اینترنت اشیا چیست و چه کاربردهایی دارد؟ این دنیا بارها شاهد تحولات مختلف و شگفت‌انگیز بود. از اختراع برق و لامپ که روشنایی را به شب‌های ما آورد تا سرویس اینترنت که انسان‌ها را هم نزدیک کرد و سبک زندگی آن‌ها را تغییر داد. یکی دیگر از این تحولات نوپا که می‌تواند چالش‌های گوناگونی را در زندگی ما حل کند و موثر باشد، اینترنت اشیا است. در ادامه بررسی می‌کنیم اینترنت اشیا چیست و در چه جاهایی استفاده می‌شود. پس اگر دوست دارید با یکی از جدیدترین حوزه‌های تکنولوژی آشنا شوید، در ادامه این مطلب همراه ما باشید.
اینترنت اشیا چیست؟
برای اینکه بدانید اینترنت اشیا چیست ، ابتدا باید به خوبی اینترنت را بشناسید و با کاربردهای آن آشنا شوید. شبکه اینترنت، مجموعه‌ای از پروتکل‌ها و استانداردها است که کامپیوترها را از سرتاسر دنیا به هم متصل می‌کند. اینترنت در دهه 60 میلادی در قالب یک پروژه نظامی شروع به کار کرد و بعد از نیم قرن این پروژه به حدی پیشرفت کرد که گروه زیادی از مردم و کسب و کارها در این بستر فعالیت خود را شروع کردند. امروزه قطع شدن اینترنت ممکن است زندگی روزمره مردم را با اختلال همراه کند و ضررهای مالی زیادی به کسب و کارها وارد کند. اینترنت در حوزه‌های مختلفی مثل حمل و نقل، آموزش، خدمات مالی و غیره تحولات اساسی ایجاد کرده است.
کامپیوترهای اولیه بیشتر شبیه به ماشین حساب بودند و محاسبات بسیار ساده مثل جمع و تفریق انجام می‌دادند. آن زمان کسی فکرش را نمی‌کرد یک روز چند میلیارد کامپیوتر از سراسر دنیا در قالب یک شبکه به هم متصل شوند و با هم در ارتباط باشند. اما به مرور زمان و با پیشرفت کامپیوترها این اتفاق افتاد. امروزه میلیاردها دستگاه دیجیتال در قالب کامپیوتر، لپ تاپ، موبایل، تبلت، رزبری پای (Raspberry Pi) و غیره به اینترنت وصل می‌شوند و از خدمات متنوع آن استفاده می‌کنند.
اینترنت اتفاق شگفت‌انگیزی برای بشریت بود و کیفیت زندگی انسان‌ها را تغییر داد. یک مثال خوب برای نشان دادن قدرت اینترنت تلفن‌های همراه هستند. اولین گوشی‌های موبایل برای تماس و ارسال پیامک استفاده می‌شدند، اما با وصل شدن این موبایل‌ها به اینترنت، امکانات جالبی مثل مشاهده فیلم آنلاین، خواندن کتاب، گوش دادن به موسیقی، اجرای بازی و غیره به آن‌ها اضافه شد. این مثال نشان می‌دهد که اینترنت چه امکانات جدیدی به زندگی ما اضافه کرده است.
در حال حاضر دستگاه‌های نسبتا محدودی مثل کامپیوتر، لپ تاپ، تبلت، گوشی هوشمند و چند دستگاه دیگر به اینترنت متصل می‌شوند. با بیشتر کردن تعداد و تنوع این دستگاه‌ها، می‌توانیم قدرت اینترنت را به دستگاه‌های بیشتری منتقل کنیم و از آن دستگاه‌ها برای بهتر کردن زندگی خود استفاده کنیم. برای مثال یخچالی که به اینترنت وصل می‌شود و با کم شدن مواد غذایی به طور خودکار سفارش را به فروشگاه می‌فرستد. چه خوب می‌شد اگر تمام چیزها (Things) در دنیا می‌توانستند به شبکه اینترنت متصل شوند و با آن تعامل داشته باشند. اینترنت اشیا یا اینترنت چیزها دقیقا به دنبال یک هدف است و آن وصل کردن همه چیز به اینترنت است.
