Skip to Content

آرشیو

اینترنت اشیا؛ از مفاهیم تا کاربرد

اینترنت اشیا؛ از مفاهیم تا کاربرد

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا IoT که به آن اینترنت چیزها نیز می گویند، مفهومی است که اولین بار در سال 1999 مطرح شد و علیرغم اینکه اطلاعات زیادی از طریق مقالات، دوره های آموزشی و سمینارهای کوتاه مدت راجع به مفاهیم اصلی آن و کاربردهایش منتشر شده است، اما به نظر می رسد هنوز مفاهیم آن به طور کامل درک نشده است. جستجو برای درک این مفهوم بنابر اطلاعاتی که سماتک از گوگل به دست آورده است، از تیر ماه 1394 شیب صعودی زیادی گرفته است و تا قبل از این تاریخ حجم جستجو بسیار کم بوده است. این موضوع نشان می دهد طی حدود یک سال و نیم اخیر توجه صاحب نظران، فعالان حوزه فناوری و کارآفرینان به اینترنت اشیا جلب شده است.

در ویکی پدیا تعریف اینرنت اشیا چنین آورده شده است:
عبارت اینترنت چیزها، برای نخستین بار در سال ۱۹۹۹ توسط کوین اشتون مورد استفاده قرار گرفت و جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، از جمله اشیا بی جان، برای خود هویت دیجیتال داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آن‌ها را سازماندهی و مدیریت کنند. اینترنت در حال حاضر همه مردم را به هم متصل می‌کند ولی با اینترنت اشیاء تمام اشیاء به هم متصل می‌شوند. البته پیش از آن کوین کلی در کتاب قوانین نوین اقتصادی در عصر شبکه‌ها (۱۹۹۸) موضوع نودهای کوچک هوشمند (مانند سنسور باز و بسته بودن درب) که به شبکه جهانی اینترنت وصل می‌باشند را مطرح نمود.
اینترنتِ چیزها مفهومی جدید در دنیای فناوری و ارتباطات است که به طور خلاصه «اینترنت چیزها» فناوری مدرنی است که در آن برای هر موجودی (انسان، حیوان و یا اشیاء) قابلیت ارسال داده از طریق شبکه‌های ارتباطی، اعم از اینترنت یا اینترانت، فراهم می‌گردد.

برای آنکه قدری مفاهیم را به فضای عملیاتی نزدیک تر کنیم، تصمیم گرفتیم 5 استارتاپ موفق در زمینه اینترنت اشیا IoT را خدمتتان معرفی نماییم.

 

1- استارتاپ Neura

 

Neura

 

هدف این استارتاپ ایجاد پیوند میان دستگاه های مستقل، مکان هایی که معمولا در آن قرار می گیریم و نزدیکانمان به یکدیگر است.
اگر به Neura اجازه دهید، یک تجربه زیباتر از زندگی روزمره را به شما هدیه خواهد داد. مثالی که در وب سایت Neura آمده است بدین شرح است: فردی را در ذهن بیاورید که برای ورزش صبحگاهی دویده است و اکنون درحال برگشتن به سمت منزل است. نرم افزار، یک موسیقی آرامش بخش در این لحظه پخش می کند، آبگرمکن منزل شروع به گرم کردن آب می کند که زمانی که به منزل رسیدید، بتوانید با خیال راحت استحمام کنید و به خانواده آن شخص خبر می دهد که او به منزل نزدیک است. هرچه قدر بیشتر از این ابزار استفاده کنید، یادگیری او از رفتارهای شما، کمک می کند تا تجربه های لذت بخش تری اتفاق بیفتند.

 

2- استارتاپ Octoblu

 

Octoblu

 

یکی از مشکلات و معضلاتی که اینترنت اشیا با آن روبروست پروتکل ها و قوانینی است که دستگاه ها و اشیا را به یکدیگر متصل می کند. استارتاپ Octoblu سعی دارد تا بستری فراهم آورد تا با ارائه ترجمه ای یکپارچه از تمام پروتکل ها و APIها بتواند زمینه اتصال و ارتباط اشیا را تسهیل کند.
شما می توانید اجزا و اشیا سیستم مورد نظرتان را فارغ از پروتکل های ارتباطی مختلفشان از طریق بستر Octoblu به هم متصل کنید. محصول شرکت Octoblu بستری ابری است به نام Meshblu که این امکان را فراهم می آورد. در واقع Meshblu یک تطبیق دهنده پروتکل ها و APIها است که در فضای ابری خصوصی یا عمومی Private or Public Cloud عمل می کند.

