إن إنترنت الأشياء ، أو IOT، هو عبارة عن نظام من أجهزة الحوسبة المترابطة ، و الآلات الميكانيكية والاجهزة الرقمية و الكائنات أوالاشخاص التي يتم توفيرها بمعرفات فريدة (UID) وقدرة على نقل البيانات عبر شبكة دون الحاجة إلى التفاعل من إنسان إلى إنسان أو من إنسان إلى حاسوب.
هناك شيء في إنترنت الأشياء يمكن أن يكون شخصًا مزروعًا به جهاز مراقبة القلب ، أو حيوانًا مزرعًا به جهاز إرسال واستقبال حيوي ، أو سيارة بها أجهزة استشعار مدمجة لتنبيه السائق عندما يكون ضغط الإطارات منخفضًا أو أي كائن طبيعي أو من صنع الإنسان يمكن تعيين عنوان بروتوكول إنترنت له بمعنى (IP) وله القدرة على نقل البيانات عبر الشبكة.
على نحو متزايد ، تستخدم المنظمات في مجموعة متنوعة من الصناعات “إنترنت الأشياء” للعمل بشكل أكثر كفاءة ، وفهم العملاء بشكل أفضل لتقديم خدمة عملاء محسّنة ، وتحسين عملية صنع القرار وزيادة قيمة الأعمال.
كيف يعمل إنترنت الأشياء (IoT) ؟
يتكون نظام (IoT) البيئي من الأجهزة الذكية المدعومة على شبكة الإنترنت والتي تستخدم أنظمة مدمجة ، مثل المعالجات وأجهزة الاستشعار وأجهزة الاتصال ، لجمع البيانات التي يكتسبونها من بيئاتهم وإرسالها والتصرف فيها. تشترك أجهزة “إنترنت الأشياء” في بيانات المستشعر التي تجمعها عن طريق الاتصال ببوابة إنترنت الأشياء أو أي جهاز آخر حيث يتم إرسال البيانات إما إلى السحابة لتحليلها أو تحليلها محليًا. في بعض الأحيان ، تتواصل هذه الأجهزة مع الأجهزة الأخرى ذات الصلة وتعمل على المعلومات التي تحصل عليها من بعضها البعض. تقوم الأجهزة بمعظم العمل دون تدخل بشري ، على الرغم من أن الأشخاص يمكنهم التفاعل مع الأجهزة – على سبيل المثال ، لإعدادهم أو إعطائهم تعليمات أو الوصول إلى البيانات.
تعتمد بروتوكولات الاتصال والشبكات والاتصالات المستخدمة مع هذه الأجهزة التي تدعم الويب إلى حد كبير على تطبيقات “إنترنت الأشياء” المحددة المنشورة.
يمكن لإنترنت الأشياء (IoT) أيضًا الاستفادة من الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي للمساعدة في جعل عمليات جمع البيانات أسهل وأكثر ديناميكية.
لماذا إنترنت الأشياء (IoT) مهم ؟
يساعد إنترنت الأشياء (IoT) الأشخاص على العيش والعمل بشكل أكثر ذكاءً ، فضلاً عن التحكم الكامل في حياتهم. بالإضافة إلى تقديم الأجهزة الذكية لأتمتة المنازل ، يعد IoT ضروريًا للعمل. يوفر “إنترنت الأشياء” للشركات نظرة في الوقت الفعلي على كيفية عمل أنظمتها حقًا ، وتقدم نظرة ثاقبة في كل شيء بدءًا من أداء الآلات وحتى سلسلة التوريد والعمليات اللوجستية.
تمكن (إنترنت الأشياء) الشركات من أتمتة العمليات وتقليل تكاليف العمالة. كما أنه يقلل من النفايات ويحسن تقديم الخدمات ، مما يجعل تصنيع البضائع وتسليمها أقل تكلفة ، بالإضافة إلى توفير الشفافية في معاملات العملاء.
على هذا النحو ، يعد “إنترنت الأشياء” أحد أهم التقنيات في الحياة اليومية ، وسيستمر في زيادة قوته لأن الكثير من الشركات تدرك إمكانات الأجهزة المتصلة للحفاظ على قدرتها التنافسية..
