اینترنت اشیا چیست و چه کاربردی دارد؟

1400-06-06/۰ دیدگاه /در مقالات طراحی وب سایت اختصاصی /توسط انفورماتیک صنعتی نوکارتو

اینترنت اشیا ، مجموعه‌ای از دستگاه‌‌های متصل به اینترنت است که می‌‌تواند داده‌‌ها را بدون استفاده مستقیم از انسان، از طریق شبکه‌های سیمی و بی‌‌سیم اینترنت جمع‌آوری و منتقل کند. فناوری اینترنت اشیاء بسیار گسترده است؛ به‌طورمعمول، وقتی به چیزهایی که به اینترنت متصل هستند فکر می‌کنیم، رایانه و تلفن‌های هوشمند به ذهنمان خطور می‌‌کند. درحالی‌که رایانه‌ها و تلفن‌های هوشمند تنها بخش کوچکی از تمام دستگاه‌های آی او تی را نشان می‌دهند.

اکنون همه‌چیز از اشیاء معمولی گرفته تا ابزارهای صنعتی، به بخشی از این ارتباط تبدیل‌شده است. این ارتباط یکپارچه، به دلیل سهولت توسعه تراشه‌‌های اقتصادی، حسگرها، سخت‌افزار و در دسترس بودن شبکه‌های بی‌‎سیم، در همه‌جا امکان‌‌پذیر شده است. دستگاه‌‌های هوشمند اینترنت چیزها با این روش اتصال، هوشمند و پاسخگوتر هستند. به‌عنوان‌مثال، در صورت داشتن نورپردازی هوشمند در یک‌خانه، نیازی به خاموش و روشن کردن آن‌ها در هر بار خروج از خانه نیست؛ بنابراین، این فناوری زندگی را آسان کرده و محیطی که در آن تمام ‌کارهای روزانه به‌صورت خودکار انجام می‌‌شود، برایمان به ارمغان می‌‌آورد.

فهرست مطالب:

نگاهی گذرا به گذشته

پدر اینترنت اشیاء کیست ؟

اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟

چه مهارت‌هایی برای توسعه‌دهندگان اینترنت اشیا موردنیاز است؟

پروتکل در اینترنت اشیا چیست؟

انواع اینترنت اشیاء

مزایای دنیای متصل چیست؟

معایب دنیای متصل چیست؟

IIoT چیست؟

OT چیست؟

ایجاد دنیایی متصل با Internet of Thing

IoT بخش مهمی از نسل جدید فناوری اطلاعات است و صنعت فناوری اطلاعات نیز آن را IP(مخفف interconnection pan) نامیده است، به این معنی که همه‌چیز به هم متصل است. این معنا دو مفهوم دارد:

هسته و اساس این فناوری هنوز اینترنت است و یک شبکه توسعه مبتنی بر اینترنت است.
کاربر آن را برای هرگونه تبادل اطلاعات و ارتباطات گسترش می‌‌دهد.

تعامل و اتصال توسط اینترنت اشیا

این فرایند، مجموعه‌‌ای از اشیاء یا فرایندهایی است که نیاز به نظارت، اتصال و تعامل از طریق دستگاه‌‌ها و فناوری‌‌های مختلف دارد. در ذیل چند مثال آورده شده است:

سنسورهای مختلف اطلاعات
فناوری‌های تشخیص فرکانس رادیویی
سیستم‌‌های موقعیت‌‌یابی جهانی
سنسورهای مادون‌قرمز و اسکنرهای لیزری
تجهیزات سنجش

این فناوری اطلاعات مختلف موردنیاز مانند صدا، نور، گرما، برق، مکانیک، شیمی، زیست‌شناسی، مکان و غیره را جمع‌‌آوری می‌‌کند. همچنین، به شناسایی هوشمند، موقعیت‌یابی، ردیابی، نظارت و مدیریت اقلام از طریق تبادل اطلاعات و ارتباطات می‌‌پردازد. همچنین، ارتباط همه‌جانبه بین اشیاء و افراد را از طریق شبکه‌‌های مختلف ممکن تشخیص داده، مدیریت و درک می‌کند.

بررسی گستره IoT

در سطح جهانی، پیش‌‌بینی می‌شود بازار این فناوری تا پایان سال ۲۰۲۱ به ۴۱۸ میلیارد دلار و تا سال ۲۰۲۵ به ۱٫۶ تریلیون دلار برسد! در ضمن، این رقم شامل همه خدماتی که دستگاه‌‌های اینترنت اشیاء از آن‌ها پشتیبانی می‌‌کند، نیست! این حجم نماینده بیش از ۳۱ میلیارد دستگاه نصب‌‌شده در سراسر جهان است؛ اما در آینده از این حجم هم بزرگ‌تر می‌‌شود! زیرا در هر ثانیه، ۱۲۷ دستگاه جدید و گوناگون به اینترنت متصل می‌شوند.

نگاهی گذرا به گذشته

فناوری اصلی پشتیبانی از آی ‌او‌ تی ارتباط ماشین به ماشین M2M است. (بخشی که دستگاه‌‌ها بدون واسطه انسانی با یکدیگر تبادل اطلاعات می‌‌کنند.) یکی از اولین موارد ارتباط M2M، در آزمایش ۱۸۴۳ که در آن خواندن دماسنج از یک بادکنک هوا از طریق سیم‌‌های مسی به پرس خودکار منتقل می‌‌شد، اتفاق افتاد.

از دهه ۱۹۸۰، ایده افزودن هوش از طریق حسگرها و دیگر اجزای سخت‌‌افزاری به دستگاه‌‌های فیزیکی برای امکان اتصال بین آن‌‌ها، موردبحث قرارگرفته است؛ اما امروزه بشر تنها توانسته تا فروش دستگاه‌‌های خودکار متصل به اینترنت، پیش رود.

