اینترنت اشیا Internet Of Things

اینترنت اشیا امکان استفاده از اینترنت را برای تمام فناوری ها از جمله اتصالات، ارتباطات بیسیم و سنسورهای آن ممکن ساخت و اینترنت را از حالت (WWW) یا صفحات ثابت خارج کرد. علاوه بر این Web2 که به شبکه ی شبکه های مجازی معروف است، در حال تکامل و سیر به سوی Web3 یا دنیای پردازش همه مکانی می باشد. ممکن است تصور این تعاریف کمی مشکل باشد و بهتر است در این مطلب مبحث اینترنت اشیاء را به سادگی هر چه تمام تر توضیح دهیم.  به همین منظور در ابتدا به چگونگی پیدایش اینترنت اشیاء پرداخته ایم و سپس تعاریف مختلف آن را مورد بررسی قرار داده ایم. مثال هایی از انواع ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) و نیز پروژه های آن در سطح ملی در کشورهای مختلف را نیز در ادامه مطالعه خواهید کرد. 

Internet Of Things

تاریخچه اینترنت اشیاء

اینترنت اشیا از مفهوم ارتباط اشیا با یکدیگر سرچشمه می گیرد. ارتباط بین دو دستگاه برای اولین بار در سال ۱۸۳۲ شکل گرفت، زمانی که اولین تلگراف الکترومغناطیسی ارسال شد. در واقع تلگراف ارتباط بین دو دستگاه را با ارسال سیگنال های الکتریکی برقرار کرد. پس از این دوره و با پیشرفت علم بستر مناسب برای شکل گیری اینترنت اشیا شکل گرفت.

دهه ۱۹۸۰ میلادی

زمینه تشکیل اینترنت اشیا از دهه ۶۰ میلادی به تدریج شتاب گرفت و در دهه ۱۹۸۰ میلادی اولین دستگاه متصل، اختراع شد. یک دستگاه فروش کوکاکولا توسط برنامه نویسان محلی اداره می شد. این برنامه نویسان میکروسوئیچ هایی به دستگاه متصل کردند و از اینترنت استفاده کردند تا متوجه شوند دستگاه نوشیدنی ها را به اندازه کافی خنک نگه می دارد یا خیر. این اختراع نقطه ی عطفی برای مطالعات بر روی دیگر دستگاه ها شد.

دهه ۱۹۹۰ میلادی

این دهه را می توان دهه ی معرفی رسمی اینترنت اشیا به جهان دانست. جان رومکی در سال ۱۹۹۰ یک توستر را با پروتکل TCP/IP به اینترنت متصل کرد. در سال ۱۹۹۱ دانشمندان و محققان دانشگاه کمبریج از یک دوربین وب برای نظارت بر میزان قهوه موجود در یک ظرف استفاده کردند. این وب کم سه بار در دقیقه از ظرف قهوه عکس تهیه می کرد و این عکس ها را به یارانه های محلی ارسال می کرد.

اما اینترنت اشیا به طور رسمی و با تعریف امروزی در سال ۱۹۹۹ و توسط کوین اشتون به جهان معرفی شد. کوین اشتون اظهار داشت که با استفاده از اینترنت اشیا می توان به تمامی اشیا هویت دیجیتال بخشید. این اشیا می توانند توسط کامپیوترها کنترل و ساماندهی شوند.

ارتباط اشیا یا ارتباط M2M

تعاریف مختلف اینترنت اشیا

پس از شکل گیری پایه و اساس اینترنت اشیا شرکت های دیگری به گسترش آن پرداختند و تعاریف دیگری را از این مبحث ارائه دادند.

به عنوان مثال مؤسسه گارتنر اینترنت اشیا را شبکه ای از اشیای فیزیکی می داند. هر کدام از این اشیا دارای فناوری هایی هستند که این فناوری ها را با دیگر اشیا به اشتراک می گذارند و می توانند با شرایط داخلی و محیط خارجی ارتباط و تعامل برقرار کنند.

و یا تعریف شرکت IDC از اینترنت اشیا به این گونه است:

اینترنت اشیا شبکه ای از شبکه های قابل شناسایی اشیای منفرد می باشد که با استفاده از IP و بدون تعامل با انسان ارتباط برقرار می کنند. این ارتباط می تواند به صورت جهانی و محلی باشد.

