اینترنت اشیاء چیست و چه کاربردی دارد؟

اینترنت اشیا (IoT) اصطلاحی فراگیر برای تعداد فزاینده ای از وسایل الکترونیکی است که برای ارسال داده، دریافت دستورالعمل یا هر دو به اینترنت متصل می شوند. طیف فوق‌العاده گسترده‌ای از «چیزها» وجود دارد که زیر چتر اینترنت اشیا قرار می‌گیرند: نسخه‌های «هوشمند» متصل به اینترنت از لوازم سنتی مانند یخچال‌ها و لامپ‌ها؛ گجت هایی که فقط می توانند در دنیایی با اینترنت فعال باشند مانند دستیارهای دیجیتالی به سبک الکسا و حسگرهای مجهز به اینترنت که کارخانه ها، مراقبت های بهداشتی، حمل و نقل، مراکز توزیع و مزارع را متحول می کنند.

اینترنت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا اتصال به اینترنت، پردازش داده و تجزیه و تحلیل را به دنیای اشیاء فیزیکی می آورد. برای مصرف کنندگان، این به معنای تعامل با شبکه جهانی اطلاعات بدون واسطه صفحه کلید و صفحه نمایش است (مثل الکسا).

در تنظیمات سازمانی، اینترنت اشیا می‌تواند همان کارایی را برای فرآیندهای تولید و سیستم‌های توزیع به ارمغان بیاورد که اینترنت مدت‌هاست به حوزه دانش ارائه کرده است. میلیاردها حسگر تعبیه شده مبتنی بر اینترنت در سراسر جهان مجموعه فوق العاده غنی از داده ها را ارائه می دهند که شرکت ها می توانند از آنها برای بهبود ایمنی عملیات خود، ردیابی دارایی ها و کاهش فرآیندهای دستی استفاده کنند.

داده‌های ماشین‌ها را می‌توان برای پیش‌بینی خرابی تجهیزات مورد استفاده قرار داد و به سازندگان هشدارهای قبلی برای جلوگیری از توقف طولانی‌مدت را می‌دهد. محققان همچنین می‌توانند از دستگاه‌های IoT برای جمع‌آوری داده‌ها در مورد ترجیحات و رفتار مشتری استفاده کنند، اگرچه این می‌تواند پیامدهای جدی برای حفظ حریم خصوصی و امنیت داشته باشد.

اینترنت اشیا چقدر بزرگ است؟

در یک کلام: عظیم. بیش از 50 میلیارد دستگاه IoT در سال 2020 وجود داشت و آن دستگاه ها 4.4 زتابایت داده تولید کردند. (یک زتابایت یک تریلیون گیگابایت است.) در مقایسه، در سال 2013 دستگاه های IoT تنها 100 میلیارد گیگابایت تولید کردند. مقدار پولی که باید در بازار اینترنت اشیا به دست بیاورید نیز به همین ترتیب خیره کننده است. برآوردها در مورد ارزش بازار در سال 2025 از 1.6 تریلیون دلار تا 14.4 تریلیون دلار متغیر است.

در پیش‌بینی بازار جهانی اینترنت اشیا، تحقیقات تحلیلی IoT پیش‌بینی می‌کند تا سال 2025 27 میلیارد اتصال فعال اینترنت اشیا (به استثنای رایانه‌ها، لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌ها، تلفن‌های همراه و تبلت‌ها) وجود خواهد داشت.

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟

اولین عنصر یک سیستم اینترنت اشیا، دستگاهی است که داده ها را جمع آوری می کند. به طور کلی، اینها دستگاه های متصل به اینترنت هستند، بنابراین هر کدام یک آدرس IP دارند. پیچیدگی آن‌ها از ربات‌ها و لیفتراک‌های متحرک مستقل که محصولات را در طبقات کارخانه و انبارها جابه‌جا می‌کنند تا حسگرهای ساده‌ای که دما یا نشت گاز در ساختمان‌ها را بررسی می‌کنند، شامل می‌شود. آنها همچنین شامل دستگاه‌های شخصی مانند ردیاب‌های تناسب اندام هستند که بر تعداد گام‌هایی که افراد در روز برمی دارند، نظارت می‌کنند.

در مرحله بعدی در فرآیند اینترنت اشیا، داده های جمع آوری شده از دستگاه ها به یک نقطه جمع آوری منتقل می شود. انتقال داده ها را می توان به صورت بی سیم با استفاده از طیف وسیعی از فناوری ها یا از طریق شبکه های سیمی انجام داد. داده ها را می توان از طریق اینترنت به یک مرکز داده ارسال کرد یا انتقال را می توان به صورت مرحله ای انجام داد. با دستگاه های واسطه ای که داده ها را جمع میکنند، قالب بندی می کنند، فیلتر می کنند، داده های نامربوط یا تکراری را دور می ریزند، سپس داده های مهم را برای تجزیه و تحلیل بیشتر ارسال می کنند.

