اینترنت اشیاء، iot

اینترنت اشیاء

اینترنت چیزها به اختصار آی اوتی (به انگلیسی: IoT، مخفف Internet of Things) یا چیزنت که گاهی اینترنت اشیاء(به انگلیسی Internet of Objects) نیز برای آن به کار می رود، به طور کلی اشاره دارد به بسیاری از چیزها شامل اشیا و وسایل محیط پیرامون مان که به شبکه اینترنت متصل شده و توسط اپلیکیشن های موجود در تلفن های هوشمند و تبلت قابل کنترل و مدیریت هستند. اینترنت چیزها به زبان ساده، ارتباط سنسورها و دستگاه ها با شبکه ای است که از طریق آن می توانند با یکدیگر و با کاربرانشان تعامل کنند. این مفهوم می تواند به سادگی ارتباط یک گوشی هوشمند با تلویزیون باشد یا به پیچیدگی نظارت بر زیرساخت های شهری و ترافیک. از ماشین لباسشویی و یخچال گرفته تا پوشاکمان؛ این شبکه بسیاری از دستگاه های اطراف ما را در برمی گیرد.

اتحادیه بین المللی مخابرات اینترنت چیزها را «زیرساختی جهانی برای جامعه اطلاعاتی که بر اساس فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی دارای قابلیت تعامل پذیری از قبل موجود و رو به رشد از طریق اتصال (فیزیکی و مجازی) اشیاء خدمات پیشرفته ای را ممکن می سازد» تعریف کرده است. طبق رهنمودهای اتحادیه بین المللی مخابرات «چیز» در عبارت اینترنت چیزها یا به یک شی از جهان فیزیکی (اشیاءی فیزیکی) یا جهان اطلاعات (اشیاءی مجازی) اشاره دارد که قابلیت شناسایی شدن و یکپارچه گشتن با شبکه های ارتباطی را دارا است. اینترنت اشیا اجازه می دهد تا اشیا در سراسر زیرساخت های شبکه موجود،از راه دور کنترل شوند و همچنین فرصت برای ادغام مستقیم از جهان فیزیکی به سیستم های مبتنی بر کامپیوتر ایجاد کرده است و در بهبود بهره وری، دقت و سود اقتصادی علاوه بر کاهش دخالت انسان منجر شده استرا هنگامی که اینترنت اشیا با سنسورها و محرک ها تکمیل می شود، تکنولوژی یک نمونه از کلاس جامعی سیستم های سایبری فیزیکی که همچنین شامل تکنولوژی های مانند شبکه های هوشمند، نیروگاه مجازی، خانه های هوشمند، حمل و نقل هوشمند و شهرهای هوشمند تبدیل می شود. هر چیز منحصر به فردی از طریق سیستم های محاسباتی جاسازی شده قابل شناسایی است. اما قادر به همکاری در زیرساخت اینترنت موجود است. کارشناسان تخمین می زنند که اینترنت چیزها در حدود سی میلیارد شیئ تا سال ۲۰۲۰ تشکیل خواهد شد. اما به طور معمول، انتظار می رود که اینترنت چیزها اتصال پیشرفته از دستگاه ها، سیستم ها و خدمات که فراتر از ارتباطات ماشین به ماشین(M2M) می رود، ارائه کند و و انواع پروتکل ها، دامنه ها و برنامه های کاربردی را پوشش می دهد.انتظار می رود که اتصال این دستگاه های تعبیه شده (از جمله اشیای هوشمند) به اتوماسیون در تقریباً تمامی زمینه ها کمک کند، در حالیکه همچنین برنامه های کاربردی پیشرفته مانند شبکه هوشمند را قادر می سازد و به مناطق مانند شهرهای هوشمند گسترش می دهد.

اصطلاح اینترنت اشیا توسط کوین اشتوین از پراکتر و گمبل، بعد مرکز دانشگاه MIT's Auto-ID در سال ۱۹۹۹ ابداع شد.

تعاریف زیادی از اینترنت چیزها توسط انجمنهای مختلف تحقیقاتی بر اساس نوع نگرش آن ها به نقاط قوت این ایده بیان شده است. دلیل چند وجهی بودن این مفهوم به نام گذاری این ایده یعنی «اینترنت اشیا» برمی گردد. این نام از دو کلمه تشکیل شده است، کلمه اول به دیدگاه شبکه گرایی این مفهوم تأکید دارد درحالی که کلمه دوم به حرکت به سمت اشیاء عمومی که در یک بسته مشترک قرار گرفته اند تأکید می کند. اینکه به اینترنت اشیا با دید اینترنت گرا یا موجودیت گرا نگاه کنیم باعث به وجود آمدن تغییر در ذینفعان، قراردادهای تجاری، تحقیق ها و استانداردهای موجود خواهد شد.

