مقدمه
اینترنت اشیا بر روی یک شبکه بی مرز عمل می کند و بنابراین برای تشکیل یک سیستم منسجم به اجزای مختلفی نیاز دارد. ما این مؤلفه ها را به سه دسته اصلی تقسیم می کنیم: ورودی، تجزیه و تحلیل و خروجی.
می‌توانیم لامپ های خانه هایمان را از روی میز اداری در کیلومترها دورتر روشن کنیم. دوربین ها و حسگر های تعبیه شده در یخچال به ما این امکان را می‌دهند که به راحتی از آنچه در قفسه ها وجود دارد و زمانی که یک کالا نزدیک به انقضا است، آگاه شویم. وقتی به خانه می رسیم، ترموستات از قبل دما را طوری تنظیم کرده است دمای خانه دلخواه ما باشد.
اینها نمونه هایی از یک داستان علمی تخیلی آینده نگر نیستند. اینها تنها تعداد کمی از میلیون‌ها امکاناتی هستند که اینترنت اشیا (IoT) در اختیار انسان ها قرار می دهد.
اینترنت اشیا نحوه تعامل، ارتباط و انجام کارهای روزانه ما را دوباره تعریف کرده است. اکوسیستم دستگاه های IoT دنیای ما را از خانه ها گرفته تا تعمیر و نگهداری و زیر ساخت شهرها، نو آورتر و کارآمدتر کرده است.
در این مقاله ، همه مواردی را که باید در مورد آموزش اینترنت اشیا به طور کامل بدانید، راهنمایی می کنیم.
آموزش اینترنت اشیا شامل موارد زیر می باشد:
- اینترنت اشیا (IoT) چیست؟
- تاریخچه اینترنت اشیا
- نمونه هایی از اینترنت اشیا
- اکوسیستم اینترنت اشیا: چگونه کار می کند؟
- فناوری حسگر و اینترنت اشیا
- مزایای IoT مبتنی بر حسگر ها
- امنیت و حریم خصوصی اینترنت اشیا و داده ها
- نکات کلیدی و آینده اینترنت اشیا
اینترنت اشیا چیست؟
اینترنت اشیا (IoT) شامل تمام اشیا فیزیکی ،یعنی “اشیا” اتصال به اینترنت و سایر دستگاه ها می شود.
تعریف اینترنت اشیا در حال تکامل است. زیرا این اصطلاح بیشتر برای توصیف اشیایی که با یکدیگر تعامل دارند و «صحبت می کنند» استفاده می شود. بنابراین ما می توانیم این فرصت را داشته باشیم که در نحوه انجام کارها تسلط بیشتر داشته باشیم.
به بیان بهتر، دستگاه های اینترنت اشیا با توانایی جمع آوری داده ها در محیط اطراف، اشتراک گذاری این داده ها با سایر دستگاه های الکترونیکی، و در نهایت کمک به کاربر نهایی در کسب اطلاعات، وظیفه حل یک مشکل یا تکمیل یک کار مشخص را برعهده می گیرند.
برای تجسم این مفهوم، به زمانی فکر کنید که به سرویس بهداشتی در یک هتل رفته اید و لامپ سرویس خود به خود روشن شده است. تا به حال فکر کرده اید که چگونه این اتفاق افتاد؟ احتمالاً یک سنسور تشخیص حرکت وجود دارد که حرکت را تشخیص می دهد، که به طور خودکار لامپ را روشن می کند.
این تنها یکی از ساده ترین اشکال راه حل اینترنت اشیا است. زیرا این فناوری اکنون برای ایجاد اکوسیستم های بزرگتر مانند خانه های هوشمند و شهرهای هوشمند استفاده می شود. اگر ایمیل های خود را از طریق یک دستیار مجازی با کنترل صوتی (siri) می‌خوانید، قدم ها و ضربان قلب خود را با ساعت هوشمند اندازه گیری می‌کنید، یا سیستم امنیتی خود را از طریق تلفن همراه خود کنترل می‌کنید، روزانه از راه حل های IoT سود می‌برید.
تاریخچه اینترنت اشیا
اصطلاح اینترنت اشیا توسط کوین اشتون در سال 1999 ابداع شد. با این حال، این ایده برای مدت طولانی تری وجود داشته است و به اوایل دهه 80 با یک دستگاه کوکاکولا در دانشگاه کارنگی ملون بازمی گردد.
