اینترنت اشیا چیست؟ آشنایی با کاربرد و ساختار IOT

«اینترنت اشیا» (Internet of Things) که به اختصار IOT هم نامیده می‌شود، قابلیت بالایی دارد و بسیاری از افراد معتقدند که قرار است تحولی عظیم در دنیای دیجیتال ایجاد ‌کند. عملی شدن این تکنولوژی ساختار کسب و کارها، شرکت‌ها و زندگی مردم سراسر جهان را در آینده به کلی تغییر می‌دهد.

در حقیقت اینترنت اشیا عملکرد اتوماتیک و خودکار را در تمام امور امکان‌پذیر کرده است. اما اینترنت اشیا چیست؟ از چه کاربردهایی برخوردار است؟ در این مقاله شما را با این تکنولوژی نوین، ویژگی‌ها و کاربردهایش بیشتر آشنا ‌می‌کنیم. با ما همراه باشید.

اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا یا IOT چیزی فراتر از شبکه‌های اینترنتی، گوشی‌های هوشمند و کامپیوتر است. IOT با به کار بردن حسگرها، نرم‌افزار و سایر تکنولوژی‌ها، اطلاعات اشیا فیزیکی را از طریق اینترنت به سایر دستگاه‌ها منتقل می‌کند.

حالا این سوال پیش می‌آید که پیاده‌سازی این تکنولوژی در چه دستگاه‌هایی امکان‌پذیر است؟ چه محدودیت‌هایی در این زمینه وجود دارد؟ جالب است بدانید که حتی وسایل خانگی و قطعات پیشرفته‌ صنعتی قابلیت اجرای تکنولوژی اینترنت اشیا را دارند. کارشناسان معتقدند که برقراری ارتباط و جابه‌جایی اطلاعات به وسیله‌ اینترنت اشیا به‌زودی فراگیر می‌شود، به‌طوری که پیش‌بینی شده در سال ۲۰۲۵ تعداد دستگاه‌هایی که از اینترنت اشیا پشتیبانی می‌کنند بیش از ۸۰ میلیارد خواهد بود. در حقیقت اینترنت اشیا با طراحی یک زبان مشترک به عنوان رابط تمام دستگاه‌ها شناخته می‌شود و این امر در نهایت عملکرد جوامع جهانی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

فرض کنید وقتی که در محل کار یا دانشگاه هستید به یاد می‌آورید زیر گاز را خاموش نکرده‌اید و کسی هم در خانه نیست. حتی اگر برای خاموش کردن گاز به منزل خود بازگردید، زمان زیادی را از دست داده‌اید. وقتی که وسایل شما مجهز به تکنولوژی اینترنت اشیا باشند، به‌راحتی می‌توانید گاز را از راه دور و تنها با لمس یک دکمه خاموش کنید.

در این مثال گاز که یک دستگاه محسوب می‌شود توسط یک دستگاه دیگر کنترل و مدیریت می‌شود. به بیان ساده‌تر شما با استفاده از اینترنت اشیا بین چندین دستگاه ارتباط برقرار می‌کنید. این جابه‌جایی اطلاعات حجم کارهای غیر ضروری و وقت‌گیر شما را به حداقل میزان ممکن می‌رساند. ترویج IOT قطعا چالش‌های خاص خودش را دارد، اما همچنان بسیاری از شرکت‌های بزرگ بر روی این تکنولوژی نوین سرمایه‌گذاری کرده‌اند. البته ناگفته نماند که بهبود زیرساخت‌های اینترنت تاثیر بسزایی در پیشرفت IOT خواهد داشت.

 

اینترنت اشیا چگونه کار می‌ کند؟

به طور کلی می‌توان گفت که در مرحله‌ی اول، سنسورها اطلاعات مختلف را دریافت می‌کنند. در مرحله‌ بعد اطلاعات به دست آمده، مورد بررسی قرار می‌گیرند و طبق دستور العمل‌هایی که از قبل برای آن‌ها تایین شده واکنش نشان می‌دهند.

برای مثال سیستم گرمایشی خانه‌ را در نظر بگیرید که دمای محیط را می‌سنجد و بعد طبق اطلاعاتی که دارد عمل کرده و دمای خانه را تنظیم می‌کند. همانطور که در قسمت‌های قبل هم گفته شد تمام این مراحل به منظور تسهیل زندگی انسان‌ها طراحی شده است. اینترنت اشیا بستری را فراهم کرده که انسان‌ها بدون هیچ دخالتی شرایط را طبق خواسته‌های خود پیش ببرند.

