ما هو iot – إنترنت الأشياء
إنترنت الأشياء ، أو IoT ، هو نظام من أجهزة الحوسبة المترابطة ، والآلات الميكانيكية والرقمية ، وحتى والحيوانات أو الأشخاص التي يتم تزويدهم بمعرفات فريدة (UIDs) والأشياء (الكائنات) التي لها القدرة على تشارك بياناتها التفاعل مع مع بعضها البعض أو مع الأشخاص و نقل هذه البيانات عبر الشبكة دون الحاجة إلى – التفاعل بين الإنسان والحاسوب.
كما تستخدم المؤسسات إنترنت الأشياء في الصناعات المتنوعة للعمل بشكل أكثر كفاءة ، وفهم العملاء بشكل أفضل لتقديم خدمة عملاء محسنة ، وتحسين صنع القرار وزيادة قيمة الأعمال.
المعرف الفريد (UID) : هو سلسلة رقمية أو أبجدية رقمية مرتبطة بكيان / جهاز واحد داخل نظام معين، ، حيث تجعل UIDs من الممكن معالجة هذا الكيان من خلال الوصول إليه والتفاعل معه.
ما المقصود بالأشياء ؟
يمكن أن يكون أحد الأشياء (الكائنات) في إنترنت الأشياء شخصًا لديه شريحة لمراقبة القلب ، أو حيوان مزرعة مزود بجهاز إرسال بيولوجي ، أو سيارة بها أجهزة استشعار مدمجة لتنبيه السائق عندما يكون ضغط الإطارات منخفضًا أو أي شيء طبيعي آخر أو من صنع الإنسان يمكن تعيين عنوان بروتوكول الإنترنت (IP) له ويكون قادرًا على الاتصال و نقل البيانات عبر الشبكة.
ما هي الكائنات الذكية
الكائنات الذكية – Smart Objects هي كائنات مجهزة بتقنيات تحديد المواقع والاتصالات ومتكاملة في شبكة اتصالات ، تسمى إنترنت الأشياء (IoT).
يمكن لهذه الكائنات الذكية إدخال البيانات وتخزينها ومعالجتها والتفاعل مع الكائنات أو الأنظمة أو الأشخاص الآخرين. يمكن تضمينها أو تثبيتها في كائنات أخرى والتقاط بيانات حول الموضع وأجهزة الاستشعار ، بالإضافة إلى تنفيذ وظائف معينة وصناعة القرار والتحكم.
الهدف من هذه الكائنات الذكية – Smart Objects هو رقمنة التطبيقات والعمليات لجعلها أسهل وأكثر كفاءة.
مكونات إنترنت الأشياء
1. المجسات – Sensors :
تستخدم أجهزة الاستشعار لجمع المعلومات ؛ جمع البيانات هو الخطوة الأولى لجعل إنترنت الأشياء تعمل. تحتوي معظم الأجهزة على أجهزة استشعار ، بما في ذلك الكمبيوتر المحمول والهاتف الذكي والتلفزيون والسيارة ، ويمكنها تبادل البيانات المجمعة والمساعدة في إنشاء مخطط بيانات ثابت لك.
2. بوابة إنترنت الأشياء – IoT Gateway
لتمرير البيانات بين أجهزة انترنت الأشياء والسحابة ، يلزم وجود بوابة لتحقيق ذلك ، ستسهل هذه البوابة إرسال المعلومات من الأجهزة إلى السحابة والعكس صحيح ، مما يجعلها جزءًا لا يتجزأ من نظام إنترنت الأشياء.
بصرف النظر عن مجرد نقل البيانات ، تقوم البوابة بمعالجة البيانات من أجهزة مختلفة وإنشاء قاعدة بيانات واحدة. تسمح البوابة أيضًا لجهازين أو أكثر بتبادل المعلومات. في حالة وجود العديد من الأجهزة ، تعمل البوابة كمحور مركزي لجميع البيانات.
3. السحابة – The Cloud
يمكن اعتبار السحابة دماغ انترنت الأشياء. يقوم بمعالجة وتحليل وتخزين جميع البيانات التي تم جمعها من خلال أجهزة الاستشعار ونقلها إليها عن طريق البوابة. تعالج السحابة البيانات وتحدد أيها غير ذي صلة قبل إرسالها إلى المستخدم النهائي. نظرًا لأن السحابة تحتوي على جميع البيانات المجمعة ، يمكنها إنشاء تحليلات تنبؤية عن طريق تتبع التسلسلات أو الأنماط ، مما يسمح لها بإنشاء خوارزمية.