اینترنت اشیا چطور کار می‌کند؟
پشت تمام پیچیدگی‌ها و مباحث فنی اینترنت اشیا یک مفهوم ساده قرار گرفته است، اینکه بتوانیم اشیا مختلف را به شبکه اینترنت متصل کنیم. زمانی که به اینترنت متصل هستیم می‌توانیم اطلاعات مختلف را ارسال و یا دریافت کنیم. این قابلیت (ارسال/دریافت اطلاعات) به هوشمند کردن وسایل دیجیتال کمک زیادی می‌کند. دوباره به مثال گوشی‌های هوشمند برگردیم.
در حال حاضر شما با گوشی هوشمند خود می‌توانید هر آهنگی که دوست دارید را گوش کنید. اما آرشیو کامل موسیقی دنیا را در گوشی خود نگه نمی‌دارید. زیرا واقعا نه نیازی به همه آن‌ها دارید و نه فضای کافی برای آن ها. این آهنگ‌ها در جاهای مختلفی در دنیا ذخیره شده‌اند اما گوشی شما با ارسال اطلاعات (درخواست موسیقی موردنظر) و دریافت اطلاعات (استریم یا دانلود کردن آهنگ) شما را به یک آرشیو بزرگ متصل می‌کند.
پس برای هوشمند بودن نیاز به یک ابررایانه یا چند هزار ترابایت حافظه نداریم. تمام کاری که باید انجام دهیم وصل شدن به این ابرکامپیوتر یا حافظه زیاد است. در واقع متصل شدن (Connecting) در هوشمند بودن بسیار مهم است. در اینترنت اشیا تمام چیزهایی (Things) که به اینترنت وصل می‌کنیم به 3 گروه کلی تقسیم می‌شوند:
- چیزهایی که اطلاعات را جمع کرده و بعد آن‌ها را ارسال می‌کنند.
- چیزهایی که اطلاعات را دریافت کرده و روی آن‌ها یک عمل (Act) انجام می‌دهد.
- چیزهایی که هر دو مورد بالا را با هم انجام می‌دهند.
این 3 مورد در کنار هم کار می‌کنند و روی هم تاثیر می‌گذارند. در ادامه بیشتر جزئیات آن‌ها را بررسی می‌کنیم و می‌گوییم که علت محبوبیت اینترنت اشیا چیست و چرا روز به روز در حال مشاهده رشد این تکنولوژی هستیم.
جمع‌آوری و ارسال اطلاعات با استفاده از اینترنت اشیا
در این قسمت صحبت اصلی ما در مورد سنسورها است. سنسورهای دما، رطوبت، حرکت، کیفیت هوا، نور و غیره که طیف بسیار گسترده‌ای دارند. این سنسورها با داشتن یک ارتباط مناسب، می‌توانند به طور خودکار اطلاعات متنوعی از محیط جمع‌آوری کرده و برای ما ارسال کنند. گرفتن این اطلاعات از سنسورها به ما کمک می‌کند تصمیمات هوشمندانه‌تری بگیریم.
یک مزرعه کشاورزی را در نظر بگیرید. احتمالا اکثر کشاورزان به طور سنتی و با توجه به تجربیات قبلی، زمین کشاورزی را آبیاری می‌کنند. این کار ممکن است مشکلاتی زیادی به همراه داشته باشد. اگر کشاورز بیش از حد به محصولات آب بدهد مخارج خودش را زیاد می‌کند، همینطور باعث هدر رفتن بیش از حد آب می‌شود. اگر کمتر از مقدار مشخصی به آن‌ها آب بدهد، ممکن است محصولات کیفیت خودشان را از دست بدهند یا خراب شوند.