 

کاربرد اینترنت اشیا در بلاک چین

جالب است بدانید که اینترنت اشیا در شبکه‌ بلاک چین هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. ارزهای دیجیتال طی سال‌های اخیر پیشرفت قابل توجه و بی‌سابقه‌ای داشتند. طبق گفته‌‎ تحلیل‌گران ارزهای دیجیتال در آینده‌ نزدیک به عنوان وجه جایگزین در تمام کشورهای جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما اینترنت اشیا در شبکه‌ی بلاک چین دقیقا چه کاربردی دارد؟

همانطور که می‌دانید ارزهای دیجیتال به صورت غیرمتمرکز طراحی شده‌اند، بدین معنی که بدون نظارت یک سازمان و نهاد مشخص فعالیت می‌کنند. اطلاعات مربوط به تراکنش‌ها توسط کاربران شبکه مورد بررسی قرار می‌گیرند و به ثبت نهایی می‌رسند. پس می‌توان گفت این خود کاربران هستند که با جابه‌جایی اطلاعات درستی تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند و در شبکه‌ بلاک چین به ثبت می‌رسانند.

اینترنت اشیا یا همان تکنولوژی IOT نقش رابط بین کاربران را دارد. تبادل اطلاعات در بین کاربران سراسر جهان توسط اینترنت اشیا صورت می‌گیرد. به بیان ساده‌تر IOT با ایجاد بستری امن و قابل اطمینان برقراری ارتباط با سایر اعضای شبکه‌ بلاک چین را امکان‌پذیر کرده است.

 

چالش ‌های اینترنت اشیا

با توجه به مثال‌هایی که زده شد، می‌توان چنین برداشت کرد که IOT تأثیر بسزایی بر سهولت زندگی انسان‌ها دارد و خواهد داشت. اما بهتر است به این نکته توجه کنید که به‌کارگیری و استفاده فراگیر از این تکنولوژی چالش‌هایی را هم با خود به همراه خواهد داشت که باید جدی گرفته شوند. بنابراین در این بخش چالش‌های اصلی IOT از دیدگاه تحلیل‌گران را با یکدیگر بررسی می‌کنیم.

 

مشکلات امنیتی ناشی از داده ‌های بیشمار

از آنجایی که تکنولوژی IOT رابط اطلاعات بین دستگاه‌های مختلف است، حجم بالایی از داده جا‌به‌جا می‌شود. با فراگیری این تکنولوژی در سراسر جهان حجم اطلاعات جاری در شبکه چندین برابر خواهد شد. تأمین خدمات امنیتی و محافظت از تمام اطلاعات اصلا کار ساده‌ای نیست.

همان‌طور که می‌دانید تکنولوژی IOT، به منظور جا‌به‌جایی داده‌ها و اطلاعات پایه‌گذاری‌شده است. بنابراین بررسی و سنجش اطلاعات برای به کار گرفتن IOT یک امر ضروری محسوب می‌شود. از سوی دیگر برخی از تحلیل‌گران معتقدند که اتصال دستگاه‌ها به اینترنت خطر ایجاد حملات سایبری را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

هکرها به‌راحتی می‌توانند از حجم بالای اطلاعات سوءاستفاده کنند و کنترل اشیا مختلف را به دست بگیرند. دسترسی به اطلاعات مهم و داشتن چنین اختیاراتی در برخی از موارد ضررهای غیر قابل جبرانی را به مردم و کارخانه‌های صنعتی وارد می‌کند. برای مثال در سال‌های گذشته، شاهد مواردی بودیم که افراد کنترل یک ماشین را از طریق حمله‌ سایبری در دست گرفته‌اند و آن را خاموش کرده‌اند.

به‌کارگیری IOT در بخش‌های اصلی یک جامعه در چنین شرایطی ترسناک به نظر می‌رسد، چرا که در صورت هک شدن شبکه احتمال از کار افتادن زیرساخت‌های اصلی یک جامعه وجود دارد.

پس ضعف‌هایی در سیستم IOT وجود دارد و همان‌طور که می‌تواند بسیار مفید واقع شود، در برخی از موارد ضررهای غیر قابل جبرانی را به صنعت و افراد وارد می‌کند. سوال اصلی این است که اطلاعات موجود در شبکه کجا می‌روند و در چه پایگاهی ذخیره می‌شوند؟ چگونه می‌توان از حملات سایبری جلوگیری کرد؟

تعامل و تبادل اطلاعات در فضایی کاملا امن و قابل اطمینان یکی از ملزومات IOT محسوب می‌شود. بروز چنین مشکلاتی روند پیشرفت و ترویج تکنولوژی اینترنت اشیا را کند کرده است، بنابراین لازم است که توسعه‌دهندگان راه حل منطقی و درستی برای این موضوع پیدا کنند.