4. واجهة المستخدم – User Interface
تتمثل الخطوة الأخيرة من إنترنت الأشياء في توصيل البيانات إلى المستخدم النهائي. ثم يستخدمها المستخدم النهائي لتسويق منتجاته أو خدماته أو أي شيء يحتاج إلى البيانات من أجله ، حيث يتلقى المستخدم النهائي البيانات بعد تحليلها ومعالجتها ، لذا فهي جاهزة للتطبيق في مختلف الاستراتيجيات والأبحاث.
كيف يعمل إنترنت الأشياء
كما ذكرنا سابقًا ، فإن إنترنت الأشياء عبارة عن شبكة عملاقة تتكون من أجهزة مترابطة.
يتكون النظام البيئي لإنترنت الأشياء من الأجهزة الذكية التي تدعم الويب والتي تستخدم أنظمة مدمجة فيها ، مثل المعالجات والمستشعرات وأجهزة الاتصال ،هذه المستشعرات قادرة على استشعار محيطها، لجمع المعلومات التي يحصلون عليها من بيئاتهم ، تقوم هذه الأجهزة بتخزين المعلومات في شكل من أشكال البيانات ، وإرسالها والتصرف بناءً عليها
و تشمل هذه الأجهزة الهواتف المحمولة وآلات القهوة وأفران الميكروويف والسخانات وأجهزة إنذار الحريق ومكيفات الهواء والسيارات وما إلى ذلك ، حيث تقوم المستشعرات المضمنة في هذه الأجهزة بإصدار بيانات حول البيئة المحيطة ومعلومات العمل الخاصة بهذه الأجهزة باستمرار
تشارك أجهزة انترنت الأشياء بيانات المستشعر التي تجمعها عن طريق الاتصال ببوابة إنترنت الأشياء أو أي جهاز حافة آخر التي تعمل كمنصة لتفريغ جميع البيانات التي تجمعها هذه الأجهزة ، ومن ثم يتم إرسال البيانات إلى السحابة لتحليلها أو تحليلها محليًا
في بعض الأحيان ، تتواصل هذه الأجهزة مع الأجهزة الأخرى ذات الصلة وتتصرف بناءً على المعلومات التي تحصل عليها من بعضها البعض ، حيث تقوم الأجهزة بمعظم العمل دون تدخل بشري ، على الرغم من أنه يمكن للأشخاص التفاعل مع الأجهزة – على سبيل المثال ، لإعدادها أو إعطائها تعليمات أو الوصول إلى البيانات.
كما تتضمن منصة إنترنت الأشياء خوادم سحابية وقواعد بيانات كبيرة حيث تعمل منصة إنترنت الأشياء على البيانات من خلال دمج المعلومات ومعالجتها ، بالإضافة الى ذلك تقوم المنصة بتحليل البيانات بدقة لجمع التفاصيل المهمة وتتجاهل البيانات غير الهامة بعد ذلك تقوم المنصة بإرسال التعليمات بناءً على البيانات المقدمة.
كما يمكن لإنترنت الأشياء أيضًا الاستفادة من الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي للمساعدة في جعل عمليات جمع البيانات أسهل وأكثر ديناميكية.
أهمية إنترنت الأشياء في حياتنا
يساعد إنترنت الأشياء الأشخاص على العيش والعمل بشكل أكثر ذكاءً وكفاءة ،فقد أصبح يدخل في كل شيء بالإضافة إلى تقديم الأجهزة الذكية لأتمتة المنازل ، فإن انترنت الأشياء ضروري للأعمال ، حيث يوفر إنترنت الأشياء للشركات نظرة في الوقت الفعلي حول كيفية عمل أنظمتها حقًا ، وتقدم رؤى حول كل شيء بدءًا من أداء الآلات إلى سلسلة التوريد والعمليات اللوجستية فضلاً عن توفير الشفافية في معاملات العملاء.
لذلك أصبح إنترنت الأشياء يعد واحداََ من أهم التقنيات في الحياة اليومية ، ويستمر في اكتساب القوة حيث أصبحت المزيد من الشركات تدرك أهمية و إمكانات الأجهزة المتصلة للحفاظ على قدرتها في الأداء والتنافس.