درگذشته، قطعات گران‌قیمت و تراشه‌‌های رایانه‌‌ای حجیم و ناسازگار، مانع دسترسی به اینترنت بود. در سال ۲۰۰۸، زمانی که قطعات محاسباتی (ریزتراشه‌‌ها و ریزپردازنده‌‌ها) به‌اندازه کافی کوچک و کارآمد برای ساخت میلیون‌‌ها دستگاه (در حال حاضر میلیاردها دستگاه) کوچک تبدیل شدند. معرفی و پذیرش برچسب‌های RFID تا حدودی به مهار این مشکل کمک کرد. برچسب‌های RFID به انواع تجهیزات برای ردیابی مکان آن‌ها اضافه شد.

بنابراین چیزی که امروزه می‌‌بینیم در حدود سال ۲۰۰۸ متولد شد، البته توسعه همه فناوری‌‌های زیربنایی آن بیش از یک قرن طول انجامیده است. پس‌ازآن، قیمت سنسورها، سخت‌‌افزار و اتصال به اینترنت کاهش‌یافته و راه را برای اتصال احتمالاً همه‌چیز به اینترنت، هموار ساخته است.

پدر اینترنت اشیاء کیست؟

کوین اشتون اصطلاح « اینترنت اشیا » را در سال ۱۹۹۹ مطرح کرد. کوین اشتون اغلب « پدر اینترنت اشیاء » نامیده می‌شود. وی در مورد معرفی تراشه RFID در زنجیره ارزش شرکت صحبت کرد.

تمرکز او بر وابستگی متقابل بین رایانه‌ها بود که در آن‌‌ها داده‌ها به‌طور منظم جهت بهترین عملکرد بررسی می‌شد. با توجه‌‌ به زمان محدود جهت انجام این کار، خودکارسازی اهمیت یافت. این امر موجب ایجاد دستگاه‌های بدون دخالت انسان، جهت تبادل داده و ارتباط با یکدیگر شد.

این فناوری برای برآورده کردن این ایده، حداقل یک دهه دیگر طول کشید. البته هنوز فناوری‌های حمایتی بسیاری در این فناوری مدرن وجود دارند که هیچ شخص یا شرکتی تضمین ایجاد آن‌‌ها را نمی‌‌دهد.

در اوایل دهه ۲۰۰۰، شرکت‌‌هایی مانند هگزاگو، برای سهولت انتقال از IP ورژن ۴ به IP ورژن ۶، سخت‌‌افزار شبکه را تولید کردند. این امر تعداد آدرس‌‌های IP موجود را تا حد زیادی افزایش داد و این‌گونه یکی از تنگناهای ایجاد این فناوری کاهش یافت.

این امر با پیشرفت‌هایی از سوی شرکت‌هایی مانند اینتل همراه شد که کار ساخت ریزتراشه‌ها و ریزپردازنده‌ها را به‌اندازه کافی کوچک انجام دادند تا در دستگاه‌های کوچک جا شوند. سپس شرکت‌هایی مانند Cisco سخت‌‌افزار را تأمین کردند و بسیاری از شبکه‌‌های فیزیکی را ایجاد کردند که اتصال به اینترنت را امکان‌‌پذیر می‌کند. می‌توان به لیست این شرکت‌‌ها ادامه داد؛ زیرا حمایت و همکاری بسیاری از مشاغل و افراد برای تولید این فناوری نیاز است.

چرا اینترنت اشیا تا این حد مهم است؟

اینترنت اشیا به فناوری بسیار مهمی در این قرن تبدیل‌شده است زیرا رشد بیشتری در بازاریابی دیجیتال ایجاد کرده و برای مشتریان و تولیدکنندگان مفید است. این فناوری علاوه بر خودکارسازی و ساخت خانه‌‌های هوشمند، توسط داده‌‌های بی‌‌درنگ، با ایجاد سیستم‌‌های کارآمدتر، پایدارتر و هوشمندتر، به مشاغل صنعتی نیز رسیده است.

این اطلاعات برای مشاغل، جهت بهبود عملکرد و نتایج بهتر سیستم‌ها، محصولات و خدمات بسیار حائز اهمیت است. این امر همچنین باعث کاهش کار دستی، کاهش هزینه‌‌ها و صرفه‌‌جویی در وقت می‌‌شود. این فناوری، یکی از تکنیک‌‌های مهم در تجدید شکل‌‌دهی آینده و ایجاد انقلاب صنعتی بعدی خواهد بود.

اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟

دستگاه‌‌های متشکل از این فناوری از طریق سنسورها، سخت‌‌افزارهای ارتباطی و پردازنده‌‌هایی که برای برقراری ارتباط بین آن‌ها از طریق اینترنت استفاده می‌‌شوند متصل می‌شوند. داده‌هایی که به داخل و خارج از این دستگاه‌ها جریان می‌یابد، رفتار و روند عملکرد آن‌ها را کنترل می‌کند.

مبانی فنی این تکنولوژی، اینترنت و فناوری ریزپردازنده است. پس از نصب ریزپردازنده در یک دستگاه، از طریق اینترنت با استفاده از رابط سیمی یا بی‌‌سیم اضافی به شبکه متصل می‌شود.

این دستگاه‌‌ها می‌توانند با حداقل مداخلات انسانی، با سایر دستگاه‌های متصل در شبکه ارتباط برقرار کنند. ازاین‌پس شروع، اجرای دستورالعمل‌‌ها و دسترسی به داده‌‌ها توسط انسان برای نظارت بر عملکرد آن‌‌ها کافی است. امروزه این امر به دلیل در دسترس بودن پردازنده‌‌ها و دستگاه‌‌های کوچک تلفن همراه و همچنین اتصال آنلاین شبکه‌‌های خانگی و تجاری امکان‌پذیر شده است.

