اینترنت اشیا یکی از مفاهیم نوین در تکنولوژی روز دنیاست که کاربردهای فراوانی در تمام زمینه های زندگی و صنعت به کمک دارد. مجموعه ای از اشیاء به هم متصل شده، پتانسیل ارائه خدمات زیادی دارند. مثلا فرض کنید که برنامه کاری خود را وارد تلفن همراهتان کرده اند. زمانی که صبح باید از خواب بیدار شوید تا به جلسه برسید، از روی تقویم برنامه کاریتان مشخص میشود. نیم ساعت جلوتر از بیدار شدنتان سیستم هوشمند منزل شروع به گرم کردن آب برای حمام می کند. اگر زمستان باشد و حسگرهای منزل تشخیص دهند که دمای هوا در شب به حد یخ زدگی رسیده بوده است، برنامة بیدار شدن شما را پنج دقیقه به جلو می اندازند تا زمان کافی برای گرم کردن خودرو خود داشته باشید. وضعیت ترافیک توسط خیابانهای هوشمندِ مجهز به حسگر و خودروهای هوشمند به دست شما میرسد.

کاربرهای IOT  در زندگی

اگر به وسیله نقلیه عمومی نیاز داشته باشید برنامه حرکت آنها به صورت پویا به شما داده میشود. برای مثال ممکن است در اثر ترکیدگی لوله آب، یکی از خیابانها موقتا مسدود شده و بنابراین اتوبوسهای هوشمند، زمان جدید سفر خود و مسیر جایگزین و تأخیر احتمالی را محاسبه و در اختیار اشیاء درخواست کننده این اطلاعات میگذارند و برنامه شما بر حسب آن ریخته میشود تا شما به موقع به جلسه خود برسید.

در مثالی دیگر شبکه برق و لوازم پرمصرف متصل به آن مانند لباسشویی، ظرفشویی و غیره را در منزل در نظر بگیرید. در حال حاضر این اشیاء با یکدیگر ارتباطی ندارند و تنها موجود هوشمند مجموعه، انسان است که آنها را بکار میاندازد. اما تصور کنید که انسان تنها دستور کار را به آنها بدهد و هماهنگی و زمان شروع به کار را خود این اشیاء با گفتگو با هم به صورت هوشمندانه تعیین کنند. در این صورت آنها ساعت اوج مصرف شروع به کار نمیکنند و در صورتی که این کار اجتناب ناپذیر باشد، وسایل پرمصرفی مانند لباسشویی و ظرفشویی همزمان با هم در این باره شروع به کار نخواهند کرد، چرا که برای شبکه توزیع مضر خواهد بود.

اینترنت اشیا در تمام سیاره

این گفتگو میان وسایل برقی می تواند از مرز های یک خانه فراتر رفته و میان وسایل برقی خانه های یک محله و یا حتی شهر صورت گیرد تا بار به صورت متعادل توزیع شود و بالطبع هزینه کمتری برای مشتری نیز به دنبال داشته باشد. مثالهایی كه عنوان شد ایده شرکت IBM برای سیاره هوشمند است که بسیار نزدیک به اینترنت اشیاء میباشد. توانایی های مطرح شده برای IoT ، امکان کاربریهای متعدد را در زمینه های مختلف برای آن فراهم میکند. بیمارستانهای هوشمند، سرمایه گذاری ها و کارخانه های هوشمند در آینده نزدیک وجود خواهند داشت. به طور کلی نیز هدف اینترنت اشیاء، تسهیل و تغییر زندگی بشر به سمت افزایش بهره وری و صرفه جویی، و کاهش زمان و هزینه  است.

کاربردهای IOT:

در اینجا به برخی از کاربردهای مهم IoT به صورت موضوعی اشاره میکنیم که شامل موارد زیر هستند:
هوا و فضا و صنعت حمل و نقل هوایی
صنعت خودرو
صنعت مخابرات
پزشکی و صنعت بهداشت و درمان
زندگی مستقل
صنعت داروسازی
خرده فروشی و مدیریت زنجیره تامین
صنعت تولید
صنعت نفت و گاز
نظارت بر محیط زیست
صنعت حمل و نقل
زراعت و تولید مثل
رسانه و صنعت سرگرمی
صنعت بیمه
شبکه بازیافت
شبکه هوشمند برق
معادن و استخراج مواد معدنی
خانه هوشمند
نظارت بر آزمونهای سراسری و انتخابات

در ادامه، این کاربردها را با جزئیات بیشتر بررسی می نماییم.

