چیزهایی که نیاز است در مورد اینترنت اشیا بدانید

اینترنت اشیا (Internet of Things یا به اختصار IoT) شامل همه دستگاه‌های متصل به اینترنت می‌شود. این دستگاه‌ها با اتصال به اینترنت به جمع‌آوری یا انتشار اطلاعات می‌پردازند. امروزه به لطف پردازنده‌های ارزان و  شبکه‌های بی‌سیم، می‌توان هرچیزی را به اینترنت متصل کرد. با این کار، وسیله مورد نظر هوشمند می‌شود؛ به این معنی که می‌تواند بدون دخالت مستقیم انسان کار خاصی انجام دهد و دنیاهای فیزیکی و دیجیتال را با هم ادغام کند.

نمونه یک دستگاه مجهز به اینترنت اشیا چیست؟

تقریباً همه وسایل می‌توانند به یک دستگاه مجهز به اینترنت اشیا تبدیل شوند. تنها نیاز است که به اینترنت وصل شوند و از این طریق کنترل شوند.

یک لامپ که توسط تلفن همراه روشن می‌شود یک دستگاه اینترنت اشیا است. همینطور یک حسگر حرکتی یا ترموستات هوشمند. یک وسیله اینترنت اشیا هم می‌تواند اسباب‌بازی یک کودک باشد هم یک کامیون خودران. یا حتی وسیله‌ای به مراتب پیچیده‌تر؛ موتور جت، سنسورهای متعددی دارد که به صورت پیوسته اطلاعاتی را جهت اطمینان از کارکرد صحیح به مرکز ارسال می‌کند. در مقیاس بزرگ‌تر، پروژه شهرهای هوشمند همه جا را با حسگرها پر می‌کنند تا بتوانیم درک و کنترل بهتری روی محیط زیست داشته باشیم.

اصطلاح اینترنت اشیا معمولاً در مورد دستگاه‌هایی که به طور معمول انتظار نمی‌رود به اینترنت متصل باشند به کار می‌رود. اتصال این دستگاه‌ها به اینترنت باعث فعال بودن دستگاه‌ها بدون دخالت انسان می‌شود. به همین دلیل یک کامپیوتر شخصی یا تلفن همراه یک دستگاه اینترنت اشیا شناخته نمی‌شود. حتی با توجه به اینکه یک تلفن همراه سنسورهای متعددی را شامل می‌شود. با این حال، دستگاه‌هایی مثل ساعت هوشمند، دستبند سلامتی یا دیگر دستگاه‌های پوشیدنی در دسته اینترنت اشیا قرار می‌گیرند.

تاریخچه اینترنت اشیا چیست؟

ایده اضافه کردن حسگرهای مختلف و هوشمند کردن اشیا، اولین بار در دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ مطرح شد. طرح‌ها و پروژه‌های اولیه را که کنار بگذاریم، روند توسعه در این زمینه بسیار کند بود. دلیلش هم این بوده که تکنولوژی، هنوز آماده نبوده است.

پردازنده‌های ارزان با قدرت کافی، پیش از اینکه مقرون به صرفه شوند نیز برای متصل کردن میلیاردها دستگاه لازم بوند. استفاده از برچسب‌های RFID بخشی از این مشکل را برطرف کرد. برچسب‌های RFID، چیپ‌های کم مصرفی هستند که می‌توانند امکان برقراری ارتباط بی‌سیم را فراهم کنند. قدم دیگر برای بهره‌مندی از اینترنت اشیا، استفاده از IPv6 است. این استاندارد جدید، تعداد آی‌پی‌های لازم برای تمامی دستگاه‌های اینترنت اشیا را فراهم می‌کند. کِوین اَشتون، ایده اینترنت اشیا را در سال ۱۹۹۹ مطرح کرد. با این حال حداقل یک دهه دیگر برای رشد کامل این تکنولوژی زمان لازم است.

اضافه کردن برچسب RFID به تجهیزات گران قیمت به منظور پایش موقعیت آن‌ها، یکی از اولین کاربردهای اینترنت اشیا بود. روز به روز هزینه اضافه کردن حسگرهای مختلف و تأمین کردن ارتباط اینترنتی برای دستگاه‌ها مختلف، ساده‌تر و ارزان‌تر می‌شود. کارشناسان پیشبینی می‌کنند هزینه این کار به قدری کم خواهد شد که امکان اتصال همه دستگاه‌ها به اینترنت فراهم می‌شود.