چرا اینترنت اشیاء موردنیاز است؟

دلایل زیادی برای اهمیت این فناوری وجود دارد؛ اما مهم‌ترین دلیل آن، تبدیل‌‌ اطلاعات به شکلی ملموس است. دستگاه‌‌های آی ‌او ‌تی اطلاعات محیطی را به داده‌های قابل‌‌اندازه‌‌گیری جهت انجام اقدامات خودکار تبدیل می‌‌کنند.

درگذشته، تعامل کامپیوترها با دنیای واقعی محدود بوده‌‌ و صرفاً مکمل عقل و بهره‌‌وری انسان بودند.

امروزه، این فناوری بشر را قادر ساخته تا از پردازش‌‌های محاسباتی قدرتمند، برای جمع‌‌آوری داده‌‌ها و انجام عملیات‌‌ روی آن‌‌ها استفاده کند. این فناوری موجب می‌‌شود کامپیوترها بیشتر شبیه به مغز انسان رفتار کنند.

این فناوری، مسیری مناسب (در حال حاضر بهترین راه) توسط کامپیوترها برای ایجاد فعالیت بیشتر و درعین‌حال راهنمایی کمتر از اپراتورهای انسانی است. این فناوری در کوتاه‌مدت همانند یک اتوماسیون است اما در بلندمدت، قطعاً چیزی فراتر از آن خواهد بود.

چه مهارت‌‌هایی برای توسعه‌دهندگان اینترنت اشیا موردنیاز است؟

مهارت‌‌های زیادی برای برتری در هر فناوری موردنیاز است. در زیر ۵ مهارت برتر که توسعه‌‌دهندگان در شروع حرفه خود در این فناوری لازم دارند، ذکر شده است:

یادگیری ماشین و هوش مصنوعی:

باوجود حجم عظیمی از داده‌‌ها در این فناوری، یادگیری روش‌‌های مطالعه‌‌، رمزگشایی الگوها و پیش‌بینی تدریجی نتیجه‌‌‌‌ها ضروری است. ازاین‌‌رو، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی به ابزار مهمی برای انجام کارهای بیشتر و تصمیم‌گیری‌‌های حساب‌شده تبدیل خواهند شد.

طراحی برای داده‌‌ها:

یکی از مهم‌‌ترین الزامات کار با آی‌ او ‌تی ، توانایی کار با داده‌‌ها است. این توانایی شامل، امکان خواندن و تفسیر داده‌‌ها به شیوه‌‌ای مفید جهت نتیجه‌‌گیری سودمند از آن است؛ بنابراین، داشتن کنترل بر داده‌‌های بزرگ و تجزیه‌‌و‌‌تحلیل آن‌‌ها بسیار مفید خواهد بود.

اتوماسیون:

یادگیری نحوه اتصال تست API خودکار با آزمایش دستی برای توسعه‌‌دهندگان، جهت عرضه محصولات و خدمات خود به بازار، ضروری است.

شبکه IP:

با توجه به اشتراک‌‌گذاری و تبادل اطلاعات فراوان بین شبکه‌‌های مختلف، دانستن اصول اولیه نحوه عملکرد پروتکل‌‌های اتصال برای توسعه‌‌دهندگان الزامی است. کانال جریان اطلاعات باید به‌گونه‌ای طراحی شود که قابل‌اعتماد، ایمن و بدون نقص باشد.

رابط سخت‌‌افزاری:

اتصال بسیاری از دستگاه‌‌های فیزیکی به دلیل برنامه‌‌نویسی سخت‌افزاری امکان‌‌پذیر است. داشتن حداقل یک سیستم‌‌عامل مانند لینوکس، یک سیستم جاسازی‌شده مانند Contiki و یک مهندس بامهارت جهت انجام عملیات روی آن‌‌ها، ضروری است.

ویژگی آی‌ او ‌تی

ویژگی اصلی این فناوری از دیدگاه اشیاء و فرآیندهای ارتباطی، تعامل اطلاعات بین چندین اشیاء و یا میان افراد و اشیا است. این تعامل ۳ ویژگی ذکرشده در ذیل را دارا است:

درک کلی

با استفاده از دستگاه‌‌های حسگر مانند تشخیص فرکانس رادیویی، کدهای دوبعدی و حسگرهای هوشمند می‌توان اطلاعات گوناگون در مورد اجسام را به دست‌‌ آورد.

انتقال قابل‌اعتماد

با این فناوری، تبادل و اشتراک‌گذاری انتقال اطلاعات بی‌درنگ و دقیق شی موردنظر، از طریق ادغام اینترنت و شبکه‌های بی‌سیم میسر می‌‌شود.

پردازش هوشمند

توسط فناوری‌‌های هوشمند گوناگون، اطلاعات داده‌‌ها هنگام انتقال تجزیه‌‌وتحلیل و پردازش می‌شوند.

روش کار اینترنت اشیا چگونه است؟

یک سیستم آی ‌او تی ، به دستگاه‌های جمع‌‌آوری داده، پردازش مرکزی رایانه و نرم‌‌افزاری جهت انجام اعمال مختلف روی داده‌‌ها نیاز دارد. سیستم‌‌ها، داده‌‌ها را جمع‌‌آوری کرده و به رایانه مرکزی ارسال می‌‌کنند. درنهایت، نرم‌‌افزار محاسبات مرکزی، از داده‌‌ها برای انجام عملیات لازم استفاده می‌‌کند.