هوا و فضا و صنعت حمل و نقل هوایی

IoT با شناخت قطعات و محصولات جعلی باعث ایجاد امنیت و آرامش در زمینه سرویس های هوایی میشود. صنعت حمل و نقل هوایی در مقابل خطر قطعات تایید نشده و مشکوک، بسیار آسیب پذیر است. بنابراین قطعات غیر استاندارد به شدت امنیت یک هواپیما را به خطر می اندازند.

علاوه براین، تجزیه و تحلیل مواد مورد استفاده در هواپیما بسیار وقت گیر میباشد. پیش از هر پرواز صحت قطعات هواپیما باید توسط بازرسین تایید شود. این کار مبتنی بر اسناد همراه هواپیما است که خود این اسناد میتوانند جعلی باشند. حال این مشکل را میتوان به وسیله تعریف یک دستورالعمل الکتریکی برای برخی قطعات خاص که دستور تولید، نگهداری، و استفاده از آن وسیله را شرم می دهد برطرف کرد. بنابراین با ذخیره سازی این دستورالعمل ها در پایگاه های داده غیر متمرکز، مانند RFID هایی که در مقابل سرقت ایمن هستند، قبل از نصب هر قطعه می توان از صحت و اصالت آن اطلاع کسب کرد.

صنعت خودرو

کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی و در بخش خودرو مرتبط با اتومبیل های هوشمند، سیستم های راهداری و ترافیکی و … می شود. ماشینهای پیشرفته، قطارها، اتوبوسها و حتی دوچرخه ها در حال مجهز شدن به حسگر هایی با قدرت پردازش بالا هستند. از جمله كاربردهای IoT در صنعت خودرو میتوان به کاربرد تجهیزات هوشمند در جهت مشاهده و گزارش پارامترهای متفاوت از فشار داخل تایرها گرفته تا تخمین فاصله از سایر وسایل در حال حرکت در جاده اشاره کرد. تجهیزات متصل شده به قطعات وسایل نقلیه شامل اطلاعاتی همچون نام تولید کننده و زمان و مکان تولید، شماره سریال، نوع کد تولید و نیز محل دقیق آن قطعه در هر وسیله نقلیه هستند.

ماشین هوشمند دیاگرام

در زمینه صنعت خودرو، تکنولوژی هایی همچون (V2I) (V2V) (DSRC) سیستمهای حمل و نقل هوشمندی را ایجاد میکنند که نتایج آن ایمنی خودرو و سرنشینان و مدیریت ترافیک است و همگی از زیرساختهای اینترنت اشیا محسوب میشوند. در نسل آینده خودرو ها در هنگام ظهور IoT نشان داده شده است.

ماشین های هوشمند

صنعت مخابرات

اینترنت اشیا قصد دارد فناوری های مخابراتی گوناگون را ترکیب کرده و یک سرویس جدید ایجاد کند. به عنوان یک مثال روشن می توان به ترکیب GSM ، NFC ،Low Power Bluetooth ، WLAN ، GPS و WSNs با فناوری سیمکارت اشاره کرد. در این فناوری قطعه هوشمند بخشی از تلفن همراه خواهد بود و اطلاعات از طریق سیم كارت بین سایر وسایل به اشتراک گذاشته میشود. فناوری NFC امکان برقراری ارتباطی ساده و امن بین اشیایی که به یکدیگر بنابراین با تلفیق این فناوری و امکانات یک سیم کارت می توان نزدیکی هستند را ایجاد می کند توسط یک تلفن همراه مجموعه اشیاء موجود در محل کار و یا منزل را به سادگی برنامه ریزی و مدیریت کرد.

