی، سرورهای داده، بخش عمده‌ای از بودجه‌های IT را به خود اختصاص می‏داد. پیدایش و مطرح‌شدن نرم‌افزار منبع‏باز، سخت‌افزار و ذخیره‌سازی داده‌ها بر پایه ابر موجب کاهش قیمت‌ها گردیده و امکان نگهداری و سازمان‌دهی داده‌‏های خیلی بزرگ‌تر آسان‌تر کرده است.

روند چهارم توسعه بیش‌ از حد برنامه‌های کاربردی و تحلیل¬گرانه قدرتمندتر است. فنون و فناوری‌های جدید به‌منظور بهره‌برداری داده‌ای است که توسط سه روند پیش‌بینی‌شده ایجادشده بود. فنون و الگوریتم‌های یادگیری نوعی الزام کسب‌وکار در اغلب بخش‌های صنعتی گردیده است تا آن‌ها را برای حس کیفیت‌ گسترده داده  آنی توانمند سازد.

از منظر دیگری سه عامل کلیدی موجب توسعه سریع اینترنت اشیاء شده است: (۱) کوچک‏سازی: دستگاه‏های الکترونیکی درحال کوچکتر شدن، قوی‏تر شدن با مصرف انرژی کاراتر هستند؛ (۲) کاهش هزینه: هزینه‏های عناصر الکترونیکی و شبکه‏‏ها در حال کاهش است؛ (۳) بیسیم شدن : بیش از پیش همه چیز در حال بیسیمی شدن است و آخرین کابلی که ناپدید خواهد شد، کابل برق است.

واژه اینترنت اشیاء جدید نیست و تقریباً ۲۰ سال قدمت دارد. اساتید دانشگاه ام¬آی¬تی دنیایی را تشریح کرده بودند که اشیاء (دستگاه‌ها یا حسگرها) متصل شده به یکدیگر قادر به اشتراک‌گذاری داده باشند و با تولید و ارسال داده توسط اشیاء، بینش لازم برای کسب‌وکار فراهم گردد. تصور تحقق عملی این وضعیت در گذشته دور از انتظار بود. با تجزیه‌وتحلیل داده دستگاه‌های متصل شده به هم می‌توان به یک سطح مناسب از بینش و ادراک ارزشمند دست‌یافت. امروزه اینترنت اشیاء در یک نقطه عطف قرار دارد، بااینکه متخصصین فناوری برای یک دهه است که دنیایی از میلیاردها دستگاه متصل شده به یکدیگر را پیش‌بینی کرده بودند، ولی همگرایی عوامل متعددی باعث شده است که استفاده از اینترنت اشیاء روندی کاملاً صعودی و امیدوارکننده را در سالیان اخیر داشته باشد. 

مهم‌ترین روندهای رشد اینترنت اشیاء عبارت‌اند از: کاهش مستمر قیمت سخت‌افزار: هزینه عناصر اینترنت اشیاء نظیر میکروچیپ‌ها، حس‌گرهای GPS و شتاب سنج‌ها به‌موازات افزایش حجم تولید، کاهش پیداکرده است و این تنها یک کاهش قیمت ساده نیست. هم‌اینک می‌توان به کمک میکروچیپ‌ها نرم‌افزارهای پیشرفته را نسبت به هر زمان دیگر با موفقیت و بدون نگرانی در رابطه با توان پردازش موردنیاز اجرا کرد.

ایجاد ارزش به‌مراتب بیشتر راه‌حل‌های کسب‌وکار به کسب‌وکارنسبت به برنامه‌های کاربردی مصرف‌کننده: با اینکه برنامه‌های کاربردی مصرف‌کننده همچنان در کانون توجه می‌باشند، موسسه مکنزی برآورد کرده است که راه‌حل‌های کسب‌وکار به کسب‌وکار باعث رونق گسترده‌ای در حوزه اینترنت اشیاء می‌شوند و سهمی معادل ۷۰ درصد از حجم بازار پیش‌بینی‌شده را به خود اختصاص می‌دهند.

پیشرفت حیرت‌انگیز نرم‌افزار نسبت به گذشته: امروزه نرم‌افزارهای پویا و قدرتمند دارای قابلیت‌های سطح بالای فراوانی در حوزه تحلیل داده می‌باشند و بسیاری از سازمان‌ها قادر به استفاده از آنان در حوزه‌های کاری مختلفی می‌باشند.