مرحله نهایی، پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها، می تواند در مراکز داده انجام شود، اما گاهی اوقات کاربردی نیست. در مورد دستگاه های حیاتی مانند خاموش شدن در تنظیمات صنعتی، تاخیر ارسال داده ها از دستگاه به مرکز داده از راه دور بسیار زیاد است. زمان رفت و برگشت برای ارسال داده ها، پردازش آن ها، تجزیه و تحلیل آن ها و دستورالعمل های بازگرداندن (مثل اینکه آن شیر را قبل از ترکیدن لوله ها ببندید) ممکن است خیلی طول بکشد.

در چنین مواردی محاسبات Edge می‌تواند وارد عمل شود، جایی که یک دستگاه Edge هوشمند می‌تواند داده‌ها را جمع‌آوری کند، آن‌ها را تجزیه و تحلیل کند و در صورت لزوم پاسخ‌ها را در فاصله فیزیکی نسبتاً نزدیک نشان دهد و در نتیجه تاخیر را کاهش دهد. دستگاه‌های Edge همچنین دارای اتصال بالادستی برای ارسال داده‌ها برای پردازش و ذخیره‌سازی بیشتر هستند.

تعداد فزاینده ای از موارد استفاده از محاسبات Edge، مانند وسایل نقلیه خودمختار که نیاز به تصمیم گیری در چند ثانیه دارند، به توسعه فناوری های Edge سرعت می بخشد که می توانند داده ها را بلافاصله بدون رفتن به فضای ابری پردازش و تجزیه و تحلیل کنند.

نمونه هایی از دستگاه های اینترنت اشیا

اساساً، هر دستگاهی که بتواند اطلاعات مربوط به دنیای فیزیکی را جمع آوری و انتقال دهد، می تواند در اکوسیستم اینترنت اشیا شرکت کند. لوازم خانگی هوشمند، برچسب های RFID و سنسورهای صنعتی چند نمونه هستند. این سنسورها می‌توانند طیف وسیعی از عوامل از جمله دما و فشار در سیستم‌های صنعتی، وضعیت قطعات حیاتی در ماشین‌آلات، علائم حیاتی بیمار، استفاده از آب و برق و بسیاری از امکانات دیگر را کنترل کنند.

ربات‌های کارخانه‌ای را می‌توان دستگاه‌های اینترنت اشیا و همچنین وسایل نقلیه خودران و روبات‌هایی در نظر گرفت که محصولات را در محیط‌های صنعتی و انبارها جابه‌جا می‌کنند. شهرداری‌هایی که در حال کاوش در اکوسیستم‌های شهرهای هوشمند هستند از اینترنت اشیا و حسگرهای ماشین به ماشین (M2M) برای فعال کردن برنامه‌هایی مانند نظارت بر ترافیک، مدیریت نور خیابان و پیشگیری از جرم و جنایت از طریق فید دوربین استفاده می‌کنند.

نمونه های دیگر شامل پوشیدنی های تناسب اندام و سیستم های امنیتی خانه است. همچنین دستگاه های عمومی بیشتری مانند Raspberry Pi یا Arduino وجود دارند که به شما امکان می دهند نقاط پایانی اینترنت اشیاء خود را بسازید. حتی اگر ممکن است گوشی هوشمند خود را یک رایانه جیبی تصور کنید، ممکن است اطلاعات مربوط به موقعیت مکانی و رفتار شما را به روش‌های بسیار شبیه اینترنت اشیا به سرویس‌های پشتیبان ارسال کند.

مدیریت دستگاه اینترنت اشیا

برای کار با هم، همه آن دستگاه ها باید احراز هویت، تهیه، پیکربندی و نظارت شوند. همچنین در صورت لزوم شبکه و به روز شوند. خیلی اوقات، همه اینها در چارچوب سیستم‌های اختصاصی یک فروشنده اتفاق می‌افتد - یا اصلاً اتفاق نمی‌افتد، که حتی خطرناک‌تر است. اما صنعت امروز در حال انتقال به یک مدل مدیریت دستگاه مبتنی بر استاندارد است که به دستگاه‌های IoT اجازه می‌دهد تا با هم کار کنند و اطمینان حاصل شود که این ارتباط قطع نخواهد شد.

