اینترنت اشیا (IOT) چیست و چگونه در حال تغییر فرآیندهای زنجیره تامین و لجستیک است؟
حتما تا امروز از خانه‌ها و ساختمان‌های هوشمند یا گجت‌های جدیدی که به بازار می‌آیند چیزهایی شنیده‌اید. همه این ابزارها زیر چتر مفهوم اینترنت اشیا معنا پیدا می‌کنند. دانش و تکنولوژی امروز با سرعت زیادی پیشرفت می‌کند و با توسعه ابزارهای هوشمند در آسان شدن زندگی کمک زیادی به ما می‌کنند. در این مطلب با مفهوم اینترنت اشیا و تاریخچه آن آشنا می‌شویم، ویژگی‌هایش را بررسی و از کاربردها و مزایا و معایبش صحبت می‌کنیم:
اینترنت اشیا چیست و چطور کار می‌کند؟
عبارت اینترنت اشیا (اینترنت چیزها) یا The Internet of Things که به اختصار IOT هم گفته می‌شود، به میلیاردها دستگاه فیزیکی در سراسر جهان اشاره دارد که اکنون به اینترنت متصل هستند. هر دستگاه داده‌های خود را به اشتراک می‌گذارند و هم‌زمان داده‌های دستگاه‌های دیگر را جمع‌آوری می‌کند. به لطف پیشرفت تراشه‌های کامپیوتری با قیمت ارزان و فراگیر شدن شبکه‌های بی‌سیم، می‌توان هر چیزی را به بخشی از اینترنت اشیا تبدیل کرد؛ از وسیله‌ای به کوچکی یک قرص گرفته تا وسیله‌ای به عظمت یک هواپیما.
اتصال همه این اشیا مختلف و افزودن حسگرها به آن‌ها، باعث می‌شود دستگاه‌هایی که پیش از این هیچگونه هوشمندی نداشتند (احمق بودند!) به سطح قابل توجهی از هوش دیجیتالی دست پیدا کنند و بتوانند با داده‌ها در لحظه و بدون دخالت انسان ارتباط برقرار کنند.
اینترنت اشیا با در هم آمیختن دنیای دیجیتال و فیزیکی، ساختار دنیای اطراف ما را هوشمندتر و پاسخگوتر می‌کند.
اگر بخواهیم به شیوه‌ای متفاوت‌تر بیان کنیم، اینترنت اشیا سیستمی از دستگاه‌های محاسبه‌گر (Computing)، ماشین‌های مکانیکی و دیجیتال، اشیا، حیوانات یا افراد با ارتباط متقابل هستند که شناسه‌های منحصربه‌فرد (UID) دارند و می‌توانند بدون نیاز به تعامل انسان با انسان یا انسان با کامپیوتر، داده‌ها را از طریق یک شبکه به یکدیگر انتقال دهند.
آن شیء یا چیزی که در اینترنت اشیا از آن صحبت می‌کنیم می‌تواند فردی که یک ایمپلنت بررسی وضعیت قلب دارد، حیوانی در یک دام‌داری که یک فرستنده بیوچیپ به او متصل است، اتوموبیلی که به حسگرهای داخلی مجهز است یا هر چیز دیگری باشد که بتوان به آن یک IP اختصاص داد و قادر به انتقال داده‌ها از طریق شبکه باشد. مثال‌های بسیار زیادی وجود دارد از ابزارهایی که از تکنولوژی اینترنت اشیا استفاده می‌کنند.
تاریخچه: چطور به اینترنت اشیا رسیدیم؟
از دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی ایده اضافه کردن حسگرهای مختلف را به ابزارها و اشیاء پایه و هوشمندسازی آن‌ها مورد بحث بود، اما به جز چند پروژه ساده و ابتدایی (مثلا ماشین فروش خودکاری که به اینترنت متصل باشد) پیشرفت در این موضوع بسیار کند بود. این کندی علتی بسیار ساده داشت: تکنولوژی هنوز آماده نبود. تراشه‌ها بزرگ و حجیم بودند و هیچ راهی برای برقراری ارتباط موثر در اجسام وجود نداشت.
