اینترنت اشیا چیست ؟ مزایا و کاربرد اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) چیست؟

اینترنت اشیا یا IoT به شبکه ای از دستگاه های متصل به اینترنت  و فناوری که ارتباط بین دستگاه ها و شبکه اینترنت و همچنین بین خود دستگاه ها را تسهیل می کند، اشاره دارد.

اینترنت اشیا یا IoT، مخفف عبارت “Internet of Things” است و به مجموعه ای از دستگاه ها و اشیاء اشاره دارد که با استفاده از اینترنت با هم ارتباط برقرار می کنند. این اشیاء می توانند هر چیزی از لامپ هوشمند و ترموستات های هوشمند تا خودروها و دستگاه های پزشکی باشند.

به بیانی دیگر اینترنت اشیا (IoT) یعنی ارتباط حس‌گرها و دستگاه‌ها با یک شبکه اینترنتی که از طریق این ارتباط و تعامل بین لوازم متصل به شبکه، امکان مشاهده و کنترل لوازم متصل به شبکه برای کاربران آن فراهم می‌شود.

به لطف ظهور تراشه های کامپیوتری ارزان قیمت و ارتباطات راه دور با پهنای باند بالا، اکنون میلیاردها دستگاه متصل به اینترنت داریم. این بدان معناست که دستگاه‌های روزمره مانند کلیدهای روشنایی ، ساعت، مسواک، جاروبرقی و ماشین‌ها می‌توانند از حسگرها برای جمع‌آوری داده‌ها و پاسخ هوشمندانه به کاربران استفاده کنند.

اینترنت اشیا امور روزمره را با اینترنت ادغام می کند. مهندسان برق و کامپیوتر از دهه 90 میلادی سنسورها و پردازنده ها را به اشیاء روزمره زندگی ما اضافه کرده اند. با این حال، پیشرفت در ابتدا کند بود زیرا تراشه‌ها بزرگ و حجیم بودند. تراشه های کامپیوتری کم مصرف به نام برچسب های RFID برای اولین بار برای ردیابی تجهیزات گران قیمت استفاده شدند. با کاهش اندازه دستگاه‌های محاسباتی، این تراشه‌ها نیز با گذشت زمان کوچک‌تر، سریع‌تر و هوشمندتر شدند. ادغام قدرت محاسباتی در اشیاء کوچک اکنون به میزان قابل توجهی باعث  کاهش قیمت آنها شده است. به عنوان مثال، می‌توانید به وسیله فرمان صوتی  و یا با استفاده تلفن همراه خود  تجهیزات خانه هوشمند فراهوش را کنترل و برنامه ریزی کنید.مانند کلیدهای لمسی فراهوش که با قابلیت اتصال مستقیم به شبکه وای فای و توانایی کار در شبکه داخلی و اینترنت را دارد.

IOT یک صنعت کامل با تمرکز بر دستگاه های موجود در  خانه‌ها، سازمان ها  و دفاتر شکل گرفته است. این اشیاء هوشمند می توانند به طور خودکار داده ها را به اینترنت منتقل کنند. همه این «دستگاه‌های محاسباتی نامرئی» و فناوری مرتبط با آنها در مجموع به عنوان اینترنت اشیا شناخته می‌شوند.

اینترنت اشیا چگونه کار می کند؟

دستگاه های IoT معمولاً با سنسورها و دستورالعمل های برنامه نویسی شده برای جمع آوری و ارسال داده ها به یک سرور یا سرویس ابری (Cloud) متصل می شوند. پس از ارسال اطلاعات، داده ها تحت عملیات پردازش قرار می گیرند و به اطلاعات قابل استفاده برای کاربران تبدیل می شوند.

یک سیستم IoT معمولی از طریق جمع آوری و تبادل بلادرنگ داده ها کار می کند.

یک سیستم اینترنت اشیا سه جزء دارد:

1-دستگاه های هوشمند IOT

این بخش شامل تمامی دستگاه هایی است که می توانند با استفاده از اینترنت با هم ارتباط برقرار کنند.دستگاه هایی همچون تلویزیون، دوربین امنیتی یا تجهیزات ورزشی که قابلیت های محاسباتی به آن داده شده است، داده‌ها را از محیط، ورودی‌های کاربر یا الگوهای استفاده شده جمع‌آوری می‌کنند و داده‌ها را از طریق اینترنت به برنامه IoT خود ارسال می‌کند.

