اینترنت اشیا یا IoT چیست و چه کاربردهایی دارد؟

امروزه که فناوری به سرعت در حال پیشرفت است، اصطلاح “اینترنت اشیا” (IoT) به یک عبارت پرکاربرد تبدیل شده که زندگی روزمره ما را تحت تأثیر قرار می‌دهد. اما این اصطلاح دقیقاً چه معنایی دارد و چگونه بر زندگی شما تأثیر می‌گذارد؟در این مقاله، به بررسی مفهوم اینترنت اشیا، کاربردهای مختلف آن و تأثیر آن بر صنایع و زندگی روزمره خواهیم پرداخت.

فرست مطالب

• اینترنت اشیا یا IoT چیست؟
• اینترنت اشیا شامل چه فناوری هایی است؟
• سیر تکاملی IoT
• تحول اینترنت اشیا (IoT) با IPv6
• IoT چگونه کار می‌کند؟
• کاربردهای اینترنت اشیا
  • 1. خانه‌های هوشمند
  • 2. بهداشت و درمان
  • 3. کشاورزی
  • 4. حمل و نقل و خودروسازی
  • 5. اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)
  • 6. خرده‌فروشی
• فناوری اینترنت اشیا ماهواره‌ای
• مزایای IoT
• چالش‌ها و نگرانی‌ها در حوزه اینترنت اشیاء
• آینده اینترنت اشیا
• نتیجه‌گیری

اینترنت اشیا یا IoT چیست؟

اینترنت اشیا به شبکه‌ای از اشیاء فیزیکی اشاره دارد که معمولاً به آنها “دستگاه‌های هوشمند” گفته می‌شود. این دستگاه‌ها دارای حسگرها، نرم‌افزار و فناوری‌های دیگر هستند که به آنها این امکان را می‌دهد که با دیگر دستگاه‌ها از طریق اینترنت ارتباط برقرار کنند و داده‌ها را تبادل کنند. به عبارت دیگر، اشیاء روزمره می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، اطلاعات جمع‌آوری کنند و بر اساس داده‌ها تصمیم بگیرند.

تصور کنید که یک یخچال هوشمند دارید که می‌تواند مواد غذایی داخلش را کنترل کند. وقتی که شیر کم می‌شود، می‌تواند به شما یک پیام روی گوشی هوشمندتان ارسال کند. اگر یخچال شما همچنین به یک اپلیکیشن فروشگاه مواد غذایی متصل باشد، می‌تواند به طور خودکار برای شما شیر سفارش دهد. این یک مثال ساده از عملکرد IoT است.

اینترنت اشیا شامل چه فناوری هایی است؟

ایده IoT از مدت ها قبل وجود داشته است و امروزه با پیشرفت فناوری های مختلف، پیاده سازی اینترنت اشیا محقق شده است. برخی از مهم ترین این فناوری ها عبارتند از:

• فناوری یادگیری ماشین (Machine learning): یادگیری ماشین یکی از مهم ترین فناوری های دخیل در اینترنت اشیا است که به واسطه آن اشیا می توانند دیتاهای ذخیره شده در فضای ابری را تجزیه و تحلیل کنند.
• فناوری سنسور کم هزینه و کم مصرف: سنسورهای دما، حرارت و شتاب، لرزش و… از جمله سنسورهایی هستند که با داشتن هزینه پایین و قابلیت اطمینان بالا، در پیاده سازی IoT به کار رفته اند.
• فناوری وای فای (Wifi): وای فای و مجموعه‌ای از پروتکل‌های شبکه، از دیگر فناوری‌هایی هستند که در پیاده سازی اینترنت اشیا نقش موثری داشته‌اند.
• پلتفرم های رایانش ابری و پایگاه داده: پلتفرم های رایانش ابری، مصرف کنندگان و تولیدکنندگان را قادر می سازد تا به زیرساخت هایی که برای پیاده سازی اینترنت اشیا نیاز دارند، دسترسی داشته باشند. IoT تکنولوژی مبنی بر اطلاعات و داده‌های مختلف است.