ایده اساسی این فناوری، جمع‌‌آوری داده‌‌ها و استفاده از اتصال، برای ارسال این داده‌‌ها به یک سیستم قوی‌‌تر برای پردازش است. در ادامه توضیح جامع‌تری از نحوه کار این فناوری آورده شده است:

سنسورها و دستگاه‌‌ها

داده‌‌های یک سیستم اینترنت اشیا توسط حسگرها و دستگاه‌‌ها تولید می‌‌شود. معمولاً دستگاه‌‌های موجود در یک شبکه این فناوری، داده‌‌ها را از محیط فیزیکی جمع‌‌آوری می‌‌کنند.

سنسورهای حرکت، دما، نور و فشار نیز ازجمله حسگرهای رایج در این فناوری هستند؛ اما این دستگاه‌‌ها قادرند داده‌‌های فیزیکی کمتری مانند فعالیت‌‌های الکتریکی یا شبکه‌‌ای را هم جمع‌‌آوری کنند.

قابلیت اتصال و انتقال داده

ممکن است هنگام جمع‌‌آوری داده‌‌ها توسط حسگرها و دستگاه‌‌ها، اطلاعات روی همان صفحه ذخیره شوند؛ اما در اکثر مواقع، داده‌‌ها بلافاصله به رایانه مرکزی منتقل‌شده و سپس ذخیره، پردازش و تجزیه‌وتحلیل می‌‌شوند. این عمل به ۲ صورت امکان‌‌پذیر است:

شبکه‌‌های بی‌‌سیم

استفاده از شبکه‌‌های بی‌‌سیم برای اتصال دستگاه‌‌های کنترل از راه دور، بسیار راحت‌تر است. برای انتقال داده‌‌ها از این شبکه‌‌ها در دستگاه‌‌های آی‌اوتی، ۲ طریق ذکرشده در ذیل رایج است:

پردازش مرکزی رایانه
یک دستگاه آی‌اوتی به دستگاه دیگر

شبکه‌‌های سیمی

برخی از این سیستم‌‌ها از شبکه‌‌های سیمی برای اتصال سنسورها و دستگاه‌‌ها استفاده می‌‌کنند؛ اما این امر به علت پیچیدگی و استفاده از منابع گوناگون رایج نیست.

پردازش داده‌ها

مردم اغلب از عبارت «ابر» برای توصیف رایانه مرکزی، (محل پردازش و تجزیه‌‌و‌‌تحلیل داده‌‌ها) استفاده می‌‌کنند. عملیات برون‌‌سپاری پردازش داده‌‌ها در این سیستم به ارائه‌‌دهنده پردازش ابری بسیار معمول است.

نرم‌افزار مسئول عملیات روی داده‌ها، بر روی یک رایانه محلی متعلق به اپراتور این سیستم‌‌ها میزبانی می‌‌شود.

عمل

پس از پردازش و تجزیه‌‌وتحلیل داده‌‌ها، رایانه پردازش مرکزی سیگنالی را ارسال می‌‌کند تا بر اساس داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط دستگاه‌‌ها، اقدامی انجام دهد. این عمل می‌‌تواند مانند ارسال اعلان به رابط کاربری در یک برنامه تلفن هوشمند، ساده باشد یا همانند تنظیم سرعت خط مونتاژ خودکار، پیچیده باشد.

درنتیجه، هدف استفاده از داده‌‌های جمع‌آوری‌شده برای موارد نام‌برده شده در ادامه است:

بهینه‌‌سازی عملیات
نگه‌‌داشتن تجهیزات در پارامترهای عملیاتی
ارائه اطلاعات دقیق‌تر به کاربران نهایی یا ایجاد تغییرات معنادار دیگر بر اساس نتایج محیط عامل

پروتکل در اینترنت اشیا چیست؟

پروتکل‌‌های این فناوری را می‌توان به دو لایه پروتکل‌های شبکه و داده تقسیم کرد. به‌طورکلی، پروتکل‌‌های شبکه، برای ارسال داده‌‌ها از طریق اینترنت و پروتکل‌‌های داده، برای انتقال داده‌‌ها بین دستگاه‌‌ها هستند.

پروتکل‌های شبکه اینترنت اشیا

بسیاری از پروتکل‌‌های این شبکه همان پروتکل‌‌هایی هستند که تلفن هوشمند یا رایانه‌‌ها برای اتصال به اینترنت از آن‌‌ها استفاده می‌کند؛ اما پروتکل‌‌های خاصی وجود دارد که منحصر به دستگاه‌‌های این تکنولوژی است. به‌طورمعمول، یک پروتکل از این شبکه، گروهی از دستگاه‌‌ها را به یک دستگاه مرکزی متصل می‌‌کند. پس‌‌از‌‌آن، پروتکل به یک شبکه بزرگ‌تر و با کارایی بالاتر قابل اتصال است.

در ادامه نام نمونه‌‌هایی از پروتکل شبکه ذکر شده است:

HTTP و HTTPS
LoRaWan
بلوتوث (Bluetooth)
زیگبی (ZigBee)

پروتکل‌‌های داده اینترنت اشیا

پروتکل‌‌های داده اغلب در سیستم‌‌های منحصربه‌‌فرد هستند. این پروتکل‌‌ها، دستگاه‌‌ها را قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر می‌‌کنند. در ادامه ۴ مورد از این پروتکل نام برده شده ‌‌است:

Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
CoAP
پروتکل ارتباطی M2M
XMPP

انواع اینترنت اشیاء

این نوآوری را می‌توان طبق نوع برقراری ارتباط با سیستم‌‌ها، دسته‌بندی کرد. در ادامه، ۶ نوع سیستم متداول نام برده شده است:

وای فای (wifi)
تلفن همراه ( G/3G/4G/5G/LTE)
بلوتوث (Bluetooth)
شناسایی فرکانس رادیویی (RFID)
LPWAN
پروتکل‌‌های مش