برای این که اتصال میلیاردها دستگاه به هم توجیه اقتصادی پیدا کند، باید پردازنده‌هایی طراحی و تولید می‌شد که هم قیمت مناسبی داشته باشند و هم برای استفاده طولانی‌مدت بهینه‌سازی شده باشند. استفاده از برچسب‌های RFID (تراشه‌های کم‌مصرفی که می‌توانند به صورت بی‌سیم ارتباط برقرار کنند) به همراه افزایش دسترسی به اینترنت با پهنای باند کافی و شبکه‌های اینترنت اپراتور و وای‌فای، بخشی از مشکل را حل کرد. شروع استفاده از IPv6 که قدرت ارائه آدرس IP برای هر دستگاهی روی کره زمین (شاید هم کهکشان!) را در اختیار داشت، گام مهم بعدی در عملی شدن ایده IoT بود.
یکی از اولین کاربردهای اینترنت اشیا چسباندن برچسب‌های RFID به تجهیزات گران‌قیمت برای ردیابی جابه‌جایی و مکان آن‌ها بود؛ اما از آن زمان تا امروز، هزینه اضافه کردن حسگرها و امکان اتصال به اینترنت برای اشیا به طور مداوم کاهش یافته است. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که این قابلیت روزی به هزینه ۱۰ سنتی برسد و تقریبا همه‌چیز به اینترنت متصل شود.
شرکت تحقیقات تکنولوژی IDC پیش‌بینی می‌کند تا سال ۲۰۲۵ بیش از ۴۱٫۵ میلیارد دستگاه مجهز به تکنولوژی اینترنت اشیا در جهان وجود خواهد داشت.
اینترنت اشیا چطور کار می‌کند؟
یک اکوسیستم اینترنت اشیا شامل دستگاه‌های هوشمند مبتنی بر وب است که از سیستم‌های تعبیه‌شده مانند پردازنده‌ها، حسگرها و سخت‌افزارهای ارتباطی برای جمع‌آوری، ارسال داده‌هایی که از محیط خود به دست می‌آورند و اقدام بر اساس آن‌ها استفاده می‌کنند. دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا داده‌های حسگرها را جمع‌آوری می‌کنند و با اتصال به دروازه اینترنت اشیا به اشتراک می‌گذارند؛ در این مرحله داده‌ها یا برای تجزیه و تحلیل به فضای ابری ارسال می‌شوند، یا به صورت داخلی (Local) تجزیه و تحلیل می‌شوند.
گاهی یک دسته از دستگاه‌ها با سایر دستگاه‌های مرتبط هم ارتباط برقرار می‌کنند و بر اساس اطلاعاتی که از یکدیگر می‌گیرند، عمل می‌کنند. اگرچه افراد می‌توانند برای اقداماتی مانند راه‌اندازی، دادن دستورالعمل‌ها یا دسترسی به داده‌ها با دستگاه‌ها تعامل داشته باشند، اما دستگاه‌ها بیشتر کار را بدون دخالت انسان انجام می‌دهند.
کاربردهای اینترنت اشیا
بازه کاربردهای اینترنت اشیا چنان گسترده است که نمی‌توان به سادگی در یک بلاگ‌پست آن را شرح داد؛ از این رو تنها به بررسی حوزه‌های اصلی کاربرد اینترنت اشیا می‌پردازیم تا بتوانیم پس از این با دیدگاهی عمیق‌تر از چند ابزار هوشمند در خانه‌های لوکس به این تکنولوژی نگاه کنیم.