سیر تکاملی IoT

مفهوم دستگاه‌های متصل، یک مبحث کاملاً جدید نیست. در واقع، این ایده به اوایل دهه 1980 برمی‌گردد که یک توستر ارتقاء یافته به اینترنت متصل شد. با این حال، اصطلاح “اینترنت اشیا” در سال 1999 توسط کوین آشتون، یک پیشگام فناوری بریتانیایی، مطرح شد. از آن زمان، IoT به طور چشمگیری پیشرفت کرده و اکنون میلیاردها دستگاه در سراسر جهان به هم متصل هستند.

تحول اینترنت اشیا (IoT) با IPv6

یکی از پیشرفت‌های مهمی که باعث رشد IoT شده، معرفی IPv6 (نسخه ششم پروتکل اینترنت) است. پروتکل اینترنت قبلی، یعنی IPv4، تعداد محدودی آدرس IP منحصر به فرد دارد که با افزایش تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت، به یک مشکل تبدیل شد.

IPv6 برای حل این مشکل توسعه داده شد و تعداد بسیار زیادی آدرس IP منحصر به فرد را فراهم کرد، حدود 340 undecillion (که یعنی 340 با 36 صفر). این فضای بزرگ آدرس‌دهی اجازه می‌دهد تعداد بیشتری از دستگاه‌ها به اینترنت متصل شوند بدون اینکه آدرس‌های منحصر به فرد تمام شود.

تأثیر IPv6 بر IoT:

1. گسترش‌پذیری: با IPv6، دستگاه‌های بیشتری می‌توانند بدون محدودیت به اینترنت متصل شوند که به رشد IoT کمک می‌کند.
2. امنیت بهتر: IPv6 ویژگی‌های امنیتی داخلی دارد که حفاظت از داده‌ها را برای دستگاه‌های متصل بهبود می‌بخشد.
3. عملکرد بهتر: این پروتکل اجازه می‌دهد تا داده‌ها به شکل مؤثرتری مسیریابی شوند، که باعث کاهش تأخیر و بهبود عملکرد کلی برنامه‌های IoT می‌شود.

جالب است بدانید که بر اساس آمارهای Statista، تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا تا سال 2025 به 75 میلیارد خواهد رسید. همچنین، گزارشی از موسسه جهانی مکینزی تخمین می‌زند که IoT می‌تواند بین 3.9 تریلیون تا 11.1 تریلیون دلار ارزش اقتصادی ایجاد کند، آن هم فقط تا سال 2025!

IoT چگونه کار می‌کند؟

دستگاه‌های اینترنت اشیا با استفاده از حسگرها داده‌هایی را از محیط خود جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌ها سپس به یک پایگاه داده ابری ارسال می‌شوند تا پردازش و تجزیه و تحلیل شوند. در نهایت، اطلاعات به دستگاه یا به یک رابط کاربری ارسال می‌شود تا کاربران بتوانند تصمیم‌های آگاهانه بگیرند.

اجزای اصلی اینترنت اشیا:

1. دستگاه‌ها و حسگرها: اینها اشیاء فیزیکی هستند که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند.
2. اتصال: دستگاه‌های IoT از طریق روش‌های مختلفی مانند Wi-Fi، بلوتوث یا شبکه‌های موبایل به اینترنت متصل می‌شوند.
3. پردازش داده: پس از جمع‌آوری داده‌ها، آنها نیاز به پردازش دارند که معمولاً در فضای ابری انجام می‌شود.
4. رابط کاربری: این بخش نحوه تعامل کاربران با سیستم IoT است، که معمولاً از طریق یک اپلیکیشن گوشی هوشمند یا وب‌سایت انجام می‌شود.

کاربردهای اینترنت اشیا

کاربردهای اینترنت اشیا بسیار گسترده و متنوع هستند و به صنایع و بخش‌های مختلفی مربوط می‌شوند. در اینجا به برخی از مهم‌ترین استفاده‌های IoT اشاره می‌کنیم:

1. خانه‌های هوشمند

یکی از محبوب‌ترین کاربردهای اینترنت اشیا خانه‌های هوشمند است. دستگاه‌های هوشمند خانگی شامل ترموستات‌های هوشمند، چراغ‌ها، دوربین‌های امنیتی و لوازم خانگی می‌شوند. این دستگاه‌ها را می‌توان به‌طور از راه دور از طریق گوشی‌های هوشمند یا دستیارهای صوتی کنترل کرد. به طور مثال، ترموستات هوشمند با گذشت زمان، عادات گرمایشی شما را یاد می‌گیرد و می‌تواند دما را به‌طور خودکار تنظیم کند تا در زمان عدم حضور شما، در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند.