گروهی از دانشجویان دانشگاه سیستمی طراحی کردند تا دستگاه خود پرداز کوکاکولا در محوطه دانشگاه به دانشجویان نوشابه تحویل دهد. جدا از گزارش موجودی، آنها همچنین توانستند اطلاع دهند که آیا نوشیدنی های در دستگاه بارگیری شده سرد است یا خیر.
بعدها، در سال 1990، جان رامکی برای اولین بار یک توستر را به اینترنت متصل کرد. چندی بعد، گروه دیگری از دانشجویان دانشگاه کمبریج از یک دوربین وب برای نظارت بر میزان قهوه موجود در آزمایشگاه های کامپیوتری خود استفاده کردند.
سپس، سرانجام، در سال 1999، اصطلاح اینترنت اشیا توسط کوین اشتون در جریان ارائه اش برای Procter & Gamble، یک شرکت چند ملیتی کالاهای مصرفی، ابداع شد. زمانی که اشتون به عنوان مدیر برند در آنجا کار می کرد، به راه اندازی یک خط لوازم آرایشی کمک می کرد. او متوجه شد که به نظر می رسد یک رنگ خاص از رژ لب قهوه ای همیشه فروخته شده است. بنابراین، اشتون یک ارائه “اینترنت اشیا” ارائه کرد و پیشنهاد کرد که هر محصول دارای یک برچسب شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) باشد که امکان شناسایی و ردیابی اشیا خاص را در سراسر زنجیره تامین فراهم می کند.
در اواخر دهه 2000 تا اوایل دهه 2010، سازمان ها در سرتاسر جهان استقبال فوق العاده زادی از اینترنت اشیا کردند. شبیه به اینکه امروز مشتاق هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی هستند. شرکت بین المللی ماشین کسب و کار (IBM) شروع به کار بر روی یک برنامه سیاره هوشمند کرد. مک کینزی شروع به انتشار مطالعاتی در مورد شرایط فناوری اینترنت اشیا کرد. در سال 2011، سیسکو اعلام کرد که اینترنت اشیا در حدود سال های 2008 و 2009 زمانی که ماشین ها یا اشیا بیشتری نسبت به افراد روی زمین به اینترنت متصل شده بودند، «متولد شد».
اینترنت اشیا در ابتدا بیشترین جذابیت را برای توسعه تجاری و صنعتی داشت. جایی که استفاده از آن اغلب به عنوان ماشین به ماشین (M2M) شناخته می شود. با این حال، تمرکز بر پر کردن خانه ها و محل کار ما با دستگاه های هوشمند تغییر کرده است و تقریباً برای همه مزایایی به همراه دارد. در حال حاضر، 35 میلیارد دستگاه اینترنت اشیا در سراسر جهان نصب شده است . و چشم انداز تا پایان سال 2021 این است که این تعداد به 46 میلیارد برسد.
نمونه هایی از اینترنت اشیا
بسته به استفاده از آنها، ما دستگاه های IoT را به چهار دسته اصلی تقسیم می کنیم: مصرف کننده، سازمانی، صنعتی و برنامه های زیرساختی.
- IoT مصرف کننده ، به ده ها دستگاه شخصی، از جمله گوشی های هوشمند، فناوری پوشیدنی، محصولات مد، و طیف زیادی از لوازم خانگی مرتبط با اینترنت اشاره دارد که به طور مداوم اطلاعات را جمع آوری و توزیع می کنند.
- در تنظیمات سازمانی، اینترنت اشیا عمدتاً در زمینه مدیریت پزشکی و امکانات گسترده است. به طور خاص، دستگاه های IoT برای نظارت از راه دور و ایجاد سیستم های اعلان اضطراری برای افراد، ساختمان ها و دارایی ها استفاده می‌شوند. همه گیری COVID-19 همچنین استفاده از اینترنت اشیا را برای نظافت هوشمند و استفاده هوشمندانه توصیه کرده است تا همه مشاغل بتواند نیرو های خود را به کار برگردانند.
- اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) دستگاه ها، تجهیزات صنعتی، تجزیه و تحلیل ها و افراد را برای پیشبرد اجرا و بهره وری بیشتر صنعتی گرد هم می آورد. اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) راه حل هایی مانند نظارت بر تجهیزات، تعمیر و نگهداری پیش بینی شده، نظارت بر وضعیت، تشخیص خطا و موارد دیگر را امکان پذیر می کند.