۱- کاربرد عمومی اینترنت اشیا
بخش روبه‌رشدی از دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا برای استفاده مصرف‌کنندگان عمومی ایجاد می‌شوند؛ از جمله وسایل نقلیه متصل به اینترنت، تکنولوژی‌های پوشیدنی، ابزارهای مراقبت و سلامتی و لوازم خانگی با قابلیت‌های نظارت از راه دور.
در فرایند هوشمندسازی منازل، در بخش‌هایی مانند نورپردازی، گرمایش و سرمایش، دستگاه‌های صوتی و تصویری و سیستم‌های امنیتی و نظارتی از اینترنت اشیا استفاده می‌شود. یکی از مزایای بلندمدت استفاده از این وسایل، صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در بحث مراقبت از کودکان و افزایش کیفیت زندگی سالمندان هم اینترنت اشیا کمک قابل توجهی به خانواده‌ها می‌کند.
۲- اینترنت اشیا در حمل و نقل
اینترنت اشیا می‌تواند به یکپارچه‌سازی ارتباطات، کنترل و پردازش اطلاعات در سیستم‌های مختلف حمل و نقل کمک کند. در تمام جنبه‌های یک سیستم حمل و نقل شامل وسایل نقلیه، زیرساخت و راننده یا کاربر می‌توان از اینترنت اشیا استفاده کرد. تعامل پویا بین این اجزای یک سیستم حمل و نقل باعث می‌شود ارتباطات بین وسایل نقلیه، کنترل ترافیک هوشمند، پارکینگ هوشمند، سیستم‌های جمع‌آوری الکترونیکی عوارض، مدیریت تدارکات و ناوگان، کنترل وسایل نقلیه، ایمنی و کمک‌های جاده‌ای ممکن شوند.
استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا در حمل و نقل ۴ فایده اساسی دارد:
بهبود تجربه مشتری
تکنولوژی اینترنت اشیا با داشتن داده‌های دقیق‌تر و به‌روز برای برنامه‌ریزی بهتر سفرها و بهبود ارتباطات به کسب‌وکارها کمک می‌کند.
افزایش امنیت
توانایی ردیابی وسایل نقلیه مختلف و شرایط آن‌ها مانند سرعت قطار، شرایط قطعات هواپیما، دمای جاده و ترافیک درون‌شهری یا جاده‌ای، شریط فنی پیک موتوری و مواردی از این دست با استفاده از فناوری فعال IoT می‌تواند به بهبود ایمنی سیستم‌های حمل و نقل ما در سراسر جهان کمک کند.
عملکرد عملیاتی
آن دسته از شرکت‌های حمل و نقل که فناوری‌های IoT را به کار می‌گیرند کم کم در حال پی بردن به مزایای عملکردی آن هستند. شهرها می‌توانند زیرساخت‌های حیاتی را بهتر رصد کنند و فرآیندهای کارآمدی برای به حداقل رساندن هزینه‌های عملیاتی و بهبود ظرفیت سیستم توسعه دهند.
بهبود شرایط زیست‌محیطی
با نظارت بهتر بر ترافیک و ازدحام شهری، سیستم‌های مجهز به اینترنت اشیا می‌توانند به سرعت به الگوهای ترافیکیِ در حال تحول واکنش نشان دهند و از داده‌ها در همان لحظه برای کمک به مردم در برنامه‌ریزی بهتر سفرهایشان استفاده کنند. کاهش ازدحام و مصرف انرژی تاثیر مثبتی بر محیط زیست دارد.
۳- استفاده از IOT در سازمان‌ها
سازمان‌های مختلف می‌توانند به شیوه‌های متفاوت از اینترنت اشیا استفاده کنند. به عنوان مثال در بیمارستان‌ها و سازمان‌های حوزه بهداشت و درمان با ایجاد سیستم‌های دیجیتال مراقبتی می‌توان سرعت و میزان تاثیرگذاری خدمات پزشکی را افزایش داد.
