اینترنت اشیا، یکی از مفاهیم جدیدی است که دنیای مدرن امروزی را تحت تاثیر خود قرار داده است. اینترنت اشیا، توانایی هوشمندسازی همه چیز را مهیا مینماید. این مفهوم در زمینههای بسیاری کاربرد دارد و هر روزه به گسترده این خدمات افزوده میشود. اینترنت اشیا یا IoT شاید مهمترین مبحثی است که انسان امروز با آن روبرو خواهد شد. پزشکی، شهر هوشمند، خانههای هوشمند، سیستمهای نظارتی، محیطی زیستی و ورزش از مواردی است که اینترنت اشیا به کمک آنها آمده و هر روزه عناوین جدیدی را در بر میگیرد. در مقاله زیر ابتدا به تاریخ اینترنت اشاره کرده و سپس مفاهیم نوینتری را مرور میکنیم.
ارتباطات اجتماعی
انسانها همواره به دنبال راهحلهایی برای بهبود شرایط زندگی و کیفیت تعاملات اجتماعی خود بوده اند. تعاملات اجتماعی احتمالا یکی از مهمترین مزیتهای انسان خردمند نسبت به باقی موجودات زنده است. گذر زمان تعاملات را از درون گروههای کوچک تا گستره گروههای بزرگ جهانی پیشرفت داده است و این موضوع تنها با استفاده از تکنولوژیهای نوین میسر گشته است.
اینترنت
انسانها روشهای گوناگونی را برای ایجاد ارتباط امتحان کردهاند. ارتباطات با دود و ایجاد صداها در جوامع اولیه، استفاده از امواج برای فرستادن تلگراف، تلفنها و ارتباطات بیسیم بخشی از این پیشرفتها به شمار میروند. اما اینترنت و گستردگی دسترسی به آن، شاید بزرگترین تغییر در شیوه ارتباطات بشری بوده است. شما به راحتی میتوانید با هرکسی در هر نقطه از دنیا ارتباط برقرار کنید، صدا و تصویر را منتقل کرده و اطلاعات مختلف را با یکدیگر به اشتراک بگذارید. اینترنت بخشی جداییناپذیر از زندگی انسان شده است و گام بعدی مجهز شدن اشیا به این تکنولوژی نوین است. اینترنت اشیا مبحثی است که در این مقاله به بررسی آن میپردازیم و هوشمندسازی همه چیز را توضیح خواهیم داد.
تاریخچه اینترنت
اینترنت بزرگترین مکانیسمی است که تا به امروز طراحی و ساخته شده است. این موضوع زمانی روشن میشود که شما زندگی بدون اینترنت را تصور کنید. در واقع در دنیای امروزی هیچ عملی بدون دخالت اینترنت اتفاق نمیافتد، تمام مبادلات بانکی و تجاری، سیستمهای حملونقل، شبکههای اطلاعرسانی، سامانههای رصدی مختلف نظیر آبوهوا و تقریبا تمام مناسبات در دنیای امروز وابسته به حضور این مکانیسم پیشرفته هستند.
اینترنت یک شبکه برای انتقال دادههاست که در دهه ۱۹۶۰ توسط نیروی نظامی ایالات متحده آمریکا برنامهریزی و اجرا شد. هدف از توسعه این سیستم ساخت یک مکانیسم انتقال دیتای مناسب و مستحکم با توانایی تحمل خطا بود که اطلاعات مختلف نظامی و امنیتی را در آن به اشتراک بگذارد. پس از گذشت سالها این هسته اصلی با تحقیقات گسترده بنیاد علوم آمریکا همراه شد و هسته اصلی اینترنت پایهگذاری شد.
در حقیقت ایده اولیه اینترنت را رابرت تیلور که در آژانس پروژههای تحقیقاتی پیشرفته آمریکا خدمت میکرد بنا نهاد. او در ابتدا و در دفتر کار خود تلاش کرد در واشنگتندیسی سه کامپیوتر مختلف را که هر یک با یکی از پروژههای متعددی که در ARPA انجام میپذیرفت اختصاص داشت را با یکدیگر مرتبط کند. او از اینکه نمیتوانست با یک سیستم مرکزی به همه آنها نظارت کند خسته شده بود. او مبدع سیستمی شد که آرپانت نام گرفت و اولین ماموریت خود را در ۱۹۶۹ با موفقیت و با استفاده از این شیوه ارتباطی نوین به پایان رسانید.