فوائد إنترنت الأشياء (IoT) للمؤسسات
يوفر “إنترنت الأشياء” العديد من الفوائد للمنظمات. بعض الفوائد خاصة بالصناعة ، وبعضها قابل للتطبيق في صناعات متعددة.
بعض الفوائد الشائعة لإنترنت الأشياء تمكن الشركات من:
- مراقبة العمليات التجارية الشاملة ؛
- تحسين تجربة العملاء (CX) ؛
- توفير الوقت والمال؛
- تعزيز إنتاجية الموظف؛
- دمج وتكييف نماذج الأعمال؛
- اتخاذ قرارات أفضل للأعمال؛
- توليد المزيد من الإيرادات.
يشجع “إنترنت الأشياء” الشركات على إعادة التفكير في الطرق التي تتعامل بها مع أعمالهم التجارية ويمنحهم الأدوات لتحسين استراتيجيات أعمالهم.
بشكل عام ، إنترنت الأشياء (IoT) هي الأكثر وفرة في مؤسسات التصنيع والنقل والمرافق ، حيث تستخدم أجهزة الاستشعار وأجهزة (IoT) الأخرى ؛ ومع ذلك ، فقد وجد أيضًا حالات استخدام لمؤسسات في قطاعات الزراعة والبنية التحتية والأتمتة المنزلية ، مما دفع بعض المنظمات نحو التحول الرقمي.
يمكن “لإنترنت الأشياء” أن يستفيد المزارعون في الزراعة من خلال تسهيل عملهم. يمكن لأجهزة الاستشعار جمع بيانات عن هطول الأمطار والرطوبة ودرجة الحرارة ومحتوى التربة ، وكذلك عوامل أخرى ، من شأنها أن تساعد في أتمتة تقنيات الزراعة.
تعد القدرة على مراقبة العمليات المحيطة بالبنية التحتية عاملاً يمكن أن يساعد عليه IoT . يمكن استخدام المستشعرات ، على سبيل المثال ، لمراقبة الأحداث أو التغييرات داخل المباني الهيكلية والجسور وغيرها من الهياكل الأساسية. وهذا يجلب فوائد معه ، مثل توفير التكاليف ، وتوفير الوقت ، وتغييرات سير العمل بجودة الحياة ، وسير العمل بدون استخدام الورق.
يمكن لأتمتة الأعمال المنزلية استخدام “إنترنت الأشياء” لرصد ومعالجة النظم الميكانيكية والكهربائية في المبنى. على نطاق أوسع ، يمكن للمدن الذكية أن تساعد المواطنين على تقليل استهلاك النفايات والطاقة.
“إنترنت الأشياء” (IoT) يمس كل صناعة ، بما في ذلك الأعمال التجارية في مجال الرعاية الصحية والتمويل وتجارة التجزئة والتصنيع.
إيجابيات وسلبيات إنترنت الأشياء(IoT)
تشمل بعض مزايا إنترنت الأشياء ما يلي:
- القدرة على الوصول إلى المعلومات من أي مكان وفي أي وقت على أي جهاز ؛
- تحسين الاتصالات بين الأجهزة الإلكترونية المتصلة ؛
- نقل حزم البيانات عبر شبكة متصلة لتوفير الوقت والمال ؛
- أتمتة المهام التي تساعد على تحسين جودة خدمات الأعمال وتقليل الحاجة إلى تدخل بشري.
تتضمن بعض عيوب إنترنت الأشياء ما يلي:
- مع زيادة عدد الأجهزة المتصلة ومشاركة المزيد من المعلومات بين الأجهزة ، تزداد أيضًا احتمالية قيام أحد المتطفلين بسرقة المعلومات السرية.
- قد يتعين على الشركات في النهاية التعامل مع أعداد هائلة – ربما حتى ملايين – من أجهزة إنترنت الأشياء ، وسيكون جمع البيانات وإدارتها من جميع هذه الأجهزة أمرًا صعبًا.
- إذا كان هناك خلل في النظام ، فمن المحتمل أن يصبح كل جهاز متصل تالفًا.
- نظرًا لعدم وجود معيار دولي للتوافق مع IoT ، يصعب على أجهزة الشركات المصنعة المختلفة الاتصال ببعضها البعض.