نظارت بر سلامت افراد از راه دور یا سیستم‌های اعلان اضطراری مثالی از این کاربرد هستند. در دیگر سازمان‌ها هم استفاده از سیستم‌های تنظیم نور و دما بر اساس شرایط محیط مثالی ساده از کاربرد اینترنت اشیا است که در طولانی‌مدت هم به افزایش بهره‌وری کارکنان کمک و هم در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند.
از اینترنت اشیا همچنین می‌توان برای نظارت و کنترل سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده در ساختمان‌های مختلف مانند سازمان‌های عمومی و خصوصی، مراکز صنعتی، موسسات یا ساختمان‌های مسکونی استفاده کرد. در این کاربری سه حوزه استفاده اصلی وجود دارد:
- استفاده از IOT در سیستم‌های مدیریت انرژی ساختمان به منظور ایجاد «ساختمان‌های هوشمند»
- استفاده از IOT در ابزارهای مناسب برای نظارت لحظه‌ای بر مصرف انرژی و رفتارهای ساکنان
- استفاده از ابزارهای هوشمند در محیط‌های ساختمانی و برنامه‌ریزی برای استفاده از آن‌ها در آینده
۴- اینترنت اشیا در صنعت
دستگاه‌های صنعتی مجهز به اینترنت اشیا داده‌ها را از تجهیزات، تکنولوژی‌های عملیاتی، مکان‌ها و افراد دریافت و تجزیه و تحلیل می‌کنند. اینترنت اشیا در کنار دستگاه‌های نظارت بر تکنولوژی‌های عملیاتی به تنظیم سیستم‌های صنعتی و نظارت بر آن‌ها کمک می‌کند. از همین روش می‌توان برای به‌روزرسانی خودکار ثبت موجودی در انبارهای صنعتی استفاده کرد؛ اندازه وسیله‌های مختلف در انبار می‌تواند از یک پیچ کوچک تا یک موتور صنعتی بزرگ متفاوت باشد و قرارگیری نادرست آن‌ها می‌تواند موجب هدر رفتن زمان، هزینه و نیروی انسانی شود.
در صنایع تولیدی اینترنت اشیا می‌تواند دستگاه‌های تولیدی مختلف مجهز به قابلیت‌های سنجش، شناسایی، پردازش، ارتباطات، فعال‌سازی و شبکه را به هم متصل و داده‌های تولید را بین آن‌ها رد و بدل کند. کنترل شبکه و مدیریت تجهیزات تولید، مدیریت دارایی‌ها و موقعیت یا کنترل فرآیند تولید، امکان استفاده از اینترنت اشیا را برای کاربردهای صنعتی و تولید هوشمند فراهم می‌کند.
سیستم‌های هوشمند مجهز به اینترنت اشیا، تولید و بهینه‌سازی سریع محصولات جدید و پاسخ سریع به تقاضاهای محصول را امکان‌پذیر می‌کنند.
IoT در صنعت کشاورزی هم کاربردهای جالب توجهی دارد؛ از جمله جمع‌آوری داده‌ها درباره دما، بارندگی، رطوبت، سرعت باد، آلودگی آفات و محتویات خاک. از این داده‌ها می‌توان برای خودکارسازی تکنیک‌های کشاورزی، اتخاذ تصمیمات آگاهانه برای بهبود کیفیت و کمیت، به حداقل رساندن خطر و ضایعات و کاهش تلاش مورد نیاز برای مدیریت محصولات استفاده کرد. به عنوان مثال کشاورزان اکنون می‌توانند دما و رطوبت خاک را از دور کنترل کنند و حتی داده‌های به‌دست‌آمده از اینترنت اشیا را در برنامه‌های آبیاری و کوددهی اعمال کنند. هدف کلی این است که داده‌های حسگرها با دانش و شهود کشاورز در مورد مزرعه خود همراه شود و به افزایش بهره‌وری مزرعه و کاهش هزینه‌ها کمک کند.