Internet of Thing analysis چیست؟

تجزیه‌‌وتحلیل اینترنت اشیاء را به‌عنوان «کاربرد ابزارها و روش‌‌های تجزیه‌‌وتحلیل داده‌ها جهت درک ارزش حجم عظیمی از داده‌های تولیدشده توسط اینترنت متصل به دستگاه‌ها» تعریف می‌کند. ابزارهای تجزیه‌وتحلیل داده‌هایی مانند هوش تجاری و تجزیه‌وتحلیل کسب‌وکار داده‌های بدون ساختار (مانند جریان داده‌های آمار مصرف انرژی) را گرفته و آن‌ها را به داده‌های قابل تجزیه‌وتحلیل تبدیل می‌کند. آی‌ او‌ تی داده‌‌ها را از محیط دستگاه‌‌های متصل جمع‌‌آوری کرده و در اختیار کاربران قرار می‌‌دهد تا به آن‌‌ها در کسب بینش و تصمیم‌‌گیری کمک کند.

مزایای دنیای متصل چیست؟

اینترنت اشیاء با اتصال جهان از طریق شبکه‌‌ای از دستگاه‌‌های هوشمند، زندگی را برای همه آسان کرده است. این تکنولوژی با افزایش خودکار بودن کارهای روزانه، موجب استفاده بهینه بشر از هوش دیجیتال می‌‌شود. همچنین امکانات گسترده‌‌ای برای افزایش کیفیت زندگی انسان از هر نظر ایجاد ‌‌می‌‌شود در ذیل برخی از مزایای این فناوری ذکر شده است:

کنترل هزینه‌ها:

با کاهش کار دستی، به طبع هزینه‌‌ها نیز کاهش می‌یابند. اکثر عملیات توسط دستگاه‌های هوشمند به‌تنهایی انجام می‌‌شود و انسان‌ها تنها ملزم به راه‌اندازی دستگاه هستند. البته ممکن است گاهی اوقات به اجرای دستورالعمل‌ها و یا بررسی عملکردها نیز بپردازند. بااین‌‌حال، اکثر این دستگاه‌ها بسته به پیکربندی خود به‌تنهایی تصمیمات هوشمندانه‌ای می‌‌گیرند و این‌‌گونه دخالت و خطاهای انسانی به حداقل می‌رسند.

درمجموع، ارزان کردن اجناس برای مصرف‌کنندگان و مشاغل مفید است. این فناوری نیز از طریق اتوماسیون و تعامل بهتر بین ماشین‌ها و انسان‌ها، موجب ارزان‌تر شدن اجناس می‌‌گردد.

افزایش کارایی و صرفه‌جویی در زمان:

کارایی یکی از مهم‌ترین عواملی است که اکثر مردم در زندگی خود به آن نیاز دارند. دستگاه‌های هوشمند در تصمیم‌گیری سریع و مناسب کارآمدتر هستند. این دستگاه‌ها کنترل اطلاعات را از هر نقطه در جهان برای بشر آسان‌تر کرده و در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌کند.

علاوه بر خودکارسازی تولید، امکان استفاده بهینه از برق، جاده‌ها و سایر منابع نیز فراهم می‌‌گردد.

ارائه خدمات باکیفیت به مشتریان:

انتظارات مشتریان با بهبود فناوری اطلاعات افزایش می‌یابد. این فناوری کسب‌وکارها را قادر به ساده‌‌سازی سیستم‌های خدمات‌رسانی به مشتریان خود می‌‌کند و نتیجه‌ی مورد انتظار مصرف‌کنندگان مدرن را برای آنان ارائه می‌دهد.

بهبود انعطاف‌‌پذیری و سازگاری:

این دستگاه‌ها، داده‌های موجود در رایانه‌ها را گسترش می‌دهند و موجب افزایش قدرت و کیفیت محاسبات می‌شوند.

توسعه صنایع و فرصت‌‌های تجاری:

بدون در نظر گرفتن تمام امکانات صنعتی و تولیدشده توسط این فناوری، تنها صنعت آی‌ او‌ تی برای اثبات اهمیت آن کافی است. توسط اینترنت چیزها در صنعت، میلیاردها (شاید تریلیون) فرصت تجاری ایجادشده است.

ارتباطات یکپارچه:

توسط شبکه‌های بی‌سیم و حسگرها بین دستگاه‌‌های فیزیکی، کارایی و کیفیت دستگاه‌های متصل بهبود می‌یابد. این امر موجبات پاسخ سریع، مدیریت مؤثر و کنترل بر روی این دستگاه‌های هوشمند دیجیتالی را فراهم می‌کند.

دسترسی به داده در real time (بی‌‌درنگ):

در این عصر، همه‌چیز تحت کنترل داده‌ها است. داده‌های بی‌‌درنگ ارائه‌شده توسط این دستگاه‌ها، به تصمیم‌گیری بهتر و حفظ کیفیت خدمات، کمک شایانی می‌کند.

ردیابی عملکرد:

ردیابی عملکرد با اتصال تمام دستگاه‌ها به شبکه‌های بی‌سیم، انجام‌پذیر است. با این عمل، داده‌های بی‌‌درنگ به دست‌ می‌‌آیند. همچنین، ارسال چندین دستورالعمل‌ به این دستگاه‌ها، به مشاهده نتایج عملکرد دستگاه‌های متصل به شبکه و تلاش جهت بهبود عملکرد آن‌ها کمک می‌کند.

اتوماسیون کارهای ساده:

خودکارسازی کارهای راحت یکی از ضروری‌ترین مزایای این فناوری است. کارهای ساده روزانه ازجمله روشن کردن چراغ‌ها و فن، نظارت بر سلامت، عملیات راه‌آهن، سازه‌های دیجیتالی و غیره، همه به‌صورت خودکار انجام می‌شود؛ پس‌ازآن، از طریق شبکه‌های بی‌سیم به اشتراک گذاشته می‌شوند. با خودکارسازی سازی حجم زیادی از داده‌ها در ثانیه مبادله می‌شود تا زندگی برای همگان راحت‌‌تر و هوشمندتر شود.