این شبکه داخلی بعدها گسترش یافت و باعث به وجود آمدن شبکهای پیچیده، کاربردی و مهم با نام اینترنت شد.
اینترنت، انقلاب ارتباطات
خیلی زود شبکه ابداعی در سراسر جهان پخش شد. بیشتر کشورها با سرمایهگذاریهای زیاد روی این سیستم نوین تلاش کردند تا توسعه دهنده بخشی از آن باشند تا بتوانند از مزیتهای فراوان آن استفاده کنند. همین موضوع سرعت رشد این تکنولوژی را سرسام آورد نمود تا جایی که پس از گذشت چند دهه اینترنت به بخشی جداییناپذیر از تمام ارتباطات جهانی بدل شد.
در ابتدا اتصال به اینترنت و شبکه جهانی وب تنها از طریق سیستمهای کامپیوتری و مودمها میسر میشد. سیستمهای قدیمی به وسیله کابلهای دیتا به اینترنت متصل میشدند و کاربران به وسیله آنها به انجام امور میپرداختند. بستری که اینترنت در اختیار کاربران قرار داده بود باعث شد زمینههای مختلف دیگری نظیر شبکه جهانی وب و موتورهای جستجوگر ابداع گردند.
با گذر زمان و پیشرفتهای بیشتر، تلفنهای همراه نیز به صورت محدود به اینترنت مجهز شدند. ارتباطات از طریق تلفن همراه گستردهتر شد و همین موضوع باعث کشت تا سرمایهگذاری زیادی روی ایجاد ارتباطات بیسیم اینترنت انجام شود. نسلهای ابتدایی اینترنت همراه یکی از پس از دیگری رونمایی شدند و دیوایسهای هوشمند جای خود را به تلفنهای قدیمی تر دادند. امروزه نیز ما با فناوری 5G آشنایی داریم که نوینتر شکل اینترنت بیسیم است.
تا اینجا هر وسیله برای ارتباط با اینترنت نیازمند یک هسته پردازشگر بود. هر وسیله برای اتصال به شبکه جهانی وب باید یک سیپییو می داشت تا اطلاعات دریافتی را پردازش کند و دستورات را انجام دهد. اما اگر میشد اشیا مختلفی که دارای پردازشگر نبودند نیز به این شبکه متصل شوند انجام امور مختلف بسیار سادهتر، سریعتر و با صرف انرژی کمتری انجام میپذیرفت. پس مفهوم جدیدی با نام اینترنت اشیا رونمایی شد، سیستم که هوشمندسازی همه چیز را میسر میکند.
اینترنت اشیا، انقلاب دوم صنعتی
اشاره شد که در گذشته هر سیستم برای اتصال به شبکه جهانی اینترنت نیازمند داشتن یک پردازشگر بود. با گذر زمان مفهومی جدید در تکنولوژی با عنوان فضای ابری و پردازش ابری پدید آمد. این مفهوم به این معنا بود که پردازش اطلاعات میتوانست در جایی به جز وسیلهای که به اینترنت مجهز شده انجام شود. یعنی دیگر نیازی به وجود پردازشگرها نبود. پس اشیا نیز میتوانستند به اینترنت مجهز شوند.
اینترنت اشیا یک مفهوم بسیار جدید در دنیای فناوری و ارتباطات و تکنولوژی به شمار میآید. این موضوع و به واقع این عبارت در ابتدا برای نخستین بار در سال ۱۹۹۹ توسط کوین اشتون مورد استفاده قرار گرفت. او با استفاده از عبارت اینترنت اشیا جهانی را متصور شد که در آن هر جزئی دارای یک شناسه و هویت دیجیتال باشد و سیستمهای کامپیوتری توانایی نظارت و کنترل آنها را داشته باشند.
وی معتقد بود شبکه جهانی اینترنت در حال حاضر توانایی ایجاد ارتباط بین همه افراد را دارد اما خواستار جهانی بود که به جز انسانها همه اشیا نیز توانایی ارتباط با یکدیگر را دارا باشند. وی در ابتدا این موضوع را به کمک تگهای RFای که بر روی اشیا مختلف چسبانده میشود، توضیح داد و متصور شد که این تگها هویت دیجیتال اشیا را مشخص کرده و کنترل آنها را میسر میسازد.