 

3- استارتاپ TempolQ

 

TempolQ

 

نام TempolQ قبل از آن که وارد پروسه شتابدهی شود، TempoDB بوده است. تمرکز اولیه این استارتاپ بر روی ساخت بانک اطلاعاتی بوده است که بتواند داده های Time Series اشیا به هم متصل شده را به شکل بهتری ذخیره کند. در حال حاضر TempolQ فعالیتش را بر روی داده های خروجی از دستگاه ها یا Sensor Data متمرکز کرده است.
در یک فضای ابری خصوصی کاربران می توانند به راحتی داده های حاصل از خروجی اشیا متصل شده به یکدیگر را مدیریت کنند و ابزارهای تحلیلی بسیار مفیدی که TempolQ در اختیارشان قرار می دهد را استفاده کنند. آنها حتی می توانند به داده های بلند مدت جهت تحلیل های دقیق تر و تصمیم گیری های بهتر هم دسترسی داشته باشند.

 

4- استارتاپ Chui

 

Chui

 

Chui یک زنگ درب هوشمند است. در حالی که به نظر می رسد که محصول این شرکت کار عظیمی در حوزه اینترنت اشیا انجام نداده است، اما این نرم افزار قابلیت های جالبی دارد. نرم افزار Chui از طریق فناوری تشخیص چهره، چهره افراد پشت درب را که شما اجازه ورود به آنها می دهید، به کلید تبدیل می کند.
این سیستم ورود و خروج افراد را در زمان های رفت و آمدشان ثبت می کند و این موقعیت را برای کسب و کارها فراهم می آورد تا بتوانند حضور افراد را تعقیب کنند. برای کاربرهای خانگی هم افراد می توانند از طریق تلفن هوشمند درب را بر روی نظافتچی یا تعمیرکار باز کنند بدون آنکه نیاز باشد در منزل بمانند. همچنین نرم افزار Chui امکان برقراری مکالمه ویدئویی برای شخص پشت درب و صاحبخانه را نیز فراهم آورده است.

 

5- استارتاپ Scanalytics

 

Scanalytics

 

در واقع Scanalytics بخشی از سیستم شتابدهی مایکروسافت برای IoT می باشد. Scanalytics سعی می کند فضاهای عمومی را بخشی از اینترنت اشیا قرار دهد. این شرکت یک سنسور به شکل کفپوش به نام SoleSensor ارائه می دهد که ترافیک قدم ها را می شمارد و ثبت می کند. این سنسور به شکل یک صفحه نمایش لمسی است و قادر است 100% ترافیک رفت و آمد انسان ها را ثبت کند. پتانسیل استفاده از این سنسور بسیار عظیم است. مثلا این سنسور به شما می گوید رفت و آمد در کدام بخش فروشگاه شما بیشتر است و می تواند این داده ها را به عنوان ورودی به اشیا و یا دستگاه ها و همین طور انسان های دیگر منتقل کند. به مثالی که در وب سایت این شرکت آمده توجه کنید: وقتی شخصی بیش از یک دقیقه روبروی یک محصول در فروشگاه توقف می کند، سیستم به طور اتوماتیک یک قیمت رقابتی به او از طریق نمایشگر روبرو اعلام می کند و نزدیک ترین کارمند فروش را برای تسهیل فرآیند خرید مطلع می نماید.

همان طور که مشاهده کردید، برخی از کاربردهای اینترنت اشیا ضمن سادگی باعث راحت تر شدن زندگی و خلق تجربه های لذت بخش می شوند.

ادامه مطلب

تعاریف و مفاهیم فناوری اینترنت اشیاء IoT

تعاریف و مفاهیم فناوری اینترنت اشیاء IoT

اصطلاح «اینترنت اشیاء» اولین بار توسط کوین اشتون در سال 1999 بکار برده شد و برای نخستین بار توسط انتشارات مؤسسه MIT به دنیامعرفی گردید و جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، از جمله اشیا بی جان، برای خود هویت دیجیتال داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آن‏ها را سازماندهی و مدیریت کنند.