استانداردها و پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا

وقتی گجت‌های اینترنت اشیا با دستگاه‌های دیگر صحبت می‌کنند، می‌توانند از استانداردها و پروتکل‌های ارتباطی متنوعی استفاده کنند که بسیاری از آنها برای دستگاه‌هایی با قابلیت‌های پردازش محدود یا مصرف انرژی کم طراحی شده‌اند. برخی از این موارد را قطعا شنیده اید - برای مثال Wifi یا بلوتوث - اما بسیاری دیگر برای دنیای اینترنت اشیاء تخصصی هستند. به عنوان مثال، ZigBee یک پروتکل بی سیم برای ارتباطات کم مصرف و در فواصل کوتاه است، در حالی که انتقال تله متری صف پیام (MQTT) یک پروتکل پیام رسانی انتشار-اشتراک برای دستگاه های متصل شده توسط شبکه های غیرقابل اعتماد یا مستعد تاخیر است.

انتظار می رود افزایش سرعت و پهنای باند شبکه های سلولی 5G به نفع اینترنت اشیا باشد. در پیش‌بینی بازار جهانی اینترنت اشیا، تحقیقات تحلیلی IoT نرخ رشد سالانه مرکب 159 درصدی را برای دستگاه‌های اینترنت اشیا مبتنی بر 5G از سال 2021 تا 2025 پیش‌بینی کرد.

اینترنت اشیا، محاسبات لبه ای و ابر

برای بسیاری از سیستم‌های اینترنت اشیا، جریان داده‌ها باید سرعت زیادی داشته باشند که باعث ایجاد یک دسته فناوری جدید به نام محاسبات لبه‌ای (Edge) شده است که شامل وسایلی است که نسبتاً نزدیک به دستگاه‌های اینترنت اشیا قرار می‌گیرند و جریان داده‌ها را می‌سازند. این ماشین‌ها آن داده‌ها را پردازش می‌کنند و فقط مطالب مرتبط را برای تجزیه و تحلیل به یک سیستم متمرکزتر ارسال می‌کنند. به عنوان مثال، شبکه ای از ده ها دوربین امنیتی اینترنت اشیا را تصور کنید. به جای بمباران مرکز عملیات امنیتی با پخش زنده همزمان، سیستم‌های محاسباتی لبه ای می‌توانند ویدیوی دریافتی را تجزیه و تحلیل کنند و تنها زمانی به مرکز هشدار دهند که یکی از دوربین‌ها حرکت را تشخیص داده باشد.

این داده ها پس از پردازش به کجا می روند؟ خوب، ممکن است به مرکز داده متمرکز شما برود، اما بیشتر اوقات در فضای ابری قرار می گیرد. ماهیت کشسانی محاسبات ابری برای سناریوهای اینترنت اشیا که ممکن است داده ها به صورت متناوب یا ناهمزمان وارد شوند، عالی است.

فروشندگان فضای ابری پلتفرم های اینترنت اشیا را ارائه می دهند

غول‌های فضای ابری (مایکروسافت، آمازون، گوگل) در تلاشند تا چیزی بیش از مکانی برای ذخیره داده‌هایی که حسگرهای شما جمع‌آوری کرده‌اند بفروشند. آنها پلتفرم های کامل اینترنت اشیا را ارائه می دهند که بسیاری از عملکردها را برای هماهنگ کردن عناصر تشکیل دهنده سیستم های اینترنت اشیا با هم ترکیب می کنند. در اصل، یک پلتفرم اینترنت اشیا به عنوان میان افزار عمل می کند که دستگاه های اینترنت اشیا و دروازه های لبه را با برنامه هایی که برای مقابله با داده های اینترنت اشیا استفاده می کنید، متصل می کند. با این اوصاف، به نظر می رسد هر فروشنده پلتفرم، تعریف کمی متفاوت از چیستی پلتفرم اینترنت اشیا دارد.

IoT و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ

سناریویی را تصور کنید که در آن افراد در یک پارک موضوعی تشویق می شوند برنامه ای را دانلود کنند که اطلاعاتی در مورد پارک ارائه می دهد. در همان زمان، برنامه سیگنال‌های GPS را به مدیریت پارک ارسال می‌کند تا به پیش‌بینی زمان انتظار در صف کمک کند. با این اطلاعات، پارک می‌تواند در کوتاه‌مدت (مثلاً با اضافه کردن کارکنان بیشتر برای افزایش ظرفیت برخی از جاذبه‌ها) و در بلندمدت (با یادگیری اینکه کدام سواری بیشترین و کمترین محبوبیت را در پارک دارد) اقدام کند.