2-شبکه های IOT

شبکه‌های IoT یا شبکه‌های اینترنت اشیا شبکه‌هایی هستند که به اشیاء مختلف، تجهیزات و دستگاه‌های الکترونیکی اجازه می‌دهد تا با هم ارتباط داشته باشند و از طریق اینترنت اطلاعات و داده‌های لازم را با سرور مرتبط با اینترنت به اشتراک بگذارند.

این شبکه ها می توانند شبکه های LAN، WAN و PAN باشند و به دستگاه های IoT امکان ارتباط با اینترنت را می دهند.

3-اپلیکیشن اینترنت اشیا

اپلیکیشن اینترنت اشیا مجموعه ای از خدمات و نرم افزارهایی است که داده های دریافتی از دستگاه های مختلف اینترنت اشیا را یکپارچه می کند. برای تجزیه و تحلیل این داده ها و تصمیم گیری آگاهانه از یادگیری ماشین یا فناوری هوش مصنوعی (AI) استفاده می کند. این تصمیمات به دستگاه اینترنت اشیا منتقل می شود و دستگاه اینترنت اشیا سپس به ورودی ها به طور هوشمند پاسخ می دهد.

دستگاه IoT یا مجموعه دستگاه ها را می توان از طریق یک رابط کاربری گرافیکی مدیریت کرد. مثال‌های رایج شامل یک اپلیکیشن موبایل ، تاچ پنل ها ویا  وب‌سایتی(pwa) است که می‌تواند برای ثبت و کنترل دستگاه‌های هوشمند استفاده شود.

در ویدئو زیر به توضیحی مختصر از اینترنت اشیا خواهیم پرداخت:

نمونه هایی از کاربرد دستگاه های اینترنت اشیا:

بیایید به چند نمونه از سیستم های اینترنت اشیا که امروزه استفاده می شوند نگاه کنیم:

• استفاده از اینترنت اشیا در خودرو های هوشمند

راه های زیادی وجود دارد که وسایل نقلیه مانند اتومبیل ها بتوانند به اینترنت متصل شوند. به عنوان مثال از طریق دوربین های هوشمند، سیستم‌های اطلاعات سرگرمی یا حتی گیت وی های متصل  به خودرو. آنها داده ها را از پدال گاز، ترمزها، سرعت سنج، کیلومترشمار، چرخ ها و مخازن سوخت جمع آوری می کنند تا عملکرد راننده و سلامت خودرو را بررسی کنند. خودروهای متصل طیف وسیعی از کاربردها را دارند:

1. نظارت بر ناوگان خودروهای اجاره ای برای افزایش بهره وری سوخت و کاهش هزینه ها.
2. کمک به والدین برای ردیابی رفتار رانندگی فرزندانشان.
3. اطلاع رسانی خودکار به دوستان و خانواده در صورت تصادف خودرو.
4. پیش بینی و جلوگیری از نیازهای تعمیر و نگهداری خودرو.

• استفاده از اینترنت اشیا در خانه های هوشمند

دستگاه های خانه هوشمند عمدتاً بر بهبود کارایی و ایمنی خانه و همچنین بهبود شبکه خانگی متمرکز هستند. دستگاه‌هایی مانند پریزهای هوشمند مصرف برق را نظارت می‌کنند ، ترموستات‌های هوشمند کنترل دما را بهتر ارائه می‌کنند و کلید های هوشمند توانایی کنترل و بهینه سازی روشنایی خانه رو به عهده دارند. سیستم های هیدروپونیک می توانند از حسگرهای اینترنت اشیا برای مدیریت باغ استفاده کنند در حالی که آشکارسازهای دود اینترنت اشیا می توانند دود سیگار  را تشخیص دهند و در صورت لزوم و آتش سوزی اعلام خطر نموده و  یا سیستم اطفای حریق را فعال سازند. سیستم‌های امنیتی خانه مانند قفل درب، دوربین‌های امنیتی و ردیاب‌های نشت آب می‌توانند تهدیدات را شناسایی کرده و از آن جلوگیری کنند و هشدارهایی را برای صاحبان خانه ارسال کنند.

