آشنایی با اینترنت اشیاء به زبان ساده – آموزش جامع و کامل اینترنت اشیاءIOT

مقدمه و آشنایی با اینترنت اشیاء به زبان ساده

ایده اضافه کردن حسگر و هوشمند کردن دستگاه‌ها در ابتدا در سال‌های  ۱۹۸۰ – ۱۹۹۰ مطرح شد. در سال ۱۹۸۲ زمانی که یک دستگاه خودکار فروش اصلاح شده به اینترنت متصل شد که می‌توانست نوشیدنی‌های موجود و سرد بودن نوشیدنی‌ها را گزارش کند. بعداً، در سال ۱۹۹۱یک دیدگاه معاصر از اینترنت اشیاء در قالب امکان محاسبات در همه جا، برای اولین بار توسط مارک ویزر ارائه شد.

با این حال در سال ۱۹۹۹، بیل جوی در طبقه بندی که از اینترنت ارائه داده بود سرنخی در مورد ارتباط دستگاه به دستگاه ارائه کرد. در همان سال، کوین اشتون اصطلاح «اینترنت اشیاء» را برای توصیف سیستمی از دستگاه‌های متصل به هم پیشنهاد کرد. ولی به دلیل رشد کند تکنولوژی آن زمان همچنین بزرگ و ضخیم بودن تراشه‌ها عملاً راهی برای ارتباط کارآمد بین دستگاه‌ها وجود نداشت. خوب حالا که در مورد تاریخچه اینترنت اشیاء اطلاعاتی به‌دست آوردیم در ادامه ببینیم اینترنت اشیا در حقیقت چیست؟

ایده اصلی اینترنت اشیاء اجازه تبادل مستقل اطلاعات بین دستگاه‌های دنیای واقعی و منحصربه‌فردی که در اطراف ما وجود دارند، می‌باشد و این تبادل اطلاعات توسط فناوری‌های پیشرو مانند شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) و شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSNs) تأمین می‌شود و توسط دستگاه‌های حسگر حس می‌شود سپس برای تصمیم گیری پردازش می‌شود و بعدا براساس آن یک اقدام خودکار انجام می‌شود.

در سال ۲۰۰۵، ITU (اتحادیه بین المللی مخابرات) در مورد عصر شبکه‌سازی فراگیر گزارش داد که در آن همه شبکه‌ها به هم متصل هستند و همه چیز از لاستیک گرفته تا لباس بخشی از این شبکه عظیم خواهد بود. تصور کنید ساعتی را که در جایی از خانه گم کرده‌اید در اینترنت جستجو می‌کنید. بنابراین این چشم‌انداز اصلی اینترنت اشیاء است، محیطی که در آن چیزها می‌توانند صحبت کنند و داده‌های آنها می‌تواند برای انجام وظایف دلخواه از طریق یادگیری ماشین پردازش شود.

اینترنت اشیاء یا به‌طور خلاصه IOT به میلیون‌ها یا شاید میلیاردها دستگاه و وسیله در سراسر جهان اشاره دارد که با یک شماره واحد یا ip مشخصی به اینترنت وصل هستد و قابلیت تعامل دارند، با هم ارتباط برقرار می کنند و اطلاعات به اشتراک می گذارند. شاید تا حالا از این قضیه جایی استفاده کردید یا می‌کنید ولی متوجه آن نبوده باشید. در ادامه با توضیحات بیشتر به این مطلب پی خواهید برد.

البته در مورد اینترنت اشیاء ما وجود این مفهوم را به میکروچیپ های بسیار کوچک و صد البته به وجود و گسترش شبکه اینترنتی بی سیم مدیون هستیم. در واقع شبکه بی سیم موجب به وجود آمدن ایده اینترنت اشیاء شد. هر چیزی می تواند بخشی از اینترنت اشیاء باشد از چیزی به کوچکی یک قرص گرفته تا به بزرگی یک هواپیما. جالب است نه!

اتصال همه این اشیاء مختلف و افزودن حسگرها به آنها سطحی از هوش دیجیتالی را به دستگاه‌هایی می‌افزاید که در غیر این صورت شاید احمقانه بودند. هوش دیجیتالی آن‌ها را قادر می‌سازد تا بلادرنگ و بدون دخالت انسان ارتباط برقرار کنند. در مجموعه آموزشی پی استور فایلی در ۵۲ اسلاید با قابلیت ویرایش گردآوری و تنظیم شده که مناسب جهت انواع ارائه کلاسی و آکادمیک شما عزیزان می‌باشد برای دسترسی به لینک زیر رجوع کنید.

• پاورپوینت درباره اینترنت اشیا — کلیک کنید.