اما اگر سنسوری وجود داشت که به طور خودکار رطوبت خاک را می‌سنجید و اطلاعات آن را در اختیار کشاورز قرار می‌داد چه اتفاقی می‌افتاد؟ کشاورز می‌توانست زمان دقیق آبیاری محصولات خود را حساب کند. در این حالت کشاورز بازدهی و در نتیجه درآمد خود را افزایش می‌داد. از طرفی محصولات بیشتر، متنوع‌تر و باکیفیت‌تر در اختیار مردم قرار می‌داد.
بدن ما انسان‌ها هم از سنسورهای مختلف استفاده می‌کند. حواس پنجگانه ما دقیقا مثل سنسورها عمل می‌کنند و اطلاعات مختلفی از محیط اطراف به ما می‌دهند. مغز ما این اطلاعات را پردازش کرده و با توجه به این ورودی‌ها تصمیمات مختلفی می‌گیرد. برای مثال با دیدن غذا می‌توانیم نوع غذا را بفهمیم، با چشیدن می‌توانیم طعم آن را متوجه شویم یا با بوییدن، عطر و بوی آن غذا را تشخیص دهیم. درست همانطور که این حواس به ما کمک می‌کنند تا پدیده‌های جهان را حس کنیم، سنسور هم به ماشین کمک می‌کند تا محیط اطراف را درک کند و با آن تعامل داشته باشد.
دریافت اطلاعات و انجام تغییرات روی آن‌ها
دریافت اطلاعات و انجام تغییرات روی آن‌ها در زندگی روزمره ما حضوری پررنگ دارد. حتما این مدل را قبلا تجربه کرده‌اید، برای مثال وقتی دستور پرینت یک فایل را به پرینتر ارسال می‌کنید، آن فایل چاپ می‌شود. یا زمانی که ریموت دزدگیر ماشین خود را می‌زنید درها به طور خودکار باز می‌شوند. در مورد اول، پرینتر اطلاعات مربوطه (دستور چاپ فایل) را دریافت کرده و روی آن یک عمل (پرینت فایل) انجام می‌دهد. یا در مثال دزدگیر اطلاعات اولیه (دستور باز شدن درب) توسط ریموت به مغز سیستم ارسال شده و آنجا یک عمل جدید (باز کردن درب‌های خودرو) اتفاق می‌افتد.
مهم نیست یک دستور ساده مثل درخواست اسکن داشته باشیم یا یک دستور پیشرفته مثل ارسال یک مدل سه بعدی به پرینتر سه بعدی. بلکه می‌توانیم از راه دور ماشین‌ها را کنترل کنیم و بگوییم که چه کاری انجام دهند. قدرت واقعی اینترنت اشیا در مرحله بعدی خودش را نشان می‌دهد. زمانی که ما بتوانیم هر دو کار ارسال اطلاعات و دریافت و انجام یک عمل روی اطلاعات را با هم و از راه دور انجام دهیم.
ترکیب ارسال و دریافت اطلاعات
دوباره به مثال کشاورز برگردیم. گفتیم که سنسور میزان رطوبت خاک را به کشاورز گزارش داده و مشخص می‌کند که محصولات چه مقدار آب نیاز دارند. اما واقعا ما نیازی به حضور کشاورز داریم؟ در مرحله قبل توضیح دادیم که اشیا اطلاعات را دریافت کرده و می‌توانند روی آن یک عمل انجام دهند. حالا با تشخیص میزان آب دریافتی زمین، می‌توانیم کشاورز را حذف کرده و آبیاری را به یک شی دیگر واگذار کنیم. اینجا شی ما یک سیستم آبیاری است که در زمان نیاز به طور خودکار روشن شده و زمین را آبیاری می‌کند.
حتی می‌توانیم یک قدم فراتر رفته و ترکیب اطلاعات را گسترده‌تر کنیم. مثلا سیستم آبیاری ما با اتصال به شبکه اینترنت وضعیت آب و هوا را به طور آنلاین تشخیص می‌دهد. این تشخیص مزیت‌های زیادی دارد، مثلا می‌فهمد که امروز قرار است باران ببارد و زمین کشاورزی نیازی به آبیاری ندارد. چون با آب باران دوباره به رطوبت مدنظر می‌رسد. در این حالت سیستم به طور خودکار آبیاری را غیرفعال کرده و در مصرف آب صرفه‌جوبی می‌کند.