از دستگاه های متصل به خانه را می توان برای موارد زیر استفاده کرد:

1. خاموش کردن خودکار دستگاه‌هایی که استفاده نمی‌شوند.
2. مدیریت و نگهداری خانه های اجاره ای.
3. مدیریت امنیت
4. مدیریت دستگاه های سرمایشی و گرمایشی
5. خودکار کردن کارهای روزانه مانند جاروبرقی، درست کردن قهوه و …

• استفاده از اینترنت اشیا در شهرهای هوشمند

برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا، برنامه‌ریزی شهری و نگهداری زیرساخت‌ها را کارآمدتر کرده‌اند. دولت ها از برنامه های کاربردی اینترنت اشیا برای مقابله با مشکلات زیرساختی، سلامت و محیط زیست استفاده می کنند. از برنامه های اینترنت اشیا می توان برای موارد زیر استفاده کرد:

1. اندازه گیری کیفیت هوا و سطح تشعشعات
2. کاهش قبوض انرژی با سیستم های روشنایی هوشمند.
3. تشخیص نیازهای تعمیر و نگهداری برای زیرساخت های حیاتی مانند خیابان ها، پل ها و خطوط لوله.
4. افزایش سود از طریق مدیریت کارآمد پارکینگ.

• استفاده از اینترنت اشیا در ساختمان های هوشمند

ساختمان‌هایی مانند پردیس‌های دانشگاهی ، آموزشی و ساختمان‌های تجاری از برنامه‌های IoT برای افزایش کارایی عملیاتی استفاده می‌کنند. از دستگاه های اینترنت اشیا می توان در ساختمان های هوشمند برای موارد زیر استفاده کرد:

1. کاهش مصرف انرژی.
2. کاهش هزینه های نگهداری
3. استفاده موثرتر از فضاهای کاری

اینترنت اشیاء صنعتی چیست؟

اینترنت اشیاء صنعتی (IoT) به دستگاه‌های هوشمندی اطلاق می‌شود که در تولید، خرده‌فروشی، بهداشت و سایر شرکت‌ها برای ایجاد کارایی تجاری استفاده می‌شوند. دستگاه‌های صنعتی، از حسگرها گرفته تا تجهیزات، داده‌های دقیق و بلادرنگ را به صاحبان مشاغل می‌دهند که می‌توانند برای بهبود فرآیندهای تجاری مورد استفاده قرار گیرند. آنها گزارش هایی در مورد مدیریت زنجیره تامین، تدارکات، منابع انسانی و تولید ارائه می دهند که موجب کاهش هزینه ها و افزایش درآمد می شود.

بیایید به سیستم های صنعتی هوشمند موجود در حوزه های  مختلف نگاه کنیم:

• تولید

اینترنت اشیاء در تولید از تعمیر و نگهداری پیش بینی برای کاهش زمان توقف برنامه ریزی نشده و فناوری پوشیدنی برای بهبود ایمنی کارگران استفاده می کند. برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا می‌توانند خرابی ماشین را قبل از وقوع پیش‌بینی کنند و زمان توقف تولید را کاهش دهند. وسایل پوشیدنی در کلاه ایمنی و مچ بند و همچنین دوربین های بینایی کامپیوتری برای هشدار دادن به کارگران در مورد خطرات احتمالی استفاده می شود.

• خودرو

تجزیه و تحلیل مبتنی بر حسگر و رباتیک کارایی را در ساخت و نگهداری خودرو افزایش می دهد. به عنوان مثال، سنسورهای صنعتی برای ارائه تصاویر سه بعدی در زمان واقعی از اجزای داخلی خودرو استفاده می شود. تشخیص و عیب یابی می تواند بسیار سریعتر انجام شود در حالی که سیستم اینترنت اشیا به طور خودکار قطعات تعویض را اعلام می کنند.