مثال‌هایی در مورد اینترنت اشیاء به زبان ساده

اینترنت اشیاء با تلفیق دنیای فیزیکی و دنیای دیجیتال باعث شده است که جهانی هوشمند و پاسخگو (responsive) داشته باشیم. تقریباً هر شیء فیزیکی می‌تواند به یک دستگاه اینترنت اشیاء تبدیل شود، اگر بتوان آن را به اینترنت متصل کرد تا کنترل شده و تعامل اطلاعاتی داشته باشد. تعداد دستگاه‌هایی که از خدمات اینترنتی بهره می‌برند هر روز در حال افزایش است و اتصال همه آنها به صورت سیمی یا بی سیم منبع اطلاعاتی قدرتمندی را در اختیار ما قرار می‌دهد.

یک لامپ که به اینترنت وصل است و می‌توان آن را با استفاده از برنامه تلفن هوشمند روشن کرد، یک دستگاه اینترنت اشیاء است، همانطور که یک حسگر حرکتی یا یک ترموستات هوشمند در دفتر شما یا یک چراغ خیابان اینترنت اشیاء می‌توانند باشند.

یک دستگاه اینترنت اشیاء می‌تواند مانند یک اسباب‌بازی کودک نرم و بامزه باشد یا مانند یک کامیون بدون راننده جدی باشد. برخی از اشیاء بزرگتر ممکن است خود با بسیاری از اجزای کوچکتر اینترنت اشیاء پر شده باشند. مانند موتور جت که اکنون با هزاران حسگر پر شده است که این حسگرها داده‌ها را جمع آوری و ارسال می‌کنند تا مطمئن شود که کارآمد است. در مقیاس بزرگتر، پروژه‌های شهرهای هوشمند کل مناطق را با حسگرهایی پر می‌کنند تا به ما در درک و کنترل محیط کمک کنند.

اصطلاع اینترنت اشیاء عموماً برای وسایلی استفاده می‌شود که انتظار نداریم به اینترنت وصل باشد و بتواند بدون درگیر شدن انسان خودش با شبکه ارتباط برقرار کند. خوب در این مورد کامپیوتر یا موبایل نمی‌توانند اینترنت اشیاء محسوب شوند اگر چه دومی پر از حسگرهای مختلف باشد.

ولی ساعت هوشمند یا بند هوشمند که برای ورزش و تناسب اندام بکار می‌رود یا هر دستگاه پوشیدنی دیگر می‌تواند اینترنت اشیاء محسوب شود. خوب حالا به آنچا در قسمت اول گفتیم پی بردید؟ آیا شما هم بدون اینکه بدانید از اینترنت اشیاء استفاده می‌کردید؟ من که بله با داشتن یک ساعت هوشمند و بند هوشمند جزئی از افرادی به حساب می‌آیم که از اینترنت اشیاء استفاده می‌کنند.

دیدگاه های مختلف فروشندگان برتر فن آوری اطلاعات در مورد اینترنت اشیاء

مقاله‌ای که در Network World منتشر شد، استراتژی‌های فروشندگان برتر فناوری اطلاعات را نشان می‌دهد، مصاحبه‌هایی را با فروشندگان کلیدی فناوری اطلاعات انجام دادند و طبق چشم اندازی که شرکت‌های مختلف دارند نتایج بدین صورت است:

• طبق چشم انداز HP، آنها دنیایی را می‌بینند که در آن مردم همیشه به وسایل خود متصل هستند.
• سیسکو به اتوماسیون صنعتی و همگرایی فناوری عملیاتی اعتقاد دارد.
• اینتل بر روی توانمندسازی میلیاردها دستگاه موجود با هوشمندی متمرکز شده است.
• مایکروسافت اینترنت اشیاء را به عنوان هیچ فناوری آینده نگری در نظر نمی‌گیرد. آنها معتقدند که در دستگاه‌های قدرتمند امروزی از قبل این امکان وجود دارد و این دستگاه‌ها فقط باید برای بدست آوردن حجم زیادی از اطلاعات به هم متصل شوند که این کار می‌تواند مفید باشد.
• در حالی که IBM با کنترل از راه دور دستگاه‌ها از طریق سرورهای ایمن، چشم اندازی از یک سیاره هوشمندتر دارد.

علیرغم داشتن دیدگاه‌های متفاوت، همه آنها در مورد شبکه‌ای از دستگاه‌های متصل به هم توافق دارند، بنابراین انتظار می‌رود که در دهه‌های آینده پیشرفت‌های بیشتری از جمله جامعه اطلاعاتی همگرای جدید مشاهده شود.

معماری اینترنت اشیاء به زبان ساده

انتظار می‌رفت بیش از ۲۵ میلیارد اشیاء تا سال ۲۰۲۰ متصل شوند که عدد بسیار زیادی است، بنابراین معماری موجود اینترنت با پروتکل‌های TCP/IP، که در سال ۱۹۸۰ اتخاذ شده است، نمی‌تواند شبکه‌ای به بزرگی اینترنت اشیاء را مدیریت کند که باعث می‌شود که نیاز به یک معماری باز جدید به وجود بیاید.