نوع اتصالات به دستگاه های هوشمند

پزشکی و صنعت بهداشت و درمان

کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی و در بخش سلامت بسیار حساس و مفید خواهد بود. IoT میتواند با استفاده از یک تلفن همراه به همراه یک RFID، پارامترهای پزشکی و سلامت و نیز میزان مصرف انواع دارو را کنترل کند.

کاشت دستگاههای بی سیم قابل ردیابی در بدن می تواند این امکان را ایجاد کند که علائم حیاتی بدن توسط این دستگاهها در شرایط اضطراری به خصوص برای افراد مبتلا به دیابت، سرطان، بیماریهای قلبی، سکته مغزی، انسداد ریوی، اختلالات تشنجی و آلزایمر دریافت شود و در مواقع نیاز برای پزشک ارسال شود. همچنین افراد فلج میتوانند از طریق کاشت سیستمهای هوشمند محرک عضلانی در بدن خود به بازیابی توان حرکتی قسمتهای آسیب دیده بدن خود کمک کنند. نظارت از راه دور و به طور مداوم به پزشکان اجازه مراقبت بهتر از بیماران و نیز در صورت لزوم امکان ارائه خدمات پزشکی به آنها را میدهد. از جمله كاربردهای IoT در این حوزه میتوان به لباس هوشمند بچه، تجهیزات نظارت بر سالمندان، بحریهای هوشمند قرص و دستگاههای نظارت بر قلب، خون و سایر قسمتهای بدن بیماران خاص، را نام برد.

زندگی مستقل

IoT و خدمات آن نقش مهمی در ایجاد زندگی مستقل به وسیله حمایت از افراد سالخورده و هدایت فعالیتهای روزانه آنها دارد. با استفاده از پوشیدنیهای مجهز به حسگرها، میتوان بر تعاملات اجتماعی آنها نظارت داشت و یا حتی بیماریهای مزمن و علائم حیاتی آنها را مشاهده کرد و به طور کلی همه نظارتهای ذکر شده را از راه دور بر آنها داشت و در صورت نیاز به کمک آنها شتافت.

صنعت داروسازی

برای محصولات دارویی، امنیت و ایمنی بیشترین اهمیت را دارد. در کاربرد اینترنت اشیا با اتصال برچسبهای هوشمند به مواد دارویی به راحتی میتوان زنجیره تولید و عرضه آنها را کنترل و نظارت کرد. به عنوان مثال، اقلامی که نیاز به ذخیره سازی در شرایط خاص دارند( مانند داروهایی كه حتما باید در دمای خاصی نگهداری شوند) را می توان به طور مداوم نظارت کرد و در صورتی که این شرایط در طول حمل و نقل دارو نقض شود از ورود آنها به بازار خودداری نمود. از همه مهمتر آن که، به واسطه این فناوری می توان مواد دارویی جعلی را تشخیص داد. همچنین برچسبهای هوشمند قادرند تا از طریق اعلام دستورالعملهای لازم جهت نگهداری، نحوه استفاده و تاریخ انقضای دارو به بیمار کمک بسیاری کنند. درمان و دارو از مهمترین کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی هستند.

خرده فروشی و مدیریت زنجیره تامین

IoT میتواند چندین مزیت در خرده فروشی و مدیریت زنجیره تامین ارائه دهد. به عنوان مثال با مجهز کردن قفسه های کالا به تجهیزاتی همچون RFID ها، یک خرده فروش می تواند نیازمندیهای كالاهای خود را به درستی مدیریت کند. همچنین اگر تولید كنندگان عمده، اطلاع از میزان نیاز خرده فروشان داشته باشند بهتر میتوانند تولیدات خود را مدیریت کرده و وضعیت بازار را کنترل کنند. بنابراین با جمع آوری اطلاعات ارسال شده از نیازمندیهای خرده فروشان، می توانند تولیدات خود را بهینه کنند. IoT می تواند یك پتانسیل عظیم جهت انبارسازی محصولات در خرده فروشیها ایجاد کند. طبق آمار سالیانه حدود 0.4 درصد از فروش خرده فروشان به دلیل کمبود کالا از بین می رود. بنابراین این فناوری با نمایش لحظه ای میزان موجودی و فروش هر کالا قادر است نقش بزرگی در زنجیره تولید و عرضه کالاها ایفا کند.