• لجستیک و حمل و نقل

دستگاه‌های IoT تجاری و صنعتی می‌توانند به مدیریت زنجیره تامین، از جمله مدیریت موجودی، روابط فروشنده، مدیریت ناوگان و نگهداری برنامه‌ریزی شده کمک کنند. شرکت های حمل و نقل از برنامه های صنعتی IoT برای پیگیری دارایی ها و بهینه سازی مصرف سوخت در مسیرهای حمل و نقل استفاده می کنند. این فناوری به ویژه برای کنترل دما در ظروف یخچالی مفید است. مدیران زنجیره تامین از طریق الگوریتم های مسیریابی هوشمند و مسیریابی مجدد، پیش بینی های آگاهانه ای انجام می دهند.

چگونه اینترنت اشیا می تواند زندگی ما را بهبود بخشد؟

اینترنت اشیا تأثیر گسترده ای بر زندگی و کار انسان دارد. این به ماشین‌ها اجازه می‌دهد تا کارهای سنگین‌تری را انجام دهند، وظایف طاقت‌فرسا را بر عهده بگیرند و زندگی را سالم‌تر، سازنده‌تر و راحت‌تر کنند.

برای مثال، دستگاه‌های فراهوش می‌توانند کل برنامه صبحگاهی شما را تغییر دهند. هنگامی که دکمه سناریو صبح گاهی در اپ خانه هوشمند فراهوش را فشار می دهید، سیستم به طور خودکار دستگاه قهوه ساز را روشن می کند و پرده های پنجره شما را باز می کند. یخچال شما به طور خودکار مواد غذایی که تمام  شده را تشخیص می دهد و آنها را از فروشگاه های آنلاین سفارش می دهد. فر هوشمند شما منوی روز را به شما می گوید – حتی ممکن است مواد از پیش آماده شده را بپزد و مطمئن شود که ناهار شما آماده است. ساعت هوشمند شما جلسات را برنامه ریزی می کند ، اتومبیل هوشمند شما به طور خودکار برای سوخت گیری GPS  شما را تنظیم  می کند. فرصت ها در دنیای اینترنت اشیا بی پایان هستند!

مزایای اینترنت اشیا برای تجارت چیست؟

-سرعت بخشیدن به نوآوری

اینترنت اشیا به کسب و کارها امکان دسترسی به تجزیه و تحلیل های پیشرفته را می دهد که فرصت های جدیدی را آشکار می کند. به عنوان مثال، کسب و کارها می توانند کمپین های تبلیغاتی بسیار هدفمند را با جمع آوری داده ها در مورد رفتار مشتری ایجاد کنند.

-با هوش مصنوعی و ML داده ها را به بینش و اقدامات تبدیل کنید

داده های جمع آوری شده و روندهای در تاریخ های مختلف  را می توان برای پیش بینی نتایج آینده استفاده کرد. به عنوان مثال، اطلاعات گارانتی را می توان با داده های جمع آوری شده توسط اینترنت اشیا برای پیش بینی حوادث تعمیر و نگهداری هماهنگ کرد.  از این  طریق می توان برای ارائه خدمات پیش گیرانه تعیرو نگهداری باعث وفاداری مشتری و خدمات پس از فروش بهتر شد.

-امنیت را افزایش دهید

نظارت مداوم بر زیرساخت های دیجیتال و فیزیکی می تواند عملکرد را بهینه کند، کارایی را بهبود بخشد و خطرات ایمنی را کاهش دهد. برای مثال، داده‌های جمع‌آوری‌شده از یک مانیتور در محل را می‌توان با داده‌های نسخه سخت‌افزار و نرم افزار ترکیب کرد تا به ‌روزرسانی‌های سیستم را به‌طور خودکار زمان‌بندی کند.

-راه حل های متمایز در فروشگاه ها

فناوری‌های اینترنت اشیا می‌توانند به روشی متمرکز بر مشتری برای افزایش رضایت به کار گرفته شوند. برای مثال، برای جلوگیری از کمبود کالا در فروشگاه ها، می‌توان محصولات پرطرفدار را به‌سرعت و زمانی که قفسه آنها رو به اتمام است مجدداً شارژ نمود.