عندما يتمكن أحد الأجهزة من إرسال المعلومات أو استقبالها والاتصال بالإنترنت ، فإنه يجعل الجهاز “ذكيًا”. على سبيل المثال ، تتمتع الهواتف الذكية بإمكانية الوصول إلى مليارات مقاطع الفيديو والموسيقى التي يمكنك مشاهدتها على هاتفك في أي وقت ،هذه المقاطع غير مخزنة على هاتفك بالفعل ، بل لأن هاتفك الذكي لديه القدرة على إرسال واستقبال البيانات عبر مجموعة واسعة من الشبكات.
اقرا أيضا : تطبيقات إنترنت الأشياء IoT
مزايا إنترنت الأشياء
- قابل للتكيف وموثوق
- القدرة على الوصول إلى المعلومات من أي مكان وفي أي وقت على أي جهاز .
- تحسين الاتصال بين الأجهزة الإلكترونية المتصلة ، فمن خلال إنترنت الأشياء ، يمكن للأجهزة الاتصال والتواصل مع بعضها البعض.
- نقل حزم البيانات عبر شبكة متصلة مما يوفر الوقت والمال
- أتمتة المهام التي تساعد على تحسين جودة خدمات الأعمال وتقليل الحاجة إلى التدخل البشري.
- قد لا تحتوي أجهزة انترنت الأشياء بالضرورة على عناوين IP.
- تستهلك أجهزة إنترنت الأشياء طاقة أقل مقارنة بأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المكتبية القياسية.
عيوب إنترنت الأشياء
تتضمن بعض عيوب انترنت الأشياء ما يلي:
- تتصل الأشياء المادية في Iot بالإنترنت لنقل المعلومات وتلقيها. لذا فإن بيانات المستخدم متاحة الآن على الإنترنت ويمكن للقراصنة اختراق هذه المعلومات الخاصة والحساسة والتلاعب بها.
- قد تضطر الشركات في النهاية إلى التعامل مع أعداد هائلة – ربما حتى الملايين – من أجهزة انترنت الأشياء ، وسيكون جمع البيانات وإدارتها من جميع هذه الأجهزة أمرًا صعبًا.
- أي خلل في أحد الأجهزة يؤدي إلى تلف النظام بأكمله.
- إذا كان هناك خطأ في النظام ، فمن المحتمل أن يتعطل كل جهاز متصل.
- يعتمد إنترنت الأشياء إلى حد كبير على الاتصال بالإنترنت ، وبدون اتصال إنترنت جيد ستفشل أجهزة إنترنت الأشياء في العمل وتكون المهام غير مكتملة
- نظرًا لعدم وجود معيار دولي للتوافق مع إنترنت الأشياء ، يصعب على الأجهزة من مختلف الشركات المصنعة التواصل مع بعضها البعض.
التقنيات المستخدمة في انترنت الأشياء
IPv6 : هو معيار مفتوح حدده فريق هندسة الإنترنت (IETF) حيث يتيح معيار 6LoWPAN لأي راديو منخفض الطاقة الاتصال بالإنترنت ، بما في ذلك 804.15.4 و Bluetooth Low Energy (BLE) و Z-Wave (لأتمتة المنزل).
ZigBee : هي شبكة لاسلكية منخفضة الطاقة ومنخفضة البيانات تستخدم بشكل أساسي في الإعدادات الصناعية ، وهي اللغة العالمية لإنترنت الأشياء التي تمكن الكائنات الذكية من العمل بأمان على أي شبكة وفهم بعضها البعض.
LiteOS : هو نظام تشغيل (OS) لشبكات الاستشعار اللاسلكية يشبه نظام التشغيل Unix.
يدعم LiteOS الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء وتطبيقات التصنيع الذكية والمنازل الذكية وانترنت المركبات (IoV) ، كما يعمل أيضًا كمنصة لتطوير الأجهزة الذكية.
OneM2M : هي طبقة تقدم خدمة من آلة إلى آلة يمكن تضمينها في البرامج والأجهزة لتوصيل الأجهزة. تم تطويرها لتمكين تطبيقات إنترنت الأشياء عبر القطاعات المختلفة من التواصل.
