اینترنت اشیا یا IOT چیست ؟

اینترنت اشیا یا IOT به سرعت در حال تغییر نحوه انجام تجارت و زندگی روزمره ماست. IOT را می توان به عنوان شبکه ای فراگیر و جهانی تلقی کرد که به یکپارچه سازی دنیای فیزیکی کمک می کند. این کار از طریق جمع آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل داده های تولید شده توسط حسگرهای IOT که در اشیا وجود دارد، انجام می شود.

اخیراً گوش همه ی ما با اینترنت اشیا (Internet of Things) آشنا شده است. اما چند نفر از ما می‌تواند آن را تعریف کرده و توضیح دهد؟ و یا کدام یک از ما آن را به خوبی درک کرده است؟

هنگام سرچ و جست و جوی IOT در گوگل، با تعریف ها و اصلاحات بسیار فنی و تخصصی مواجه شده که نه تنها ما را با IOT آشنا نکرده بلکه کلی سوال بی جواب را در ذهن ما ایجاد می کند که باعث سردرگمی می شود.

لذا در مقاله “اینترنت اشیا یا IOT چیست ؟ ” قصد داریم این مفهوم را خیلی ساده و قابل درک توضیح داده و شما را با مزایا و کاربردهای آن آشنا نماییم. با ماهر همراه باشید.

برای شرکت در دوره آموزشی اتوماسیون صنعتی آکادمی ماهر کلیک کنید

اینترنت اشیا یا IOT چیست؟

عبارت اینترنت اشیا یا IOT ، به میلیون ها شی یا دستگاه فیزیکی، در سراسر جهان اطلاق می شود که برای به اشتراک گذاری (Sharing) و جمع آوری (Collecting) داده ها به اینترنت متصل می شوند.

در واقع اینترنت اشیا (Internet of Things)، امکان اتصال اشیای فیزیکی (Physical things)، از اسکناس گرفته تا دوچرخه، از سوزن گرفته تا هواپیما، را از طریق یک شبکه امکان پذیر کرده و اجازه می دهد تا این اشیا، در اینترنت مشارکت فعال داشته باشند و اطلاعات خود و محیط اطراف خود را مبادله کنند.

این امکان، دسترسی فوری به اطلاعاتِ دنیای فیزیکی و اشیاء موجود در آن را فراهم می کند، که منجر به خدمات نوآورانه و افزایش کارایی و بهره وری می شود. فناوری اینترنت اشیا را می‌توان در حجم گسترده ای از مکان‌ها، از جمله صنعت، خانه های هوشمند (Smart Home) و حتی زیرساخت کل یک شهر هوشمند (Smart City)، یافت.

شکل 1 –  IOT

اما بگذارید با یک مثال، مطلب بالا را قابل درک تر نماییم، فرض کنید بعد از یک روز کاری، در حال بازگشت به خانه ی خود هستید. هوای بیرون گرم است و شما می خواهید دمای اتاق های خانه، 24 درجه سانتیگراد باشد.10 تا 15 دقیقه قبل از رسیدن شما به خانه، سیستم تهویه مطبوع هوشمند در خانه، با توجه به موقعیتی که توسط GPS خودرو به آن ارسال می شود، روشن می گردد. همه این موارد به دلیل اینترنت اشیا یا IOT ممکن شده است.

شکل 2 –  Internet Of Thing

تاریخچه اینترنت اشیا (IOT)

مفهوم افزودن حسگرها و هوش به اشیا فیزیکی برای اولین بار در دهه 1980 مورد بحث قرار گرفت. یکی از دستگاه هایی که در سال 1989 زمینه را برای اینترنت اشیا یا IOT فراهم کرد، یک دستگاه فروش کوکاکولا در دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Mellon University) بود. دانش‌آموزان برنامه‌نویسی در مدرسه فهمیدند که چگونه می‌توانند از طریق ARPANET (نسخه اولیه اینترنت) به دستگاه متصل شوند و قبل از رفتن به به آنجا بفهمند که آیا نوشیدنی سرد مورد نظرشان موجود است یا خیر. لذا  تصمیم گرفتند دستگاه فروش کوکاکولا را برای ردیابی محتویات آن از راه دور آماده کنند.