اینترنتِ اشیاء مفهومی جدید در دنیای فناوری و ارتباطات به شمار می آید اما 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 اشیای بی جان، برای خود هویت دیجیتال داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آن ها را سازماندهی و مدیریت کنند. اینترنت در حال حاضر همه مردم را به هم متصل می کند ولی با اینترنت چیزها تمام اشیاء به هم متصل می شوند. البته پیش از آن کوین کلی در کتاب قوانین نوین اقتصادی در عصر شبکه ها (۱۹۹۸) موضوع نودهای کوچک هوشمند (مانند سنسور باز و بسته بودن درب) که به شبکه جهانی اینترنت وصل می باشند را مطرح نمود.

بنابر شرکت گارتنر (شرکت پژوهشی و مشاوره ای آمریکایی) حدود ۸/۲۰ میلیارد دستگاه روی اینترنت چیزها تا سال ۲۰۲۰ وجود خواهد داشت.تحقیقات ای بی آی تخمین زده است که بیش از ۳۰ میلیارد دستگاه به صورت بی سیم به اینترنت اشیاء تا سال ۲۰۲۰ وصل خواهند شد.به ازای هر تحقیق و مطالعه صورت گرفته در سال ۲۰۱۴ توسط پروژهٔ اینترنتی تحقیقات پیر، ۸۳ درصد متخصصان تکنولوژی و کاربران مرتبط با اینترنت با ایدهٔ اینکه اینترنت/ ابر اشیا، رایانه های جاسازی شده و پوشیدنی تا سال ۲۰۲۵ تأثیرهای مفید و گسترده خواهند داشت، موافقت کردند. همین طور واضح است که اینترنت اشیاء شامل تعداد بسیار زیادی از دستگاه ها که به اینترنت وصل می شوند، خواهد شد. در یک حرکت فعال برای تطبیق دادن تکنولوژی های جدید و نوظهور دولت انگلیس در بودجه شان در سال۲۰۱۵، ۴۰میلیون پوند به تحقیق دربارهٔ اینترنت اشیاء اختصاص دادند. رئیس خزانه سابق انگلیس، جرج آزبرن، فرض کرده بود که اینترنت اشیاء گام بعدی انقلاب اطلاعات است و به اتصال همه چیز از جمله وسایل حمل و نقل شهری و دستگاه های پزشکی و لوازم خانگی به اینترنت اشاره کرد.

اینترنت اشیاء با توانایی جاسازی سی پی یو و حافظه و منابع انرژی می تواند تقریباً همه چیز را با استفاده از برنامه ها به شبکه متصل کند. این سیستم ها وظیفه جمع آوری اطلاعات، تنظیمات اکوسیستم های طبیعی و حتی ساختمان ها و کارخانه ها را دارند.در نتیجه هم چنین کاربردهایی را در زمینه های رصد محیط زیست و برنامه ریزی شهری می توان پیدا کرد.

از سوی دیگر سیستم های اینترنت اشیاء می توانند همچنین پاسخگو برای اجرای فعالیت باشند. برای مثال سیستم های خرید هوشمند می توانند عادات خرید کاربران در یک فروشگاه را توسط ردگیری کردن تلفن همراه شان ردیابی کنند. به این کاربران پیشنهادهای ویژه ای در مورد کالاهای مورد علاقه شان یا حتی مکان اقلامی که به آن نیاز دارند، که توسط یخچالشان به گوشی آن ها منتقل شده است، می تواند ارائه کنند.نمونه های اضافی از سنجش و بیماری در برنامه هایی که با مدیریت گرما و آب و الکتریسیته و انرژی سر و کار دارند از جمله حالت کروز در سامانه ترابری هوشمند منعکس می شوند. کاربرد دیگری که اینترنت اشیاء می تواند ارائه کند قادر ساختن ویژگی های امنیتی خانه و اتوماسیون خانگی است. اینترنت اشیاءی زنده برای توضیح دادن شبکه سنسورهای بیولوژی پیشنهاد شده است که می تواند با آنالیز ابری اطلاعات به کاربران اجازهٔ مطالعه دی ان ای و دیگر مولکول ها را بدهد.