می توان از عملیات کلان داده از اطلاعات جمع‌آوری‌شده از دستگاه‌های IoT، مرتبط با سایر نقاط داده، برای دریافت بینش نسبت به رفتار انسان استفاده کرد. برای مثال، شرکت X-Mode نقشه‌ای را بر اساس داده‌های موقعیت مکانی ردیابی افرادی که در تعطیلات بهار بودند، منتشر کرد. لادردیل در مارس 2020، حتی زمانی که همه‌گیری ویروس کرونا در ایالات متحده سرعت بیشتری می‌گرفت، نشان می‌داد که تمام این افراد در سراسر کشور به کجا رفته اند. این نقشه تکان دهنده بود نه تنها به این دلیل که گسترش احتمالی ویروس را نشان می داد، بلکه به این دلیل که نشان می داد دستگاه های اینترنت اشیا چقدر می توانند ما را ردیابی کنند.

IOT و کاربردهای تجاری

کاربردهای تجاری برای IoT شامل پیگیری مشتریان، موجودی و وضعیت اجزای مهم است. در اینجا چهار صنعتی که توسط اینترنت اشیا تغییر یافته اند آورده شده است:

• نفت و گاز: مکان های حفاری ایزوله را می توان با حسگرهای اینترنت اشیاء بهتر از مداخله انسان کنترل کرد.
• کشاورزی: داده های دانه ای در مورد محصولات در حال رشد در مزارع که از حسگرهای اینترنت اشیا به دست آمده، می تواند برای افزایش عملکرد استفاده شود.
• تهویه مطبوع: سیستم های کنترل آب و هوا در سراسر کشور توسط سازندگان قابل نظارت است.

به طور کلی، شرکت ها به دنبال راه حل های اینترنت اشیا هستند که می تواند در چهار زمینه کمک کند: استفاده از انرژی، ردیابی دارایی، امنیت و تجربه مشتری.

اینترنت اشیا مصرف کننده

انتقال اینترنت اشیا به دستگاه‌های مصرف‌کننده جدیدتر است، اما برای مردم عادی بسیار قابل مشاهده‌تر است. دستگاه‌های متصل، از پوشیدنی‌های تناسب اندام که حرکات ما را ردیابی می‌کنند تا دماسنج‌های مجهز به اینترنت را شامل می‌شود. احتمالاً برجسته ترین محصول مصرف کننده اینترنت اشیا دستیار خانگی مانند آمازون الکسا یا Googlehome است.

امنیت و آسیب پذیری اینترنت اشیا

دستگاه های اینترنت اشیا در زمینه امنیت، شهرت بدی به دست آورده اند. رایانه‌های شخصی و تلفن‌های هوشمند، رایانه‌های «عمومی» هستند که برای سال‌ها کار می‌کنند، با سیستم‌عامل‌های پیچیده و کاربرپسند که اکنون دارای ویژگی‌های امنیتی و اصلاح خودکار داخلی هستند. در مقابل، دستگاه‌های اینترنت اشیا اغلب ابزارهای اصلی با سیستم‌عامل‌های ضعیف هستند. آنها برای کارهای فردی و حداقل تعامل انسانی طراحی شده‌اند و نمی‌توانند شبکه، نظارت یا به‌روزرسانی شوند. از آنجایی که بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیا در نهایت نسخه‌ای از لینوکس را با پورت‌های شبکه مختلف در دسترس دارند، اهداف وسوسه‌انگیزی برای هکرها هستند. شاید هیچ چیز بیشتر از بات نت Mirai که توسط یک نوجوان از راه دور به دوربین‌های امنیتی خانگی و مانیتورهای نوزادی که رمزهای عبور پیش‌فرض قابل حدس زدن داشتند، ایجاد شد و در نهایت یکی از بزرگترین حملات DDoS تاریخ را راه‌اندازی کرد، این موضوع را نشان نداد.

در حالی که این وضعیت تا حدودی در حال بهبود است، حقیقت این است که تراکنش‌های IoT به طور کلی هنوز امن نیستند. مشتریان IoT سازمانی می‌توانند برای بهبود امنیت اینترنت اشیا خود تلاش کنند، اما فروشندگان اگر می‌خواهند برای مدت طولانی در این زمینه حضور داشته باشند، باید دستگاه‌های IoT را ایمن‌تر کنند. شرکت ها به گسترش گزینه های امنیتی خود برای دستگاه های اینترنت اشیا ادامه می دهند. به عنوان مثال، مایکروسافت اخیراً برنامه Edge Secured-core خود را برای دستگاه های مبتنی بر ویندوز اینترنت اشیا اعلام کرده است. هدف این برنامه رسیدگی به مسائلی مانند هویت دستگاه، راه اندازی ایمن، سخت شدن سیستم عامل، به روز رسانی دستگاه، حفاظت از داده ها و افشای آسیب پذیری ها است.