نوع ارتباط در مغازه هوشمند

صنعت تولید

به واسطه ارتباط اشیاء با فناوری اطلاعات و نیز حمایت از زیرساختهای شبكه و سیستمهای اطلاعاتی میتوان فرآیند تولید هر محصول را بهینه سازی کرد و کل چرخه عمر اشیاء را از تولید تا زمانی که به دست مصرف کننده می رسند نظارت کرد. تجهیزات IoT امکانات بسیاری به منظور نظارت بدون وقفه، از شرایط تولید محصولات در کارخانه ها و عرضه آنها به بازارهای فروش در اختیار مسئولین قرار میدهد. تولید، نظارت و توزیع محصولات نیز از کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی است.

صنعت نفت و گاز

با استفاده از زیرساخت های IoT و ادغام نظارت های بیسیم می توان بر نظارت پرسنل در شرایط حساس عملیات خشکی و دریایی، ردیابی كانتینرهای، ردیابی قطعات مته و رشته های لوله، نظارت و مدیریت تجهیزات ثابت تسلط کامل داشت. با بررسی حوادث در بخش شیمیایی و پتروشیمی انگلستان، آشکار شد که برخی از مشخصه های این حوادث مانند عدم وجود مدیریت و کنترل ضعیف بر ذخیره سازی، پردازش و فرآیند جدایی شیمیایی، مشترک بودند. IoT میتواند با تجهیز ظروف و مواد شیمیایی خطرناک به حسگرهای بی سیم نقش بزرگی در کاهش حوادث نفت و گاز داشته باشد.

نظارت بر محیط زیست

در توضیح کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی رابطه میان IOT و محیط زیست یکی از پراهمیت ترین این موضوعات می باشد. مهمترین  استفاده از ابزارهای قابل شناسایی بیسیم در محیط زیست از دیگر مزایای IoT است که امکان نظارت تمام وقت محیط زیست و كنترل تغییرات انواع گونه های حیوانی و گیاهی را برای ما فراهم میکند. با استفاده از حسگرهایی که در سحح جنگلها توزیع شده اند میتوان از آتش سوزی های وسیع که سالانه در جنگلهای جهان اتفاق میافتد،جلوگیری کرد. همچنین با بهره گیری از شبكه حسگرهای بی سیم که در سطح شهر پخش شده اند میتوان به طورلحظه ای از میزان آلاینده های موجود در هوا، در نقاط مختلف شهر اطلاع دقیق پیدا کرد.

دستگاههای مجهز به حسگر های متفاوت، از نزدیک مدام محیط زیست را نظارت می کنند و اطلاعات بسیاری از قبیل تغییرات در ساختار شهرها، جمع آوری اطلاعات در مورد فاضلابها، كیفیت هوا و دفع زباله ها را در اختیار ما قرار میدهند.

مشاهده و اندازه گیری بسیاری از تغییرات زیست محیطی بسیار دشوار است و در واقع IoT با در اختیار قرار دادن اطلاعات جمع آوری شده در مورد این مشاهدات اولین قدم برای درک اثرات عوامل انسانی وغیر انسانی در ایجاد دگرگونی در محیط زیست برای ما فراهم میکند. از جمله مهمترین كاربردهای IoT در این حوزه می توان به دستگاه های هوشمند كنترل لحظه ای هوای اطراف، سطل زباله های هوشمند و دستگاههای هوشمند مسیریابی دریایی اشاره کرد.

صنعت حمل و نقل

IoT روش های بسیاری برای جمع آوری کرایه و یا پرداخت عوارض ارائه میدهد. همچنین این فناوری به امنیت انتقال بار و جابجایی مسافران بسیار کمک میکند. با استفاده از تجهیزات این فناوری میتوان عملیات ردیابی بار و مسافر را به راحتی در شبکه خطوط حمل و نقل به ویژه خطوط هوایی انجام داد. از همه جالب تر آن که با اعلام وضعیت ترافیک راه از طریق تلفن همراه به مسافران، شرایط حمل و نقل کالا و مسافر را بسیار بهینه میکند.