اصطلاح اینترنت اشیا (IOT) در سال 1999 توسط دانشمند کامپیوتر کوین اشتون (Kevin Ashton)  ابداع شد. اشتون در حین کار در Procter & Gamble پیشنهاد کرد که تراشه‌های شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) روی محصولات (لوازم آرایشی) قرار داده شود تا آنها را از طریق زنجیره تامین ردیابی کنند.

شکل 3- انواع تگ ها برای محصولات

شکل 4- تگ RFID

در سال 2000، ال جی اولین یخچال هوشمند را معرفی کرد، و تا سال 2008، تعداد دستگاه های متصل از تعداد افراد روی کره زمین بیشتر شد.

در سال 2009، گوگل آزمایش خودروهای بدون راننده را آغاز کرد و در سال 2011، ترموستات هوشمند Google’s Nest به بازار آمد که امکان کنترل از راه دور برای گرمایش مرکزی را فراهم کند.

اینترنت اشیا (IOT) چگونه کار می‌کند؟

تجهیزات و دستگاه های اینترنت اشیا این قدرت را دارند که وقتی نمی‌توانیم از نظر فیزیکی در آنجا حضور داشته باشیم، چشم و گوش ما باشند. دستگاه‌هایی که به سنسورها مجهز هستند، داده‌هایی را که لازم است ببینیم، بشنویم یا حس کنیم، ضبط می‌کنند. سپس آن داده‌ها را طبق دستور به اشتراک گذاشته، و ما آن‌ها را تجزیه و تحلیل کرده تا نسبت به اطلاع‌رسانی و خودکارسازی اقدامات یا تصمیم‌های بعدی، آگاه باشیم. در این فرآیند چهار مرحله کلیدی وجود دارد:

شکل 5 – چهار مرحله عملکرد اینترنت اشیا یا IOT

1. – ضبط داده ها توسط سنسورها: دستگاه های اینترنت اشیا از طریق سنسورها، داده های محیطِ خود را ضبط می کنند.
2.  به اشتراک گذاری داده ها: با استفاده از اتصالات شبکه، دستگاه‌های IoT این داده‌ها را طبق دستور از طریق یک بستر عمومی یا خصوصی (public or private cloud) قابل دسترسی می‌کنند.
3.  پردازش داده ها: در این مرحله، نرم‌افزار طوری برنامه‌ریزی می‌شود که بر اساس آن داده‌ها کاری انجام دهد: مانند روشن کردن فن یا ارسال هشدار.
4.  انجام عملیات بر روی داده ها: داده‌های انباشته‌شده از همه دستگاه‌های موجود در یک شبکه IoT، تجزیه و تحلیل شده و بینش خوبی را برای اقدامات مطمئن به ما ارائه می کنند.

مزایایی که اینترنت اشیا یا IOT  ایجاد می‌کند

1- شهر هوشمند (Smart City)

• مدیریت ترافیک
• مدیریت زباله
• توزیع آب
• مدیریت برق
• مدیریت پسماند ها
• و موارد دیگر

همه این ها در جهت از بین بردن برخی از چالش های روزمره ای که مردم با آن مواجه هستند، است و راحتی بیشتری را به ارمغان می آورند.

شکل 6 – شهر هوشمند

2- خانه هوشمند (Smart Homes)

• امنیت خانه
• مدیریت مصرف انرژی ها با کنترل قبوض
• بررسی مصرف روزانه آب، برق و …..
• روشنایی خودکار
• سیستم سرمایش و گرمایش خودکار
• و موارد دیگر

شکل 7 – خانه هوشمند

3- خودروهای خودران (Self-driven Cars)

• تعیین سطح روغن موتور
• دمای آب رادیاتور
• وضعیت خودرو از نظر موقعیت مکانی
• وضعیت لاستیک ها و چرخ ها
• حفظ فاصله نسبت به خودروهای اطراف
• و موارد دیگر

شکل 8 – خودرو خودران

4- کشاورزی (Farming)

کشاورزی بیشترین بهره را از اینترنت اشیا یا IOT خواهد برد.  با پیشرفت های بسیار زیاد ابزارهای کشاورزی، آینده ی امیدوار کننده ای در انتظار بخش کشاورزی است.

