تاریخچه iot
تاریخچه iot به دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی قرن بیستم بازمیگردد، زمانی که ایده اضافه کردن حسگرها و هوش مصنوعی به دستگاه های اطراف ما به ذهن بشر خطور کرد. اگرچه برخی پروژه های اولیه در آن زمان ظاهر شدند، پیشرفت در این حوزه به دلیل نبود فناوری های لازم بسیار کند پیش میرفت و تراشه ها آنقدر بزرگ و حجیم بودند که راهی برای اتصال موثر آنها به یکدیگر وجود نداشت. پس از پیدایش تراشه های کم مصرف و ارزان که امکان اتصال بی سیم را نیز فراهم کردند، مشکل اتصال دستگاه ها و حجیم بودن آنها حل شد. اصطلاح iot برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ در سخنرانی یک پروفسور متخصص فناوری به نام کوین اشتون در موسسه فناوری ماساچوست MIT مطرح شد.
نحوه کارکرد iot
نحوه کار دستگاه های اینترنت اشیا بسیار ساده است. Iot داده هایی را که از محیط اطراف به دست می‌آورد، جمع آوری و به سیستم ابری ارسال می‌کند، سپس آنهارا تجزیه، تحلیل و پردازش کرده و در نهایت بر اساس آن داده ها عمل می‌کند.
جمع آوری داده ها از دستگاه‌ها و حسگرها
حسگرهای تعبیه شده در دستگاه ها، داده ها را از محیط اطراف خود جمع‌اوری می‌کنند. این داده ها می‌توانند با توجه به نوع حسگرها متفاوت باشند، زیرا حسگرهای مختلفی برای نور، دما، صدا، فشار و… وجود دارند. تلفن همراه را میتوان جزو این دستگاه هایی قرار داد که تعداد زیادی حسگر دارند و قادر به جمعآوری، تشخیص و انتقال داده ها هستند، اما معمولا دستگاه های iot، تخصصی تر و متمرکزتر از تلفن همراه هستند. داده ها می‌توانند بسیار متفاوت باشند، برای مثال ممکن است تنها اعدادی برای نمایش دادن دما و فشار جو باشند و یا به صورت عکس و فیلم تهیه شوند.
اتصال دستگاه ها به یکدیگر
تمام داده هایی که به وسیله حسگرها از محیط اطراف جمعآوری شده‌اند، از طریق اینترنت به سیستم ابری منتقل می‌شود.
داده ها در سیستم های ابری یا در خود دستگاه، تحلیل و پردازش می‌شوند. این مرحله مهم ترین مرحله در این فرایند است، زیرا تاثیر مستقیمی بر مراحل بعدی فرایند کار دارد که ایمنی و اثربخشی اینترنت اشیا را تحت تاثیر قرار می‌دهد. علاوه بر آن در این مرحله مشخص می‌شود یک دستگاه چه اندازه هوشمند است، زیرا هرچه دستگاه هوشمندتر باشد، درک آن از محیط اطراف نیز بیشتر خواهد بود.
تعامل و روابط کاربری
در این مرحله داده ها و خروجی به فرمی تبدیل می‌شوند که برای کاربر قابل درک باشند. خروجی میتواند از طریق یک برنامه کاربردی یا از طریق یک پیام هشدار به کاربر نمایش داده شود. در بسیاری از این موارد، رابط کاربری iot به کاربر اطلاع می‌دهد چه کارهایی را باید انجام دهد و گزینه هایی را نیز در مقابل او قرار خواهد داد که کاربر بنواند از میان آنها یکی را انتخاب کند.
ابزارهای تشکیل دهنده اینترنت اشیا
دستگاه های هوشمند پیشرفته
Iot میتواند در هر دستگاهی استفاده شود، به شرطی که ویژگی‌ها و قابلیت هایی را داشته باشد که به دستگاه اجازه دهد از این فناوری استفاده کند، برای مثال خودرویی را در نظر بگیرید که دارای توانایی‌های بالای مکانیکی است و قادر است کارهای مختلفی مانند بازکردن درب ها به کمک این فناوری و به صورت خودکار انجام دهد.