 

عدم سازگاری و افزایش نیاز‌های فنی با گذشت زمان

یکی از چالش‌های دیگری که توسعه‌دهندگان این تکنولوژی با آن دست‌و‌پنجه نرم می‌کنند، طراحی و ساخت نرم‌افزارهایی است که قابلیت اجرا بر روی تمام دستگاه‌ها را داشته باشند. اگر دقت کرده باشید می‌بینید که اغلب برنامه‌ها فقط بر روی یک سیستم عامل خاص قابل اجرا و استفاده هستند. قطعا دستگاه‌های مورد استفاده‌ جامعه‌ کاربران با یکدیگر متفاوت است، بنابراین ساختار اصلی شبکه‌ IOT باید به گونه‌ای طراحی شود که قادر به پاسخگویی به نیاز کاربران سراسر جهان باشد.

طبق تحقیقات صورت‌گرفته توسعه‌دهندگان همچنان در تلاش‌اند تا کارآمدترین نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای کراس پلتفرم را طراحی کنند. افزایش تقاضا برای پیاده‌سازی IOT چالش‌های پیش روی این تکنولوژی را شدت می‌بخشد. به طور کلی توقع می‌رود که سنسورها تا جایی که ممکن است کوچک و غیر قابل شناسایی، هوشمند، امن، با قدرت باشند و البته در عین حال انرژی بسیار کمی مصرف کنند.

 

پیش‌ بینی روند پیشرفت اینترنت اشیا در آینده

کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که در آینده IOT به قدری فراگیر و پیشرفته خواهد شد که تمام اشیا موجود در جهان را تحت پوشش قرار می‌دهد. جهانی را تصور کنید که تمام اشیا آن به محیط اطراف خود واکنش نشان می‌دهند، برای مثال سیستم گرمایشی خانه به‌صورت خودکار مطابق با دمای بدن شما تنظیم شود یا خانه‌ هوشمندی که وقتی شما به خواب می‌روید خود به خود قفل ‌شود. حتی لباس‌ها سنسور خواهند داشت و این موضوع باعث شود تا اشیای اطراف حضور شما را حس کنند و بر اساس آن واکنش نشان دهند.

سازندگان IOT رؤیای پایه‌گذاری یک سیستم نوین جهانی را در سر می‌پرورانند. ساختار جهان در آینده چیزی فراتر از تصورات شما است، زیرا در آینده شاهد دفاتر رسمی، ساختمان‌ها و حتی شهرهای هوشمند خواهیم بود. از سوی دیگر سنسورهای معلق در ذرات هوا به امکان‌پذیر شدن پیش‌بینی زمین لرزه و سایر بلایای طبیعی کمک می‌کنند.

البته ناگفته نماند که پیاده‌سازی این تکنولوژی نیازمند اینترنت پر سرعت است. از سوی دیگر شیوع ویروس کرونا در سراسر جهان باعث شده است تا بیشتر کسب و کار‌ها به‌صورت دورکاری انجام شوند. بنابراین کشورها به ضعف‌های موجود در سیستم اینترنتی پی برده‌اند و به فکر پیاده‌سازی روش‌هایی برای بهبود عملکرد اینترنت هستند. تغییرات این چنینی به آسان‌تر شدن زندگی کمک می‌کند و در نهایت بستر و زیرساخت‌های لازم برای پیاده‌سازی تکنولوژی IOT را فراهم می‌سازد.

 

مزایای اینترنت اشیا

اگر یک نگاه سطحی و ساده به محیط اطراف خود بیندازید، متوجه می‌شوید که تعداد دستگاه‌های هوشمند موجود در خانه، کارخانه، خودروها، حوزه‌ بهداشت و درمان شهرها اصلا کم نیست. دستگاه‌های هوشمند به منظور تسهیل زندگی، کاهش میزان مصرف برق و افزایش کارایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اینگونه دستگاه‌ها به بهینه‌سازی و حفظ محیط زیست کمک بسزایی می‌کنند. در این بخش مزایای مختلف اینترنت اشیا را با یکدیگر بررسی می‌کنیم، با ما همراه باشید.

 

تولید محصولات

تکنولوژی اینترنت اشیا در برخی از موارد به منظور نظارت بر خط تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حقیقت هنگامی که تجهیزات تولید محصولات به مشکل برمی‌خورند، سنسورها سریعا کارفرما را در جریان قرار می‌دهند. بسیاری از تحلیل‌گران معتقدند که با به‌کارگیری IOT در صنعت تولید محصولات می‌توانیم ضرر و زیان را تا حد زیادی کاهش دهیم. از سوی دیگر IOT فرایند تولید را سرعت می‌بخشد و کارایی را به بیشترین حد ممکن می‌رساند.

 

صنعت خودرو

طبق تحقیقات صورت‌گرفته تکنولوژی IOT در صنعت خودروسازی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال سنسورها مشکلات جدی در خودرو را به راننده هشدار می‌دهند و مشخص می‌کنند که کدام قطعه نیاز به تعمیر دارد.