مفهوم اینترنت اشیاء بوسیله یکی از افراد کمیته توسعه RFID در سال 2000 رقم خورد. او به امکان  کشف  اطلاعات در مورد یک شیء برچسب خورده بوسیله جست و جو در یک آدرس اینترنت خاص و یا محتوای یک بانک اطلاعاتی اشاره نمود. از آن زمان واژه اینترنت اشیاء به مفهوم اشیاء روزمره‌ای که قابل تشخیص، مکان‌یابی، آدرس دهی و کنترل از طریق اینترنت باشند (چه از طریق RFID، شبکه بی‌سیم، شبکه WAN و یا سایر ابزارها) گره خورد. اشیاء روزمره تنها شامل وسایل الکتریکی نیست   بلکه اشیایی که به هیچ وجه به آن‌ها به دید یک وسیله الکتریکی نمی‌نگریم را هم شامل می شود.  مانند غذا، پوشاک، مواد، قطعات و  …

تعاریف زیادی از اینترنت اشیاء توسط انجمن‌های مختلف تحقیقاتی بر اساس نوع نگرش آن‌ها به نقاط قوت این ایده بیان‌شده است. دلیل چندوجهی بودن این مفهوم به نام‌گذاری این ایده یعنی «اینترنت اشیاء» برمی‌گردد. این نام از دو کلمه تشکیل‌شده است، کلمه اول به دیدگاه شبکه گرایی این مفهوم تأکید دارد درحالی‌که کلمه دوم به حرکت به سمت اشیاء عمومی که در یک  بسته مشترک قرارگرفته‌اند تأکید می‌کند. اینکه به اینترنت اشیاء با دید اینترنت گرا و یا موجودیت گرا نگاه کنیم باعث به وجود آمدن تغییر در ذینفعان، قراردادهای تجاری، تحقیق‌ها و استانداردهای  موجود خواهد شد. درواقع اینترنت اشیاء به معنی یک شبکه جهانی از اشیاء مرتبط که هر یک دارای آدرس مختص به خود بوده، می­ باشد که بر اساس قراردادهای استانداردشده‌ای با یکدیگر در ارتباط هستند. آدرس‌دهی منحصر به فرد، نمایش و ذخیره‌سازی اطلاعات تبادل شده در اشیاء، موضوعات چالش‌برانگیزی است که سومین دیدگاه از «اینترنت اشیاء» یعنی معناگرایی را در برمی‌گیرد.

در شکل مفهوم اصلی، فناوری‌ها و استاندارهای مهم با توجه به هرکدام از دیدگاه‏های بیان‌شده برای اینترنت اشیاء نمایش داده‌شده است در این شکل به‌طور واضح مشخص است که نقطه اشتراک و نتیجه سه دیدگاه بیان‌شده، اینترنت اشیاء را شکل میدهند.

تعاریف و مفاهیم فناوری اینترنت اشیاء IoT
دیدگاه شئ‌گرا: استفاده از علائم فرکانس­های رادیوئی اولین و ساده‌ترین روش برای تحقق بخشیدن به این دیدگاه می‌باشند. انجمن Auto-ID که از پیشگامان توسعه اینترنت اشیاء در دنیا است، اصطلاح اینترنت اشیاء را شبکه گسترده‌ای از علائم فرکانس­های رادیوئی و فناوری سنسور­ها می‌داند. هدف از تأسیس این نوع نهادها رسیدن به یک معماری مشترک در اینترنت اشیاء بر مبنای کد الکترونیکی منحصربه‌فرد اشیاء بوده است. کد الکترونیکی یک شیء درواقع به‌منظور پشتیبانی از گسترش استفاده از  علائم فرکانس­های رادیوئی در شبکه‏ های تجاری مدرن و ایجاد استانداردی در این شبکه‏ ها به وجود آمد. این استانداردها جهت بهبود قابلیت دیدن اشیاء از قبیل دنبال کردن، آگاهی از حالت و مکان شئ موردنظر طراحی شده‌اند. فناوری علائم فرکانس­های رادیوئی هنوز به دلیل هزینه کم و پشتیبانی قوی از آن به‌عنوان یک فناوری پیشرو در این دیدگاه، برای اینترنت اشیاء مورداستفاده  می­باشد. بااین‌وجود فناوری‌هایی مانند NFC و شبکه‏ های حسگر و محرک‌های بی‌سیم که با  علائم فرکانس­های رادیوئی سازگار هستند نیز کاربرد دارند. همچنین پروژه‏ های بزرگی برای ایجاد و توسعه چارچوبی مناسب در شبکه‏ های حسگر بی‌سیم بنام «  شناسایی ساخت حسگرهای بی‌سیم» در حال اجرا می‌باشد. بسیاری از انجمن‌هایی که در رابطه با نظریه اینترنت اشیاء کار می‌کنند بر این باورند که مفهوم اینترنت اشیاء بیشتر بر روی موجودیت‌ها تأکید دارد و این اشیاء هستند که نقش اصلی را بازی می‌کنند و باید هوشمندی لازم را داشته باشند. این تعریف باعث به وجود آمدن تئوری پیاده‌سازی قطعات هوشمند در دنیای واقعی شده است این قطعات باید علاوه بر اینکه مجهز به حسگرهای بی‌سیم متداول باشند ،  قابلیت ارتباط  نیزداشته باشند همچنین باید دارای توانایی‌هایی نظیر بروز رفتارهای خودکار و مستقل، استفاده از یادگیری‌های گذشته، همکاری کردن در ارتباط‌ ها و پیچیدگی‌های آن بوده که این تنها بخشی از توانایی‌های موردنیاز است.