تسهیل و سرعت در ایجاد اتصالات: درگذشته راه‌حل‌های اینترنت اشیاء محدود به اتصالات کابلی و یا شبکه‌های محلی بی‌سیم بود. هم‌اینک این شرایط کاملاً تغییر کرده است و شاهد تنوع گسترده‌ای در نوع اتصالات هستیم.

ارائه راه‌حل‌های ابری باقیمت پایین، انعطاف بیش‌تر و مقیاس‌پذیری بالا: با رشد خدمت‌ها در ابر، امکان ذخیره‌سازی ابری و بهره‌برداری از توان پردازش بیشتری در دسترس قرارگرفته است. همچنین، بستر مناسبی برای تجزیه‌وتحلیل حجم بالایی از داده فراهم‌شده است.

مزایای اقتصادی بی‌شمار: بر اساس پیش‌بینی موسسه مکنزی اینترنت اشیاء تا سال ۲۰۲۵، حجم بازاری معادل ۱۱ تریلیون دلار را طی سال ایجاد می‌کند.چندين روند فناوري به¬شکل¬دهي اینترنت اشیاء کمک خواهند کرد. در اين حوزه هفت روند کلان شناسايي و معرفي شده¬اند:

• کوچک¬سازي دستگاه¬ها

• پيشرفت¬ها در فناوري RFID

• نسل ۶ پروتکل اينترنت (IPV6)

• پيشرفت در زمينه ظرفيت و نهان¬سازي ارتباطات

• تحليل¬هاي فوري

• پذيرش فناوري¬هاي ابري 

• امنيت

اجزا اینترنت اشیاء و ویژگی‌های اشیاء متصل به آن

اینترنت اشیاء یک شبکه پیچیده از اشیاء و افراد است که به‌طور یکپارچه از طریق اینترنت به یکدیگر متصل می‌شوند. هر چیزی که دارای توان اتصال باشد را می‌توان به شبکه متصل کرد تا از طریق حسگرهای بدون سیم و برچسب‌های شناسایی فرکانس رادیویی اقدام به مبادله داده کند. پس از اتصال اشیاء به شبکه، امکان ارسال داده و تعامل با سایر اشیاء و افراد فراهم می‌گردد. تمامی این اتفاقات به‌صورت بلادرنگ انجام خواهد شد. حسگرها قادر به تولید حجم بالایی از داده می‌باشند، داده‌های ساخت یافته‌ای که می‌توان با گروه‌بندی، سازمان‌دهی، تحلیل و بهره‌برداری در یک حلقه بازخوردی خیلی سریع از آن‌ها در جهت حمایت از تصمیم‌گیری صحیح و خودکار و همچنین واکنش مناسب استفاده کرد.  

این حلقه به شما اجازه می‌دهد تا بتوانید کنترل اشیاء را از راه دور و از طریق اینترنت انجام دهید مانند بهبود عملیات مستمر. تصمیم‌گیری در یک فضای تاریک در خصوص رویدادهای واقعی، جای خود را به تصمیم‌گیری بر اساس داده صحیح، به‌روز و بلادرنگ می‌دهد و فرد یا نهاد تصمیم‌گیرنده دارای هوشمندی لازم جهت اتخاذ بهترین تصمیم و واکنش سریع در قبال مسائل خواهد بود. 

عناصر تشکیل دهنده اینترنت اشیاء شامل(۱)  اشیاء فیزیکی، (۲) کنترل کننده‏ها، حسگرها و عملگرها و (۳) اینترنت است. این عناصر در کنار هم هوشمندی سایبری را برای اشیاء فیزیکی به ارمغان خواهد آورد.  

دریافت، ثبت و ارسال اطلاعات ِبه‌روز و لحظه‌ای برای استفاده، تحلیل و بهبود محصولات و خدمات و البته در نهایت برای استفاده‌ی مصرف‌کنندگان انجام می‌گیرد. ورزشکاری که در طول یک برنامه‌ی تمرینی حرکات فیزیکی و تغییرات داخلی بدنش مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ شامپانزه‌ای که سوژه‌ یک تحقیق علمی است و یا قفسه‌ی مخصوص کنسروهای ماهی در یک خوار و بار فروشی یا باک بنزین‌ هوشمند یک خودروی سواری که خالی شدن خود را گزارش می‌دهند! این‌ها همگی با استفاده از فناوری اینترنت اشیاء قادر خواهند بود اطلاعات لازم را به صورت لحظه‌ای به هر پایگاه داده‌ای که بدان متصل شده باشند، در هر نقطه‌ای از دنیا ارسال کنند. فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء نیازی به تعامل «انسان با انسان» یا «انسان با رایانه» نخواهد داشت و داده‌ها به صورت اتوماتیک و بر اساس تنظیمات انجام شده و در زمان‌های مشخص (معمولاً به‌صورت دائم و لحظه‌ای) ارسال می‌گردند. 

بسیاری از عناصر ضروری اینترنت اشیاء مانند نیمه‌هادی‌ها و شبکه‌های بدون سیم برای ده‌ها سال وجود داشته است. اینترنت اشیاء از مجموعه فناوری‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار ساخته‌شده است. سخت‌افزار آن مشتمل بر دستگاه‌های متصلی است؛ که محدوده آن از حسگرهای ساده شروع می‌شود و تا تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های پوشیدنی (وصل به لباس) و شبکه‌هایی که آن‌ها را به هم وصل می‌کنند، مانند دستگاه‌های LTE,4G، دستگاه‌های Wi-Fi و بلوتوث دارد. عناصر نرم‌افزاری شامل سکوهای ذخیره‌سازی و برنامه‌های تحلیل¬گری می‌باشند که اطلاعات را به کاربران ارائه می‌دهند؛ اما این‌زمانی است که این نوع عناصر برای ارائه خدماتی باهم ترکیب می‌شوند؛ که ارزش واقعی برای کسب‌وکار، مصرف‌کنندگان و دولت‌ها ایجادشده باشد. 

ویژگی‌های اشیاء متصل به اینترنت اشیاء، برخی محدودیت‌ها و الزامات را در زیرساخت شبکه، دستگاه‌ها و برنامه‌های کاربردی که از آن‌ها استفاده می‌کنند، به وجود می‌آورند. به‌طور کل، ارتباط میان اشیاء هوشمند و دنیای فیزیکی ویژگی‏های زیادی همراه دارد؛ که برخی از این ویژگی‌ها در نشان داده‌شده است.

خدمات‌دهندگان مهم اینترنت اشیاء

در حال حاضر چندین شرکت مشهور بر روی خدمات اینترنت اشیاء کار می‌کنند که هرکدام از آن‌ها درحال‌توسعه سکوی مخصوص خود هستند. بیشتر شرکت‌ها بر این باور هستند که با ارائه توان‌های موجود برای اینترنت اشیاء و همچنین دستگاه‌های ارزان و به‌صرفه، می‌توان این فناوری را به‌زودی فراهم کرد. میلیون‌ها دستگاه و برنامه‌های کاربردی مرتبط برای این فناوری موجود است که حتی با انرژی کم نیز امکان برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها میسر خواهد شد. شرکت‌هایی که به‌طور جدی جهت ارائه خدمت‌های اینترنت اشیاء در حال فعالیت هستند عبارت‌اند از: شرکت‌های سامسونگ، مایکروسافت، ARM، گوگل، اپل، آی‌بی‌ام، سونی، هوآوی، کوالکام و اینتل.

شرکت آی بی ام امروزه با شرکت‏های مختلفی به منظور توسعه بررسی و پژوهش در فناوری اینترنت اشیاء همکاری می‏کند از میان آن‏ها می‏توان به سه شرکت آمریکایی تولیدکننده موتورهای جت، موتورهای موشک و موتورهای مورد استفاده در توربین‌های گازی شرکت نیروی برق و شرکت تولیدکننده محصولات پوشیدنی اشاره نمود.

 قابلیت‏ها و ویژگی‏های اينترنت اشيا

توسعه پرشتاب فناوری اینترنت، زندگی فیزیکی را به سمت دنیای مجازی سوق می‏دهد. انسانها توانمندی گفتگو، تجارت، انجام فعالیت‏های کاری، خرید در دنیای مجازی را دارند. با این حال، انسان‌ها در دنیای واقعی زندگی می‏کنند و هنوز فعالیت‏های انسانی به طور کامل از طریق فضای مجازی قابل انجام نبوده است. برای حذف این محدودیت، فناوری جدیدی مورد نیاز است که به ادغام فضای مجازی و دنیای واقعی بپردازد. این فناوری اینترنتِ اشیاء است که از تعداد زیادی حسگر ارزان قیمت و ارتباطات بی‏سیم تشکیل شده است. این تغییرات بزرگ آینده جامعه، شیوه زندگی و مدل کسب و کار را تغییر خواهد داد. اینترنت اشیاء قابلیت اتصال هرچیز درهر مکان و هر زمان با هر وسیله‏ای را به کاربران می‏د‎هد. 

قابلیت‏های اینترنت اشیاء

همانگونه که ذکر شد واژه اینترنت اشیاء اولین بار در سال  توسط کوین اشتون در مدیریت زنجیره تامین بکار گرفته شد.(با تاکید بر تهیه و جمع‏آوری اطلاعات بدون کمک انسان) امروزه اینترنت انسان‏ها را به اطلاعات متصل می‏کند، اما اینترنت اشیاء محصولات و خدمات جدیدی با قابلیت اتصال انسان‏ها و سازمان‏ها به وسایل نقلیه، مراکز درمانی، وضعیت آب و هوا، وضعیت ترافیک، سامانه‏های کنترل انرژی و کنترل‏های محیطی متنوعی را فراهم نموده و هوشمندی نوینی را مبتنی بر تعاملات انسان و اشیاء پدید می‏آورد. این انقلاب در شبکه اینترنت، صرفا جمع‏آوری اطلاعات توسط حسگرها نیست بلکه تعامل با محیط فیزیکی، کنترل، فرمان و عمل از طریق فضای سایبر در محیط فیزیکی خواهد بود. اینترنت اشیاء به صورت ساده  به بسیاری از اشیاء و وسایل محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده‏اند و می‏توان توسط اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت آنها را کنترل و مدیریت کرد، اشاره دارد. ويژگي‏‏های اينترنت اشيا در شكل زير نشان داده شده است:

  قفل‌های هوشمند، ترموستات‌های هوشمند، خودروهای هوشمند، همه دستگاه‌های یادشده در دسته‌ای اینترنت اشیاء قرار می‌گیرند. در سطح پایه‌ای، اینترنت اشیاء به ارتباط اشیاءی مختلف از طریق اینترنت و برقراری ارتباط با یکدیگر می‌پردازد تا هدف آن یعنی فراهم‌کردن تجربه کاراتر و هوشمند‌تر محقق شود. به عبارت دیگر ایده طراحی دستگاه‌های مختلف با امکان برقراری ارتباط بی‌سیم به منظور رهگیری و کنترل از طریق اینترنت و یا حتی یک برنامه ساده مخصوص گوشی‌های هوشمند، اصطلاح اینترنت اشیاء را توصیف می‌کند. با اجرای این شیوه در نهایت ممکن است محیط پیرامون بشر به چیزی شبیه آنچه در فیلم‏ها و داستان‏های تخیلی اشاره می‏شود نزدیک شود به عنوان مثال بهره‏گیری از این شیوه باعث می‏شود یک جارو برقی بتواند در زمان مشخصی فعال شده، محل تعیین شده از قبل را نظافت کرده و سپس مجددا خاموش شود. با شکل‏گیری اینترنت اشیاء، قابلیت هوشمندی در همه حوزه‏ها فراهم شده و شهرهای هوشمند، خانه‏های هوشمند صنایع هوشمند، بهداشت هوشمند، حمل و نقل هوشمند و انررژی هوشمند و... شکل خواهد گرفت.

بررسیهای موسسه تحقیقاتی گارتنر نشان می‏دهد که تا سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۵ میلیارد وسیله مختلف در جهان از طریق خدمات مبتنی بر اینترنت اشیاء به اینترنت یا دیگر شبکه‏های متصل خواهند شد. بررسی‏های شرکت سیسکو نیز حاکیست که تا غلبه یافتن پدیده اینترنت اشیاء تنها سه سال زمان باقیست. بنابراین در سال ۲۰۱۸ ماشین‏ها و سیستم‏های الکترونیکی می‏توانند از طریق اینترنت بدون نیاز به انسان‏ها و حتی بیشتر از آنها با یکدیگر در ارتباط باشند. بستر اینترنت اشیاء بر امواج رادیویی بی‌سیمی قرارداده شده که به دستگاه‌های مختلف این امکان را می‏دهند تا از طریق اینترنت با یکدیگر به برقراری ارتباط بپردازند. این بستر شامل استانداردهایی مانند وای‌فای، بلوتوث کم‌مصرف، NFC،RFID  و استانداردهایی مانند ZigBee,Z-Wave  و ۶LoWPLAN  است. فرآیند ارسال داده‌ها در فناوری اینترنت اشیاء بدین ترتیب است که به سوژه‌ی مورد نظر یک شناسه‌ یکتا و یک پروتکل اینترنتی تعلق می‌گیرد که داده‌های لازم را برای پایگاه داده‌‌ی مربوطه ارسال می‌کند. داده‌هایی که توسط ابزارهای مختلف از قبیل گوشی‌های تلفن همراه و انواع رایانه‌ها و تبلت‌ها قابل مشاهده خواهند بود. دنیای مدرن و فناوری ارتباطات نشان داده‌است که در دنیای کسب و کار "آن‌هایی که به داده‌ها و اطلاعات بیشتر و بهتری دسترسی دارند آینده را کنترل خواهند کرد"؛ 

فناوری‌های جدید (اینترنت اشیاء) و تلفیق آن‌ها با محرک‌های اجتماعی، کسب‌وکار را تحت تأثیر قرار داده و موجب تغییر شکل آن می‌شود. کسب‌وکارها به ایجاد ارزش از طریق داده می‌پردازند. اینترنت اشیاء و محاسبات ابری به‌عنوان دو فناوری نوین که هدفشان ایجاد ارزش برای جامعه مبتنی بر داده و اطلاعات است با استفاده از گردآ‌وری داده و اطلاعات در مورد بازار، مشتریان و محیط و سپس تحلیل آن‌ها به ارزش‌آفرینی می‌پردازند. از طرفی با استفاده از تحلیل‌های به‌عمل‌آمده و استخراج نیازمندهای جامعه و همچنین استفاده از فناوری‌های نوین دست به تولید خدمات و محصولات هیبریدی می‌زنند که محصولاتی مثل فروشگاه‌های آنلاین را در پی دارد. شرکت‌ها با استفاده از فناوری می‌توانند به اتوماسیون فرآیندهای تأمین، تولید و عرضه بپردازند و بهره‌وری فرآیندها را افزایش دهند. قطعاً یکی از دستاوردهای فناوری ایجاد ارتباط بلادرنگ با مشتری خواهد بود

در حال حاضر اینترنت شامل وبگردی، تحلیل و بکارگیری اطلاعات است. اما اینترنت اشیاء نمایشی از یکپارچگی کامل در اینترنت آینده است. یکپارچگی کامل در اینترنت، یکپارچگی اطلاعات و دانش درون شبکه با واقعیت‏های محیط فیزیکی است. با اینترنت اشیاء این اطلاعات و دانش‏های کاویده شده با نقاط جغرافیایی و نیازهای روزمره انسانها پیوند خورده است. پیشرفت ریزسامانه‏های الکترومکانیکی، ارتباطات بیسیم و الکترونیک دیجیتال موجب توسعه حسگرهای مینیاتوری، پردازش اطلاعات، و ارتباطات بیسیم در مسافت‏های‏ کوتاه شده است. 

جرقه اینترنتی شدن از زمانی آغاز شد که داخل دستگاه‏های فیزیکی تراشه‏ها تعبیه و به نوعی همه آن‏ها هوشمند شدند اما کاری که اینترنت اشیاء انجام می‏دهد، پیوستن همه این دستگاه‏ها با یکدیگر است. پیش از این دستگاه‏ها به خودی خود هوشمند بودند اما اکنون می‏توانند در طیف گسترده‏ای با هم ارتباط اینترنتی داشته باشند. امروزه هر دستگاهی که در اطراف ما وجود دارد می تواند فرصت خوبی را برای برقراری ارتباط از طریق اینترنت و تبادل داده‏ها ایجاد کند".

انتظار می‏رود اينترنت اشياء، انقلاب بعدي باشد که پس از شبکه جهانی وب رخ می‏دهد. ايجاد پلی بين جهان مجازي و دنياي واقعی هدفی است که اين فناوري در آينده نزديک به آن دست خواهد يافت. اينترنت اشياء بر روي همه ساختارها و حوزه‏های کاربري، از محيط زيست گرفته تا بهداشت، ترافيک، توليد و مصرف انرژي برق و مديريت شهري تأثيري شگرف خواهد داشت.  مزيت‏هاي استفاده از اينترنت اشياء در همه ساختارهاي زندگی انسان مشهود است.