حسگرها و دوربین‌های پیشرفته با قابلیت دریافت اطلاعات دقیق
بخش بسیار مهمی از دنیای اینترنت اشیا مبتنی بر دریافت داده ها است. داده ها تجزیه و تحلیل می‌شوند و سپس خروجی آن در اختیار کاربر قرار می‌‌گیرد که در نهایت سبب بهبود زندگی کاربر و صرفه جویی در وقت او می‌شود، بنابر این لازم است ابزارهای مناسبی برای دریافت داده ها وجود داشته باشد، برای مثال میتوان از تراشه‌های هوشمندی که قادر به دریافت اطلاعات از طریق لمس هستند، اشاره کرد.
دسترسی به اینترنت
دسترسی به اینترنت به دو بخش تقسیم می‌شود:
- دستگاه های هوشمند کوچکی که از نظر فنی قادر هستند نقش یک رایانه را بازی کنند.
- اتصال به اینترنت طبق پروتکل ip address آدرس منحصر به فردی است که به هر دستگاه متصل به اینترنت داده می‌شود. این مسئله در دنیای شبکه ها بسیار مهم است، چرا که مسیر داده های بین دستگاه های متصل به اینترنت و دیگر دستگاه ها بر اساس آدرس ipمشخص می‌شود. علاوه بر آن مسئله مهم دیگری که باید به آن توجه داشت، سرعت و پهنای باند اینترنت است. ماهیت اینترنت اشیا بر اساس اتصال دستگاه های مختلف با یکدیگر از طریق اینترنت است. همچنین با توجه به اهمیت کاهش زمان تاخیر در بسیاری از پروژه ها، استفاده از اینترنت نسل پنجم که سرعت و پهنای باند بیشتری دارد، لازم و ضروری است.
برنامه نویسی
برای تکمیل فرایند لازم است یک نرم افزار وجود داشته باشد. وظیفه این نرم افزار کنترل، مدیریت، تنظیم و سازماندهی دستورات یک دستگاه و نحوه تعامل آن با دیگر دستگاه هاست. این برنامه بر اساس برنامه نویسی پیچیده و آمیخته با هوش مصنوعی کار می‌کند.
کاربرد اینترنت اشیا
اگر امکان اتصال یک دستگاه به اینترنت وجود داشته باشد، میتوان آن را به اینترنت اشیا تبدیل کرد. لامپی که میتوان با استفاده از اپلیکیشن موبایل روشن و خاموش کرد، مثال ساده‌ای از iot است.
کسب و کارهای تجاری
اجرای اینترنت اشیا برای هر کسب و کاری در وهله اول به زیرساخت آن سازمان بستگی دارد. کارایی و انعطاف پذیری از اولویت های اصلی استفاده از iot هستند. ایده استفاده از این فناوری برای کسب و کارها و سازمان ها این است که شرکت ها و سازمان ها بتوانند اطلاعات بیشتری درباره محصولات و سیستم های. داخلی خود به دست آورند، از این رو امکان ایجاد تغییرات مناسب بر اساس داده های موجود امکان‌پذیر است.
تولیدکنندگان حسگرهایی را به بخش هایی از محصولات خود اضافه می‌کنند. با این کار محصولات قادر خواهند بود که داده های مربوط به عملکرد خود را به کاربر ارسال کنند. این فناوری میتواند به شرکت ها کمک کند تا احتمال خرابی قطعه‌ای را قبل از ایجاد مشکل شناسایی و جایگزین کنند. علاوه بر آن شرکت ها می‌توانند به کمک داده های جمع‌اوری شده توسط حسگرها برای کار‌امدتر کردن سیستم های خود اقدام کنند.
Iot به کاهش زمان کار برای شرکت ها و کارخانه ها، بهبود عملکرد ماشین ها، تدارکات، خودکارسازی فرایندها، بهبود خدمات ارائه شده به مشتریان، کاهش هزینه های نیروی انسانی و در کل بهبود عملکرد شرکت ها کمک می‌کند.
کشاورزی
علاوه بر سازمان ها و شرکت ها، بسیاری از حوزه های دیگر استفاده از اینترنت اشیا را شروع کرده‌اند، برای مثال کشاورزان می‌توانند از این فناوری برای تسهیل کار خود و بهبود کیفیت تولید استفاده کنند. حسگرها می‌توانند داده های مربوط به بارندگی را جمعآوری کنند
همچنین به کمک iot دما، رطوبت هوا، رطوبت خاک، و محتوای آن از مواد مغذی مورد نیاز گیاهان قابل اندازه گیری خواهد بود. داده ها برای خودکارسازی فرایندهای کشاورزی و بهبود محصولات آنها، تجزیه و تحلیل می‌شوند.