معایب دنیای متصل چیست؟

ممکن است مزایای این فنّاوری بیشتر از معایب آن باشد، اما در نظر گرفتن کاستی‌های این فناوری ضروری است. همچنین، با شناسایی معایب، از نقاط قوت استفاده بهینه‌‌تری می‌‌شود. در ادامه برخی از معایب آن آورده شده است:

امنیت و حفظ حریم خصوصی:

با توجه به دسترسی آسان همه داده‌ها، مشکلات سوءاستفاده از آن نیز افزایش می‌یابد. در این فرایند، داده‌ها دائماً در حال انتقال و اشتراک‌گذاری در سراسر شبکه‌های بی‌سیم است. اینجا بحث اهمیت رمزگذاری به میان می‌‌آید. در صورت عدم رعایت تدابیر امنیتی لازم، حملات جبران‌ناپذیری درون شبکه رخ خواهد داد.

چالش‌‌های انطباق:

به دلیل اتصال تعداد زیادی دستگاه توسط تولیدکنندگان گوناگون، امکان ایجاد مشکلات فنی افزایش می‌‌یابد. چالش‌های انطباق، موجبات خریداری مردم از یک تولیدکننده انتخابی را فراهم می‌‌آورد و باعث انحصار بازار آنان می‌‌گردد.

پیچیدگی:

طراحی، توسعه، نگهداری و فعال‌سازی دستگاه‌های متصل به اینترنت از طریق سیستم‌ها می‌تواند فرایندی کاملاً پیچیده باشد. هر نوع خرابی یا اشکال در نرم‌افزار یا سخت‌افزار ممکن است عواقب جدی داشته باشد.

مشاغل کمتر:

با انجام اکثر عملیات و تأسیسات از راه دور، نیاز به کار دستی کاهش می‌‌یابد که به‌نوبه خود فرصت‌‌های شغلی را در بازار کاهش می‌‌دهد. همچنین، بسیاری از کارگران غیرماهر ممکن است شغل خود را به دلیل خودکارسازی کارهای ساده روزانه از دست بدهند.

نمونه‌های این فناوری در زندگی روزمره

با ظهور تولید گسترده حسگرهای اقتصادی، سخت‌‌افزارهای ارتباطی، قابلیت محاسبات سریع و شبکه‌‌های بی‌سیم قابل‌‌دسترس در جاهای گوناگون، این فناوری بسیار سریع جهان را در دست گرفته است. این فناوری، استفاده و توزیع منطقی‌‌تر از منابع محدود را فراهم می‌‌کند و کارایی و اثر‌بخشی صنعت را بهبود می‌‌بخشد.

کشاورزی هوشمند:

با استفاده از حسگرها می‌‌توان برای عملکرد نور، رطوبت، بافت خاک، درجه حرارت و غیره مناطق مزرعه را ردیابی کرد و سایر سیستم‌‌ها را بر این اساس تنظیم کرد. این فناوری می‌‌تواند برای خودکارسازی دستگاه‌های آبیاری نیز پیاده‌‌سازی شود.

خانه‌‌های هوشمند:

یکی از زمینه‌‌های مفید برای این فنّاوری خانه‌‌های هوشمند است که دارای وسایل مجهز به اینترنت در خانه مانند بلندگوها، یخچال‌ها، لامپ‌‌ها، دوربین‌‌ها و غیره هستند. کنترل و دسترسی بیشتر این عوامل‌‌، به ایجاد یک محیط امن برای کودکان و افراد مسن کمک خواهد کرد. در ذیل چند نمونه استفاده از این فناوری در خانه‌‌های هوشمند آورده شده است:

در صورت خالی بودن خانه، مردم از تلفن همراه برای کنترل از راه دور کولرگازی هوشمند برای تنظیم دمای اتاق استفاده می‌‌کنند.
در تابستان افراد می‌‌توانند روشنایی و رنگ و موارد دیگر لامپ‌‌ها را از طریق یک سرویس‌گیرنده تنظیم کنند.
می‌‌توان از طریق Wifi داخلی موجود در سوکت، سوکت کنترل از راه دور را به‌طور منظم روشن و خاموش کرد و میزان مصرف برق تجهیزات را زیر نظر داشت و نمودار مصرف برق را تولید کرد.

تولید و زنجیره تأمین:

با اتصال کلیه تجهیزات تولیدی و مدل‌‌های زنجیره تأمین از طریق شبکه‌های بی‌‌سیم، می‌‌توان از این فناوری بهره‌‌مند شد. این امر به پیش‌‌بینی هرگونه نقص موجود کمک کرده و احتمال یک شکست قریب‌الوقوع را کاهش می‌‌دهد. همچنین، کیفیت محصولات تحت کنترل است و از متحمل شدن هرگونه هزینه عملیاتی دیگر برای شرکت جلوگیری می‌‌کند.

با این فناوری شفافیت بیشتری از داده‌‌ها به دست می‌‌آید؛ بنابراین، فرصتی برای ردیابی عملکرد سیستم‌‌ها و بهینه‌سازی آن‌ها برای نتایج بهتر فراهم می‌‌شود. مدل‌‌های جدید تولید و زنجیره تأمین را می‌توان برای استفاده بهتر از منابع و کارایی بالا ایجاد کرد. ماشین‌آلات را می‌‌توان به‌طور مداوم، جهت اطمینان از وجود ایمنی، کنترل و تجزیه‌‌وتحلیل کرد. همچنین کالاها در بی‌‌درنگ، برای تشخیص مشکلات کیفیت و رفع آن‌‌ها ردیابی می‌‌شوند.