- در نهایت، دستگاه های زیرساخت اینترنت اشیا، نظارت و کنترل عملیات زیر ساخت های شهری و روستایی پایدار را ممکن می‌سازند. مانند پل‌ها، خطوط راه آهن، و مزارع بادی در داخل و خارج از ساحل . این فناوری ها با صرفه جویی در هزینه ها ، بهینه سازی زمان، کیفیت بهتر نیروی کار و افزایش بهره وری به صنعت ساخت و ساز کمک می کنند.
اکوسیستم اینترنت اشیا: چگونه کار می کند؟
اینترنت اشیا بر روی یک شبکه بی مرز عمل می کند و بنابراین برای تشکیل یک سیستم منسجم به اجزای مختلفی نیاز دارد. ما این مؤلفه ها را به سه دسته اصلی تقسیم می کنیم: ورودی، تجزیه و تحلیل و خروجی.
ابتدا به دستگاهی نیاز دارید که ورودی های دنیای واقعی را جمع آوری کند. این معمولاً از طریق حسگر هایی انجام می شود که برای جمع آوری داده ها از محیط اطراف خود کار می کنند. آنها همچنین اغلب “ردیاب” نامیده می شوند. زیرا هدف اصلی آنها تشخیص کوچکترین تغییرات در محیط اطرافشان است. برای مثال، فن کوئل ها با ترموستات ها از طریق یک مولتی سنسور کار می‌کنند تا دما و رطوبت اتاق را حس کنند و بر اساس آن تنظیم شوند.
اغلب اوقات، این حسگر ها یا آشکار سازها را می‌توان به عنوان بخشی از دستگاهی که چیزی فراتر از حس کردن فقط انجام می‌دهد، با هم ترکیب کرد. تلفن ها از چندین حسگر مانند GPS، دوربین، قطب نما، تشخیص اثر انگشت تشکیل شده‌اند تا به ما کمک کنند تعداد بی شماری از کارها را برای ما انجام دهند.
برای اینکه حسگر به دستگاه های دیگر متصل شود و در نهایت داده ها را به تجهیزات دیگر ارسال کند، به یک “وسیله انتقال” نیاز دارد که همان اتصال است. Connectivity وظیفه انتقال داده ها به دنیای آنلاین را بر عهده دارد. از محبوب ترین پروتکل ها و استانداردهای بی سیم اینترنت اشیا می توان به lora، وwifi، DDS، BLE ، Z-wave و غیره اشاره کرد. انتخاب شبکه به عوامل مختلفی از جمله سرعت مطلوب داده، انتقال، برد، مصرف انرژی بستگی دارد.
پس از اینکه داده ها جمع آوری شدند و از طریق یک پا ارتباطی به سرور های ابری منتقل شدند، باید پردازش شوند. این دومین مؤلفه اکوسیستم اینترنت اشیا است، که در آن همه «چیزهای هوشمند»، در آن جای می گیرند. نقش اولیه ابزارهای تحلیلی، بررسی یک موقعیت و تصمیم گیری بر اساس بینش است. این می تواند به سادگی تجزیه و تحلیل زمانی باشد که دمای اتاق در محدوده مورد نظر قرار می گیرد یا به پیچیدگی، برای مثال، ماشینی که نزدیک به تصادف است.
آخرین عنصر یک سیستم اینترنت اشیا، اپلیکیشن نهایی یا رابط کاربری است. این اپلیکیشن یا برنامه قابل مشاهده ای است که کاربر برای دسترسی، کنترل و تنظیمات برگزیده خود از آن استفاده می کند. طراحی کاربر پسند و جذاب یک نکته قابل توجه در دنیای اینترنت اشیا امروزی است. شرکت ها به طور مداوم در حال کار بر روی یکپارچه سازی ابزارها و بهبود تجربه کاربری هستند.
فناوری حسگر و اینترنت اشیا
برای اینکه اشیا متصل شوند و اینترنت اشیا زنده شود، باید دستگاهی وجود داشته باشد که اطلاعات ارسال شده (ورودی) را جمع آوری کند. همانطور که اشاره کردیم، برای بسیاری از کاربردها، این کار از طریق سنسورها انجام می شود.