ساخت و ساز
Iot را میتوان در بخش ساخت و ساز همچنین زیرساخت اعمال کرد، برای مثال حسگرها را میتوان برای نظارت بر تغییراتی که در داخل ساختمان ها، سازه های پل، جاده ها و کارهای زیربنایی رخ می‌دهد، استفاده کرد. از این طریق میتوان درصد تکمیل پروژه را متوجه شد و همچنین خطاها را به راحتی پیدا کرده و به این ترتیب در هزینه و زمان انجام کار صرفه‌جویی کرد. علاوه بر آن این فناوری میتواند به جلوگیری از بسیاری از کاغذ بازی ها و یا انجام کارهای غیرضروری کمک کند.
منازل
فناوری iot این نوید را به ما می‌دهد که محیط، خانه، وسایل نقلیه و… می‌توانند هوشمندتر و قابل اندازه گیری تر شوند، برای مثال بلندگوهای هوشمند Amazin Echo، پخش موسسیقی، تنظیم ساعت و دریافت اطلاعات را آسان می‌کند. سیستم های امنیتی خانه نظارت بر آنچه را در داخل و خارج از خانه می‌گذرد، آسان می‌کنند.
همزمان ترموستات های هوشمند می‌توانند به ما کمک کنند خانه هایمان را قبل از بازگشت گرم کنیم یا با استفاده از چراغ های هوشمند میتوان زمانی که بیرون از خانه هستیم روشنایی داخل خانه را کنترل کنیم. با نگاهی فراتر از خانه، حسگرها می‌توانند به ما کمک کنند تا بفهمیم محیط اطراف تا چه اندازه پر سر و صدا و دارای آلودگی صوتی است.
خودرو
برنامه های کاربردی اینترنت اشیا برای خودروها، مطلوب هر دو گروه تولیدکننده و مصرف کننده هستند. به کمک iot میتوان بر عملکرد خودرو نظارت داشت. تراشه ها و حسگرها در این فناوری قادر هستند خرابی های اتومبیل را قبل از وقوع آن پیش بینی کنند، برای مثال حسگرهای تعبیه شده در چرخ های ماشین های هوشمند در صورتی که چرخ ماشین نیاز به تعویض یا هواگیری داشته باشد، آن را به راننده اطلاع می‌دهند. به این ترتیب میتوان از تصادفات و خرابی های مرگبار جلوگیری کرد.
امنیت عمومی
اینترنت اشیا میتواند در امنیت عمومی به شکل فعال عمل کند. به کمک این فناوری میتوان زمان پاسخگویی کارکنان متخصص در آمبولانس، آتش نشانی و پلیس در شرایط مختلف و اضطراری را بهبود بخشید و آن را هوشمندتر کرد، برای مثال کمک کردن به آتش نشان ها در شناسایی مکان آتش سوزی و همچنین اولویت های مقابله با آن و هشدار به وجود شخص زنده در محل حادثه از جمله کاربردهای iot در زمینه آتش نشانی است.
مراقبت های بهداشتی
سیستم های مرتبط با iot در حوزه بهداشت، بسیار محبوب هستند، زیرا از طریق این فناوری میتوان خدمات درمانی با کیفیت بالاتر و کارآمدتر را به افراد بیمار و ناتوان ارائه داد. در حال حاضر ابزارهای پیشرفته‌ای مانند پمپ های انسولین و مانیتورهای قلب در بیمارستان ها استفاده می‌شوند که قادر هستند وضعیت سلامت فرد بیمار را کنترل کنند و در زمان مناسب برای نجات جان یا بهبود سلامتی او مداخله کنند.
علاوه بر آن در بیمارستان ها، فناوری iot به اتصال همه دستگاه های بهداشتی به یکدیگر کمک می‌کند. این فناوری امکان تسهیل فرایند پیگیری درمان بیمار و مداخله سریع را به ویژه اگر بیمار در اتاق مراقبت های ویژه باشد، فراهم می‌کند.
