مبانی اینترنت اشیاء
مفهوم اینترنت اشیاء در سالیان اخیر به سرعت تکامل یافته و می‌تواند به عنوان یک اصطلاح فراگیر برای فناوری‌ها، دستگاه‌ها، اشیاء و خدمات در نظر گرفته شود. با این حال، پس از سال‌ها بحث و بررسی زیاد، هنوز تعریف واضح و مشترکی برای این مفهوم وجود ندارد.
می‌توان اینترنت اشیاء را بر پایه مواردی همچون اشیا، اتصال (اینترنت، شبکه)، سنسور (شناسایی منحصر به فرد) و به اشتراک‌گذاری اطلاعات دانست. به طور کلی، به مجموعه استانداردها، پروتکل‌ها، دستگاه‌ها و فناوري‌هاي لازم براي برقراري ارتباط و انتقال اطلاعات بين دستگاه‌هاي هوشمند (با يکديگر و با انسان) در سطح جهانی، اينترنت اشيا گفته می‌شود.
اینترنت اشیاء که می‌تواند در هسته مرکزی استراتژی‌های تحول دیجیتال یک سازمان قرار بگیرد، سیستمی را توصیف می‌کند که در آن، اشیاء فیزیکی و سنسورهای درون آنها یا متصل به آنها، از طریق ارتباطات اینترنتی بی‌سیم و باسیم، به اینترنت متصل است. این سنسورها می‌توانند از انواع مختلفی از اتصالات محلی مانند شناسایی با امواج رادیویی، ارتباط حوزه نزدیک، وای‌فای، بلوتوث، و زیگ‌بی استفاده نمایند. سنسورها همچنین می‌توانند ارتباطات دوربرد مانند جی‌اس‌ام (سیستم‌های جهانی برای ارتباطات موبایلی)، جی‌پی‌آر‌اس، تری‌جی و ال‌تی‌ای داشته باشند.
از ديدگاه معنايی، مفهوم اینترنت اشیاء از ترکيب دو واژه اينترنت و شئ تشکيل شده است. اينترنت يک شبکه گسترده جهانی است که کامپيوترها را بر پايه استانداردهاي ارتباطی همچون تی‌سی‌پی-آی‌پی به يکديگر متصل کرده است، و شئ (هوشمند) در اين فناوري به صورت يک نهاد مجازي، ديجيتالی يا فيزيکی (هوشمند) تعريف می‌شود که به طور منحصر به فرد قابل شناسايی است.
بنابراين اينترنت اشياء را می‌توان به صورت يک شبکه بسيار وسيع نيز تعريف کرد که همه اشياء موجود در جهان را تحت قواعدي خاص به يکديگر متصل می‌کند. در واقع، اينترنت اشياء مفهومی است که در آن اشياء هوشمند با سنسورها، محرک‌ها، ميکروپروسسورهاي کوچک، واسط‌هاي ارتباطی و منابع انرژي مجهز شده‌اند و قابليت انجام پردازش‌هاي متعدد و برقراري ارتباط با يکديگر را دارند. بنابراين فناوري اینترنت اشیاء روش‌هاي ارتباطی مختلف (مانند شناسایی با امواج رادیویی، زیگ‌بی، وای‌فای، تری‌جی/فورجی/فایوجی) دستگاه‌هاي فشرده و سنسورها را با يکديگر ترکيب می‌کند. سه نگاه عمده به اینترنت اشیاء وجود دارد: نگاه مبتنی بر اشیاء، مبتنی بر اینترنت و مبتنی بر معنا.
- شئ‌گرا
از دیدگاه اشیاء، تمرکز اینترنت اشیاء بر چگونگی ادغام اشیاء در یک چارچوب عمومی قرار دارد و اشیاء تحت بررسی، برچسب‌های شناسایی با امواج رادیویی می‌باشند.
- اینترنت‌گرا
در حالی که نگاه مبتنی بر اشیاء بر ادغام اشیاء در یک چارچوب عمومی تمرکز دارد، نگاه “اینترنت” به تعریفی مبتنی بر شبکه تأکید می‌نماید.
- معناگرا
یک “شبکه جهانی از اشیاء به هم متصل که به طور خاص، بر اساس پروتکل‌های ارتباطی استاندارد، قابل ردیابی هستند.” این تعریف، تعداد بسیاری از اشیاء نامتجانس درگیر در فرایند را در بر می‌گیرد. در اینترنت اشیاء، شناسایی منحصر به فرد اشیاء و ارائه و ذخیره اطلاعات رد و بدل شده، چالش‌برانگیزترین مسئله است. این امر سومین منظر اینترنت اشیاء را مطرح می‌کند – منظر معنایی.
یک اینترنت اشیاء موفق به معنی بهترین بازخورد ممکن در مورد سلامت فیزیکی و ذهنی، بهترین معاملات ممکن بر اساس پایش در لحظه برای تخصیص منابع، بهترین تصمیم‌گیری ممکن بر اساس داده و اطلاعات در لحظه از منابع باز، و بهترین همسوسازی‌ها از تأمین‌کنندگان محلی با پتانسیل کلی جوامع بزرگ‌تر است.