زراعت و تولید مثل

قابلیت ردیابی حیوانات اهلی و مدیریت میزان یارانه ای که به نسبت تعداد حیوانات گله داران، به آنها تعلق میگیرد، بدون وجود تقلب، امکان دیگری است که اینترنت اشیا برای ما محیا میکند. با نصب سیستمهای شناسایی دام و طیور میتوان از وضعیت واکسینه شدن آنها و یا از شیوع انواع بیماریها در میان آنها پیشگیری کرد و یا حتی وضعیت ریشه کن شدن یک بیماری را در بین حیوانات بررسی کرد و یا حتی اطلاعات دقیق از تعداد حیوانات و میزان تولیدات دامی و کشاورزی در طول دوره های زمانی از یک کشور معین و یا تمام دنیا به دست آورد.

اینفوگرافی زراعت هوشمند

رسانه و صنعت سرگرمی

گسترش IoT این امکان را فراهم می آورد تا أخبار مورد نیاز هر کاربر براساس محلی که او در آن قرار دارد توزیع شود. همچنین می توان با توجه به این که مردم در هر منطقه ای که زندگی میکنند اخبار و اطلاعات خود را توسط کدام یک از رسانه های جمعی به دست می آورند، اخبار را میان آنها به اشتراک گذاشت. علاوه بر این برچسب های ارتباط نزدیک را می توان بر روی پوسترها، جهت ارائه اطلاعات بیشتر نصب کرد.

صنعت بیمه و اینترنت اشیا

فرض کنید که خودرو شما قادر به ثبت خودکار شتاب، سرعت و دیگر پارامترها باشد. شرکت بیمه به هنگام بروز تصادف با دریافت اطلاعات، قادر به پرداخت بهینه حق بیمه در مدت زمان کمتری خواهد بود. حال شركتهای بیمه میتوانند بخشی از پس انداز ناشی از این اقدام را به عنوان تخفیف به مشتریان خود بدهند. همین امر برای دارایی های دیگر همچون خانه، ماشین آلات و غیره قابل تعمیم است. البته این امر نیازمند آن است که افراد قبول کنند تا اطلاعات خصوصی آنها در اختیار دیگران قرار بگیرد. در واقع بعضی وقتها مردم به ازای دریافت خدمات بهتر و یا منفعت مالی بیشتر حاضر به قبول این موضوع هستند.

شبکه بازیافت

از IoT می توان برای کنترل انتشار وسایل نقلیه جهت نظارت و کنترل بر آلودگی هوا، دسته بندی و غربال انواع زباله و استفاده مجدد از قطعات الکترونیکی و دفع انواع زباله استفاده کرد. در واقع این تجهیزات RFID هستند که با ارائه اطلاعات از انواع وسایل، کار شناختن و جداسازی زباله ها را برای ما میسر می سازند. همچنین این تجهیزات به کاهش زباله ها به خصوص زباله های الکترونیکی و نیز جلوگیری از انتشار زباله های خطرناك در محیط زیست کمک میکنند. RFID با برآورد نیازهای کاربران باعث کاهش حمل و نقل و در نتیجه كاهش میزان آلودگی می شوند به صرفه جویی در وقت و هزینه بسیار کمک می کنند.

بازیافت هوشمند زباله

شبکه هوشمند برق

شبکه های هوشمند یک مورد خاص از کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی هستند. این شبكه ها در آینده با استفاده مكانیزه از اطلاعات تامین كنندگان و مصرف کنندگان برق، به بهبود كارایی و قابلیت اطمینان اقتصادی در صنعت برق کمک میکنند. 41333 جستجوی ماهانه در گوگل، برجسته بودن این موضوع را نشان میدهد. حسگرها برای سیستمهای شبکه هوشمند ضروری هستند چرا که به اپراتورها این امکان را میدهند تا میزان استفاده و عملکرد شبکه را در هر لحظه اندازه بگیرند. این بدین معناست که به جای اینكه منتظر تماس مشتریان شوند که برق آنها قطع شده است، شرکتهای تولید برق می توانند نقطه قطع برق را تشخیص داده و با تغییر مسیر انتقال توان و یا تولید تجهیزات جدید، جریان برق را به نقطه قطع شدگی هدایت کنند.