اینترنت اشیا چقدر وسیع است؟

اینترنت اشیا وسیع است و وسیع‌تر می‌شود. همین حالا هم تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت از تعداد آدم‌های روی زمین بیشتر است. در سال ۲۰۱۷ حدود ۸.۴ میلیارد دستگاه متصل به اینترنت وجود داشتند. این مقدار ۳۱ درصد بیشتر ۲۰۱۶ است. پیشبینی می‌شود تا سال ۲۰۲۰ این مقدار به ۲۰.۴ میلیارد دستگاه برسد.

بیش از نیمی از این ۸.۴ میلیارد دستگاه، شامل وسایل مصرفی مثل تلوزیون و بلندگوی هوشمند می‌شوند. در زمینه شرکتی، بیشترین تعداد را متر هوشمند و دوربین‌های امنیتی شامل می‌شوند.

مزیت‌های اینترنت اشیا برای کسب و کارها چیست؟

مزیت‌های اینترنت اشیا برای کسب و کار –که عموماً به آن اینترنت اشیای صنعتی می‌گویند- به نوع پیاده‌سازی آن بستگی دارد. اما در کسب و کارها لازم است دسترسی بیشتری به داده‌ها فراهم شود. این کار باعث می‌شود توانایی تغییر نتایج برای کسب و کارها بیشتر از کاربر خانگی باشد.

تولیدکننده‌ها حسگرهایی را اضافه می‌کنند که عملکرد دستگاه‌هایشان را ارسال می‌کنند. این کار باعث می‌شود پیش از خراب شدن دستگاه یا بخشی از آن، اقدام به حل مشکل کنند و خللی در کار ایجاد نشود. تولیدکننده‌ها همچنین می‌توانند از این اطلاعات برای شناسایی نقاط ضعف دستگاه‌ها استفاده کنند و تولیدات بهتری داشته باشند.

مزیت‌های اینترنت اشیا برای مصرف کنندگان چیست؟

وعده اینترنت اشیا به ما، هوشمند ساختن محیط زندگی‌مان است. این محیط شامل خانه‌ها، دفاتر کار و وسایل نقلیه می‌شود. بلندگوهای هوشمند مثل گوگل هوم، بخش موسیقی، تعیین یادآور و دریافت اطلاعات را ساده کرده‌اند. سیستم‌های امنیت خانگی، پیگیری اتفاقات داخل و بیرون خانه را ساده کرده‌اند. حتی می‌توانید از راه دور با کسی که زنگ ورودی خانه‌تان را زده صحبت کنید. ترموستات‌های هوشمند می‌توانند قبل از رسیدن ما، خانه را گرم کنند.

اگر فراتر از خانه نگاه کنیم، حسگرها به ما در درک میزان آلودگی و ترافیک کمک می‌کنند. اتوموبیل‌های خودران و شهرهای هوشمند می‌توانند به کل، شکل فضاهای عمومی را تغییر دهند.

با این حال، خیلی از این نوآوری‌ها می‌توانند پیامدهای بسیاری برای حریم شخصی ما ایجاد کنند.

اینترنت اشیا و خانه‌های هوشمند

بخش ملموس اینترنت اشیا برای کاربران، خانه هوشمند است. یعنی همان محدوده‌ای که شرکت‌های بزرگ تکنولوژی به شدت در حال رقابت هستند. شرکت‌هایی مثل آمازون، گوگل و اپل.

شناخته شده‌ترین دستگاه اینترنت اشیا برای کاربران بلندگوی هوشمند است. اما غیر از آن، لامپ‌ها، دوربین‌ها، ترموستات‌ها و از همه پر حاشیه‌تر یخچال‌های هوشمند نیز تولید انبوه شده‌اند. به جز اشتیاق شما برای این دستگاه‌های جدید و به‌روز، بخش جدی‌تری نیز وجود دارد. به عنوان مثال می‌تواند به سالمندان کمک کند تا بتوانند تنها زندگی کنند. خانواده سالمندان می‌توانند به کمک حسگرها و دوربین از سلامت ایشان آگاه شوند و با آن‌ها از راه دور در تماس باشند. یکی دیگر از مزایای خانه هوشمند، کاهش مصرف انرژی است.