دیدگاه اینترنت گرا : در سال 2008، تعداد 25 عدد از شرکت‏های بزرگ دنیا بر روی پروتکلی به نام «IP برای اشیاء هوشمند» جهت ارتباط آن‌ها در شبکه توافق کردند. بر اساس این پروتکل حجم زیادی از وسایل که بر روی آن‌ها سیستم‏های جاسازی‌شده در حال اجرا می‌باشند قادر به ارتباط با یکدیگر هستند. این پروتکل استفاده از IP برای توسعه «اینترنت اشیاء» را تضمین می‌کند. برای رسیدن به IPSO انجمن IEEE استاندارد IEEE 802.15.4 را در معماری IP گنجانده است.

دیدگاه معناگرا : تعداد اجزا موجود در اینترنت در آینده به‌شدت در حال افزایش است بنابراین موضوعاتی مانند چگونگی نمایش، ذخیره، ارتباط، جستجو و سازمان‌دهی اطلاعات به وجود می‌آید که در اینترنت اشیاء باعث چالش‏های زیادی می‏شود. در این حالت فناوری‌های معنایی می‌توانند نقش کلیدی در این رابطه بازی کنند. درواقع می‌توان راه‌حل‌های مناسبی برای توصیف موجودیت‌ها، استدلال رویداد های تولیدشده در اینترنت اشیاء، محیط‏ های اجرای معنایی و معماری که با نیازمندی‌های اینترنتی از اشیاء سازگار شده است و همچنین ذخیره‌سازی مقیاس‌پذیر و ساختار ارتباطی را مورداستفاده قرارداد.

ازنقطه‌نظر مفهومی، فناوری اینترنت اشیاء بر اساس سه اصل حیاتی که به هوشمند سازی اشیاء مربوط می‏شود، بناشده است: 1) قابلیت شناسایی خودکار اشیاء هوشمند، 2) قابلیت ارتباط اشیاء هوشمند با محیط اطرافشان و 3) قابلیت برقراری تعامل میان خود اشیاء در شبکه اصلی تشکیل‌دهنده آن‌ها و نیز ارسال اطلاعات موردنیاز به استفاده‌کنندگان (شرکت‏ها، کاربران نهایی، سازمان‌های خدماتی، دولت و… ).

برای توانمندسازی چنین رویکردی، چالش اصلی پیش روی ما، توسعه بسترهای اینترنتی، نرم‌افزارهای تحت وب، معماری‌های سرویس‌گرا و فناوری‌های هوشمندساز می‌باشد. در این فناوری هوشمند سازی اشیاء نقش کلیدی داشته و ترکیب آن‌ها با انواع تکنولوژی‌ها نظیر RFID، حسگرها و مایکروچیپست‌ها نیازمند تعریف قواعد و استانداردهای خاصی است.

تمرکز اصلی در IOT برداده ‏ها و اطلاعات است تا اینکه بر ارتباطات نقطه‌به‌نقطه باشد. این واقعیت می‌تواند در جهت اصول و معماری شبکه‏ های محتوا محورکه اخیراً پیشنهادشده، تطبیق داده شود.

 

درحالی‌که چشم‌انداز IOT، بیانگر پیشرفت‌های قابل‌توجهی در برخی از زمینه‏ های حوزه فناوری اطلاعات است، تحقق آن مستلزم یک فرآیند تدریجی است که از فناوری‌های موجود و برنامه‏ های کاربردی فعلی آغاز می‏شود. به‌طور ویژه IOT، از تکنولوژی‌های شناسایی کننده مانند RFID (شناسایی امواج رادیویی) که درگذشته به‌طور گسترده و در موارد زیادی بکار گرفته‌شده است، شروع می‌کند و به‌طور همزمان، در مسیر توسعه خود از امکانات فناوری شبکه حسگر بی‌سیم (به‌عنوان ابزاری برای جمع‌آوری داده‏ ها) و معماری خدمات گرا(به‌عنوان نرم‌افزاری برای گسترش خدمات وب محور) بهره می‌گیرد.