۵- بهبود زیرساخت‌ها به کمک اینترنت اشیا
نظارت و کنترل عملیات زیرساخت‌های شهری و روستایی پایدار مانند پل‌ها، خطوط راه‌آهن و مزرعه‌های بادی ریکی از کاربردهای کلیدی اینترنت اشیا است. زیرساخت IoT را می‌توان برای نظارت بر رویدادها یا تغییر در شرایط ساختاری مختلفی که می‌توانند ایمنی را به خطر بیندازند مورد استفاده قرار داد.
اینترنت اشیا با صرفه‌جویی در هزینه، کاهش زمان، کیفیت بهتر روز کاری، گردش کار بدون کاغذ و افزایش بهره‌وری می‌تواند به صنایع شهری سود برساند. چنین زیرساختی با تجزیه و تحلیل لحظه‌ای داده‌ها در صرفه‌جویی در هزینه‌ها به تصمیم‌گیری سریع‌تر و صحیح‌تر هم کمک فراوانی می‌کند.
حسگرهای محیطی متصل به اینترنت در بحث نظارت و حفظ محیط زیست هم انقلاب‌آفرین بوده‌اند. نظارت بر کیفیت هوا و آب، شرایط جوی و شرایط خاک و نظارت بر زیست‌بوم‌های حیات وحش می‌تواند به سرعت ما را از خطرهایی که در کمین است آگاه کند و همچنین کمک بزرگی به پیشرفت پژوهش‌های علمی باشد.
۶- کاربردهای امنیتی و نظامی
در پایگاه‌های نظامی از اینترنت اشیا برای شناسایی، نظارت و سایر اهداف مرتبط با جنگ و مسائل امنیتی استفاده می‌شود. این موضوع به شدت تحت تاثیر چشم‌انداز آینده جنگ در محیط‌های شهری است و شامل استفاده از حسگرها، مهمات، وسایل نقلیه، روبات‌ها، بیومتریک‌های پوشیدنی انسان و سایر فناوری‌های هوشمند مرتبط با میدان جنگ می‌شود.
فواید استفاده از اینترنت اشیا برای کسب‌وکارها
مزایای اینترنت اشیا برای کسب‌وکارها به نوع و اهداف کسب‌وکار بستگی دارد؛ معمولا اصلی‌ترین مواردی که در نظر گرفته می‌شوند چابکی و کارآیی هستند. ایده این است که شرکت‌ها باید به داده‌های بیشتری در مورد محصولات و سیستم‌های داخلی خود دسترسی و در نتیجه توانایی بیشتری برای ایجاد تغییرات داشته باشند.
کارخانه‌ها با اضافه کردن حسگرها به دستگاه‌های خود تلاش می‌کنند داده‌هایی درباره نحوه عملکرد آن‌ها جمع‌آوری کنند. این کار می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تشخیص دهند چه زمانی احتمال خراب شدن یکی از اجزا زیاد می‌شود و آن را قبل از ایجاد آسیب، تعویض کنند. شرکت‌ها همچنین می‌توانند از داده‌های تولیدشده توسط این حسگرها برای کارآمدتر کردن سیستم‌ها و زنجیره‌های تامین خود استفاده کنند، زیرا داده‌های بسیار دقیق‌تری خواهند داشت از این که چه چیزی واقعا در حال رخ دادن است.
آینده در اختیار هوشمندی‌ست
پدیده اینترنت اشیا گستره بسیار وسیعی از کاربردها و تکنولوژی‌ها را در بر می‌گیرد. با این وجود همین آشنایی عمومی هم به ما نشان می‌دهد که در آینده‌ای نه‌چندان دور ساده‌ترین ابزارهای کاربردی زندگی هم هوشمند خواهند شد. اگرچه هنوز ابهامات و مشکلاتی درباره امنیت و حفظ حریم خصوصی در این تکنولوژی وجود دارد اما واضح است که ابزارهای هوشمند نقش قابل توجهی در آینده زندگی ما خواهند داشت.
دیدگاه ها