داده اینترنت اشیاء متفاوت از محاسبات سنتی است. این داده می‌تواند از نظر اندازه کوچک و از نظر مخابره، مکرر باشد. تعداد دستگاه‌ها، یا گره‌ها، که به شبکه وصل می‌شوند، در اینترنت اشیاء بیشتر از محاسبات سنتی کامپیوتری است. ارتباطات ماشین-به-ماشین و هوشمندی گرفته شده از دستگاه‌ها و شبکه، به کسب‌و‌کارها این اجازه را می‌دهد تا برخی وظایف پایه‌ای را بدون اتکا به نرم‌افزارهای کاربردی و خدمات مرکزی یا متمرکز بر فناوری ابر، خودکار نمایند.
تمایز اینترنت اشیا و فناوری ماشین به ماشین
بر پایه تعاریف ارائه شده از اینترنت اشیا، ارتباط ماشین به ماشین، فرد به ماشین و فرد به فرد در این حوزه قابل تصور است. فناوری ماشین به ماشین، اغلب با اینترنت اشیا به یک مفهوم انگاشته شده، در حالی که جزئی از آن محسوب می‌شود.
ارتباط ماشین به ماشین، ارتباطی است که در آن ماشین‌ها از منابع شبکه برای ارتباط با زیرساخت‌های دور جهت نظارت و کنترل بر خود ماشین یا محیط اطراف آن استفاده می‌کنند. اتصال درونی بالقوه بین اشیای هوشمند و روش تعامل ما با محیط همان چیزی است که اینترنت اشیا نامیده می‌شود؛ حوزه‌ای که در آن جهان واقعی با جهان دیجیتالی با یکدیگر ادغام می‌شوند. ارتباط ماشین با ماشین امکان اتصال را در اختیار اینترنت اشیا قرار می‌دهد و بدون وجود این ارتباط عملا اینترنت اشیا شکل نمی‌گیرد.
در فناوری ماشین به ماشین، عموما از سخت‌افزارهای تعبیه شده و شبکه‌های سیمی متکی به ارتباطات نقطه به نقطه استفاده می‌شود در حالی که در راه‌حل‌های مبتنی بر اینترنت اشیا، میان‌افزارها و رابط‌ها مسئول ایجاد ارتباط میان اشیا هستند.
تاریخچه اینترنت اشیاء
طرح مفهوم اولیه شبکه‌ای از اشیاء هوشمند، برای اولین بار در دانشگاه کارنگی ملون، با معرفی ماشین فروش کوکا رخ داد. کارکنان و اساتید دانشگاه، می‌توانستند از طریق این دستگاه متصل به اینترنت، متوجه شوند که آیا نوشیدنی خنک درون آن وجود دارد یا خیر؛ و در صورت مثبت بودن پاسخ، طی مسیر کرده و تا پای دستگاه به منظور خرید نوشیدنی بروند
پس از آن در سال ۱۹۹۹ بود که عبارت اینترنت اشیاء، برای اولین بار توسط کوین اشتون مورد استفاده قرار گرفت و جهانی را توصیف کرد که در آن هر چیزی، از جمله اشیاء بی‌جان، برای خود هویت دیجیتال داشته باشند و به کامپیوترها اجازه دهند آنها را سازماندهی و مدیریت کنند. او هنگامی که در مرکز شناسایی خودکار در دانشگاه ام‌آی‌تی بر روی راه‌حل‌های بهبود کسب‌و‌کار شرکت پراکتر و گمبل کار می‌کرد، به این ایده رسید و بیان کرد:
“اگر کامپیوترهایی داشتیم که همه چیز را با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده بدون هیچ‌گونه کمکی از ما، در رابطه با اشیاء می‌دانستند، قادر بودیم همه چیز را دنبال و شمارش کنیم، و به میزان زیادی هدررفت، هزینه و زیان را کاهش دهیم. در زمان نیاز به جایگزینی، تعمیر و یا بازیابی و این که آیا تازه‌اند و یا از بهترین زمانشان گذشته، باخبر می‌شدیم. باید کامپیوترها را با روش تجمیع اطلاعات خودشان قدرت دهیم، تا بتوانند خودشان جهان را بشنوند و بو کنند. فناوری شناسایی با امواج رادیویی و سنسورها، کامپیوترها را قادر می‌سازند دنیا را ببینند، شناسایی کنند و بفهمند – بدون محدودیت داده‌های وارد شده توسط انسان.”
در آن زمان، این دیدگاه نیازمند بهبود فناوری وسیعی بود. در هر حال، چگونه همه چیز در روی زمین را به هم متصل کنیم؟ چه نوعی از ارتباطات بی‌سیم (وایرلس) می‌تواند درون دستگاه‌ها ساخته شود؟ چه تغییراتی باید در زیرساخت کنونی اینترنت به منظور پشتیبانی از میلیاردها دستگاه جدید در ارتباط ایجاد شود؟ چه چیزی این دستگاه‌ها را قدرتمند می‌کند؟ چه چیزی باید ایجاد شود تا راه‌حل‌ها را مقرون به صرفه نماید؟ در سال ۱۹۹۹، در مورد مفاهیم اینترنت اشیاء بیشتر سؤال وجود داشت تا پاسخ.
مقالات مرتبط:
معماری و اکوسیستم اینترنت اشیاء