کار به همینجا ختم نمی‌شود. می‌توان اطلاعات مختلف (میزان رطوبت خاک، مقدار آب دریافتی زمین، نحوه رشد محصولات و غیره) را طول دوره‌های زمانی خاص جمع‌آوری کرد و آن‌ها را به یک ابرکامپیوتر فرستاد. این کامپیوترهای پیشرفته می‌توانند با الگوریتم‌های خود داده‌های دریافتی را تحلیل کرده و نتایج و گزارشات متنوع بر اساس آن‌ها ارائه کنند.
ما در این مثال فقط به سنسور رطوبت اشاره کردیم. سنسورهای دیگر مثل نور، دما، کیفیت هوا و غیره وجود دارند. همینطور اطلاعات هزاران زمین کشاورزی را هم به لیست داده‌های خود اضافه کنید. نه فقط یک زمین. بلکه هزاران زمین. حالا با این اطلاعات گسترده الگوریتم‌ها می‌توانند بهتر عمل کنند و اطلاعات بسیار مفیدی در اختیار ما قرار بدهند. مثلا می‌توانند درک عمیقی نسبت به چگونگی رشد بهتر محصولات کشاورزی به ما بدهند. در نهایت می‌توان با این کارها به مبارزه با گرسنگی و بهبود شرایط تغذیه جهان پرداخت. این یکی از زیباترین کارهایی است که اینترنت اشیا انجام می‌دهد.
تاریخچه اینترنت اشیا
حال که دیدید اینترنت اشیا چیست، قصد داریم شما را با تاریخچه اینترنت اشیا آشنا کنیم. مفهوم متصل کردن دستگاه‌های هوشمند به اینترنت اولین بار در سال 1982 مطرح شد. دانشگاه Carnegie Mellon روی یک ماشین فروش (دستگاه‌هایی که با انداختن پول داخل آن‌ها می‌توان جنس موردنظر را خرید) کار می‌کرد. نام این دستگاه رسماً به عنوان اولین شی وصل شده به اینترنت ثبت شد. این ماشین امکانات زیادی نداشت و فقط میزان موجودی نوشیدنی‌ها و اینکه آیا نوشیدنی‌های اضافه شده خنک هستند یا خیر را مشخص می‌کرد.
قدم بعدی در سال 1991 توسط آقای Mark Weiser با نوشتن مقاله‌ای تحت عنوان "کامپیوتر در قرن 21" برداشته شد. همینطور در سایر دانشگاه‌ها مباحث مختلف اینترنت اشیا مطرح شده بود. سه سال بعد و در سال 1994 آقای Reza Raji درباره ارسال بسته‌های کوچک داده به نودهای بزرگ صحبت کرد و گفت می‌توان با این تکنیک از منازل شخصی تا کارخانه‌ها را خودکار کرد. بین سال‌های 1993 تا 1997 شرکت‌های مختلفی مثل مایکروسافت و novell وارد این تا حوزه شدند تا بعضی از مشکلات رایج در این گرایش را حل کنند.
احتمالا برای اولین بار در سال 1999 "عبارت اینترنت اشیا" توسط آقای Kevin Ashton مطرح شد. هر چند او "اینترنت برای اشیا" را ترجیح می‌داد. در قرن 21 IOT به رشد خود ادامه می‌داد و مرتب دستگاه‌های مختلفی به اینترنت وصل می‌شدند. سیسکو تولد واقعی اینترنت اشیا را بین سال‌های 2008 و 2009 می‌داند.