به طور کلی اینترنت اشیا را می توان فناوری جدیدی در برقراری ارتباط بین اشیا، حیوانات و انسان ها برشمرد. در فناوری اینترنت اشیا هر موجودی (انسان، حیوان و حتی اشیا) می توانند داده هایی را از طریق شبکه های ارتباطی اینترنت و اینترانت رد و بدل کنند. اشیا پیرامون ما در این فناوری قادرند داده های مفید را از طریق سنسورها و حسگرهای خود دریافت و جمع آوری کنند. این داده ها برای پردازش و تصمیم گیری به یک سیستم مرکزی منتقل می شوند. با استفاده از اینترنت اشیا می توان به دریافت، ذخیره سازی و ارسال اطلاعات از محیط پرداخت و سپس می توان این اطلاعات را در جهت ارائه خدمات هوشمندانه تحلیل و بررسی کرد. پس اینترنت اشیا یعنی متصل کردن هر شی به اینترنت و مدیریت آن…

اینترنت اشیاء دارای زیر شاخه های بسیاری است، به طوری که لازم است برای گسترش این مبحث در هر شاخه چندین متخصص به فعالیت و تحقیقات بپردازند. به عنوان مثال متخصصین علوم کشاورزی برای گسترش اینترنت اشیا در مبحث کشاورزی به تحقیق و کاوش می پردازد و یا متخصصین مسکن و شهرسازی برای ساخت شهرهای هوشمند به صورت جداگانه تحقیقاتی را انجام می دهند و یافته های خود را به صورت گزارش در دسترس عموم قرار می دهند.

منظور از اشیا در اینترنت اشیا همان میز، یخچال، تلویزیون و هر چیزی است که ممکن است در محیط اطراف شما وجود داشته باشد. این اشیا به خودی خود اتصالی با اینترنت ندارند، اما با سنسورها و تجهیزاتی که بر روی آن ها نصب می کنیم می توانیم آن ها را به اینترنت متصل کنیم. اما این تمام ماجرای اینترنت اشیا نیست. قسمت جالب این مبحث آنجاست که این اشیا پس از اتصال به اینترنت می توانند با یکدیگر نیز ارتباط برقرار کنند و این تعامل می تواند بسیار کاربردی باشد. این تعامل و ارتباط بین این اشیا بدون دخالت انسان خواهد بود. این دستاوردی بزرگ است و می تواند زندگی هوشمند و آسوده را به دنبال داشته باشد.

چند نمونه از تعامل اشیا با یکدیگر در محیط اینترنت می تواند به شرح زیر باشد.

تصور کنید در یک روز سرد زمستانی و با خستگی فراوان از محل کار به سمت خانه حرکت می کنید. با رسیدن به پارکینگ خانه، اتومبیل شما پیغامی برای دستگاه قهوه ساز ارسال می کند. دستگاه قهوه ساز با دریافت پیغام شروع به آسیاب کردن قهوه و سپس تهیه یک فنجان قهوه می کند. به محض رسیدن شما به درب ورودی موبایل شما یک پیغام برای در می فرستند و در به صورت اتوماتیک باز می شود. دماسنج هوشمند در چنین شرایطی دمای اتاق را چک می کند و در صورت پایین بودن دما پیغامی به بخاری می فرستند تا دمای اتاق را افزایش دهد.

تصور کنید پس از خروج از محل کار گریزی به فروشگاه می زنید تا مایحتاج و اقلام ضروری منزل را تهیه کنید. در چنین شرایطی ممکن است لیست خرید را همراه نداشته باشید و یا اصلا لیستی را تهیه نکرده باشید. در این موقعیت و با استفاده از موبایل خود به یخچال پیغامی ارسال می شود و محیط داخل یخچال بر روی صفحه موبایل شما پدیدار می شود این سیستم می تواند درون کابینت ها و کمد مواد خوراکی نیز وجود داشته باشد. بنابراین بدون اینکه موردی را از قلم بیاندازید از خرید به خانه بازمی گردید.

این همان مبحث اینترنت اشیا است که به زودی در سرتاسر جهان فراگیر می شود و همه از آن استفاده خواهند کرد.

پروژه های اینترنت اشیا

پروژه های اینترنت اشیاء

برزیل کشوری است که بیشترین میزان ارتباطات M2M در آمریکای جنوبی را به خود اختصاص داده است. M2M به معنی ارتباط دو ماشین (دستگاه) با یکدیگر است. ارتباطات M2M در برزیل با شاخص ۳٫۵ درصد موجود است که از نرخ میانگین ۳٫۳ درصدی جهانی اندکی بالاتر است. اما این رقم فاصله زیادی با شاخص استفاده از ارتباطات M2M در چین (۵٫۱ درصد)، آفریقای جنوبی (۵٫۵ درصد) و ایالات متحده آمریکا (۱۱٫۳ درصد) دارد.