حریم خصوصی و اینترنت اشیا

هیچ‌کس نمی‌خواهد هکری اطلاعات خصوصی اش را جاسوسی کند. اما اگر این شرکتی باشد که گجت را فروخته و جاسوسی می کند چه؟ به عنوان مثال، دستیارهای دیجیتال خانگی را در نظر بگیرید. Recode اطلاعات بسیار خوبی در مورد آنچه آمازون و گوگل می توانند در مورد یک شخص از دستگاه های متصل بیاموزند، دارد. احتمالاً در مورد یادگیری آمازون در هنگام روشن و خاموش کردن چراغ‌ها چندان نگران نیستید، اما به یاد داشته باشید، هر ذره اطلاعات به دریاچه داده‌ای می‌رود که می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تصویری شگفت‌آور و کامل از زندگی شما ایجاد کنند.

توانایی دستگاه های اینترنت اشیا برای ردیابی موقعیت مکانی کاربر یک نگرانی خاص در خصوص حریم خصوصی است. به عنوان مثال، نقشه فنر شکن هایی را که به طور بالقوه ویروس کرونا را به خانه منتقل می کنند، در نظر بگیرید. داده‌های مکان در تئوری ناشناس هستند، اما نیویورک تایمز گزارش گسترده‌ای تهیه کرده است که نشان می‌دهد، برای مثال، چگونه می‌توان از داده‌ها برای ردیابی حرکات افرادی که بعداً با نام شناسایی می‌شوند، استفاده کرد.

تاریخچه اینترنت اشیا

دنیایی از دستگاه ها و حسگرهای متصل در همه جا، یکی از قدیمی ترین موضوعات علمی تخیلی است. یک دستگاه فروش خودکار در دانشگاه کارنگی ملون که در سال 1970 به ARPANET متصل شد، به عنوان اولین دستگاه اینترنت اشیا نامگذاری کرده اند. اما اصطلاح اینترنت اشیا در سال 1999 توسط فن‌آور بریتانیایی «کوین اشتون» ابداع شد.

در ابتدا، این فناوری از چشم انداز عقب ماند. هر چیز متصل به اینترنت به یک پردازنده و وسیله‌ای برای برقراری ارتباط با چیزهای دیگر، ترجیحاً بی‌سیم، نیاز داشت و این عوامل هزینه‌ها و نیازهای برق را تحمیل می کردند که عرضه گسترده اینترنت اشیا را حداقل تا زمانی که «قانون مور» در اواسط دهه 2000 تصویب شد، غیرعملی بود.

یکی از نقاط عطف مهم، پذیرش گسترده برچسب‌های RFID بود. فرستنده‌های مینیمالیستی ارزانی که می‌توانند به هر شیئی بچسبند تا آن را به دنیای اینترنت بزرگتر متصل کنند. شبکه های بی سیم Wi-Fi، 4G و 5G همه جا این امکان را برای طراحان فراهم می کند که به سادگی اتصال بی سیم را در هر مکانی داشته باشند.

آینده اینترنت اشیا چیست؟

با ادامه رشد تعداد دستگاه‌های اینترنت اشیا، شرکت‌ها به بهبود ویژگی‌های امنیتی ادامه می‌دهند و به گزینه‌های اتصال سریع‌تر مانند 5G و Wi-Fi نظر دارند تا عملکرد بیشتری را برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده‌ها فعال کنند. همکاری اضافی بین فناوری اطلاعات و فناوری عملیاتی (OT) نیز انتظار می‌رود. با ورود شرکت‌های کوچک‌تر به اینترنت اشیا، رشد آن ادامه خواهد داشت و شرکت‌های بزرگتر و غول‌های صنعتی مانند گوگل و آمازون به پذیرش زیرساخت‌های اینترنت اشیا ادامه می‌دهند. شاید دستگاه‌های اینترنت اشیا آنقدر فراگیر شوند که بتوان یک شبکه بی‌سیم را اساساً به عنوان یک حسگر غول‌پیکر در نظر گرفت. تماشای این فناوری همچنان هیجان انگیز است.

ایتانت بزرگترین ارائه دهنده سرویس پر سرعت اینترنت مخابرات و اینترنت فیبر نوری ftth در ایران می باشد. در صورت نیاز می توانید از صفحات قیمت اینترنت و شارژ اینترنت نیز اطلاعات لازم را بدست آورید. همچنین در صفحه اخذ نمایندگی سرویس اینترنت نیز می توانید درخواست خود را برای دریافت نمایندگی و همکاری با ما ارسال نمایید!