2. بهداشت و درمان

IoT در حال دگرگون کردن صنعت بهداشت و درمان است و امکان نظارت از راه دور بر بیماران و پزشک را فراهم می‌کند. همچنین دستگاه‌های پوشیدنی می‌توانند علائم حیاتی را پیگیری کرده، در مواقع اضطراری به دکترها و پرستاران هشدار دهند و داده‌های ارزشمندی برای پزشک فراهم کنند.

3. کشاورزی

کشاورزان به‌طور فزاینده‌ای از فناوری‌های اینترنت اشیا برای بهینه‌سازی کارهای خود استفاده می‌کنند. حسگرهای هوشمند می‌توانند به‌صورت بلادرنگ، سطح رطوبت خاک، شرایط آب و هوایی و سلامت محصول را نظارت کنند و به پیاده‌سازی کشاورزی دقیق کمک کنند. به طور مثال، استفاده از پهپادهای مجهز به حسگرهای IoT می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا به‌سرعت مزارع بزرگ را نظارت کنند.

4. حمل و نقل و خودروسازی

سیستم های حمل و نقل لجستیک از دیگر صنایعی هستند که می توانند اینترنت اشیا را به کار بگیرند. با توجه به اینکه IoT داده‌ها را از طریق حسگرها دریافت می‌کند، ناوگان خودروها، کامیون‌ها، کشتی‌ها و قطارهایی که بار حمل می‌کنند، می‌توانند بر اساس شرایط آب و هوایی و در دسترس بودن راننده، تغییر مسیر دهند. همچنین در خودروسازی، این تکنولوژی علاوه بر تشخیص خرابی قریب الوقوع، می‌تواند تمامی وسایل نقلیه‌ای که در لحظه در جاده‌ها هستند را شناسایی نموده و به راننده در زمینه‌های مختلف اطلاعات و هشدار بدهد.

5. اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

در صنعت تولید، مفهوم اینترنت اشیا صنعتی مطرح است که در آن ماشین‌ها و سیستم‌ها برای بهبود کارایی و بهره‌وری به هم متصل هستند. IIoT می‌تواند به نظارت بر عملکرد تجهیزات، پیش‌بینی نیازهای نگهداری و بهینه‌سازی زنجیره تأمین کمک کند.

6. خرده‌فروشی

فروشگاه‌ها از IoT برای بهبود تجربه خرید استفاده می‌کنند. قفسه‌های هوشمند می‌توانند سطح موجودی کالاها را به‌صورت بلادرنگ نظارت کنند و اپلیکیشن‌های موبایل می‌توانند بر اساس رفتار مشتری، پیشنهادات شخصی‌سازی شده ارائه دهند.

فناوری اینترنت اشیا ماهواره‌ای

اینترنت اشیا ماهواره‌ای (Satellite IoT) فناوری‌ای است که به دستگاه‌ها این امکان را می‌دهد تا از طریق ماهواره‌ها به اینترنت متصل شوند، حتی در مناطق دورافتاده که هیچ برج مخابراتی‌ای وجود ندارد. این کار با استفاده از ماژول‌ها یا ترمینال‌های ارتباط ماهواره‌ای در دستگاه‌هایی مانند حسگرها و ردیاب‌ها انجام می‌شود. این دستگاه‌ها داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند، سپس این داده‌ها به ماهواره‌ها ارسال می‌شود و از آنجا به ایستگاه‌های روی زمین منتقل می‌شود. ایستگاه‌های زمینی نیز داده‌ها را به مقصد مناسب، مانند یک پلتفرم ابری یا سرور، ارسال می‌کنند. هم اکنون ماهواره ایلان ماسک یکی از پیشرو هاست.

مزایای اینترنت اشیا ماهواره‌ای:

1. پوشش جهانی: اینترنت اشیا ماهواره‌ای می‌تواند اتصال را در مناطق روستایی یا صعب العبور فراهم کند و اطمینان حاصل کند که دستگاه‌ها بتوانند بدون توجه به موقعیت جغرافیایی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
2. انتقال داده بلادرنگ: شبکه‌های ماهواره‌ای امکان جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها در لحظه را فراهم می‌کنند که برای صنایعی مانند کشاورزی، لجستیک و نظارت بر محیط زیست بسیار حیاتی است.
3. بازیابی پس از بحران: در صورت بروز بلایای طبیعی که زیرساخت‌های زمینی را مختل می‌کند، اینترنت اشیا ماهواره‌ای می‌تواند یک لینک ارتباطی مطمئن برای خدمات اضطراری ارائه دهد.