اینترنت اشیاء یک تکنولوژی منحصر به فرد نیست. بلکه مجموعه‌ای از تکنولوژی‌های توانمند ساز و ایده پردازی  است. یکی از جنبه‏ های  توانمندسازی، کوچک کردن قطعات الکترونیک و کاهش بهای آن‌ها است. تکنولوژی‌های انتقال اطلاعات بی‌سیم، ارتباط آسان را برای اشیاء فراهم می‌کند. از سوی دیگر پیشرفت تکنولوژی سنسورها باعث تولید سنسورهای کوچکتر، ارزانتر و دقیقتر می‏ شود که  انرژی کمتری مصرف می‌کنند و تکنولوژی‌های مکان یابی (GPS) و اطلاع از موقعیت مطلق و یا نسبی قطعات را فراهم  می­سازد. همه موارد ذکر شده بیانگر توانایی بالقوه گسترش اینترنت اشیاء است.

زمانی که امکان گسترش اینترنت اشیاء فراهم  بیاید،  مهم ترین فاکتور پیاده سازی یک استاندارد یکپارچه  است. همچنین باید نحوه استفاده  ، فرمت داده ‏ها و پروتکل‌ها از یک سری  قوانین پیروی کنند تا قابلیت همکاری بین اشیاء مختلف بوجود آید. همان گونه که از نام اینترنت اشیاء برمی‌آید، این شبکه شبیه شبکه ای که در آن بسته‏ های IP مسیر خود را  به طور خودکار پیدا می‌کنند، سازماندهی شده است.

عموما دو حالت مختلف برای ارتباطات اشیاء تعریف می‌کنند: 1-شیء به انسان  2- شیء به شیء.

ارتباطات شیء به انسان و انسان به شیء به‌وسیله تکنولوژی‌ها و برنامه‏ های کاربردی به وجود آمده‌اند. که انسان به‌وسیله آن‌ها با اشیاء ارتباط برقرار می‌کنند و بالعکس. این ارتباط کنترل از راه دور اشیاء توسط انسان و ارسال گزارشات اشیاء به انسان  شامل موقعیت، وضعیت و اطلاعات سنسوراست.

ارتباطات شیء به شیء، شامل تعدادی تکنولوژی و نرم افزار می‏ شود که اشیاء روزمره بدون دخالت و واسطه انسان با دیگر اشیاء ارتباط برقرار می‌کنند. این اشیاء می‌توانند اشیاء دیگر و وضعیت موجود را پایش کرده و اعمالی به‌منظور اصلاح وضعیت انجام دهند. در صورت نیاز پیام‌هایی به انسان صادر نمایند.

امروزه بسیاری از اشیاء روزمره میکروکنترلرهایی را در خود جای داده‌اند و رابط‌های ارتباط بی‌سیم به شکل فزاینده‌ای به آن‌ها الحاق می‌گردند. به این میکروکنترلرها حافظه، نرم‌افزار، راه‌اندازها و مدارات واسط سنسورها افزوده شده‌اند و با اضافه کردن یک رابط شبکه افراد و اشیاء می‌توانند از طریق اینترنت اشیاء مانیتور و کنترل نمایند. نرم‌افزارهایی که در سرورها و یا اشیاء مستقر شده‌اند، می‌توانند با دخالت و یا بدون دخالت انسان مراحل کاری را انجام دهند.

ترکیب میکروکنترلرها، حافظه، نرم‌افزار، راه‌اندازها و مدارات واسط و همچنین سنسورها این امکان را برای شبکه‌اینترنت به وجود  می آورد که از شبکه رایانه‏ ها به شبکه اشیاء متصل  شود. اینترنت اشیاء شامل اشیاء روزمره‌ای است که حداقل دارای یک شناسه الکترونیکی باشند. به‌حساب آوردن همه اشیاء در این شبکه می‌تواند یک چالش بزرگ باشد. چون تخمین زده‌شده است که هر فرد توسط 1000 تا 5000 شیء احاطه‌شده است. اگر همه اشیاء شناسه داشته باشند، اینترنت اشیاء فراگیر ممکن است 50000 تا 100000 بیلیون عضو داشته باشد.

روش‌های مختلف شماره‌گذاری برای مقابله با این مشکل وجود دارد. پروتکل قدیمی و پراستفاده اینترنت نسخه 4(ipv4) با 32 بیت تنها امکان آدرس‌دهی 4 بیلیون آدرس را دارد لذا قابل استفاده برای این منظور نیست. پروتکل جدید اینترنت نسخه 6 با 128 بیت امکان آدرس‌دهی 1036* 4/3 شناسه را فراهم می‌کند.

ادامه مطلب