با گذر زمان، اینترنت اشیا بالغ شد و امروزه به یک امر جدید ولی بسیار پیشرفته تبدیل شده است. بیشتر کشورهای جهان سرمایهگذاریهای انبوهی در این زمینه انجام دادهاند. بسیاری از شرکتهای ساختی تلاش کردهاند با این تکنولوژی همگام شوند و از آنها در تولید اقلام خود استفاده کنند. اتومبیلها، لوازم خانگی هوشمند، سیستمهای نظارتی، اقلام پزشکی و دارویی تنها بخش کوچکی از دنیایی است که در آن چیزها قرار است به اینترنت متصل شوند.
مفهوم اینترنت اشیا کاربردهای بسیار زیادی را به وجود میآورد. نظارت بر روی بیماران تا کنترل چراغهای راهنمایی و رانندگی هوشمند، از ساخت پوشاکهای مجهز به اینترنت که توانایی نظارت بر امور مختلف فیزیکی ورزشکاران را دارد تا شهرهای هوشمند و سیستمهای اتوماسیون ساختمانی نسل دوم.
اینترنت اشیا، هوشمندسازی همه چیز
در مفهوم اینترنت اشیا IoT، واژه THINGS به معنای چیزها، دلالت بر تمامی اشیا بیجان و جاندار دارد. به این معنا که حتی موجودات زنده نیز توانایی اتصال به اینترنت را دارند. فرض کنید یک سیستم کنترلی حیات وحش که وظیفه نظارت بر علائم حیاتی یک گونه در حال انقراض را بر عهده دارد یا یک سیستم نظارتی که رشد گیاهان را رصد میکند. همه اینها در زمینه اینترنت اشیا دستهبندی میشوند.
هوشمندسازی همه چیز
ما در خانههای هوشمند، همگام با آخرین تکنولوژی روز دنیا و با استفاده از سیستمهای نوین همه اجزای ساختمان را هوشمند میکنیم. اینترنت اشیا به سیستمهای ساختمانی کمک میکند تا تمام اجزای یک ساختمان، از شیرهای ورودی آب و گاز، پردهها، سیستمهای روشنایی هوشمند، امنیتی و ایمنی هوشمند، صدا و تصویر، وسایل خانگی و به طور کلی همه چیز را هوشمند نماید. نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمانی توانایی دارد که کنترل تمام اتفاقات خانه شما را درون تلفن همراهتان و با استفاده از اپلیکیشنها، دستیار صوتی و کلیدهای تابعی میسر سازد.
اینترنت اشیا این امکان را به وجود میآورد که تمامی وسایل موجود در جهان و فراتر از آن حتی تمام موجودات زنده به شبکه جهانی وب متصل شوند. این اتصال امکان ایجاد تغییرات، دریافت گزارشهای لحظهای و رصد سیستماتیک را فراهم میکند.
کاربرد اینترنت اشیا
یک خانه هوشمند چه کارهایی را انجام میدهد؟ خانه شما به عنوان یک دستیار همیشگی در کنار شما خواهد بود. اگر عادت به مصرف روزانه شیر دارید و در خانه شیر ندارید، یخچال هوشمند شما زمانی که در نزدیکی یک فروشگاه مواد غذایی هستید به تلفن همراهتان پیغام میدهد. جاروبرقی هوشمند وظیفه نظافت خانه را عهده دارد. کتری برقی هوشمند هنگامی که نزدیک خانه هستید روشن میشود.
سیستم تهویه دمای خانه را به استاندارد شرایط آسایش میرساند. پردهها نور خانه را طبق سناریو مورد علاقه شما تنظیم میکنند. دربها به وسیله دستیار صوتی برای شما باز میگردد. زمانی که در را باز میکنید آسانسور به صورت خودکار به طبقه همکف میآید و آینههای هوشمند گزارشی از وضعیت کامل خانه به شما ارائه میدهند.
خانه یک همراه همیشگی برای شما خواهد بود.
اینترنت اشیا، محاسبات در فضای ابری
یکی از مفاهیم مهم در زمینه اینترنت اشیا، فضای ابری و محاسبات در این فضا است. هر سیستم کامپیوتری از یک بخش اصلی به نام واحد پردازش مرکزی تشکیل میشود. این بخش که CPU نام دارد وظیفه پردازش تمام اطلاعات را دارد. آیا تمام وسایلی که با تکنولوژی اینترنت اشیا همراه هستند دارای یک سیستم پردازش مرکزی هستند؟ پاسخ خیر است.