شرکت‌هایی مانند SpaceX با پروژه Starlink در حال تلاش برای فراهم کردن اینترنت ماهواره‌ای با سرعت بالا هستند که می‌تواند از برنامه‌های IoT در سطح جهانی حمایت کند.

مزایای IoT

IoT مزایای زیادی دارد که نحوه زندگی و کار ما را تغییر می‌دهد:

1. افزایش کارایی: فرآیندهای خودکار در زمان صرفه‌جویی کرده و خطاهای انسانی را کاهش می‌دهند.
2. صرفه‌جویی در هزینه: IoT می‌تواند با بهینه‌سازی استفاده از منابع، صرفه‌جویی قابل توجهی به همراه داشته باشد.
3. جمع‌آوری داده بهبود یافته: سیستم‌های بلادرنگ امکان تصمیم‌گیری بهتر و تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده را فراهم می‌کنند و معمولاً با فناوری‌های کلان داده (Big Data) برای دیدگاه‌های عمیق‌تر ادغام می‌شوند.
4. ایمنی و امنیت بهتر: دستگاه‌های IoT می‌توانند از طریق سیستم‌های نظارت و هشدار، ایمنی را افزایش دهند.

چالش‌ها و نگرانی‌ها در حوزه اینترنت اشیاء

اگرچه IoT فرصت‌های زیادی را ارائه می‌دهد، اما با چالش‌هایی نیز همراه است:

1. ریسک‌های امنیتی: با متصل شدن بیشتر دستگاه‌ها به اینترنت، خطر حملات سایبری افزایش می‌یابد. بنابراین اطمینان از وجود تدابیر امنیتی قوی بسیار مهم است.
2. حریم خصوصی داده‌ها: با جمع‌آوری حجم زیادی از داده‌ها، حفاظت از حریم خصوصی کاربران یک نگرانی مهم است.
3. توانایی همکاری: دستگاه‌ها و پلتفرم‌های مختلف باید به‌طور یکپارچه با هم کار کنند که این می‌تواند یک چالش فنی باشد.
4. هزینه‌های بالای پیاده‌سازی: سرمایه‌گذاری اولیه برای زیرساخت‌های IoT می‌تواند قابل توجه باشد، به‌ویژه برای کسب‌وکارهای کوچک.

آینده اینترنت اشیا

آینده IoT امیدوارکننده به نظر می‌رسد، زیرا پیشرفت‌های فناوری مانند 5G، هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین به نوآوری‌های بیشتر کمک می‌کنند. این فناوری‌ها امکان پردازش سریع‌تر داده‌ها، بهبود اتصال و تصمیم‌گیری هوشمندتر را فراهم می‌کنند.

ترندهای نوظهور:

1. محاسبات لبه (Edge Computing): پردازش داده‌ها نزدیک‌تر به جایی که تولید می‌شوند می‌تواند تأخیر را کاهش داده و کارایی را بهبود بخشد.
2. هوش مصنوعی: هوش مصنوعی سیستم‌های IoT را با امکان تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده و خودکارسازی بهبود می‌بخشد.
3. اقدامات امنیتی بهبود یافته: با رشد IoT، تلاش‌ها برای تقویت پروتکل‌های امنیتی به منظور حفاظت از دستگاه‌ها و داده‌ها نیز افزایش خواهد یافت.

نتیجه‌گیری

اینترنت اشیا فراتر از یک ترند فناوری ساده است؛ این فناوری توانایی تغییر سبک زندگی انسان را دارد و نحوه تعامل ما با دنیای اطرافمان را تغییر می‌دهد. از خانه‌های هوشمند گرفته تا نوآوری‌های حوزه بهداشت و درمان، IoT به بهبود کارایی، افزایش کیفیت زندگی و رشد اقتصادی کمک می‌کند. اگرچه چالش‌هایی وجود دارد، اما مزایای آن به‌مراتب بیشتر از معایبش است.