مدیریت این حسگرها از کاربردهای اساسی و مهم اینترنت اشیاء میباشد. كنتورهای هوشمند و دارای قابلیت ارتباط دوطرفه میتوانند زمان قحع انرژی را کاهش داده و تشخیص علت قطع شدگی را سریعتر کنند.

شبکه هوشمند برق

معادن و استخراج مواد معدنی

در صنایع نفت، فلز و استخراج مواد معدنی، فناوری اینترنت اشیا میتواند در پیدا کردن ذخایر معدنی و افزایش قابلیت بازیافت موثر باشد. اطلاع لحظه ای از میزان استخراج مواد معدنی از ذخایر مختلف و مدیریت آنها از راه دور قابلیتی است که اینترنت اشیاء در اختیار ما قرار میدهد.

 

 

خانه هوشمند

از مهمترین کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی گسترش خانه های هوشمند است. در یک خانه هوشمند وسایل الکتریکی درون خانه به یکدیگر متصل اند و از طریق اینترنت اشیا قابلیت مدیریت آنها توسط ما کارآمدتر خواهد بود. هوشمند سازی همه چیز از قابلیت های این سیستم است. تصور کنید که برای مسافرت از خانه خارج شده اند و فراموش کرده باشید که چراغ های منزل را خاموش كنید و یا کنتور گاز و آب را قطع كنید. این لحظه همان موقعی است که اینترنت اشیا به کمک شما می آید و به شما این امکان را میدهد تا از دور نیز بر وسایل و ابزارهای درون منزلتان مدیریت داشته باشید. و یا حتی در مواقعی که در منزل نیستید و قرار است سرقتی از منزلتان رخ دهد به صورت لحظه ای با خبر شده و پلیس را در جریان بگذارید.

سیستم های روشنایی هوشمند، تصویر و صدای هوشمند، تهویه، سیستم های امنیتی و ایمنی، لوازم خانگی هوشمند، آبیاری هوشمند و … از خدمات خانه های هوشمند می باشد. خانه های هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا از نسل دوم اتصالات بی سیم بهره می برند و امنیت بسیار بالایی را دارا هستند. سیستم نسل دوم خانه های هوشمند می تواند تمام واحدهای ساختمانی را بدون تخریب یا تغییر در سیستم تاسیسات الکتریکی هوشمند نماید که این موضوع ویژگی و مزیت اصلی خانه هوشمند با اینترنت اشیا نسبت به روش های قدیمی مانند سیستم مدیریت ساختمان می باشد.

تصویر اتصالات خانه هوشمند

نظارت بر آزمونهای سراسری و انتخابات

یکی از موضوعاتی که در کشورمان مطرح است، بحث اجرای آزمونهای سراسری توسط سازمان سنجش میباشد. این سازمان همه ساله با چالش محرمانه ماندن سوالات تا قبل از اجرای آزمون روبرو است. با استفاده از اینترنت اشیاء و قرار دادن تگهای RFID در بسته های حاوی سوالات میتوان از موقعیت و پلمپ ماندن این بسته ها تا قبل از اجرای آزمون اطمینان حاصل کرد. در بحث انتخابات نیز میزان آرا در هر منطقه و موقعیت مکانی صندوق های رای گیری در هر لحظه را با زدن برچسب های RFID بر صندوقها و سر برگهای رای از طریق اینترنت اشیاء و از راه دور کنترل کرد.

کاربردهای اینترنت اشیا در زندگی بسیار گسترده است. این تکنولوژی هر روزه گسترده تر می شود و شرکت های بزرگ جهان سرمایه گذاری های هنگفتی را در زمینه های مختلف کاربردی آن انجام داده اند. از این جهت در مجامع جهانی از اینترنت اشیا و کاربردهای آن تحت عنوان انقلا بچهارم صنعتی یاد می شود.