بنابراین پیشگیری از خطرات دیگر غیرممکن به نظر نمی‌رسد و از سوی دیگر کارشناسان معتقدند که به‌کارگیری IOT آمار تصادف سراسر جهان را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد. به طور کلی اطلاعاتی که در اختیار سازندگان و صاحبان خودرو قرار می‌گیرد، موجب افزایش کارایی خواهد شد.

 

حمل و نقل

به‌کارگیری اینترنت اشیا در سیستم حمل و نقل تغییرات مثبتی در جوامع مختلف به وجود می‌آورد، برای مثال سنسورها با تشخیص وضعیت آب و هوای منطقه، بهترین مسیر را به ماشین‌، کامیون‌، کشتی‌، قطار و سایر وسایل نقلیه نشان می‌دهند. برای درک بهتر کارایی IOT در حمل و نقل، ماشین‌هایی را در نظر بگیرید که غذا، نوشیدنی، گل یا تجهیزات دارویی را جا‌به‌جا می‌کنند.

همان‌طور که می‌دانید این محصولات در یک دمای مشخص نگهداری می‌شوند، سنسورهای این‌گونه ماشین‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌‌ که در صورت بالا رفتن یا پایین آمدن دما به راننده هشدار می‌دهند. بدیهی است که تجهیزات این چنینی از خرابی و ضررهای احتمالی جلوگیری می‌کنند.

 

سازمان‌ های دولتی و مردمی

اینترنت اشیا در برخی از موارد توسط سازمان‌های دولتی و به منظور اطلاع‌رسانی افراد یک جامعه مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال مسئولین کشور به‌راحتی می‌توانند با توجه به پایگاه‌های اطلاعاتی اخباری از قبیل قطعی آب، برق و… را به تمام مردم کشور اعلام کنند. آگاهی به مسائل این چنینی، مدیریت بحران را آسان‌تر می‌کند و به حل مشکل به وجود آمده کمک خواهد کرد.

 

بهداشت و درمان

تحولات عظیمی که اینترنت اشیا در سازمان‌های بهداشتی و درمانی برجا می‌گذارد غیر قابل انکار است، برای مثال فردی را در نظر بگیرید که حمله‌ قلبی داشته است. لحظات در اتفاقات این چنینی اهمیت بسیار زیادی دارند. اگر شما در همان لحظات اولیه از طریق تکنولوژی IOT با پزشک متخصص ارتباط برقرار کنید، احتمال نجات جان بیمار بسیار بیشتر از حالت معمولی خواهد بود.

بنابراین می‌توان گفت که کاربرد اینترنت اشیا در شرایط اورژانسی غیر قابل انکار است. از سوی دیگر موجودی تجهیزات پزشکی و دارویی را می‌توان با استفاده از اینترنت اشیا کنترل و بررسی کرد. استفاده از این روش فرایند درمان بیماران را سرعت می‌بخشد و نتیجه‌ بهتری را با خود به همراه خواهد داشت.

 

افزایش امنیت در صنایع مختلف

همان‌طور که در بخش‌های قبل هم گفته شد، اینترنت اشیا محافظت از جان انسان‌ها را آسان کرده است، برای مثال می‌توان به افرادی اشاره کرد که در معادن نفت، گاز و نیروگاه‌های شیمیایی کار می‌کنند. خطرات زیادی جان این افراد را تهدید می‌کند، وقایع خطرناکی که اتفاق می‌افتند به وسیله‌ سنسورها شناسایی می‌شوند و کارکنان از این طریق به‌سرعت در جریان مشکل به وجود آمده قرار می‌گیرند.

بنابراین سریعا منطقه‌ خطر را ترک می‌کنند. از سوی دیگر برخی از لباس‌های حاوی سنسور به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از جان انسان در مقابل خطرات ناشی از وقایع طبیعی محافظت می‌کنند. اینترنت اشیا نه تنها به آگاهی شما نسبت به خطرات احتمالی کمک می‌کند، بلکه تأثیرات مثبتی در زمینه‌ ارتباط بین پزشک و بیمار به وجود آورده است.

 

سخن پایانی

همان‌طور که مشاهده کردید تکنولوژی اینترنت اشیا به تازگی در جوامع ترویج پیدا کرده و همچنان در مرحله‌ آزمون و خطا قرار دارد. به‌کارگیری این تکنولوژی با چالش‌ها و مشکلات خاص خودش همراه است، اما با‌این‌حال بسیاری از متخصصان به قابلیت و آینده‌ پیش روی IOT خوش‌بین هستند.

تجربه نشان می‌دهد که سرعت پیشرفت در دنیای امروز بسیار بالاست و تکنولوژی‌هایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند هم در گذشته غیرممکن به نظر می‌رسیدند. به نظر شما چه آینده‌ای در انتظار ما انسان‌ها است؟!