کاربرد اینترنت اشیا چیست؟
خانه‌های هوشمند یکی از جذابترین محصولات اینترنت اشیا به حساب می‌آیند. فکر کنید صاحب خانه‌ای شده‌اید که لامپ‌های آن با اینترنت روشن و خاموش می‌شوند و همینطور بر خلاف لامپ‌های معمولی انتخاب شدت روشنایی آن بر عهده شما است. می‌توانید دمای خانه را با ریموت کم و زیاد کنید. با قفل‌های هوشمند جلوی وارد شدن بعضی از افراد خاص را بگیرید، یا زمان شستن لباس‌ها را مشخص کنید و یا هنگام خاموش شدن آلارم گوشی، قهوه شما آماده سرو باشد. داشتن چنین خانه‌ای با اینترنت اشیا ممکن است. همینطور به جز خانه با iot می‌توان یک شهر هوشمند ساخت.
یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیا در حمل و نقل است و تنوع در این بخش بسیار زیاد می‌باشد. مثلا با IOT می‌توان سیستمی طراحی کرد که در هنگام خوابالود شدن راننده با یک اخطار مانع خوابیدن او شود. یا کنترل ترافیک و امنیت جاده‌ها با این تکنولوژی راحت‌تر انجام می‌شود. سلامت یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیا است. در واقع Iot می‌تواند کمک زیادی به جامعه پزشکی بکند. مثلا بیماری که در راه دور بستری است و به کمک تجهیزات خاص می‌تواند با پزشکان تعامل داشته باشد. یا تجهیزاتی که داخل بیمارستان با توجه به نیاز بیمار تغییر می‌کنند.
همچنین از کاربردهای دیگر iot می‌توان به مدیریت انرژی اشاره کرد. به این شکل که می‌توان میزان انرژی مصرفی وسایل را کنترل کرده و از هدر رفتن بیهوده انرژی جلوگیری کرد. اینترنت اشیا در پوشاک هم وارد شده است. مثلا یک لباس با داشتن سنسوری خاص می‌تواند مشخص کند که نیاز به شستشو دارد یا خیر. همینطور به کمک Iot می‌توان محیط زیست را سالم‌تر نگه داشت مثلا سنسورهایی وجود دارند که کیفیت خاک یا هوا را زیر نظر داشته و متناسب با آن راهکارهایی برای بهبود شرایط پیشنهاد می‌کنند.
اینترنت اشیا در ایران
برخلاف بسیاری از کشورهای پیشرفته مثل چین، کره جنوبی یا آلمان، کشور ما در حوزه اینترنت اشیا هنوز جوان و نوپا است. در حال حاضر تمرکز اصلی اینترنت اشیا در ایران روی زیرساخت‌ها و آماده‌سازی بستر مناسب برای این تکنولوژی است. سال 1396، محمود واعضی وزیر وقت فناوری اطلاعات و ارتباطات از راه‌اندازی شبکه ملی اینترنت اشیا در ایران خبر داد که تا شهریور 98 این پروژه به طور کامل اجرایی می‌شود. IOT در ایران از لحاظ کارایی فرق چندانی با سایر کشورها ندارد و در حوزه‌های سلامت، حمل و نقل، کشاورزی، کنترل محیط زیست، خانه‌های هوشمند و غیره استفاده می‌شود. با ورود سرمایه‌گذاران و تزریق سرمایه به این گرایش می‌توانیم آینده روشنی برای اینترنت اشیا در ایران متصور شویم.
نتیجه‌گیری
در این مطلب دیدید که اینترنت اشیا چیست و چه کاربردهایی در زندگی ما دارد. اینترنت اشیا به روش‌های مختلف، چیزهای گوناگون را به اینترنت وصل می‌کند و یک گرایش در حال رشد به حساب می‌آید. منابع مختلفی می‌گویند که تا سال 2020 بیشتر از 50 میلیارد دستگاه به اینترنت وصل می‌شوند. اگر این تکنولوژی مثل برق و اینترنت وارد زندگی روزمره مردم شود می‌تواند تغییرات بسیار مفیدی در زندگی آن‌ها ایجاد کند. بعضی از کاربردهای مهم اینترنت اشیا در سلامت، ساخت و ساز، مدیریت انرژی و غیره است. شما چه اطلاعات یا تجربه از وسایل مربوط به IOT دارید؟ آن‌ها را ما و سایر خوانندگان سون لرن در میان بگذارید.