اگر دوست داشته باشید، خودتان هم می‌توانید با هزینه کمی خانه‌تان را هوشمند کنید. اگر با زبان پایتون آشنایی دارید می‌توانید از آموزش رزبری‌پای و زبان پایتون استفاده کنید. حتی اگر با برنامه‌نویسی آشنایی ندارید هم دوره آموزش اینترنت اشیا بدون کدنویسی می‌تواند به شما کمک کند.

اینترنت اشیا و امنیت

امنیت، یکی از بزرگ‌ترین مسائل مربوط به اینترنت اشیا است. حسگرها در مواردی، اطلاعات خیلی حساسی را جمع‌آوری می‌کنند. به عنوان مثال، اینکه شما در خانه‌تان چه حرف‌هایی می‌زنید. حفظ امنیت همچین موردی برای هر کاربری اهمیت بسیاری دارد. اما تا اینجا، امنیت اینترنت اشیا به شدت ضعیف گزارش شده است. تعداد زیاد دستگاه‌های متصل به اینترنت،ایجاد امنیت بالا برای هر یک از آن‌ها را نیاز دارد. مثل رمزنگاری اطلاعات پیش از ارسال.

نقص نرم‌افزاری تقریباً روی هر دستگاهی یافت می‌شود. اما برخی از دستگاه‌ها هرگز به‌روزرسانی دریافت نمی‌کنند و این یعنی همیشه در خطر خواهند بود. هکرها به طور مرتب دستگاه‌ها اینترنت اشیا را هدف قرار می‌دهند. چرا که امنیت پایین آن‌ها کار را برایشان آسان خواهد کرد.

نقص نرم‌افزاری، دستگاه‌های خانه هوشمند مثل یخچال، فر و ماشین ظرف‌شویی را در دسترس هکرها قرار می‌دهد. محققین اعلام کرده‌اند که ۱۰۰ هزار وبکم وجود دارند که به سادگی احتمال دارد هک شوند. همچنین در برخی ساعت‌های هوشمند مخصوص کودکان یک آسیب‌پذیری پیدا شده که امکان رصد کردن موقعیت و شنیدن مکالمات را به هکرها می‌دهد.

زمانی که هزینه ساخت یک دستگاه ناچیز باشد، چنین مشکلاتی گسترده‌تر خواهند بود. از طرفی، اینترنت اشیا فاصله بین دنیای دیجیتال و فیزیکی را پر می‌کند. و این یعنی هک شدن یک دستگاه، می‌تواند عواقبی خطرناک در دنیای واقعی داشته باشد. کافیست هک شدن حسگر دمای یک ایستگاه برق یا در دست گرفتن کنترل یه اتوموبیل خودران را در نظر بگیرید. هر یک از این موارد می‌تواند باعث ایجاد یک فاجعه شود.

اینترنت اشیا و حریم خصوصی

با توجه به همه حسگرهایی که هر یک اطلاعاتی را جمع‌آوری می‌کنند، اینترنت اشیا دردسر بزرگی برای حریم شخصی است! اطلاعاتی که خانه هوشمند از شما دارد در نظر بگیرید؛ وقتی قهوه‌ساز هوشمندتان روشن می‌شود، زمانیست که شما از خواب بیدار شدید. از مسواک هوشمندتان می‌شود فهمید دندان‌هایتان را هر روز چقدر مسواک زده‌اید. بلندگوی هوشمندتان مشخص می‌کنند که به چه کانال رادیویی یا چه سبک موسیقی‌ای گوش می‌دهید. یخچال و فر هوشمند مشخص می‌کنند که چه غذاهایی خورده‌اید. سیستم‌های امنیت خانگی مشخص می‌کنند چه کسی چه زمانی وارد خانه شما شده. شرکت‌های تولید کننده، دستگاه‌های اینترنت اشیا را به شما می‌فروشند. اما احتمالاً اطلاعات زیادی که جمع می‌کنند هم شامل کسب و کارشان می‌شود.

چه اتفاقی برای این همه اطلاعات حساس می‌افتد؟ همه شرکت‌ها مدل کسب و کارشان را بر مبنای جمع‌آوری و فروش اطلاعات نمی‌سازند. اما بعضی‌هایشان این کار را می‌کنند!