معايير وإطار إنترنت الأشياء(IoT)
هناك العديد من معايير إنترنت الأشياء الناشئة ، بما في ذلك ما يلي:
- يعد IPv6 عبر شبكات المناطق الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة (6LoWPAN) معيارًا مفتوحًا تحدده فرقة هندسة الإنترنت (IETF). يتيح معيار(6LoWPAN) لأي راديو منخفض الطاقة الاتصال بالإنترنت ، بما في ذلك ( 804.15.4 ) تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE) و Z-Wave (لأتمتة المنزل).
- ZigBee هي شبكة لاسلكية منخفضة الطاقة ومنخفضة البيانات تستخدم بشكل أساسي في الإعدادات الصناعية. تعتمد ZigBee على معيار معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات IEEE) 802.15.4). أنشأ تحالف زيجبي Dotdot ، وهي اللغة العالمية “لإنترنت الأشياء” التي تمكن الأشياء الذكية من العمل بشكل آمن على أي شبكة وفهم بعضها البعض.
- LiteOS هو نظام تشغيل يشبه يونيكس (OS) لشبكات الاستشعار اللاسلكية. LiteOS يدعم الهواتف الذكية ، الأجهزة القابلة للارتداء ، تطبيقات التصنيع الذكية ، المنازل الذكية والإنترنت للمركبات (IoV). يعمل نظام التشغيل أيضًا كمنصة تطوير للأجهزة الذكية.
- تم تطوير خدمة توزيع البيانات (DDS) بواسطة مجموعة إدارة الكائنات (OMG) وهي معيار “إنترنت الأشياء” لاتصالات M2M في الوقت الحقيقي والقابلة للتطوير والأداء العالي.
تشمل إطار أعمال “إنترنت الأشياء” ما يلي:
- خدمات الويب من إمازون(IoT (AWS هي عبارة عن منصة حوسبة سحابية لإنترنت الأشياء الصادرة عن أمازون. تم تصميم هذا الإطار لتمكين الأجهزة الذكية من الاتصال والتفاعل بشكل آمن مع سحابة AWS والأجهزة الأخرى المتصلة.
- Arm Mbed IoT هي عبارة عن منصة لتطوير تطبيقات IoT القائمة على Arm ميكروكنترولر. الهدف من منصة Arm Mbed IoT هو توفير بيئة قابلة للتطوير ، متصلة وآمنة لأجهزة IoT من خلال دمج أدوات وخدمات Mbed.
- Microsoft Azure IoT Suite هي عبارة عن منصة تتكون من مجموعة من الخدمات التي تمكن المستخدمين من التفاعل مع وتلقي البيانات من أجهزة “إنترنت الأشياء” الخاصة بهم ، وكذلك إجراء عمليات مختلفة على البيانات ، مثل التحليل متعدد الأبعاد ، والتحول والتجميع ، وتصور تلك العمليات بطريقة مناسبة للعمل.
- Google’s Brillo/Weave هي منصة للتنفيذ السريع لتطبيقات إنترنت الأشياء. يتكون النظام الأساسي من عنصرين أساسيين هما: Brillo ، وهو نظام تشغيل قائم على نظام Android لتطوير أجهزة منخفضة الطاقة مدمجة ، و Weave ، بروتوكول اتصالات موجه نحو إنترنت الأشياء والذي يعمل كلغة اتصال بين الجهاز والسحابة.
- Calvin هي عبارة عن منصة مفتوحة المصدر “لإنترنت الأشياء” صادرة عن شركة Ericsson مصممة لبناء وإدارة التطبيقات الموزعة التي تمكن الأجهزة من التحدث مع بعضها البعض. يتضمن Calvin إطار تطوير لمطوري التطبيقات ، بالإضافة إلى بيئة وقت تشغيل للتعامل مع التطبيق قيد التشغيل.
تطبيقات إنترنت الأشياء والمشاريع
هناك العديد من تطبيقات “إنترنت الأشياء” في العالم الواقعي ، بدءًا من إنترنت الأشياء للمستهلك وإنترنت الأشياء للمؤسسات إلى التصنيع والإنترنت الصناعي (II) تمتد تطبيقات “إنترنت الأشياء” إلى عدة قطاعات ، بما في ذلك السيارات والاتصالات والطاقة.
في قطاع المستهلكين ، على سبيل المثال ، يمكن التحكم في المنازل الذكية المزودة بأجهزة ترموستات ذكية وأجهزة ذكية وتدفئة متصلة وإضاءة وأجهزة إلكترونية عن بُعد عبر أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية.