در مفهوم چیزنت،IoT یا اینترنت اشیا تمام وسایل یا به صورت مستقیم یا با استفاده از واسطههایی و با کمک گرفتن از اتصالات نسل جدید به شبکه جهانی وب متصل میشوند. اما بیشتر این قطعات واحد پردازش ندارند. این موضوع به دلیل کاهش هزینهها، کاهش فضای ساخت و غیرمنطقی بودن این موضوع میباشد. اما وظیفه محاسبات پیچیده این دیوایسها بر عهده چه سیستمی است؟ پاسخ در یک مفهوم بسیار نوین و پیچیده تحت عنوان محاسبات ابری است.
cloud computing که در فارسی رایانش ابری ترجمه شده است در اصل به این معنا است که منابع اصلی یک نرمافزار، دادههای آن و همینطور پردازشهای مربوط به آن را به یک فضای بیرونی (ابری) منتقل کنیم. مصرفکنندگان قادر خواهند بود که به نرمافزارها و اطلاعات با استفاده از ورود به این فضا و با استفاده از هر وسیلهای که به اینترنت متصل است دسترسی پیدا کنند.
اطلاعات و برنامهها توسط یک فضای خارجی میزبانی میشوند و به جای یک هارد دیسک فیزیکی بر روی یک شبکه جهانی از مراکز دادههای امن نگهداری میشوند. این کار باعث میشود تا قدرت پردازش افزایش پیدا کند، امکان به اشتراک گذاشتن دادهها و همکاری بیشتر با سایر افراد استفادهکننده از این سیستم راحتتر شده و امکان دسترسی امن به این دادهها از طریق تلفنهای همراه را فارغ از موقعیت مکانی مصرفکننده فراهم میآورد.
تمام وسایلی که به اینترنت اشیا مجهز هستند از این مفهوم پشتیبانی میکنند. به این معنا که در نسل دوم سیستم اتوماسیون ساختمان شما احتیاج به یک فضای ابری برای انجام محاسبات و ذخیره اطلاعات دارید.
آینده اینترنت اشیا
همانطور که گفته شد از این مفهوم به عنوان انقلاب دوم صنعتی یاد میشود و پیشبینی میگردد که به زودی تمام وسایل و شهرها و حتی موجودات زنده به این سیستم مجهز شوند.
اتوماسیونهای فراوانی که این سیستم در اختیار کاربر قرار میدهد یک ویژگی بسیار جذاب و تعیینکننده در این مفهوم است. در یک شهر/خانه هوشمند شما دیگر برای انجام بسیاری از کارها نیازی به انجام اقدام ندارید. همانگونه که امروز پرداخت قبوض، برگههای بیمه و چکها به صورت خودکار انجام میشود در آینده بیشتر کارها با کمک این مفهوم با اتوماسیون انجام خواهد گرفت. اینترنت اشیا کمک به کاهش زمان انجام کارها، کاهش هزینهها، کاهش مصرف انرژی و آلودگیهای زیست محیطی خواهد شد.
اینترنت اشیا، هوشمندسازی همه چیز و یادگیری ماشینی
پیشبینی میشود در آینده یا نزدیک و با استفاده از ادغام تکنولوژی اینترنت اشیا و یادگیری ماشینی، سیستمهای مجهز به این تکنولوژی فراتر رفته و توانایی انجام امور با استفاده از فرآیند رصد/یادگیری را پیدا نمایند. یادگیری ماشینی در زبانی ساده به این مفهوم دلالت دارد که سیستمها با استفاده از اطلاعات ورودی و تحلیل آنها خود به ایجاد سناریوهای جدیدتر پردازند. برای مثال یخچال شما عادات غذاییتان را خود به خود متوجه شود، لامپها بفهمند شما زمانی که هوا در ساعات اولیه غروب ابری است نور خانه را زیاد میکنید.
یادگیری ماشینی مفهومی جدید، پیچیده و جذاب است که در زمینههای مختلفی کاربرد دارد بسیاری از ابرشرکتها جهان در تلاشند تا این دو مفهوم یعنی اینترنت اشیا و یادگیری ماشینی را با هم ادغام نمایند.