برنامه های کاربردی اینترنت چیزها معمولاً با استفاده از سنسوربا نظارت بر هوا یا کیفیت آب، شرایط جوی یا آلودگی خاک، و نظارت بر حرکات حیات وحش و زیستگاه آن هااز محیط زیست حفاظت می کنند. توسعه دستگاه های منابع محدود متصل به اینترنت به این معناست که برنامه های کاربردی دیگر مانند سیستم های هشدار اولیه زلزله و سونامی می تواند توسط خدمات اضطراری برای ارائه کمک های مؤثر استفاده شود. دستگاه های اینترنت چیزها در این کاربرد به طور معمول یک منطقهٔ جغرافیایی بزرگ را پوشش می دهند و همچنین می توانند سیار باشند.

نظارت و کنترل عملیات زیرساخت های شهری و روستایی مانند پل ها، خطوط راه آهن و نیروگاه های بادی یک کاربرد کلیدی از اینترنت اشیا است. زیرساخت اینترنت اشیا می تواند برای نظارت بر هر رویداد و با تغییر در شرایط ساختاری که می تواند ایمنی (افزایش امنیت و کاهش ریسک) را بهبود بخشد استفاده شود. همچنین می تواند برای برنامه ریزی فعالیت های تعمیر و نگهداری در شیوه ای کارآمد، با هماهنگی وظایف بین ارائه دهندگان خدمات مختلف و کاربران این امکانات استفاده شود. دستگاه های اینترنت اشیا نیز می تواند برای کنترل زیرساخت های حیاتی مانند پل برای دسترسی به کشتی استفاده شود. استفاده از دستگاه های اینترنت اشیا برای نظارت و ادارهٔ زیرساخت به احتمال زیاد به منظور بهبود مدیریت حادثه و هماهنگی واکنش های اضطراری، کیفیت خدمات و کاهش هزینه های بهره برداری در زمینه های مربوط به تمام زیرساخت هاست. حتی موضوعاتی مانند مدیریت زباله می تواند از اتوماسیون و بهینه سازی که می تواند توسط اینترنت اشیا آورده شود بهره مند شوند.

ساخت شبکه و مدیریت تجهیزات تولیدی، (مدیریت سرمایه و وضعیت)، یا کنترل فرایند تولید اینترنت اشیا را در حیطهٔ کاربردهای صنعتی و تولیدات هوشمند وارد می کند.سیستم های هوشمند اینترنت اشیا ساخت سریع محصولات جدید، پاسخ های پویا به خواسته های محصول و بهینه سازی زمان تولید محصول توسط شبکه کردن ماشین آلات، سنسورها و تیم های کنترل به یکدیگر را قادر می سازند.

سیستم های کنترل دیجیتال برای خودکار کردن کنترل، پردازش ابزارهای اپراتور و سیستم های خدمات اطلاعاتی برای بهینه سازی ایمنی و امنیتی هستند که در حوزه اینترنت اشیا قرار می گیرند.اما سیستم های کنترل دیجیتال خود را به مدیریت دارایی از طریق تعمیر و نگهداری، ارزیابی آماری و اندازه گیری به حداکثر رساندن قابلیت ها گسترش می دهند.سیستم های مدیریت صنعتی هوشمند همچنین می تواند با شبکه هوشمند یکپارچه شود، در نتیجه باعث بهینه سازی انرژی زمان می شود. اندازه گیری، کنترل خودکار، بهینه سازی گیاهان، مدیریت ایمنی و بهداشت و بقیه عملکردها توسط تعداد زیادی از سنسورهای شبکه ای ارائه شده اند.

بنیاد ملی علوم یک دانشگاه صنعتی برای تحقیق بر روی سیستم نگهداری هوشمند در سال ۲۰۰۱ تأسیس کرد. این دانشگاه برای پژوهش های مبتنی بر اینترنت اشیا و فناوری تجزیه و تحلیل و پیش بینی برای نظارت بر دستگاه های متصل شده و پیش بینی خرابی دستگاه ها و بیشتر برای جلوگیری از شکست احتمالی تمرکز می کند. چشم انداز رسیدن به شکست نزدیک به صفر با استفاده از تحلیل های اینترنت اشیا باعث توسعهٔ فعالیت های ساخت و تعمیر و نگهداری الکترونیکی در آینده می شود.