اینکه چه داده هایی جمع‌آوری می‌کنند به هر دستگاه و وظیفه آن بستگی دارد. اما به طور کلی، حسگرها ابزارهایی هستند که تغییرات محیطی را که ممکن است از منابع مختلفی مانند نور، دما، فشار و حرکت ناشی شوند، شناسایی کرده و به آنها پاسخ می‌دهند.
به دلیل طیف گسترده‌ای از ورودی‌هایی که حسگرهای اینترنت اشیا می‌توانند جمع‌آوری کنند. به‌طور گسترده در زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای عملکرد بسیاری از مشاغل امروزی حیاتی شده‌اند. یکی از حیاتی ترین مزایای این حسگرها توانایی آنها در راه اندازی عملکردهای تحلیلی است که به شما در مورد مشکلات احتمالی هشدار می دهد و به شرکت ها این امکان را می دهد تا تعمیر و نگهداری پیش بینی شده را انجام دهند و از آسیب های پرهزینه جلوگیری کنند.
مزایای IoT مبتنی بر حسگر
مزایای اینترنت اشیا برای بیمارستان ها و رستوران ها
اینترنت اشیا برای مراقبت های بهداشتی و خدمات بیمارستانی مناسب است.
برای شروع، IoT راحتی بیمار را بهبود می بخشد. از طریق راه‌حل‌هایی مانند ترموستات‌های هوشمند، تخت‌های هوشمند، و کنترل‌های روشنایی قابل تنظیم، بیماران می‌توانند تجربه لذت‌بخش‌تری داشته باشند. همچنین می تواند استرس بیماران را کاهش دهد و بهبودی سریع‌تری داشته باشند.
در مرحله بعد، اینترنت اشیا سیستم‌های نظارت از راه دور سلامت و اعلان اضطراری را از طریق فناوری پوشیدنی فعال می‌کند. این موارد شامل مچ‌بندهای الکترونیکی، سمعک‌های پیشرفته، مانیتورهای پوشیدنی قلب و غیره است. چنین دستگاه‌هایی به پزشکان اجازه می‌دهند تا بیماران خود را با دقت بیشتری تحت نظر داشته باشند.
یکی دیگر از مزایای قابل توجه دستگاه های IoT مبتنی بر حسگرها در بیمارستان ها به ایمنی بیماران و کارکنان مربوط می شود. حسگرهای دما در انبارها تضمین می کنند که غذا، خون و داروها به طور ایمن محافظت می شوند. سنسورهای آب از نشت و خطرات احتمالی جلوگیری می کنند. سیستم های ضد عفونی محله ها را بهداشتی نگه می دارد.
به عنوان مثال، خدمات بهداشت ملی بریتانیا (NHS) ایمنی بیماران را بهبود بخشیده و هزینه‌ها را از طریق حسگرهایی که وظایف روزانه بیمارستان مانند بررسی دمای سردخانه ها، نظارت بر آتش‌سوزی، دمای راحت برای بیماران و موارد دیگر را خودکار می‌کنند، کاهش داده است.
یکی دیگر از بخش‌هایی که اینترنت اشیا نیز تأثیر قابل توجهی داشته است، صنعت غذا، به‌ویژه رستوران‌ها و رستوران‌های زنجیره‌ای است.
برجسته ترین مزیت مربوط به ایمنی مواد غذایی و سیستم های نظارت است. با حسگرهای دمای اینترنت اشیا، رستوران ها می توانند از راه دور یخچال خود را به صورت 24 ساعته نظارت کنند تا مطمئن شوند که تغییرات دما بدون توجه نمی ماند و خطر فاسد شدن مواد غذایی و ضایعات مواد غذایی را کاهش می دهد. برنامه‌های اینترنت اشیا همچنین می‌توانند تجهیزات را از راه دور نظارت کنند. و مشکلات احتمالی را برطرف کنند تا از خرابی آنها و هزینه های تعمیرات جلوگیری کنند. این برنامه‌ها حتی برای مدیران رستوران یادآورهای مکرر را برای برنامه‌ریزی نگهداری ارسال می‌کنند.