DDS : تم تطوير خدمة توزيع البيانات (DDS) من قبل مجموعة إدارة الكائنات (OMG) وهي معيار إنترنت الأشياء لاتصالات M2M في الوقت الحقيقي وقابلة للتطوير وعالية الأداء.
AMQP : يتيح بروتوكول وضع الرسائل في قائمة انتظار (AMQP) المراسلة المشفرة والقابلة للتشغيل المتبادل بين المؤسسات والتطبيقات. يتم استخدام البروتوكول في رسائل خادم العميل وفي إدارة اجهزة إنترنت الأشياء.
CoAP : بروتوكول التطبيق المقيد هو بروتوكول صممه IETF والذي يحدد كيف يمكن للأجهزة منخفضة الطاقة والمقيدة بالحوسبة أن تعمل في إنترنت الأشياء.
(LoRaWAN) : شبكة المنطقة الواسعة طويلة المدى هي بروتوكول لشبكات WAN مصممة لدعم الشبكات الضخمة ، مثل المدن الذكية ، مع ملايين الأجهزة منخفضة الطاقة.
اقرا أيضا : شبكات الجيل الخامس 5G
تاريخ انترنت الأشياء
تمت مناقشة مفهوم إضافة أجهزة الاستشعار والذكاء إلى الأشياء المادية لأول مرة في الثمانينيات ، عندما قرر بعض طلاب الجامعات تعديل آلة بيع Coca-Cola لتتبع محتوياتها عن بُعد لكن التكنولوجيا كانت ضخمة وكان التقدم محدودًا.
صاغ عالم الكمبيوتر كيفين أشتون مصطلح “إنترنت الأشياء” في عام 1999 أثناء العمل في Procter & Gamble ، اقترحت Ashton وضع شرائح تحديد التردد اللاسلكي (RFID) على المنتجات لتتبعها من خلال سلسلة التوريد.
على مدار العقد التالي ، بدأ الاهتمام العام بتقنية انترنت الأشياء في الازدهار ، مع ظهور المزيد والمزيد من الأجهزة المتصلة في السوق.
في عام 2000 ، أعلنت LG عن أول ثلاجة ذكية ، وفي عام 2007 تم إطلاق أول iPhone ، وبحلول عام 2008 ، تجاوز عدد الأجهزة المتصلة عدد الأشخاص على هذا الكوكب.
في عام 2009 ، بدأت Google في اختبار السيارات بدون سائق وفي عام 2011 ، وصل منظم الحرارة الذكي من Google إلى السوق ، مما سمح بالتحكم عن بعد في التدفئة المركزية.
الخاتمة
المستقبل يحدث الآن ، وهذه الأجهزة تزداد ذكاءً كل يوم من خلال التعلم الآلي و الذكاء الاصطناعي. كما أن هناك أموال طائلة تستثمر في مجال انترنت الأشياء حاليًا ، وستستمر فى النمو فقط مع تحسن التكنولوجيا.
تعد أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) ضرورية في حياتنا الحديثة ، حيث توجد أجهزة إنترنت الأشياء في حياتنا اليومية في كل مكان تقريبًا في المدرسة والمدن الذكية والطرق والمنازل ، من بين العديد من الأماكن الأخرى ، لتزويدنا بالخدمات الأساسية وعند الطلب ، كما أثر استخدام أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) بشكل إيجابي على الأعمال التجارية ، ويرجع ذلك إلى الأساليب التحليلية المتقدمة وتقنيات معالجة البيانات المحسنة التي تعتمد على إنترنت الأشياء ، ما يعزز البنية التحتية للمؤسسات ويعمل على تحسين أدائها وإنتاجيتها
على سبيل المثال ستجمع كل من المنازل الذكية وأجهزة تنظيم الحرارة وأنظمة الإضاءة وآلات صنع القهوة بيانات عن عاداتك وأنماط استخدامك، حيث يتم جمع كل هذه البيانات للمساعدة في تسهيل التعلم الآلي ، فكلما زادت البيانات التي تجمعها أجهزة إنترنت الأشياء ، أصبحت أكثر ذكاءً و كفاءة
اقرأ أيضاََ : الشريحة المدمجة eSIM ماهي ؟ وهل يمكن استخدامها
اقرأ أيضاََ : ماهي الحوسبة الضبابية وكيف تعمل واستخداماتها
اقرأ أيضاََ : ماهي حوسبة الحافة – Edge computing