فراموش نکنید که اطلاعات اینترنت اشیا می‌تواند با اطلاعات دیگر ترکیب شده و جزئیات زیادی از شما فاش کند. به دست آوردن اطلاعاتی زیاد از چند حسگر کار سختی نیست. یک محقق این را اثبات کرده که می‌توان با بررسی داده‌های مصرف انرژی یک خانه، سطح منو اکسید کربن، کربن دی‌اکسید، دما و روطوبت، تعیین کرد که چه شخصی شام خورده است!

اینترنت اشیا و حریم خصوصی کسب و کارها

کاربران نیاز دارند که دقیقاً بدانند در ازای خدماتی که دریافت می‌کنند چه هزینه‌ای می‌پردازند. برخی از مسائل ذکر شده در بخش قبل، در مورد کسب و کارها نیز صدق می‌کند. آیا تیم اجرایی شما به استفاده از بلندگوهای هوشمند در در اتاق جلسه راضی هستند؟

از طرفی راه‌اندازی نادرست تجهیزات اینترنت اشیا می‌تواند خطر مورد حمله هکرها واقع شدن را افزایش دهد. یا در سطح پایین‌تر، احتمال رخنه اطلاعات را افزایش می‌دهد. احتمالاً این‌ها تهدیدهای آشکاری به نظر می‌آیند. اما تصور کنید که قفل‌های هوشمند اداره شما باز نشوند. در چنین حالتی شما حتی نمی‌توانید وارد دفتر کارتان شوید.

اینترنت اشیا و جنگ سایبری

اینترنت اشیا، محاسبات کامپیوتری را فیزیکی می‌کند. بنابراین اگر مشکلی پیش بیاید، می‌تواند عواقب بزرگی در دنیای واقعی داشته باشد. به همین دلیل است که امروزه جنگ‌های سایبری بسیار پررنگ شده‌اند.

سال قبل، انجمن جاسوسی آمریکا اعلام کرد که دشمنان توانایی ایجاد اختلال سایبری در زیرساخت‌های بحرانی را دارند. انجمن جاسوسی آمریکا همچنین اعلام کرد که ترموستات‌ها، دوربین‌ها و دیگرتجهیزاتی که به اینترنت متصل هستند امکان مورد جاسوسی واقع شدن شهروندان را فراهم می‌کنند. همچنین هوشمند شدن تجهیزات شهری مثل سدها و پل‌ها، حیاتی بودن نیاز به ایمن‌سازی آن‌ها را تأیید می‌کند.

اینترنت اشیا و تجزیه و تحلیل کلان‌داده

اینترنت اشیا داده‌های بسیار گسترده‌ای را وجود می‌آورد. از حسگرهای متصل به قطعات مختلف گرفته، تا حسگرهای محیطی و حتی دستوراتی که به بلندگوی هوشمندمان می‌دهیم. این کلان‌داده‌ها می‌توانند تجزیه و تحلیل شوند. چه توسط کمپانی‌های تولید کننده چه هر شخص دیگری که به آن‌ها دسترسی پیدا کند. از طرفی هم داده‌های اشاره شده، می‌تواند به تولید کننده‌ها در ارتقاع نسل بعدی آن دستگاه، یا برطرف کردن مشکلات نسل کنونی کمک کند. حسگرهای درون‌شهری نیز می‌تواند به برنامه‌ریزی کنترل ترافیک کمک بزرگی کند.

اینترنت اشیا و شهرهای هوشمند

با کارگذاری حسگرهای مختلف در سطح شهر، برنامه‌ریزی شهری به شکل بسیار بهتری انجام خواهد شد. یکی از کاربردهای اصلی اینترنت اشیا همین شهر هوشمند است. شهرها همین حالا هم داده‌های بسیاری تولید می‌کنند. این داده‌ها بیشتر توسط حسگرهای محیطی و دوربین‌های امنیتی تولید می‌شوند. لازم به ذکر است که زیرساخت شبکه بزرگی برای این کار اجرا شده است؛ مثل چراغ‌های کنترل ترافیک. هدف پروژه‌های مبنی بر اینترنت اشیا متصل کردن این شبکه‌ها و اضافه کردن هوش به سیستم است.