این معماری باید قادر باشد مسائل مختلف امنیت و کیفیت خدمات (QoS) را برطرف کند و همچنین بتواند از برنامه‌های شبکه موجود با استفاده از پروتکل‌های باز پشتیبانی کند. بدون تضمین حریم خصوصی مناسب، اینترنت اشیا احتمالاً توسط بسیاری مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بنابراین حفاظت از داده‌ها و حریم خصوصی کاربران چالش‌های کلیدی برای اینترنت اشیاء است.

برای توسعه بیشتر IoT، تعدادی از معماری‌های امنیتی چند لایه پیشنهاد شده است. معماری سه لایه، چهار لایه، پنج لایه و شش لایه برای آن پیشنهاد شده است. ما به معماری شش لایه ای اشاره می کنیم.

• لایه کدگذاری : در این لایه، به هر شی یک شناسه منحصربفرد ip (ipv6) اختصاص داده می‌شود که تشخیص اشیاء را آسان می‌کند.
• لایه ادراک: این لایه دستگاه IoT است که به هر شیء معنای فیزیکی می‌دهد. این شامل سنسورهای داده در اشکال مختلف مانند برچسب‌های RFID، حسگرهای IR یا سایر شبکه‌های حسگر است که می‌تواند دما، رطوبت، سرعت و مکان و غیره اجسام را حس کند.
• لایه شبکه: هدف این لایه دریافت اطلاعات مفید در قالب سیگنال‌های دیجیتال از لایه ادراک و انتقال آن به سیستم‌های پردازشی در لایه میان افزار از طریق رسانه‌های انتقال مانند WiFi است.
• لایه میان افزار: این لایه اطلاعات دریافتی از دستگاه‌های حسگر را پردازش می‌کند.
• لایه کاربردی: این لایه بر اساس داده‌های پردازش شده، کاربردهای اینترنت اشیاء را برای انواع صنعت محقق می‌کند.
• لایه کسب و کار: این لایه برنامه‌ها و خدمات اینترنت اشیاء را مدیریت می‌کند و مسئولیت تمام تحقیقات مربوط به اینترنت اشیاء را بر عهده دارد.

در رابطه با کاربرد اینترنت اشیاء به زبان ساده می‌توان به فایل آماده اینترنت اشیا در حوزه تجارت الکترونیک اشاره داشت که می‌توانید برای انواع ارائه‌های خود از این فایل استفاده کنید. جهت دسترسی روی لینک زیر کلیک کنید.

• پاورپوینت اینترنت اشیا در تجارت الکترونیک — کلیک کنید.

کاربرد اینترنت اشیاء به زبان ساده

اینترنت اشیاء به زبان ساده در حوزه‌ها و موارد مختلف کاربرد دارد که در ادامه به انواع کاربردهای آن می‌پردازیم:

۱- اینترنت اشیاء در تولید و صنعت

حوزه کاربرد صنعتی اینترنت اشیاء طیف وسیعی از پروژه‌های مرتبط با «اشیاء» را در داخل و خارج از کارخانه‌ها پوشش می‌دهد. به عنوان مثال در داخل، بسیاری از پروژه‌های اتوماسیون و کنترل کارخانه مبتنی بر اینترنت اشیاء، شامل راه‌حل‌های هوشمند جامع با عناصر متعددی هستند. این عناصر می توانند نظارت بر کف تولید، پوشیدنی‌ها، کنترل از راه دور PLC یا سیستم‌های کنترل کیفیت خودکار باشند.

پروژه‌های معمولی خارج از کارخانه شامل کنترل از راه دور ماشین آلات، نظارت بر تجهیزات یا مدیریت و کنترل کل عملیات صنعتی از راه دور مانند سکوهای نفتی است. بسیاری از مطالعات موردی «کاهش زمان خرابی عملیاتی و صرفه جویی در هزینه» را به عنوان محرک‌های کلیدی برای OEM ها «سازنده‌ی اصلی قطعات» در معرفی راه حل‌های صنعتی IoT ذکر می‌کنند.

به عنوان مثال Severstal، یک تولید کننده فولاد روسی، برای کاهش تأخیرهای تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده با مدیریت عملکرد دارایی Predix به جنرال الکتریک روی آورد. این راه حل با بهبود مستمر استراتژی‌های تعمیر و نگهداری، کاهش هزینه‌های زمان بندی تعمیر و نگهداری، تخصیص مجدد مؤثر منابع و کاهش خطرات تولید، قابلیت اطمینان تجهیزات را تا ۲۰ درصد افزایش داد.