حمل و نقل و ترافیک
جاده های هوشمند، ماشین های هوشمند و پارکینگ های هوشمند رویا و هدف iot در حوزه حمل و نقل هستند.
هدف این فناوری کاهش تصادفات جاده‌ای و ایمن تر کردن سفرهای جاده‌ای است. Iot میتواند تراکم ترافیک را با تنظیم و بهبود زمان بندی حرکت اتومبیل ها کنترل کرده و با این کار به حمل و نقل جاده‌ای کمک کند. همچنین با کنترل روشنایی خیابان ها، روشن و خاموش کردن چراغ ها هنگام طلوع و غروب خورشید سبب صرفه جویی در مصرف انرژی شود.
ردیاب حیوانات
نمونه دیگری از استفاده از iot، دستگاه های ردیاب برای مکان یابی حیوانات است که زیر پوست حیوانات برای ردیابی مکان آن ها کاشته می‌شود، برای نمونه یک چوپان قادر است به کمک این فناوری دام خود را کنترل کند.
مزایا و معایب
پس از صحبت درباره اینترنت اشیا و کاربردهای آن، بی‌شک به درک بالاتری از این فناوری رسیده‌اید. هر انقلاب تکنولوژی در دنیا مزایا و معایب مختص به خود را دارد که ما به عنوان کاربر لازم است از آن ها آگاه باشیم و نتایج آن ها را درک کنیم.
مزایای iot
- جمع آوری داده ها
یکی از مهم ترین بخش ها در هر صنعت و سازمان، داده های آن است. سازمان ها با استفاده از iot در کسب و کار خود می‌توانند حجم عظیمی از داده ها را درباره مشتریان و محصولات خود جمعآوری کنند. با جمعآوری این اطلاعات، سازمان ها به تحلیل و درک عمیق آن می‌پردازند و در پی آن می‌توانند کیفیت محصولات خود را ارتقا دهند.
- خودکار کردن کارها
برای خودکارسازی کارهای روزمره میتوان از iot استفاده کرد. از این فناوری برای یافتن مشکلات فنی در سیستم و سپس گزارش یا رفع آن ها قبل از وقوع حادثه استفاده کرد که میتواند سبب به وجود آمدن وقفه در کار شود.
- افزایش تعامل با مشتری
یکی از اهداف کلی برای هر شرکت و سازمانی کسب رضایت مشتری است که شرکت ها به طور مداوم برای برای رسیدن به آن تلاش می‌کنند. اینترنت اشیا با تعامل بین دستگاه ها عملکردهای تجاری را بهبود می‌بخشد، برای مثال میتوان با استفاده از این فناوری کاستی های محصول را شناسایی و برطرف کرد. این عمل به بهبود خدمات و افزایش سطح رضایت مشتری کمک می‌کند.
- نظارت بر داده ها
نظارت بر داده ها یکی از اصلی ترین مزیت های اینترنت اشیا است و به کاربر کمک می‌کند اطلاع کافی از مقدار دقیق منابع و کیفیت آن ها داشته باشد. حسگرهای هوشمندی که روی دستگاه ها تعبیه می‌شوند، ظرفیت نامحدودی برای مدیریت داده ها دارند. علاوه بر مطالب بالا میتوان به موارد دیگری به عنوان مزایای استفاده از iot اشاره کرد:
- امکان دسترسی به اطلاعات در هر زمان، مکان و از هر دستگاه هوشمند
- بهبود ارتباط بین دستگاه های هوشمند متصل به یکدیگر
- صرفه جویی در زمان و مکان در بسیاری از کارها
- بهبود کیفیت کارها
- کاهش نیاز به دخالت انسان
- ارائه خدمات و محصولات در سطح جهانی
- افزایش سطح بهره وری
معایب iot
Iot ایراداتی نیز دارد که از نظر متخصصان این حوزه، در صورتی که برطرف نشوند، می‌توانند بسیار مخرب عمل کنند.
- نداشتن حریم خصوصی
امنیت و حفاظت از حریم خصوصی یکی از بزرگترین مسائلی است که اینترنت اشیا با آن مواجه است. در بسیاری از موارد حسگرهایی که به یک دستگاه متصل هستند، داده های حساسی مانند گفت و گوهای درون خانه و کارهایی را که انجام می‌شود، جمعآوری می‌کنند. حفظ این امنیت برای ایجاد حس اعتماد مصرف کننده بسیار مهم است.