• آبیاری قطره ای
• توزیع آب
• هواپیماهای بدون سرنشین برای نظارت بر مزرعه
• و موارد دیگر

تمامیه این موارد باعث می شود تا نگرانی کشاورزان در خصوص مراقبت ها کاهش یافته یا از بین برود

شکل 9 – کشاورزی

5- کارخانه‌ها (Factory)

• جمع آوری داده ها
• ایجاد استراتژی برای دستگاه ها
• کارایی بهتر
• بهره وری بالاتر
• حفاظت بالاتر
• کاهش مصرف انرژی
• تعمیر و نگهداری منظم ماشین آلات
• تجزیه و تحلیل داده های سنسورها

شکل 10 – کارخانه ها

6- بیمارستان‌ها

• نظار از راه دور بر بیمار
• بررسی سطح گلوکز
• بررسی ضربان قلب
• نظارت بر بهداشت
• نظارت بر خلق و خوی بیمار
• جراحی روباتیک
• و بسیاری موارد دیگر

شکل 11 – بیمارستان ها

7- هتل‌ها

اینترنت اشیا پتانسیل زیادی برای بهبود مهمان نوازی و گردشگری در هتل ها دارد.

• کلیدهای الکترونیکی سیار
• تلفن هوشمند
• بهبود خدمات اتاق ها
• خودکارسازی تعاملات مختلف
• کاهش هزینه ها
• روشنایی خودکار
• سیستم گرمایش و سرمایش خودکار
• و موارد دیگر

شکل 12 – هتل ها

8- فروشگاه‌ها

• نظارت بر موجودی ها
• استفاده از پهپاد های IOT برای خدمات بهتر
• بسته بندی خودکار
• سیستم حسابداری قدرتمند
• و موارد دیگر

شکل 13 – فروشگاه ها

اما IOT نقش خود را در صنعت چگونه ایفا می کند؟؟؟ برای درک این موضوع بهتر است که با اینترنت اشیا صنعتی یا IIOT آشنا شویم.

اینترنت اشیا صنعتی (IIOT) چیست؟

شکل 14 – اینترنت اشیا صنعتی

IIoT (Industrial Internet of Things)، به استفاده از ماشین‌ها، دستگاه‌ها و سنسورها در کاربردهای صنعتی اشاره دارد.

شبکه‌های IIoT معمولاً از ارتباطات ماشین به ماشین (machine-to-machine) (M2M) پشتیبانی کرده و علاوه بر انتقال داده‌ها به طور منظم، برنامه‌ریزی اتوماسیون را نیز از سیستم مرکزی دریافت می‌کند. در واقع، با تمرکز قوی بر ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) و یادگیری ماشین، به صنایع و شرکت ها این امکان داده می شود که از کارایی و قابلیت اطمینان بهتری برخوردار باشند.

تفاوت این دو در نحوه ی عملکردشان نیست، بلکه در نحوه استفاده از آن ها است. IIoT زیرمجموعه‌ای از IOT است، اما تمرکز آن بیشتر بر اتوماسیون قرار دارد. برای آشنایی با اتوماسیون صنعتی به مقاله “اتوماسیون صنعتی چیست و چه مزایایی دارد” مراجعه نمایید.

IIoT شامل سیستم هایی، از جمله:

• ربات ها مانند ربات های جوشکار
• فرآیندهای تولید خودکار
• رابط‌های کاربری انسان و ماشین (HMI)

• سیستم‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده (SCADA)
• کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)
• و دیگر موارد است.

اگر نسبت به ربات های جوشکار، PLC ها و HMI اطلاعات کافی ندارید، مقالات، «ربات جوشکار چیست؟»،  « PLC چیست؟ مزایا و انواع مختلف PLC» و « فیلم آموزش HMI» اطلاعات مفیدی را در خصوص این موارد در اختیار شما قرار خواهند داد.

 معایب اینترنت اشیا یا IOT

‌علیرغم بسیاری از نکات مثبت ارائه شده توسط IOT، نگرانی هایی در مورد حفظ حریم خصوصی، امنیت داده ها، آدرس های IP و موارد دیگر نیز وجود دارد. صنعت و دولت ها برای رفع این نگرانی ها از طریق توسعه استانداردهای بین المللی اینترنت اشیا یا IOT تلاش می کنند.

جمع بندی

در این مقاله، علاوه بر آشنایی و درک فناوری اینترنت اشیا یا IOT و کاربردها و مزایای آن، به تعریف IIOT یا اینترنت اشیای صنعتی پرداخته و مطالب مناسبی را برای آشنایی اولیه با این فناوری جدید و رو به پیشرفت، ارائه نمودیم.

منبع: aws.amazon.com