اینترنت اشیا و خانههای هوشمند
یکی از سیستمهایی که به وسیله اینترنت اشیا میتواند پیشرفت بسیار زیادی داشته باشد خانههای هوشمند است. نسل دوم سیستمهای اتوماسیون ساختمان، برآمده از این مفهوم و تکنولوژی است. خانههای هوشمند از مرزهای سیستمهای قدیمی مدیریت ساختمان (BMS) فراتر رفته و همه اجزای خانه قابلیت هوشمند شدن را دارند. سیستمهای اتوماسیون ساختمان در گذشته به تنظیم روشنایی، تهویه و وسایلی نظیر پردهها محدود بود. اما امروزه و با استفاده از تجهیز وسایل خانه به تکنولوژی اینترنت اشیا، تمامی وسایل موجود قابلیت هوشمند شدن را دارند.
اجزای مختلف خانه، از سیستمهای روشنایی تا وسایل خانگی، از نظارت و امنیت تا سرگرمیهای خانگی هوشمند خواهند شد. سیستمهای هوشمند متکی بر اینترنت اشیا هیچ محدودیتی ندارند. شما وسایل کهنه خود را نیز میتوانید هوشمند نمائید و به وسیله دستیار صوتی و اپلیکیشن آنها را از هر نقطهای از جهان مدیریت کنید. شرکت پردازش هوشمند پرگار سپهر با تکیه بر تجربه و دانش سیستمهای مدیریتی ساختمان و تکنولوژی اینترنت اشیا، ارائه دهنده سیستمهای نوین اتوماسیون ساختمان است. کافی است با ما تماس بگیرید تا کارشناسان ما از مشاوره تا اجرا و پشتیبانی در کنار شما باشند.
سخن پایانی
اینترنت اشیا (IoT) به عنوان یکی از انقلابیترین دستاوردهای فناوری در قرن بیستویکم، دنیای اطراف ما را دگرگون کرده و مرزهای تعامل بین انسان، ماشین و محیط زیست را بازتعریف نموده است. این فناوری فراتر از یک صرفاً ابزار ارتباطی، به یک زیرساخت هوشمند تبدیل شده که امکان نظارت، کنترل و بهینهسازی سیستمهای مختلف را در مقیاس گسترده فراهم میکند. از خانههای هوشمند تا شهرهای هوشمند، از سیستمهای پزشکی تا کشاورزی دقیق، IoT کارایی و رفاه را افزایش داده و کاهش مصرف انرژی، صرفهجویی در هزینهها و حفظ محیط زیست را نیز به دنبال داشته است.
یکی از مهمترین دستاوردهای اینترنت اشیا، هوشمندسازی همهچیز بدون نیاز به تغییر در بنیان فیزیکی سازههاست. امروزه حتی یک ساختمان قدیمی با استفاده از فناوریهای بیسیم و پروتکلهای مدرن مانند ZigBee، Z-Wave و MQTT میتواند به محیطی پویا و پاسخگو تبدیل شود. این انعطافپذیری، اجرای تدریجی و گسترش آسان سیستمهای هوشمند را ممکن ساخته و هوشمندسازی را به یک امکان در دسترس برای همگان بدل کرده است. علاوه بر این، رایانش ابری (Cloud Computing) همچون مغز مرکزی این سیستمها عمل میکند و امکان پردازش دادههای حجیم و ذخیرهسازی امن اطلاعات را بدون نیاز به سختافزارهای گرانقیمت در هر دستگاه فراهم میآورد.
آینده اینترنت اشیا در ادغام با فناوریهای نوینی مانند یادگیری ماشینی (Machine Learning) و هوش مصنوعی شکل خواهد گرفت. سیستمهایی که به دستورات پاسخ میدهند و با تحلیل رفتار کاربر، الگوهای زندگی را یاد میگیرند و به صورت پیشگیرانه و هوشمندانه عمل میکنند. یخچالی که فهرست خرید را خودکار تهیه میکند، لامپهایی که نور را بر اساس آبوهوای روز تنظیم مینمایند یا خانهای که آمادگی شما برای خروج را احساس کرده و آسانسور را فرا میخواند، نمونههایی از این آیندهای هستند که امروز در حال تحقق است.
در نهایت، اینترنت اشیا تنها یک تحول فنی نیست، بلکه یک تحول فرهنگی و اجتماعی است که نحوه زندگی، کار و تعامل ما با جهان را دگرگون میکند. با توجه به سرعت رشد این فناوری و سرمایهگذاری گسترده جهانی در این حوزه، میتوان انتظار داشت که در دهههای آینده، ساختمانها، شهرها و حتی موجودات زنده به صورتی یکپارچه و هوشمند، در یک شبکه جهانی پویا و واکنشگرا گره خورده باشند.