برنامه‌ریزی‌هایی برای تجهیز جزیره بالریک در اسپانیا با ۵۰۰ هزار حسگر انجام شده است. هدف، تبدیل این جزیره به آزمایشگاهی برای پروژه‌های اینترنت چیزها است. یکی از طرح‌ها کمک به سالمندان است. طرح دیگر این است که در صورت شلوغی بیش از حد یک ساحل، گزینه‌های پیشنهادی دیگر به شناگرها ارائه گردد.

توانایی درک بهتر داشتن از عملکرد شهر، به برنامه‌ریزها اجازه می‌دهد تغییراتی ایجاد کنند و تأثیر آن روی بهتر شدن زندگی شهروندان را بررسی کنند.

دستگاه‌های اینترنت اشیا چطور به هم متصل می‌شوند؟

دستگاه‌های اینترنت اشیا، از راه‌های مختلفی برای اتصال و انتشار اطلاعات استفاده می‌کنند. در مصارف خانگی و شرکتی، از وای‌فای، بلوتوث یا حتی اترنت استفاده می‌کنند. در مصارف دیگر، از LTE و حتی ارتباطات ماهواره‌ای نیز استفاده می‌شود. روش‌های متعدد ایجاد راه‌های ارتباطی، باعث شده نیاز به ایجاد یک استاندارد ارتباطی برای اینترنت اشیا حس شود.

یک روند احتمالی این است که با پیشرفت اینترنت اشیا، دیگر نیاز نباشد همه اطلاعات از طریق اینترنت ارسال شود. به جای آن، بیشترین بخش پردازش در خود دستگاه انجام شود. در این حالت فقط اطلاعات مفید و مورد نیاز در بستر اینترنت قرار خواهند گرفت. این استراتژی به عنوان «رایانش لبه‌ای» شناخته می‌شود.

داده‌های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی

دستگاه‌های اینترنت اشیا داده‌های بسیاری تولید می‌کنند. این اطلاعات می‌تواند در مورد حرارت موتور یک وسیله باشد. می‌تواند باز یا بسته بودن یک در یا مقداری انداره‌گیری شده توسط یک متر هوشمند باشد. تمام این داده‌ها باید جمع‌آوری، ذخیره و تحلیل شود. کاری که بیشتر شرکت‌ها با این گونه داده‌ها می‌کنند، دادن این اطلاعات به سیستم‌های هوش مصنوعی است. سیستم‌ها هوش مصنوعی با این داده‌ها توانایی پیش‌بینی شرایط مختلف را به دست می‌آورند.

به عنوان مثال، گوگل از یک سیستم خنک‌کننده مرکزی مبتنی بر هوش مصنوعی برای مرکز داده‌هایش استفاده می‌کند. این سیستم هوش مصنوعی از هزاران حسگری که در مرکز داده‌ها کار گذاشته شده‌اند استفاده می‌کند. داده‌های به دست آمده از این حسگرها را در اختیار شبکه عصبی قرار می‌دهد و پیش‌بینی که می‌کند که انتخاب‌های مختلف، چه تأثیری بر مصرف انرژی در آینده می‌گذارد. گوگل توانسته با یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، مرکزهای داده‌اش را کارآمدتر کند. همین تکنولوژی می‌تواند در صنایع دیگر نیز به کار گرفته شود.

سیر تکاملی اینترنت اشیا: قدم بعدی چیست؟

با توجه به کاهش قیمت حسگرها و ارتباطات، اضافه کردن حسگرهای مختلف و هوشمند یا هوشمندتر کردن دستگاه‌ها مقرون به صرفه شده است. حتی در مواردی که انجام این کار فایده چندانی برای مصرف کننده ندارد، تولید کنندگان این تجهیزات را به کار می‌برند. چرا که هزینه چشم‌گیری نخواهد داشت. دستگاه‌های هوشمند متصل به اینترنت روز به روز در حال افزایش هستند؛ با این فرض که همه ما مسائل امنیتی و حریم خصوصی مربوط را قبول کنیم! برخی به دوره اشیای هوشمند علاقه دارند و از آن استقبال می‌کنند. برخی دیگر دلتنگ روزگاری خواهند شد که یک صندلی، فقط یک صندلی بود.

اگر مطلب ارائه شده را دوست داشتید، می‌توانید دوره‌های آموزشی اینترنت اشیا را در فرانش مشاهده کنید.