يمكن للأجهزة القابلة للارتداء مع أجهزة الاستشعار والبرامج جمع وتحليل بيانات المستخدم ، وإرسال رسائل إلى تقنيات أخرى حول المستخدمين بهدف جعل حياة المستخدمين أكثر سهولة وراحة. تُستخدم الأجهزة القابلة للارتداء أيضًا من أجل السلامة العامة – على سبيل المثال ، تحسين أوقات استجابة المستجيبين الأوائل أثناء حالات الطوارئ من خلال توفير طرق محسّنة إلى موقع ما أو عن طريق تتبع العلامات الحيوية لعمال البناء أو رجال الإطفاء في المواقع التي تهدد الحياة.
في مجال الرعاية الصحية ، يقدم “إنترنت الأشياء” العديد من الفوائد ، بما في ذلك القدرة على مراقبة المرضى عن كثب باستخدام تحليل البيانات التي تم إنشاؤها. غالبًا ما تستخدم المستشفيات أنظمة إنترنت الأشياء لإكمال المهام مثل إدارة المخزون لكل من الأدوية والمستلزمات الطبية.
يمكن للمباني الذكية ، على سبيل المثال ، تقليل تكاليف الطاقة باستخدام أجهزة استشعار تكتشف عدد الركاب في الغرفة. يمكن ضبط درجة الحرارة تلقائيًا – على سبيل المثال ، تشغيل مكيف الهواء إذا اكتشفت المستشعرات أن غرفة الاجتماعات ممتلئة أو أطفأ الحرارة إذا عاد كل شخص في المكتب إلى المنزل.
في الزراعة ، يمكن أن تساعد أنظمة الزراعة الذكية القائمة على “إنترنت الأشياء” ، على سبيل المثال ، في رصد الضوء والحرارة والرطوبة ورطوبة التربة في حقول المحاصيل باستخدام أجهزة استشعار متصلة. إن “إنترنت الأشياء” مفيد أيضًا في أتمتة أنظمة الري.
في مدينة ذكية ، يمكن لأجهزة استشعار “IoT” وعمليات النشر ، مثل إنارة الشوارع الذكية والمقاييس الذكية ، المساعدة في التخفيف من حركة المرور والحفاظ على الطاقة ومراقبة المخاوف البيئية ومعالجتها وتحسين الصرف الصحي.
أمن إنترنت الأشياء (IoT) وقضايا الخصوصية
يربط ”إنترنت الأشياء“ مليارات الأجهزة بالإنترنت ويشتمل على استخدام مليارات من نقاط البيانات ، وكلها تحتاج إلى تأمين. نظرًا لسعة الهجوم الموسعة ، يُشار إلى أمان (IoT) وخصوصية “إنترنت الأشياء” (IoT) على أنهما من الشواغل الرئيسية.
في عام 2016 ، كانت واحدة من أكثر هجمات “إنترنت الأشياء” شهرةً وهي Mirai ، الروبوتات التي تسللت إلى مزود خادم اسم المجال Dyn ونزل العديد من المواقع الإلكترونية لفترة طويلة من الزمن في واحدة من أكبر المواقع الموزعة هجمات رفض الخدمة (DDoS) التي لم يسبق لها مثيل. حصل المهاجمون على إمكانية الوصول إلى الشبكة من خلال استغلال أجهزة IoT غير الآمنة.
نظرًا لأن أجهزة “إنترنت الأشياء” متصلة بشكل وثيق ، كل ما على المتسلل فعله هو استغلال ثغرة أمنية واحدة لمعالجة جميع البيانات ، مما يجعلها غير قابلة للاستخدام. الشركات المصنعة التي لا تقوم بتحديث أجهزتها بانتظام – أو على الإطلاق – تتركها عرضة لمجرمي الإنترنت.
بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تطلب الأجهزة المتصلة من المستخدمين إدخال معلوماتهم الشخصية ، بما في ذلك الأسماء والأعمار والعناوين وأرقام الهواتف وحتى حسابات الوسائط الاجتماعية – وهي معلومات لا تقدر بثمن بالنسبة للمتسللين.
المتسللين ليسوا التهديد الوحيد “لإنترنت الأشياء” ