اینترنت اشیا چیست و چگونه جهان ما را تغییر می‌دهد؟
در چشم‌انداز دیجیتالی که به سرعت در حال تحول است، اینترنت اشیا (Internet of Things یا به اختصار IoT) به عنوان یکی از متحول‌کننده‌ترین فناوری‌ها، شیوه زندگی، کار و تعامل ما را تغییر می‌دهد. از خانه‌های هوشمند که نور و دما را به طور خودکار تنظیم می‌کنند تا گجت‌های پوشیدنی که سلامت را رصد می‌کنند و فرآیندهای صنعتی را بهینه می‌کنند. اینترنت اشیا به طور یکپارچه دنیای فیزیکی و دیجیتال را ادغام میکند. اما اینترنت اشیا دقیقاً چیست و چگونه نوآوری را در صنایع و زندگی روزمره هدایت میکند؟
در این مقاله، اصول اینترنت اشیا و تأثیر آن بر کارهای روزمره رابررسی خواهیم کرد و امکانات هیجان‌انگیزی را که برای آینده ارائه می‌دهد، روشن خواهیم کرد. این مطلب به شما کمک میکند تا بفهمید که چرا اینترنت اشیا چیزی بیش از یک کلمه رایج است – این یک انقلاب در حال پیشرفت است.
اینترنت اشیا (IoT) چیست؟
اینترنت اشیا که معمولاً با نام IoT شناخته می‌شود، به شبکه وسیعی از دستگاه‌های فیزیکی، وسایل نقلیه، لوازم خانگی و سایر اشیاء تعبیه شده با حسگرها، نرم‌افزارها و قابلیت‌های اتصال، اشاره دارد که آنها را قادر می‌سازد داده‌ها را از طریق اینترنت و بدون دخالت انسان جمع‌آوری و تبادل کنند. برخلاف دستگاه‌های سنتی که به صورت جداگانه کار می‌کنند، دستگاه‌های IoT با یکدیگر و با سیستم‌های متمرکز ارتباط برقرار می‌کنند، تا محیطهای هوشمند ایجاد کنند. این ارتباط متقابل امکان نظارت، اتوماسیون و افزایش کارایی در طیف متنوعی از برنامه‌ها – از خانه‌های هوشمند و گجت‌های پوشیدنی سلامت گرفته تا ماشین‌آلات صنعتی و زیرساخت‌های شهری را فراهم میکند. در هسته خود، IoT، اشیاء روزمره را به دستگاه‌های هوشمند تبدیل میکند و تعامل یکپارچه بین دنیای فیزیکی و دیجیتال را ممکن می‌سازد و اساساً نحوه زندگی، کار و تعامل ما با محیط اطراف خود را تغییر می‌دهد.
اشتون در گفت‌وگویی با ZDNet، اینترنت اشیا را این‌گونه معرفی کرده است:
«اینترنت اشیا، پیوند میان فرهنگ بشر ـ یعنی اشیای ما ـ و سیستم‌های اطلاعات دیجیتال ـ یعنی اینترنت ـ است. اینترنت اشیا همین است.»
کاربرد اینترنت اشیا
کاربرد اینترنت اشیا بسیار گسترده است. ورود IOT به هر حوزه‌ای باعث بهبود عملکرد، انجام کارها به صورت خودکار و تسهیل کنترل فرآیندهای مختلف می‌شود. در ادامه به برخی از کاربردهای مهم اینترنت اشیاء اشاره می‌کنیم:
1. کاربرد IOT در محیط زیست (مدیریت حوادث طبیعی با اینترنت اشیا)
آی او تی در محیط زیست و حفظ زمین نقش بسیار مهمی دارد. امروزه در جوامع پیشرفته شاهد آن هستیم که گام‌های رو به جلویی برای استفاده هرچه بیشتر از این فناوری برداشته می‌شود، زیرا نه تنها باعث سهولت زندگی انسان می‌شود بلکه به حفاظت از محیط زیست کمک میکند. پلتفرم اینترنت اشیاء می‌تواند برای جمع آوری دادههای مربوط به یک مکان جغرافیایی خاص با استفاده از ابزارهای نظارت از راه دور و انجام تجزیه و تحلیل، به کار گرفته شود تا هشدارهای مربوط به یک فاجعه زودتر اعلام شود .برخی از کاربردهای اینترنت اشیا در محیط زیست به شرح زیر است:
مدیریت منابع آبی: یکی از چالش‌های اصلی که اغلب کشورها با آن دست و پنجه نرم می‌کنند، مشکل کم آبی است. به همین دلیل مدیریت منابع آب بسیار حائز اهمیت است. این موضوع در حوزه کشاورزی که بخش مهمی از کل آب مصرفی را به خود اختصاص می‌دهد از اهمیت بیشتری برخوردار است. IOT به کشاورزان کمک میکند تا به کمک سنسورهای اینترنت اشیا (حسگر نور، رطوبت و دما) و محرک‌های ایجاد شده در زمین، آب مصرفی را تا حد بسیار زیادی کاهش دهند.
کشاورزی هوشمند با اینترنت اشیاء : یکی از اصطلاحات جدیدی که اخیرا در صنعت کشاورزی می‌شنویم، مزارع هوشمند است. مزارع هوشمند دستگاه‌هایی هستند که به اینترنت متصل می‌شوند و انواع دادههای آنلاین مربوط به محصولات را ارائه می‌دهند. این اطلاعات شامل بافت خاک، تعادل رطوبت، سطح آفت‌کش‌ها، سطح آب و سلامت محصولات است. ورود اینترنت اشیا در صنعت کشاورزی باعث افزایش کیفیت و کمیت محصولات شده است و از طرف دیگر نیروی کار لازم و مصرف انرژی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند.
از نظر متخصصان حوزه اینترنت اشیا در کشاورزی، موج دوم انقلاب سبز در جهان است که مزایای بسیار زیادی با خود دارد و مهمترین آن این است که کشاورزان در زمان کمتری کارها را انجام می‌دهند.
جلوگیری از نابودی جنگل: قطع بی رویه و بدون مجوز درختان باعث نابودی جنگل‌ها می‌شود. یکی از روش‌های کارآمد برای پیشگیری از بروز چنین اتفاق ناخوشایندی حفاظت بیشتر از درختان از طریق اینترنت اشیا است. می‌توان روی تنه درختان سنسورهای حساس به صدای اره یا عبور وسایل نقلیه بزرگ (که برای حمل درختان قطع شده استفاده می‌شوند) نصب کرد. جنگل‌بانان در صورت دریافت علامت هشدار از سنسورها سریعا وارد عمل خواهند شد و از فعالیت بیشتر خرابکاران جلوگیری می‌کنند.
کنترل آلودگی با اینترنت اشیا: پلتفرم اینترنت اشیاء کمک میکند تا به طور مداوم بر کیفیت هوا و کیفیت آب نظارت داشته باشیم. این داده‌ها به تحلیل و شناسایی منابع آلودگی کمک می‌کنند و به تصمیم‌گیرندگان امکان می‌دهند تا اقداماتی برای کاهش تأثیرات منفی بر محیط زیست انجام دهند.
2. کاربرد IOT در خودروسازی
اتومبیل‌های هوشمند یکی از بهترین محصولات اینترنت اشیا هستند که رانندگی را بسیار جذاب و لذت‌بخش کرده است. این خودروها از از سنسورها و حسگرهای خاصی استفاده می‌کنند که وظیفه جمع‌آوری داده و ارسال آن به اپلیکیشن‌های کاربردی را بر عهده دارند. این برنامه‌ها با تحلیل داده‌ها، هشدارها و مشکلات احتمالی مانند معیوب شدن قطعات را به راننده اطلاع می‌دهند. در صورتی که راننده نسبت به رفع این مشکلات سریعا اقدام کند سطح کارایی و ایمنی خودرو را بالا می‌برد.
استفاده از فناوری در خودروها اساسا یک هدف اصلی و آن هم “بهینه سازی عملکرد اجزای داخلی” را دنبال می کند. با این همه، وقتی خودروها به فناوری اینترنت اشیاء تجهیز شوند، می توانند به خوبی از خودشان مراقبت کنند.IoT همچنین می‌تواند باعث شود که خودروها با بهره گیری از حسگرهای ویژه و البته اینترنت، امنیت مسافران را بالا ببرند.
این خودروها به راننده کمک می کنند تا بتواند زمان خود را هم مدیریت کند. تصور کنید در حال رانندگی با ماشین هوشمند خود به مقصد خاصی هستید. خودروهای هوشمند این قابلیت را دارند که کوتاه‌ترین مسیر به مقصد را پیشنهاد دهند و همچنین با توجه به ترافیک، زمان تخمینی رسیدن به مقصد را نیز محاسبه کنند. با توجه به اینکه اینترنت اشیاء توانسته است در صنعت خودرو تغییرات مثبتی تا به امروز ایجاد کند. انتظار می‌رود که در آینده هم از طراحی تا تولید خودرو نقش بیشتری داشته باشد.
3. کاربرد IOT در بهبود زندگی شهری (شهرهای هوشمند)
یکی از جذاب‌ترین مقوله‌هایی که در مورد اینترنت اشیاء مطرح می‌شود، توانایی آن برای هوشمندسازی شهرها است. در یک شهر هوشمند، می‌توان با بهره‌گیری از سیستم‌های خودکار پیشرفته، تقریبا همه چیز را از طریق یک اتاق مخصوص، کنترل کرد. تصور کنید که کارهایی نظیر نظارت همگانی، تامین آب، تامین برق، حمل و نقل و حتی تامین امنیت شهری به صورت هوشمند صورت گیرند؛ این موارد تنها بخشی از کاربردهای اینترنت اشیاء برای ساخت شهرهای هوشمند هستند.
اینترنت اشیا (IoT) در حال متحول کردن زندگی شهری و تغییر نحوه مدیریت زیرساخت‌های شهری است. IOT با اتصال دستگاه‌ها و سیستم‌های روزمره از طریق اینترنت، امکان جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها را در لحظه فراهم میکند و منجر به ایجاد محیطهای شهری هوشمندتر و کارآمدتر می‌شود. به عنوان مثال، سیستم‌های مدیریت ترافیک هوشمند از سنسورهای اینترنت اشیا برای نظارت بر جریان ترافیک، کاهش ازدحام و بهینه‌سازی زمان‌بندی سیگنال‌ها استفاده می‌کنند که منجر به رفت و آمد روان‌تر و کاهش آلودگی هوا می‌شود.
به طور مشابه، روشنایی خیابان‌ها با استفاده از اینترنت اشیا، روشنایی را بر اساس حضور عابران پیاده یا وسایل نقلیه تنظیم میکند، در مصرف انرژی صرفه‌جویی میکند و امنیت عمومی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، کاربردهای اینترنت اشیا در مدیریت پسماند، امکان نظارت لحظه‌ای بر سطح زباله در سطل‌های زباله را فراهم میکند و مسیرهای جمع‌آوری بهینه را ممکن می‌سازد و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
حتی حمل و نقل عمومی نیز از طریق بهبود برنامه‌ریزی، ردیابی وسایل نقلیه و نگهداری پیش‌بینی‌کننده از اینترنت اشیا بهره‌مند می‌شود و قابلیت اطمینان را برای رفت و آمد افزایش می‌دهد. به طور کلی، با ادغام اینترنت اشیا در زیرساخت‌های شهری، شهرها پایدارتر، پاسخگوتر و قابل سکونت‌تر می‌شوند و راه را برای شهرهای هوشمند آینده هموار می‌کنند.
4. کاربرد IOT در ساختمان سازی (خانه های هوشمند)
عبارت خانه هوشمند به بیانی ساده، یعنی اتصال تجهیزات و وسایل منزل یا محل کار از طریق یک سیستم کاملا خودکار مبتنی بر وب، به یکدیگر. بدون تردید مهمترین کاربرد آی او تی در هوشمندسازی ساختمان بوده است. یکی از مهمترین مزایای اینترنت اشیاء (IoT)، راحتی و امنیت بیشتری است که به زندگی روزمره ما می‌آورد. به عنوان مثال، ترموستات‌های هوشمند تنظیمات دمایی شما را یاد می‌گیرند و گرمایش یا سرمایش را به طور خودکار تنظیم می‌کنند و ضمن صرفه‌جویی در مصرف انرژی، راحتی مطلوب را تضمین می‌کنند.
به طور مشابه، سیستم‌های امنیتی مجهز به اینترنت اشیا، از جمله دوربین‌های هوشمند، زنگ در و حسگرهای حرکتی به شما این امکان را می‌دهند که از طریق تلفن هوشمند خود، از راه دور بر ملک خود نظارت داشته باشید، هشدارهای فوری در مورد فعالیت‌های مشکوک دریافت کنید و حتی قفل‌ها یا آلارم‌ها را از هر مکانی کنترل کنید. یخچال‌های هوشمند می‌توانند اطلاعات مختلفی مانند محتویات یخچال، مقدار یا تعداد مواد غذایی و حتی تاریخ انقضای آنها را در اختیار کاربران قرار دهد. دستگاه‌های قهوه ساز می‌توانند پس از اینکه شما قهوه‌تان را میل کردید، به صورت خودکار خاموش شوند. کاربر می‌تواند دستگاه را طوری تنظیم کند که در وقت مشخصی از روز، به صورت خودکار روشن شود.
این سطح از ادغام نه تنها آرامش خاطر را فراهم میکند، بلکه به جلوگیری از تهدیدات احتمالی قبل از تشدید آنها نیز کمک میکند. در نهایت، اینترنت اشیاء، محیطی را ایجاد میکند که در آن راحتی و امنیت به طور هوشمندانه مدیریت می‌شود و زندگی روزمره را راحت‌تر، کارآمدتر و ایمن‌تر میکند. برای مثال:
نورپردازی خانه:
در خانه‌های هوشمند، استفاده از لامپ‌های متصل به اینترنت اشیاء (IoT) تجربه‌ای متفاوت از مدیریت روشنایی را فراهم میکند. این لامپ‌ها قادرند زمان خروج شما از خانه یا حتی اتاق‌ها را تشخیص دهند و به صورت خودکار خاموش شوند؛ بنابراین دیگر نیازی نیست نگران جا گذاشتن لامپ‌های روشن باشید.
کنترل این لامپ‌ها از طریق دستگاه‌های هوشمند مانند تلفن همراه بسیار ساده است. شما می‌توانید در هر نقطه‌ای از خانه، تنها با چند لمس ساده، چراغ‌ها را خاموش یا روشن کنید. جالب‌تر اینکه این امکان حتی از هر جای دنیا نیز وجود دارد؛ یعنی حتی وقتی کیلومترها از خانه دور هستید، باز هم می‌توانید نور خانه را مدیریت کنید.
این ویژگی علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی، امنیت خانه را هم افزایش می‌دهد. برای مثال، زمانی که خانه خالی است، می‌توانید شب‌ها با روشن کردن چراغ‌ها از راه دور، حضور خود را در خانه شبیه‌سازی کنید تا احتمال سرقت کاهش پیدا کند.
سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی خانه:
امروزه دستگاه‌های متنوعی در بازار وجود دارند که به کمک آنها می‌توان دمای خانه را به‌طور دقیق کنترل و تنظیم کرد. این دستگاه‌ها معمولا قادرند با بررسی دمای هوای داخل و خارج از ساختمان، سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی را به صورت هوشمند روشن یا خاموش کنند.
اتصال این تجهیزات به اینترنت اشیاء (IoT) باعث می‌شود کنترل دما به شکل کاملا خودکار و هوشمند انجام شود. به این ترتیب، زمانی که دمای خانه بیش از حد کاهش پیدا کند، سیستم گرمایشی به‌طور خودکار فعال می‌شود و پس از رسیدن به دمای مطلوب، خاموش خواهد شد. همین روند برای سیستم سرمایشی نیز برقرار است.
سیستم‌های امنیتی خانه:
کاربران می‌توانند با استفاده از اینترنت اشیاء، دوربین‌های مداربسته را به صورت ۲۴ ساعته و در تمام روزهای هفته کنترل کنند و از امنیت خانه‌ی خود مطمئن باشند. علاوه بر این، نصب دوربین و میکروفون در جلوی درب خانه این امکان را فراهم میکند که قبل از باز کردن درب، افراد پشت درب دیده شوند و حتی از طریق میکروفون با آنها مکالمه برقرار شود.
یکی از ویژگی‌های جالب دیگر در خانه‌های هوشمند، استفاده از درب‌های اتوماتیک است که به‌صورت هوشمند باز و بسته می‌شوند و راحتی و امنیت بیشتری را برای کاربران به همراه دارند.
5. کاربرد IOT در مدیریت هوشمند انرژی
کاهش مصرف انرژی و جلوگیری از اتلاف انرژی‌های پایان‌پذیر یکی از چالش‌های اصلی انسان معاصر است. به همین دلیل راهکارهایی که برای صرفه جویی و بهینه‌سازی مصرف انرژی معرفی می‌شوند بسیار حائز اهمیت هستند. این در حالی است که خودکارسازی فرآیندها و سازماندهی مناسب برای کنترل و نظارت از راه دور به کمک اینترنت اشیا می‌تواند باعث کاهش مصرف انرژی شود.
با شبکه‌های هوشمند توزیع انرژی می‌توان مصرف انرژی را بهینه کرد. این شبکه‌ها همچنین داده‌ها را بصورت بلادرنگ جمع آوری می‌کنند که به توزیع موثر برق و همچنین کاهش قطعی‌های برق کمک میکند. همچنین می‌توان با قرار دادن حسگرها درنقاط مختلف یک ساختمان، دادههای مربوط به دما را جمع آوری کرد و دمای هر قسمت را متناسب با شرایط تغییر داد. این کار علاوه بر بهینه کردن مصرف انرژی، باعث خواهد شد تا دستگاه‌های تهویه مطبوع دما را بهتر و هوشمندتر کنترل کنند و کاربران احساس راحتی بیشتری داشته باشند.
6. کاربرد IOT در حوزه درمان، سلامت و تناسب اندام
یکی از تأثیرگذارترین کاربردهای اینترنت اشیا (IoT) در حوزه نظارت بر سلامت و تناسب اندام نهفته است. با گسترش گجت‌های پوشیدنی هوشمند مانند ردیاب‌های تناسب اندام، ساعت‌های هوشمند و حسگرهای سلامت متصل، افراد اکنون می‌توانند به راحتی جنبه‌های مختلف رفاه خود را در زمان واقعی کنترل کنند.
شرکت‌های بزرگی نظیر گوگل و سامسونگ طی سال‌های اخیر، سرمایه گذاری عمده‌ای را روی فناوری اینترنت اشیاء انجام داده‌اند. این دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا، معیارهای حیاتی سلامت از جمله ضربان قلب، الگوهای خواب، فشار خون، سطح اکسیژن و فعالیت بدنی را ردیابی می‌کنند و بینش‌های عملی را برای بهبود سبک زندگی در اختیار کاربران قرار می‌دهند. علاوه بر این، دادههای جمع‌آوری‌شده را می‌توان به طور یکپارچه با ارائه دهندگان مراقبت‌های بهداشتی به اشتراک گذاشت و مراقبت‌های شخصی‌تر و پیشگیرانه‌تری را امکان‌پذیر کرد.
برای علاقه‌مندان به تناسب اندام، فناوری اینترنت اشیا ابزارهایی را برای تعیین اهداف، نظارت بر پیشرفت و دریافت بازخورد فوری ارائه می‌دهد که انگیزه و ثبات را تقویت میکند. علاوه بر این، نظارت از راه دور بیمار از طریق دستگاه‌های اینترنت اشیا با کاهش مراجعه به بیمارستان و امکان مداخلات به موقع، انقلابی در مدیریت بیماری‌های مزمن ایجاد میکند. به طور کلی، ادغام اینترنت اشیا در سلامت و تناسب اندام، افراد را قادر می‌سازد تا مانند گذشته کنترل سلامت خود را به دست گیرند و زندگی سالم‌تر و متصل‌تری را ارتقا دهند.
نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که کاربرد IOT در حوزه درمان، حوادث مرگبار بیماران را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. زیرا به دلیل نظارت مداوم، هرگونه علائم خطر سریعا تشخیص داده می‌شود و برای حفظ علائم حیاتی، حتی ممکن است به صورت خودکار از طریق دستگاه‌های هوشمند به بیمار دارو تزریق شود.
7. کاربرد IOT در صنعت (انقلابی در تولید و اتوماسیون)
اینترنت صنعتی اشیا (Industrial internet of things) به استفاده از فناوری اینترنت اشیا در یک محیط صنعتی اطلاق می‌شود. اینترنت اشیا در صنعت ترکیبی از حسگرها، شبکه‌های بی‌سیم، دادههای بزرگ، هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل برای بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی است. افزایش بهره‌وری نیروی کار و صرفه جویی در هزینه دو هدف بالقوه به کارگیری اینترنت اشیا در صنعت است. اینترنت اشیاء، به شرکت‌ها و صنایع مختلف کمک میکند تا خدمات و محصولات خود را از راه دور به صورت آنلاین کنترل کنند و با جمع‌آوری دادههای مورد نیاز، برای کنترل و بهبود فرآیندها تصمیماتی را اتخاذ کنند.
اینترنت اشیا (IoT) با معرفی سطوح بی‌سابقه‌ای از اتصال، کارایی و هوش به فرآیندهای تولید، واقعاً در حال متحول کردن صنایع تولیدی و اتوماسیون است. تولیدکنندگان اکنون می‌توانند از طریق ادغام دستگاه‌ها و حسگرهای مجهز به اینترنت اشیا، دادههای بلادرنگ را از ماشین‌آلات، تجهیزات و کل خطوط تولید جمع‌آوری کنند. این جریان مداوم داده‌ها، امکان نگهداری پیشگیرانه را فراهم میکند و با پیش‌بینی و رسیدگی به خرابی تجهیزات قبل از وقوع، زمان از کارافتادگی را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، اینترنت اشیا با قادر ساختن ماشین‌ها به برقراری ارتباط و هماهنگی یکپارچه با یکدیگر، بهینه‌سازی گردش کار و به حداقل رساندن خطای انسانی، اتوماسیون بیشتری را تسهیل میکند.
کارخانه‌های هوشمند مجهز به فناوری‌های اینترنت اشیا می‌توانند عملیات را به صورت پویا بر اساس تقاضا، در دسترس بودن منابع و سایر عوامل تنظیم کنند و در نتیجه بهره‌وری و صرفه‌جویی در هزینه را افزایش دهند. علاوه بر این، افزایش شفافیت و قابلیت ردیابی ارائه شده توسط سیستم‌های اینترنت اشیا، کنترل کیفیت و مدیریت زنجیره تأمین را بهبود می‌بخشد و تضمین میکند که محصولات مطابق با استانداردهای سختگیرانه هستند و سریع‌تر به دست مصرف‌کنندگان می‌رسند. به طور کلی، اینترنت اشیا در حال آغاز عصر جدیدی از تولید هوشمند است، جایی که بینش‌های مبتنی بر داده و دستگاه‌های به هم پیوسته، کارخانه‌های سنتی را به مراکز تولید چابک، کارآمد و بسیار پاسخگو تبدیل می‌کنند.
تاریخچه اینترنت اشیا
در کتاب نیل جرشنفلد (Neil Gershenfeld) از دانشگاه MIT، ایده هوشمندسازی اشیا توضیح داده شد. با اینکه در این کتاب به صورت مستقیم صحبتی از اینکه اینترنت اشیا نشده است، اما یک دید کلی از آنچه IoT نام گرفته در آن مطرح شده‌است.
توسعه اینترنت اشیا (IoT) توسط چندین نقطه عطف کلیدی شکل گرفته است که پیشرفت‌های چشم‌گیری را در فناوری و اتصال نشان داده‌است. این گام‌های تکنولوژیکی در کنار هم، پایه و اساس جهانی گسترده، هوشمند و به هم پیوسته را بنا نهاده است که اینترنت اشیا را امروزه تعریف میکند. در این تاریخچه جامع، به بررسی ریشه‌های اینترنت اشیا، نقاط عطف کلیدی در توسعه آن و پیشرفت‌های پیشگامانه‌ای که همچنان این فناوری پویا را به سوی آینده سوق می‌دهند، خواهیم پرداخت.
تاریخچه اینترنت اشیا (IoT) به ترتیب زمانی
دهه ۱۹۸۰ – شروع ایده هوشمندسازی اشیا
در سال ۱۹۸۲، گروهی از دانشمندان دپارتمان علوم کامپیوتر دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon University) در پیتسبورگ پنسیلوانیا، موفق شدند دستگاه فروش کوکاکولا را به میکروسوئیچ‌ها و حسگرهایی مجهز کنند.
این حسگرها قادر بودند وضعیت موجودی و دمای بطری‌ها را ثبت کرده و از طریق شبکه آرپانت (ARPANET) از راه دور گزارش دهند. این پروژه یکی از اولین نمونه‌های دستگاه‌های هوشمند متصل به شبکه در تاریخ به شمار می‌آید.
در همان دوران، ایده افزودن حسگرها به اشیاء و هوشمندسازی آنها مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. با این حال، در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ به دلیل بزرگ بودن تراشه‌ها و نبود فناوری ارتباطی مناسب، نتایج این تلاش‌ها چندان موفقیت‌آمیز نبود.
دهه ۱۹۹۰ – نخستین دستگاه متصل و ابداع اصطلاح “IoT”
در سال ۱۹۹۰، جان رامکی (John Romkey) نخستین دستگاه متصل به اینترنت را ساخت: یک توستر هوشمند که می‌توانست از راه دور روشن و خاموش شود. این اختراع ساده، نقطه‌ی عطفی در مسیر توسعه اینترنت اشیا بود.
در سال ۱۹۹۹، کوین اشتون (Kevin Ashton) در حین کار خود در شرکت Procter & Gamble اصطلاح “Internet of Things” (اینترنت اشیا) را ابداع کرد. او پتانسیل فناوری RFID (شناسایی با فرکانس رادیویی) را برای اتصال اشیاء فیزیکی به دنیای دیجیتال معرفی نمود.
تا سال ۲۰۰۳، شرکتی که اشتون تأسیس کرده بود بیش از ۱۰۰ حامی مالی و چندین شعبه جهانی داشت و دراین دوره بیش از ۲۰ نوع دستگاه هوشمند مبتنی بر IoT تولید شده بود.
دهه ۲۰۰۰ – آغاز کاربردهای تجاری
در سال ۲۰۰۰، شرکت LG اولین یخچال متصل به اینترنت را معرفی کرد.
در اوایل دهه ۲۰۰۰، پیشرفت‌هایی در زمینه شبکه‌های حسگر بی‌سیم و پروتکل‌های ارتباطی کم‌مصرف مانند Zigbee و Bluetooth به وجود آمد که باعث بهبود ارتباط میان دستگاه‌های هوشمند شد.
در سال ۲۰۰۸، نخستین کنفرانس جهانی اینترنت اشیا در زوریخ سوئیس برگزار شد — نشانه‌ای از رسمیت یافتن این حوزه به عنوان یک شاخه مستقل فناوری.
دهه ۲۰۱۰ – ورود غول‌های فناوری و جهش بزرگ
در سال ۲۰۱۰، استارتاپ Nest Labs تأسیس شد و تولید ترموستات‌ها و حسگرهای دود هوشمند با قابلیت یادگیری را آغاز کرد.
2010 ظهور تلفن‌های هوشمند و محاسبات ابری با ارائه پلتفرم‌های قدرتمند برای مدیریت دستگاه، پردازش داده و تعامل کاربر.
چهار سال بعد، در ۲۰۱۴، شرکت گوگل (Google) این استارتاپ را با مبلغ ۳.۲ میلیارد دلار خریداری کرد. در همان سال، آمازون (Amazon) نیز اسپیکر هوشمند Echo را به همراه دستیار صوتی Alexa معرفی کرد که یکی از نقاط عطف بزرگ در گسترش دستگاه‌های IoT محسوب می‌شود.
در سال ۲۰۱۳، دیکشنری آکسفورد واژه‌ی «Internet of Things» را رسماً به واژگان خود افزود.
در سال ۲۰۱۶، بات‌نت Mirai بیش از ۶۰۰۰ دستگاه IoT را آلوده کرد — یکی از بزرگ‌ترین حملات سایبری مرتبط با اینترنت اشیا تا آن زمان.
دهه ۲۰۲۰ – بلوغ و رشد جهانی اینترنت اشیا
در دهه ۲۰۲۰، با پیشرفت فناوری‌های ارتباطی مانند 4G، 5G، Wi-Fi و BLE، دستگاه‌های IoT به‌طور گسترده در خانه‌ها، صنایع و شهرهای هوشمند گسترش یافتند.
در سال ۲۰۲۲، Google Home با ۴۸٪ سهم بازار، جایگاه پیشتاز در میان دستگاه‌های اینترنت اشیا را به خود اختصاص داد.
معماری اینترنت اشیا و معرفی لایه‌های آن
اینترنت اشیا یک معماری لایهای متشکل از دستگاه‌ها و اشیای مختلف است که می‌توانند با استفاده از آنچه ارتباط ماشین به ماشین Machine to machine نامیده می‌شود با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. معماری این اکوسیستم توانایی انتقال داده‌ها را در زمان واقعی و با کمترین میزان دخالت انسان ایجاد میکند. هر یک از لایهها در این اکوسیستم مسئولیت تعریف شدهای دارند که در ادامه توضیح می‌دهیم:
- لایه حسگرها
مهمترین مؤلفه در فناوری اینترنت اشیا، سنسورهایی هستند که روی دستگاه تعبیه می‌شوند. حسگرها با محیط فیزیکی ارتباط برقرار می‌کنند. یک حسگر تغییرات محیط اطراف را حس میکند و این تغییرات را ثبت میکند. آنها داده‌ها را جمع‌آوری کرده و این اطلاعات را ذخیره می‌کنند. به عنوان مثال، حسگرهای GPS موقعیت مکانی را ردیابی می‌کنند تا بتوانند اطلاعاتی مانند فاصله تا مقصد و بهترین مسیر تا مقصد را مشخص کنند.
- لایه شبکه
این لایه اطلاعاتی را که از حسگرها و دستگاه‌ها دریافت میکند به پلتفرم و مراکز ابری انتقال می‌دهد. دستگاه‌های اینترنت اشیا از روش‌های مختلفی برای اتصال و به اشتراک‌گذاری داده‌ها استفاده می‌کنند. بیشتر آنها از نوعی اتصال بی‌سیم استفاده می‌کنند، مثلا خانه‌ها و دفاتر از وای فای (Wi-Fi)، بلوتوث یا حتی اترنت استفاده می‌کنند، برخی از دستگاه‌ها از ال تی ای (LTE) یا حتی از اتصالات ماهواره‌ای برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند.
- لایه پردازش داده
این لایه وظیفه پردازش اکوسیستم اینترنت اشیا را برعهده دارد. سرورها، دادههای دریافتی از حسگرها را با کمک الگوریتم‌های هوش مصنوعی پردازش می‌کنند. داده‌ها پس از جمع آوری، از طریق گیت وی (Gateway) به زیرساخت ابری منتقل می‌شود. سپس دستورات لازم به سمت عملگرها ارسال می‌شود تا روی این داده‌ها عملیاتی انجام شود. خروجی‌های بدست آمده برای تصمیم‌گیری‌های آینده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- لایه اپلیکیشن
این لایه به طور مستقیم با کاربر در تماس است و رابط گرافیکی کاربر با شبکه اینترنت اشیا به شمار می‌رود. ساعت‌ها، تلویزیون‌ها و گوشی‌های هوشمند از محصولات و برنامه‌هایی هستند که با این لایه تعامل دارند و هرکدام وظیفه متفاوتی را برای رسیدن به اهداف خاصی دنبال می‌کنند.
اجزا و فناوری‌های کلیدی پشت اینترنت اشیا
در قلب اینترنت اشیا (IoT) ترکیبی از چندین مؤلفه و فناوری کلیدی وجود دارد که برای ایجاد یک اکوسیستم یکپارچه و متصل با هم کار می‌کنند. اولین و مهمترین آنها **حسگرها و محرک‌ها** هستند که به عنوان «چشم و دست» دستگاه‌های اینترنت اشیا عمل می‌کنند. حسگرها دادههای بلادرنگ را از محیط – مانند دما، رطوبت، حرکت یا مکان – جمع‌آوری می‌کنند، در حالی که محرک‌ها با انجام اقداماتی مانند باز کردن شیر یا تنظیم ترموستات با دنیای فیزیکی تعامل دارند.
در مرحله بعد، **اتصال** نقش مهمی در برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مرکزی ایفا میکند. پروتکل‌های ارتباطی مختلف مانند Wi-Fi، بلوتوث، Zigbee و شبکه‌های تلفن همراه، ستون فقرات انتقال داده‌ها را فراهم می‌کنند که هر کدام برای محدوده‌ها، نیازهای انرژی و نرخ دادههای مختلف مناسب هستند.
یکی دیگر از مؤلفه‌های ضروری **پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌ها** است. پس از جمع‌آوری داده‌ها، باید پردازش شوند – یا به صورت محلی روی دستگاه (محاسبات لبه‌ای) یا در فضای ابری – تا بینش‌های عملی استخراج شوند. تجزیه و تحلیل پیشرفته، هوش مصنوعی (AI) و الگوریتم‌های یادگیری ماشین، جریان‌های گسترده داده‌ها را برای شناسایی الگوها، پیش‌بینی نتایج و خودکارسازی تصمیم‌گیری تجزیه و تحلیل می‌کنند.
در نهایت، **فناوری‌های امنیتی و حریم خصوصی** برای حفاظت از اطلاعات حساس و تضمین اعتماد در اکوسیستم‌های اینترنت اشیا بسیار مهم هستند. رمزگذاری، پروتکل‌های احراز هویت و به‌روزرسانی‌های امن میان‌افزار به محافظت از دستگاه‌ها و داده‌ها در برابر دسترسی غیرمجاز و تهدیدات سایبری کمک میکند.
این اجزا و فناوری‌ها در کنار هم، ستون فقرات اینترنت اشیا را تشکیل می‌دهند و دستگاه‌های هوشمند را قادر می‌سازند تا داده‌ها را جمع‌آوری، ارتباط برقرار کرده و بر اساس آنها عمل کنند و در نهایت نحوه زندگی، کار و تعامل ما با دنیای اطرافمان را تغییر دهند.