شهرهای هوشمند: شهر هوشمند زيرساخت خدمات عمومی و فعاليت‏هاي تجاري را از طريق ايجاد شبکه‏هاي ارتباطی، بسيار مکانيزه‏تر می‏کند. حسگرهايی در سراسر شهر توزيع شده‏اند تا اطلاعات رفتاري انسان‏ها در زمينه مصرف، استفاده از امکانات و ساير حوزه‏هاي مرتبط با رفتار اجتماعی را جمع‏آوري کنند. ارگان‏هاي نظارتی شهر با دريافت اين اطلاعات، براي افزايش سطح زندگی افراد ساکن در شهر اقدامات لازم را انجام می‏دهند.

صنعت حمل ونقل: با ظهور اينترنت اشياء اين صنعت دچار تحول بسياري خواهد شد، اما هنوز براي رسيدن به آن سطح از ارتباطات بين اشياء در صنعت حمل‏ونقل محدوديت‏هايی وجود دارد. به عنوان مثال هنوز دسترسی آنی به اطلاعات ترافيک امکانپذير نيست. با رفع اين مشکلات و تبديل اتومبيل‏ها به وسايلی متصل به اينترنت علاو‏ه بر اينکه باعث کنترل ترافيک می‏شود، از بروز بسياري از تصادفات نيز جلوگيري می‏کند. شرکت گوگل در حال حاضر در حال ساخت اتومبيلی است که می‏تواند تا هزار مايل بدون کمک انسان و تا ۱۴ هزار مايل با کمی کمک از انسان به مسير خود ادامه دهد.

بخش هوانوردی: در بخش هوانوردي اينترنت اشياء می‏تواند با استفاده از حسگرها، فشار، دما و لرزش هواپيما را اندازه بگيرد و به طور مداوم آنها را کنترل کند. اين قابليت امکان دسترسی لحظه‏اي به اطلاعات هواپيما و شرايط مسافران را هم براي برج مراقبت و هم براي خلبان فراهم می‏کند. برچسب‏هاي RFID که به قطعات هواپيما وصل می‏شوند، می‏توانند مانع از به کار رفتن قطعات قلابی در ساختار هواپيما شوند. حداقل ۲۸ حادثه هوايی در آمريکا ناشی از قطعات تقلبی بود. 

بخش انرژی: در بخش انرژي اينترنت اشياء می‏تواند به نظارت و مديريت مصرف انرژي کمک کند. کاربردهاي هوشمند باعث می‏شود که علاوه بر عملکرد بهينه در حفاظت از انرژي، بتوان به مصرف‏کنندگان خدمات بهتري ارائه داد. کنترهاي هوشمند با فرستادن سيگنال‏هايی به مصرف‏کنندگان، ميزان مصرف آنها را تنظيم می‏کنند. اين عمل علاوه بر کاهش هزينه‏هاي مصرفی در ساعات اوج بار، از قطعی ناشی از افزايش بار نيز جلوگيري می‏کند. حسگرهايی که در مناطق حساس لوله‏هاي انتقال گاز نصب شده‏اند، می‏توانند فشار و حجم گاز انتقالی در هر لحظه را اندازه‏گيري کرده و در اختيار متصديان نظارت بر روند انتقال انرژي قرار دهند تا در لحظات اضطراري، قبل از اينکه حادثه‏اي رخ دهد اقدامات لازم را انجام دهند.

تولید: بسياري از شرکت‏هاي توليدي براي نظارت و مديريت توليدات‏شان از برچسب‏هاي RFID استفاده می‏کنند. اين برچسب‏ها علاوه بر اينکه فهرست‏بندي را راحت‏تر می‏کنند، مانع از جعل و تقلب نيز می‏شوند. حسگرهايی که به‏ توليدات وصل شده‏اند، می‏توانند مصرف کننده را از صحت و سلامت وسيله آگاه کنند. در واقع بايد گفت نظارت بر کالا از توليد تا زمانی که به دست مصرف‏کننده می‏رسد، بزرگترين ارمغانی است که اينترنت اشياء براي شرکت‏هاي توليدي خواهد داشت.