ما به کمک اینترنت اشیاءی صنعتی غالباً صنایع تولیدی مواجه می شویم که اشاره به زیر مجموعه ای از اینترنت اشیا دارد. اینترنت اشیاءی صنعتی در تولید می تواند باعث تولید ارزش کسب و کار شود که در نهایت منجر به انقلاب صنعتی چهارم به اصطلاح صنعت چهار خواهد شد. تخمین زده شده است که در آینده، شرکت های موفق قادر خواهند بود که از طریق اینترنت اشیاء با ایجاد مدل های جدید کسب و کار و بهبود بهره وری، بهره برداری از طریق تحلیل ها برای نوآوری و تبدیل نیروی کار درآمد خود را افزایش دهند.این پتانسیل رشد با اجرای اینترنت صنعتی اشیاء می تواند تا ۱۲ تریلیون دلار تولید ناخالصی داخلی تا سال ۲۰۳۰ کند.

در حالی که اتصال و اکتساب داده ها برای اینترنت صنعتی اشیاء ضروری است اما نباید هدف باشند بلکه پایه و اساس و راه به چیزی بزرگتر هستند. در میان تمامی فناوری ها نگهداری پیشگویانه ای احتمالاً یک روش مؤثرتر است. به این دلیل که قابل اجرا برای دارایی های موجود و سیستم های مدیریت است. هدف سیستم های نگهداری هوشمند کاهش خرابی غیرمنتظره و افزایش بهره وری است که بیش از ۳۰ درصد از هزینه های نگهداری را صرفه جویی می کند. آنالیزهای داده های بزرگ صنعتی یک نقش حیاتی در تولید و تعمیر و نگهداری دارایی ها بازی می کند هرچند که این تنها توانایی داده های صنعتی نیست.سیستم های سایبر فیزیکی فناوری مرکزی داده های بزرگ است که یک رابط بین انسان و جهان مجازی خواهد شد. این سیستم سایبر فیزیکی با استفاده از 5c تولید می شود (اتصال connection، تبدیل conversion، سایبر cyber، شناخت cognition، پیکربندی configuration)و می تواند اطلاعات جمع آوری شده را به اطلاعات قابل اجرا تبدیل کند و در نهایت با دارایی های فیزیکی برای بهینه سازی فرایندها بپیوندد.

یکپارچه سازی سیستم های حسگر و محرک متصل به اینترنت است و برای بهینه سازی مصرف انرژی استفاده می شود.انتظار می رود که دستگاه های اینترنت اشیا یکپارچه شوند (سوییچ ها، پریز، لامپ، رسانه های قدرت، تلویزیون و …) و قادر به برقراری ارتباط با شرکت تأمین ابزار به منظور تعادل تولید برق به صورت مؤثر و مصرف انرژی می باشد. این دستگاه ها همچنین این شانس را به کاربر می دهند تا به صورت کنترل از راه دور دستگاه های خود را کنترل کنند یا به صورت مرکزی به وسیله یک رابط متنی برابر و فعال کردن توابع پیشرفته ای مانند برنامه ریزی مدیریت کنند (مانند روشن و خاموش گردن دستگاه های گرمایشی از راه دور، کنترل کردن اجاق، تغییر شرایط نور و …)

دستگاه های اینترنت اشیا می تواند برای فعال کردن نظارت از راه دور بر سلامت و اخطارهای اضطراری استفاده شود. دستگاه نظارت بر سلامت از فشارخون و نظارت بر ضربان قلب تا دستگاه های پیشرفته قادر به نظارت بر تجهیزات تخصصی، مانند ضربان ساز فیت بیت مچ بندهای الکترونیکی یا سمعک پیشرفته را شامل می شود. بعضی از بیمارستان ها شروع به اجرای «تخت هوشمند» کرده اند که می تواند تشخیص دهد که تحت چه زمانی اشغال است یا زمانی که بیمار می خواهد بلند شود را متوجه می شود. همچنین می تواند فشار مناسب را تنظیم کند و بدون تعامل پرستاران، به بیمار رسیدگی شود. سنسورهای تخصصی همچنین می تواند فضاهای زندگی را برای نظارت بر سلامت و رفاه عمومی شهروندان، مجهز کند. در حالی که همچنین از اجرای درمان مناسب و کمک به مردم برای دوباره بدست آوردن پویایی به وسیله معالجه اطمینان حاصل کنند.همچنین دستگاه هایی مانند wearable heart monitor به وسیلهٔ IOT امکان پذیر است.