مراقبت‌‌های بهداشتی:

کنترل بیماران و توانایی نظارت بر آن‌ها با استفاده از داده‌‌های ایجادشده در این تکنولوژی، راحت‌‌تر میسر است. همچنین، می‌‌توان سلامت هر فرد را با استفاده از دستگاه‌‌های هوشمند پیگیری کرد. تجزیه‌‌وتحلیل داده‌‌ها به تصمیم‌‌گیری سریع و هوشمند کمک می‌‌کند. این امر به پرسنل پزشکی در بیمارستان‌‌ها کمک می‌‌کند تا در صورت مواجه‌شدن با نوسان در وضعیت پزشکی، بیماران ویلچر نشین و سایر بیماران را ردیابی کنند. همچنین، بیمارستان‌‌ها می‌توانند سیستم‌‌های مدیریت موجودی هوشمند دستگاه‌‌های پزشکی و داروها را پیاده‌‌سازی کنند.

خرده‌فروشی:

مشاغل خرده‌‌فروشی از سیستم مؤثرتری برای مدیریت موجودی، افزایش خدمات به مشتریان، مدیریت زنجیره تأمین و کاهش هزینه‌های عملیاتی سود خواهند برد.

حمل‌‌ونقل و تدارکات هوشمند:

کاربرد این فناوری در ترافیک جاده‌‌ای بر همگان واضح و مبرهن است. با افزایش محبوبیت وسایل نقلیه اجتماعی، ازدحام ترافیک به یک مشکل عمده در شهرها تبدیل شده است. در ادامه چند مثال از کاربرد این فناوری در حمل‌‌ونقل هوشمند ذکر شده است:

نظارت بر شرایط ترافیک جاده‌‌ای در بی‌‌درنگ و انتقال اطلاعات به‌‌موقع به رانندگان، این امکان را به آنان می‌‌دهد تا به‌‌موقع از تغییرات وضعیت ترافیک سفر آگاه شده و به‌طور مؤثر ترافیک را کاهش دهند.
با راه‌‌اندازی سیستم دریافت عوارض جاده‌‌ای در تقاطع بزرگراه‌‌ها، زمان لازم برای برداشت و برگرداندن کارت در ورودی و خروجی حذف شده و ترافیک جاده‌‌ای بهبود می‌‌یابد.
سیستم موقعیت‌‌یابی نصب‌‌شده روی اتوبوس، مسیر و زمان ورود اتوبوس را به‌موقع نمایان می‌‌کند. مسافران می‌‌توانند با توجه به مسیر، بهترین راه برای سفر را تعیین کرده و از اتلاف غیرضروری وقت جلوگیری کنند.
سیستم‌‌های ناوبری و کنترل آب‌‌وهوا را با داده‌‌های بی‌‌درنگ به دستور خود توسعه دهند.
وسایل نقلیه خود را بسته به عوامل خارجی و در مواقع موردنیاز تغییر مسیر دهند.
اقلام حمل شده در وسایل نقلیه را بررسی کرده و راه‌‌های بهتری را جهت حفظ کیفیت و ایمنی آن‌ها پیشنهاد دهند.

IIoT چیست؟

اینترنت صنعتی اشیاء یا The Industrial Internet of Things به استفاده از این فناوری در صنایع و برنامه‌‌های صنعتی اشاره می‌‌کند.

این تکنولوژی به افزایش پهنای باند اطلاعات برای اندازه‌گیری و بهینه‌‌سازی فرایندهای صنعتی و مدل‌‌های تجاری کمک می‌‌کند.

در کنار فناوری‌‌های ابری، این فناوریبه ایجاد منابع درآمد جدید و سیستم‌‌های قابل‌‌اعتماد کمک می‌‌کند. خودکارسازی و کنترل به‌دست‌آمده توسط ادغام این تکنولوژی در فرایندها و زیرساخت‌‌های‌‌ صنعتی، به اتخاذ تصمیمات بهتر و انجام اقدامات به‌موقع کمک می‌‌کند.

ارائه مداوم داده‌‌های بی‌‌درنگ از طریق دستگاه‌‌های هوشمند، به شرکت‌‌ها در پیش‌بینی و تشخیص و برطرف کردن هرگونه خرابی کمک کرده و از ضرر جلوگیری می‌‌کند. ازاین‌‌رو، اینترنت چیزها در صنعت دید دقیق‌‌تری را برای مشاغل در آینده ارائه داده و عملیات آن‌‌ها را برای نتایج بهتر بهینه می‌‌کند.

آینده این تکنولوژی چیست؟

آینده این فناوری با روندی معروف به صنعت ۴٫۰ همراه است که اساساً چهارمین انقلاب صنعتی است.

صنعت ۱٫۰ اولین انقلاب صنعتی بود و با شروع استفاده از ماشین‌‌های آب یا بخار در تولید، صنعت ۲٫۰ با مقدمه‌ای از خطوط برق و صنعت و صنعت ۳٫۰ به استفاده از کامپیوتر در فرایند تولید گره‌خورده بود. صنعت ۴٫۰ جایی است که امروز هستیم. صنعت ۴٫۰ بر اساس استفاده از دستگاه‌‌های الکترونیکی متصل شده است.