۲- اینترنت اشیاء در کشاورزی

در کشاورزی مبتنی بر اینترنت اشیاء برای نظارت داشتن بر روی زمین کشاورزی سیستمی وجود دارد که اطلاعات را با استفاده از حسگرهای (حرارت، رطوبت و نور و…) جمع آوری کرده و آبیاری زمین را خودکار انجام می‌دهند. کشاورزان می‌توانند از هر جای دنیای زمین خود را رصد کنند. همچنن سیستم مبتنی بر اینترنت اشیاء می‌تواند با داشتن اطلاعات در مورد بارندگی تشخیص بدهد که آیا زمین را باید آبیاری کرد یا باران برای آبیاری کافیست.

۳- اینترنت اشیاء در حمل و نقل

حمل و نقل / تحرک دومین حوزه کاربردی بزرگ اینترنت اشیاء در سال ۲۰۲۰ بود. تسلا در سال ۲۰۱۲ با معرفی مدل S، معیار صنعت را برای خودروهای متصل تعیین کرد و اولین قابلیت به روز رسانی نرم افزاری را ارائه کرد. از آن زمان تا کنون تقریباً هر تولیدکننده خودرو با ادغام فناوری های مشابه اینترنت اشیاء از این روش پیروی کرده است.

Martin Lundstedt مدیر عامل ولوو در سال ۲۰۱۹ گفته است که روشهای مبتنی بر اتصال اشیاء باعث افزایش زمان کارکرد وسایل نقلیه و تجهیزات ساختمانی برای مشتریان، ایمنی بهتر برای رانندگان، اپراتورها و سایر کاربران جاده‌ها و البته انتشار کمتر دی اکسید کربن می‌شود.

۴- اینترنت اشیاء در انرژی

از آنجایی که انتظار می‌رود مصرف انرژی در سراسر جهان طی ۲۵ سال آینده ۴۰ درصد رشد کند، نیاز به راه‌حل‌های انرژی هوشمندتر به بالاترین حد خود رسیده است. اینترنت اشیاء تقریباً در هر بخش از صنعت انرژی از تولید تا انتقال تا توزیع را متحول کرده و نحوه تعامل شرکت‌های انرژی و مشتریان را تغییر می‌دهد. هم ارائه دهندگان راه حل و هم خود شرکت‌های انرژی نیاز و ارزش راه حل‌های متصل اینترنت اشیاء را در این بخش درک می‌کنند.

۵- اینترنت اشیاء در شهر هوشمند

مفهوم شهرهای هوشمند طبق آنچه بیان شد رفته رفته به واقعیت نزدیک شده است. داشتن بیمارستان‌های هوشمند، ساختمان‌های  هوشمند که با ورود و خروج شما گرمایش و سرمایش آن تنظیم شود، پارکینگ‌های هوشمند که اطلاعات و جاپارکهای خودرو به خودرو شما گزارش بدهند، چراغ‌های کنترل ترافیک که در سطح شهر به هم متصل باشند، همه اینها می‌توانند موجب شوند شهری هوشمند داشته باشیم.

۶- اینترنت اشیاء در سیستم های امنیتی

کنترل از طریق دوربین‌های مدار بسته و گزارش در زمان وقوع حادثه یا خطر، حسگرهای حرارتی موجود در ساختمان‌ها.

۷- اینترنت اشیاء در سلامت

بندها و دستگاههایی که سلامت انسان را رصد می‌کنند نمونه‌های خوبی برای این موضوع هستند. هم‌اکنون بسیاری از مردم  IoT های پوشیدنی برای نظارت بر ورزش، خواب و دیگر عادات سلامتی استفاده می‌کنند. در رابطه با این موضوع فایل آماده زیر را مطالعه کنید.

• پاورپوینت اینترنت اشیا در حوزه سلامت — کلیک کنید.

سخن آخر در مورد اینترنت اشیاء به زبان ساده

رشد بی وقفه فناوری‌های نوظهور اینترنت اشیاء، مفهوم اینترنت اشیاء به زودی در مقیاس بسیار وسیعی به طور اجتناب ناپذیری توسعه خواهد یافت. این الگوی نوظهور شبکه بر هر بخش از زندگی ما از خانه‌های خودکار گرفته تا نظارت هوشمند بر سلامت و محیط زیست با تعبیه اطلاعات در اشیاء اطراف ما تأثیر می‌گذارد. در  مقاله اینترنت اشیاء به زبان ساده ما چشم انداز اینترنت اشیاء را مورد بحث قرار دادیم و یک معماری کاملاً تعریف شده برای آن ارائه کردیم. امیدواریم مطالب فوق برای شما عزیزان مفید بوده باشد. نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید. موفق و پیروز باشید.