دستگاه های اینترنت اشیا را می توان برای نظارت و کنترل و سیستم های مکانیکی، الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده در انواع مختلفی از ساختمان (به عنوان مثال دولتی و خصوصی، صنعتی، مؤسسات و مسکونی) در سیستم های اتوماسیون خانه و ساختمان استفاده کرد. در این زمینه سه حوزه اصلی تحت پوشش عبارتند از:
• ادغام اینترنت با سیستم های مدیریت انرژی ساختمان به منظور ایجاد انرژی کارآمد و IOT محور «ساختمان های هوشمند»
• شیوه های ممکن نظارت بی درنگ برای کاهش مصرف انرژی و نظارت بر رفتار ساکنین
• ادغام دستگاه های هوشمند در محیط ساخته شده و چگونگی استفاده از آن ها در برنامه های آینده

اینترنت اشیاء می تواند در ادغام ارتباطات، کنترل و پردازش اطلاعات در سیستم های مختلف حمل و نقل کمک کند. کاربردهای IOT در تمام جنبه های سیستم های حمل و نقل وجود دارد (مانند خودرو، زیرساخت ها، راننده یا کاربران). تعامل پویا بین اجزای یک سیستم حمل و نقل ارتباطات وسایل نقلیه، کنترل هوشمند ترافیک، پارکینگ های هوشمند و سیستم های جمع آوری عوارض الکترونیکی را قادر می سازند.

آیفون تصویری تحت شبکه
به کمک این آیفون ها در هر جا که حضور داشته باشید می توانید تصویر افراد پشت درب ساختمان را در داخل موبایل خود ببینید و اگر خواستید در را به روی آنها باز کنید.

این سیستم قابلیت صفحات لمسی قابل کنترل برای هوشمند سازی ساختمان را در اختیار ما قرار می دهد و همچنین سیستم آیفون معولی را نیز پوش می دهد.

کلید های لمسی هوشمند
کلید های مدرن کنترل خانه هوشمند جایگزین کلید های سنتی در خانه هوشمند شما می شوند.

این کلید های دارای انواع مدل های با سیم و بی سیم هستند و برخی مدل ها دارای پردازنده اختصاصی در داخل سخت افزار کلید می باشند.

این کلید ها علاوه بر قابلیت کنترل و تنظیم سرمایش و گرمایش و روشنایی به صورت لمسی ، قابلیت کنترل از طریق اینترنت را نیز دارا می باشد.
اپلیکیشن هوشمند سازی ساختمان
این اپلیکیشن که در اختیار کاربران خانه هوشمند قرار می گیرد می تواند کلیه سیستم های مورد نظر کاربر را چه در داخل خانه و چه در خارج از خانه ، از طریق موبایل کنترل و مانیتور کرد.

این نرم افزار برای انواع نسخه های سیستم عامل ارائه شده و قابلیت نصب بر روی انواع موبایل های اندروید و IOS را دارا می باشند.

سامانه های EMS و کاربری های مختلف
EMSها سامانه های کنترلی هستند که با تنظیم عملکرد ساعتی و دوره ای تجهیزات از اتلاف انرژی جلوگیری می نماید. به این معنا که زمان و محدودهٔ خاموش و روشن شدن دستگاه ها را با توجه به داده های از پیش تعیین شده ای بر اساس یک سامانهٔ یکتا و به کمک ساعت های کنترلی تنظیم می کند.

کاهش هزینه زندگی
در طراحی سامانه با توجه به اختیاراتی که وجود دارد، ابتدا باید به ارزیابی هزینه های جاری پرداخت. در این مورد باید به بازدهی مصرف انرژی و صرفه جویی ان توجه داشت. محل و جهت ساختمان، ثبات دما، تأثیر باد، اب و هوا، روشنایی و تهویهٔ طبیعی اهمیت زیادی دارند. در ساختمان هایی که مصرف بالای انرژی دارند باید حتماً یک آنالیز بر روی هزینهٔ دوره ای زندگی انجام شود و بر این اساس به طراحی اصولی پرداخت که در واقع تأثیر مستقیم بر هزینه ها دارند.

تعمیر و نگهداری ساختمان
یکی از کاربردهای سنسورهای استفاده شده در ساختمان های هوشمند را می توان تعامل این سنسورها با مدل سازی اطلاعات ساختمان (یا استفاده هم زمان با سیستم اسکن لیزری)جهت بررسی وضعیت کنونی ساختمان و تصمیم گیری جهت انجام عملیات تعمیر و نگهداری و برنامه ریزی برای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در ساختمان نام برد. هوشمندسازی ساختمان ها باعث بالا رفتن سطح ایمنی آن ها نیز می شود.