اگرچه این دستگاه‌ها چندین سال است که وجود دارد، اما پذیرش آن در دنیای واقعی هنوز در مراحل اولیه خود است. در آینده، این سیستم‌ها نقش مهمی در تحولات دیجیتالی ایفا خواهند کرد. (به‌ویژه هنگام تلاش سازمان‌ها در جهت دیجیتالی کردن خطوط تولید و زنجیره‌‌های تأمین)

فناوری‌‌های کلیدی این فناوری چیست؟

اینترنت اشیاء صنعتی به فناوری‌های زیادی بستگی دارد، اما فناوری‌‌های اصلی در درجه اول شامل موارد ذکر شده در ذیل است:

هوش مصنوعی (Artificial Intelligence)
یادگیری ماشین (Machine Learning)
فناوری امنیت سایبری (Cyber Security Technology)
رایانش ابری (cloud computing)
محاسبه لبه (Edge Computing)
داده کاوی (data mining)

موارد زیر مواردی هستند که می‌توان این فناوری استفاده کرد:

تولید و زنجیره تأمین
انرژی هوشمند و شبکه‌های برق
لجستیک
شهرهای هوشمند
مراقبت‌های بهداشتی
مدیریت موجودی
دستگاه‌های پوشیدنی
کشاورزی هوشمند

OT چیست؟

OT مخفف تکنولوژی عملیاتی است. آی‌اوتی نتیجه ادغام فناوری‌‌های بی‌‌سیم، سیستم‌‌های میکرو الکترومکانیکی، میکرو سرویس‌ها و اینترنت است و این‌گونه از فاصله ایجادشده میان فناوری عملیاتی و فناوری اطلاعات جلوگیری می‌‌کند. OT فرآیندهای عملیاتی مورداستفاده برای نظارت، کنترل و تغییر رفتار دستگاه‌‌ها و سیستم‌‌ها است. (مانند درجه حرارت در یک اتاق یا شبکه ریلی) یکی از اهداف فناوری عملیاتی خودکارسازی این فرایندها است. سیستم‌های OT عمدتاً از طریق شبکه‌های نقطه‌به‌نقطه ارتباط برقرار می‌کنند. در ذیل نمونه‌هایی از دستگاه‌‌های OT نام برده شده است:

حسگرها
شیرهای کنترل
ماشین‌‌ها
فرستنده‌‌ها
محرک‌‌ها
دوربین‌ها
قفل‌‌های الکترونیکی
موتورها
ترموستات‌ها
تجهیزات کارخانه
سیستم‌های تعبیه‌شده
رابط‌های انسان و ماشین (HMI) و روبات‌ها

برنامه‌‌های کاربردی OT چیست؟

در ادامه نمونه‌‌هایی از برنامه‌‌های کاربردی فناوری عملیاتی ذکر شده است:

مخابرات
الکترونیک
پردازش شیمیایی
تولید کاغذ
مدیریت نیروگاه و هسته‌‌ای
مدیریت پسماند
معدن
تصفیه آب
صنعت مدیریت ساختمان
پردازش نفت و گاز

همگرایی OT-IIoT

این اصطلاح تکامل سیستم‌های OT برای مدیریت ازراه‌دور دستگاه‌‌ها و سیستم‌های فیزیکی را با استفاده از فناوری‌های IoT و IIoT توصیف می‌‌کند. سیستم‌های OT از استانداردها و پروتکل‌‌‌های نرم‌‌افزاری تخصصی استفاده می‌کنند، به‌عنوان‌مثال ۳ پروتکل شبکه توزیع‌شده Modbus،EnOcean و LonWorks برای ادغام با پروتکل‌‌های سنتی ذکرشده طراحی‌شده‌اند.

درگذشته به‌طور سنتی، بزرگ‌ترین چالش سیستم‌های OT این بود که قطعات اغلب بدون امنیت داخلی فناوری اطلاعات طراحی می‌شدند. سیستم‌‌های OT، سیستم‌‌های کنترل سیم‌‌کشی عملکردهای ایمنی و امنیتی را انجام می‌دادند. امروزه اینترنت اشیا در صنعت با استفاده از برنامه‌‌های امنیتی مبتنی بر ابر، نحوه ایمن‌‌سازی دستگاه‌‌های OT را تغییر می‌دهد.

تفاوت بین IIoT و OT چیست؟

به‌طور سنتی،OT عمدتاً بر مدیریت عملیاتی دستگاه‌‌های فیزیکی در بخش صنعتی متمرکز بود.

خطوط بین سیستم‌‌های IoT ، IIoT و OT مبهم است. برنامه‌‌های کاربردی مدرن OT از شبکه‌‌های اینترنت چیزها در صنعت برای نظارت و مدیریت دستگاه‌‌های فیزیکی و برنامه‌‌های کاربردی استفاده می‌‌کنند. برای مثال، تجمیع داده‌‌ها در سیستم‌‌های OT از منابع متعدد ازجمله سنسورهای فیزیکی، پایگاه‌‌های داده و دروازه‌‌های ازراه‌دور است. تجزیه‌وتحلیل این داده‌ها در سیستم‌‌های OT در ابتدا یک فرایند دستی بود، اما در حال حاضر، از نرم‌افزار اینترنت چیزها در صنعت برای جمع‌‌آوری و تجزیه‌‌و‌‌تحلیل خودکار داده‌‌ها استفاده می‌‌شود.

اینترنت اشیا روش‌‌های سنتی صنعت را تغییر داده است. امروزه اکثر نیازهای روزمره‌‌مان با استفاده از این فناوری انجام‌پذیر است. در عصر امروز که چهارمین انقلاب صنعتی درراه است، اینترنت اشیاء قطعاً روزبه‌روز نقش پررنگ‌تری را ایفا خواهد کرد، این بدین معنا است که اکنون زمان مناسبی برای سرمایه‌گذاری و کشف فناوری‌های کاربردی و ضروری است. همچنین، برای شما متخصصان مشتاق که آماده ساختن و پیشرفت در حرفه خود هستید، این یک مزیت بزرگ خواهد بود که در مورد آی‌ او تی بیاموزید و در این زمینه پیش‌قدم باشید.

برای مطالعه مقاله های دیگر در زمینه‌های مختلف فناوری اطلاعات و ارتباطات اینجا کلیک کنید.