- تغییر ماهیت انسان
استفاده و برخورداری بیش از حد از این فناوری ممکن است در دراز مدت به ایجاد تغییرات اساسی در طبیعت انسان از نظر رفتاری و جنبه های روانی منجر شود. برخی روانشناسان اعتقاد دارند که ممکن است فرد از نظر عاطفی سرد شود. و به تدریج توانایی تعامل با دیگران را از دست بدهد. علاوه بر آن استفاده مکرر از این فناوری به وابستگی کامل به آن منجر خواهد شد. وابستگی به این معنا که تمام کارها را به ماشین واگزار کنیم و مهارت هایی را که امروزه ضروری می‌دانیم، از دست بدهیم و در صورت خرابی دستگاه، قادر به انجام آن کارها نباشیم.
- پیچیدگی اینترنت اشیا
پیچیدگی iot مقابله با خطاها را دشوار می‌کند. در سیستم های بزرگ و پیچیده، لازم است همکاری میان تعداد زیادی دستگاه برقرار باشد، پردازش و مدیریت داده ها از همه این دستگاه ها بسیار دشوار خواهد بود.
- هک کردن
اینترنت اشیا در حال پر کردن شکافت میان دنیای دیجیتال و فیزیکی است، به این معنا که هک کردن دستگاه ها میتواند عواقب جدی در دنیای واقعی ایجاد کند، برای مثال هک کردن سنسورهای دما در یک نیروگاه میتواند اپراتورها را فریب دهد تا تصمیمی فاجعه بار بگیرند. همین امر درباره کنترل اتومبیل خودران نیز صدق می‌کند، زیرا ممکن است به فاجعه ختم شود، برای مثال ممکن است با هک کردن اینترنت اشیا، اتومبیل خودران به جای پیچیدن به سمت راست و توسط هکر به سمت چپ حرکت کند.
- ویروس های رایانه‌ای
اگر رایانه ها و سیستم ها درگیر ویروس یا باگ نرم افزاری شوند، این مشکل میتواند سبب آسیب و اختلال در تمام دستگاه هایی شود که به یکدیگر متصل هستند.
- نبود استاندارد سازی
در حال حاضر، با توجه به نبود استاندارد بین المللی برای سازگاری فناوری iot با اینترنت ممکن است ارتباط دستگاه های مختلف با یکدیگر مشکل باشد.
مهارت ها و مشاغل مورد نیاز در internet of things
در اصل رشته‌ای با نام اینترنت اشیا وجود خارجی ندارد. این رشته با کسب و کارها، حرفه ها و بخش های زیادی در ارتباط است و محدود به یک شغل نیست، بلکه افزوده‌ای به بسیاری از حرفه ها خواهد بود و مهارتی است که با بسیاری از حرفه ها ادغام خواهد شد. با این حال الزاماتی وجود دارد که به ایجاد یک پروژه iot کمک می‌کند.
- هوش مصنوعی
- علم تجزیه و تحلیل داده ها
- طراحی UX/UI
- امنیت اطلاعات سایبری
- برنامه نویسی اپلیکیشن موبایل
- برنامه نویسی الکترونیک
- مهندسی شبکه
- مهندسی الکترونیک
- مهندسی سخت افزار
آینده اینترنت اشیا
با کاهش قیمت حسگرها و به طور کلی ارتباطات در سال های اخیر، افزودن دستگاه های بیشتری به اینترنت اشیا از نظر مالی امکان پذیر می‌شود، حتی اگر در برخی موارد هیچ سود چشمگیری برای مصرف کنندگان وجود نداشته باشد. در حال حاضر این فناوری در مراحل اولیه است، چرا که فناوری های زیرساختی آن مانند حسگر، شبکه 5G، و تجزیه و تحلیل با استفاده از ماشین تا حدودی در مراحل اولیه توسعه خود هستند.
شرکت بین المللی IDC پیش بینی کرده است که تا سال ۲۰۲۵ میلادی، ۴۱.۶میلیارد دستگاه متصل به internet of things وجود خواهد داشت. همچنین این گزارش نشان می‌دهد تجهیزات صنعتی و اتومبیل ها بزرگ ترین فرصت برای استفاده از iot را دارند.