مزایای اینترنت اشیا برای ساختمان ها و محل کار
شرکت‌های مدیریت املاک و مستغلات، فناوری حسگر اینترنت اشیا و زیرساخت‌های هوشمند را برای کمک به کاهش نگرانی‌ها و خطرات مرتبط با کووید انتخاب می‌کنند. مثلاً با قرار دادن حسگر مجاورت در سرویس کارکنان بهداشتی می تواننداطلاعاتی را در مورد تعداد دفعات استفاده کارگران از سرویس بهداشتی دریافت کنند. حسگرهای مجاورت همچنین می توانند از طریق هشدارهای یادآوری، فاصله اجتماعی ایمن را تضمین کنند. تا هر زمان که تراکم افراد یک اتاق شروع به افزایش می کند، کارگران را در فواصل مناسب از یکدیگر نگه دارند.
مزایای اینترنت اشیا در صنعت
اینترنت صنعتی اشیا (IIOT) از حسگرهای هوشمند برای بهبود فرآیندهای تولیدی و صنعتی استفاده می کند.
یکی از ستایش‌شده‌ترین مزایای دستگاه‌های IIoT این است که نگهداری پیش‌بینی‌کننده را امکان‌پذیر می‌کنند. تعمیر و نگهداری پیش بینی شده به این معنی است که مشاغل می توانند فعالیت های تعمیر و نگهداری خود را بر اساس پیش بینی های دقیق در مورد طول عمر تجهیزات برنامه ریزی کنند. این مزایا منجر به بهبود استفاده از تجهیزات ، مشاهده وضعیت دستگاه ها و برنامه ریزی بهینه فعالیت های تعمیر و نگهداری می شود.
دومین مزیت قابل توجه نگهداری پیش بینی شده در مدیریت تاسیسات صنعتی و پست های هوشمند است. حسگرها می‌توانند لرزش‌ها، دما، رطوبت و سایر عواملی را که می‌توانند منجر به شرایط عملیاتی ضعیف شوند، نظارت کنند تا بتوانند برای رفع یا جلوگیری از آسیب‌ها اقدام کنند.
امنیت و حریم خصوصی اینترنت اشیا و داده ها
با توجه به اینکه همه این دستگاه‌ها به طور مداوم هر کاری را که ما انجام می‌دهیم جمع‌آوری می‌کنند. اینترنت اشیا در معرض بسیاری از مشکلات حریم خصوصی و امنیتی است.
مسائل اصلی امروز جرایم سایبری و خطرات سرقت اطلاعات است. مجرمان سایبری دائما در حال تکامل هستند و به دنبال روش هایی برای هک رمز عبور، ایمیل ها و جعل هویت کارکنان به بدافزار هستند. و از آنجایی که بیماری همه گیر مردم و مشاغل را مجبور کرده است که کاملاً از راه دور کار کنند، تمرکز بیشتری روی این موضوع شده است.
سابقه امنیتی اینترنت اشیا نیز کمک زیادی به جلوگیری از این مسائل نمی کند. زیرا بسیاری از دستگاه های اینترنت اشیا پروتکل های اساسی امنیتی مانند رمزگذاری داده ها، برچسب های مسدود کردن، احراز هویت و غیره را در نظر نمی گیرند. آنها برای مدت طولانی بدون نظارت یا به روز رسانی کارکرده. و با سیستم های ارزان و کم هزینه ای که مستعد خطرات امنیت سایبری هستند کار می کنند.
با تمام این گفته ها، برخی از تولیدکنندگان تلاش بیشتری می کنند تا نرم افزار یا سیستم عامل تعبیه شده در محصولات خود را به طور کامل ایمن کنند.
برای تقویت حفاظت از خود پس از خرید یا نصب محصول، ویژگی‌هایی را غیرفعال کنید که به چندین دستگاه اجازه می‌دهد داده‌ها را با اشخاص ثالث به اشتراک بگذارند. دائماً تاریخچه داده‌ها را حذف کنید. به‌روزرسانی‌ها را سریع نصب کنی. در صورت لزوم از احراز هویت دو مرحله‌ای استفاده کنید.
نتیجه گیری
با افزایش تعداد دستگاه‌های متصل، خانه‌ها و محیط‌های کاری ما به‌طور فزاینده‌ای مملو از محصولات هوشمند می‌شوند. با این فرض که ما آماده پذیرش برخی معاوضه‌های حریم خصوصی و امنیتی هستیم. برخی از مردم از دنیای آینده پیشرفته خوشحال خواهند شد. بعضی دیگر دلتنگ روزهای خوب قدیمی خواهند شد، زمانی که یک میز در واقع فقط یک میز بود.
مطالب پیشنهادی
8 پاسخ
خیلی مفید و جامع بود
ممنون
خواهش می کنم