امنیت اینترنت اشیا چگونه تامین می شود؟

امنیت در اینترنت اشیا (IoT) یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که باید مورد توجه قرار گیرد. با توجه به اینکه تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا هر روز در حال افزایش است، حفظ امنیت این دستگاه‌ها و اطلاعاتی که به آن‌ها دسترسی دارند، بسیار حائز اهمیت است. ما در این مقاله به توضیح مختصری از موارد مورد توجه هنگام استفاده از اینترنت اشیا می پردازیم و در آینده این مورد را تحت عنوان مقاله ای دیگر با توجه به اهمیت آن بیشتر مورد بررسی قرار میدهیم.

از جمله مواردی که در امنیت اینترنت اشیا باید مورد توجه قرار گیرد به شرح زیر است :

• پویش آسیب‌پذیری: یکی از راه‌های تامین امنیت در اینترنت اشیا، بررسی و پویش آسیب‌پذیری‌ها در دستگاه‌های IoT است. این بررسی‌ها می‌تواند در قالب آزمون نفوذ (Penetration Testing) یا از طریق ابزارهای خاص مانند نرم‌افزارهای پویش آسیب‌پذیری صورت بگیرد.
• استفاده از پروتکل‌های امنیتی: استفاده از پروتکل‌های امنیتی مانند TLS (Transport Layer Security) برای رمزنگاری داده‌هایی که بین دستگاه‌های IoT و سرور ارسال می‌شود، می‌تواند در بهبود امنیت اینترنت اشیا موثر باشد.
• رمزنگاری اطلاعات: اطلاعات ارسالی بین دستگاه‌ها باید به صورت رمزنگاری شده انتقال پیدا کنند تا در صورت بدافزار و یا هک شدن، افراد بتوانند به راحتی به اطلاعات دسترسی پیدا کنند. برای رمزنگاری از الگوریتم‌هایی مانند AES و RSA استفاده می‌شود.
• احراز هویت: برای جلوگیری از هر گونه اشتباه و یا سوءاستفاده، احراز هویت می‌تواند کاربردی باشد. این بدان معناست که هر دستگاه باید قبل از اینکه به شبکه متصل شود، به صورت مجزا احراز هویت شود. این کار با استفاده از پروتکل‌های مختلفی مانند OAuth 2.0 و OpenID Connect انجام می‌شود.
• مدیریت دسترسی: مدیریت دسترسی نیز به عنوان یکی از روش‌های افزایش امنیت در اینترنت اشیا استفاده می‌شود. این بدان معناست که باید دسترسی به دستگاه‌های مختلف محدود شود تا در صورت تخریب و یا هک شدن، تاثیر کمتری بر شبکه بگذارند. این کار با استفاده از فایروال‌های شبکه و سیستم‌های کنترل دسترسی انجام می‌شود.
• به روزرسانی نرم‌افزار: به روزرسانی نرم‌افزار دستگاه‌های اینترنت اشیا بسیار حائز اهمیت است. با به روزرسانی نرم‌افزار، مشکلات امنیتی رفع می‌شود و دستگاه‌ها در برابر حملات جدید مقاومت بیشتری خواهند داشت. بنابراین، هر دستگاه باید دارای قابلیت به روزرسانی نرم‌افزار باشد

فناوری های اینترنت اشیا چیست؟

فن آوری های مورد استفاده در سیستم های IoT شامل موارد زیر می باشد:

• محاسبات پیشرفته

محاسبات پیشرفته به فناوری مورد استفاده برای ساخت دستگاه‌های هوشمند بیشتر از ارسال یا دریافت داده‌ها به پلتفرم اینترنت اشیا اشاره دارد. قدرت محاسباتی در لبه‌های شبکه اینترنت اشیا را افزایش می‌دهد و تأخیر ارتباط را کاهش می‌دهد و زمان پاسخ را بهبود می‌بخشد.

• پردازش ابری

فناوری ابری برای ذخیره‌سازی داده از راه دور و مدیریت دستگاه IoT استفاده می‌شود – که داده‌ها را برای چندین دستگاه در شبکه قابل دسترسی می‌کند.

• یادگیری ماشین

یادگیری ماشینی به نرم افزار و الگوریتم های مورد استفاده برای پردازش داده ها و تصمیم گیری در زمان واقعی بر اساس آن داده ها اشاره دارد. این الگوریتم‌های یادگیری ماشینی را می‌توان در فضای ابری یا در دستگاه  تعبیه نمود.