پروژه های اینترنت اشیا که در کشور برزیل  تمرکز بیش تری بر روی آن ها وجود دارد عبارت اند از نظارت بر مصرف انرژی، کنترل خودکار و پایش وضعیت راه از مراکز کنترل و راه دور و به دست آوردن اطلاعات موجودی انبارها.

چین یکی از کشورهایی است که بودجه های قابل توجهی را صرف گسترش ارتباطات M2M یا اینترنت اشیا می کند. به عنوان مثال در سال ۲۰۱۳، دولت چین بودجه ویژه ای را به گسترش برنامه های آزمایشی شهر هوشمند با تمرکز بر آب و برق و حمل و نقل هوشمند اختصاص داد.

اما دولت چین قصد دارد تا به ارتباطاتی فراتر از ارتباطات M2M دست یابد و به دنبال راه حل هایی برای برقراری ارتباطات انتها به انتها (end-to-end) برای یکپارچه سازی سامانه ها می باشد. ارتباط انتها به انتها به ارتباط بین دو برنامه کاربردی اطلاق می شود.

هند نیز از بزرگترین بازارهای در حال رشد ارتباطات M2M است که در جنوب آسیا و اقیانوسیه حدود ۸۰ درصد این ارتباطات را به خود اختصاص می دهد. این کشور ارائه دهنده بسیاری از خدمات اینترنت اشیا می باشد.

تمام چراغ های خیابان ها در دهلی نو به صورت خودکار روش و خاموش می شوند و این موجب عدم اتلاف انرژی الکتریکی می شود (شهر هوشمند).

به دلیل وجود جمعیت زیاد در شهرهای این کشور، سامانه پرداخت الکترونیکی عوارض راه اندازی شده که مانع از حضور جمعیت در صف های طولانی می شود.

نظارت بر وضعیت و سلامت بیماران در برخی بیمارستان های این کشور با استفاده از ارتباطات M2M انجام می شود. در این بیمارستان ها یک سامانه بهداشت و درمان مبتنی بر ارتباطات M2M وجود دارد که بر سلامت قلب و علائم حیاتی بیماران نظارت می کند.

هند یکی از کشورهای مستعد بروز سونامی است که با استفاده از اینترنت اشیا توانسته اند در این کشور سیستم هشدار سونامی را راه اندازی کنند.

هند قصد دارد طی برنامه ای و با سرمایه ۷٫۴ میلیارد دلاری، ۱۰۰ شهر هوشمند را در مدت ۵ سال احداث کنند.

آلمان نیز کشور اروپایی پیشرو در حوزه اینترنت اشیا می باشد. اینترنت اشیا تمرکز اصلی آلمانی ها در بخش صنعت است. کمپانی بی اس اچ از اولین کارخانه هایی بود که محصولات بوش و زیمنس را مجهز به سیستم هوم کانکت ساخت.

دولت آلمان قصد دارد تا از تکنولوژی اینترنت اشیا در جهت هوشمند سازی خطوط تولید صنایع مختلف استفاده کند. استفاده از فناوری M2M در صنایع مختلف اعم از حسگرهای تعبیه شده در سامانه‌ها تا سیستم عامل‌های هوش مصنوعی برای راه‌اندازی ماشین آلات متصل به اینترنت را شامل می‌شود.

کشور آمریکا نیز با طرح مصوب کاخ سفید و با بودجه ۱۶۰ میلیارد دلاری ساخت شهر هوشمند را کلید زده است. نظارت بر محیط زیست و مدیریت زنجیره تأمین نیز از دیگر برنامه های دولت آمریکا در بهره گیری از اینترنت اشیا می باشد.

پروژه های مذکور تنها بخشی از استفاده های کلان از اینترنت اشیا می باشد. اینترنت اشیا را می توان در هر سطحی و با اشیای گوناگون و اجتماعات آن ها اجرا کرد. از محیط یک اتاق گرفته تا کنترل شهرها و ارتباطات بین المللی. پروژه هایی که برای گسترش اینترنت اشیا راه اندازی می شوند متفاوت اند. آمارها نشان می دهند که میزان بکارگیری این تکنولوژی در ساخت شهرهای هوشمند در رده اول قرار دارد و اینترنت اشیای صنعتی و ساختمان های هوشمند نیز در رده های بعدی قرار دارند.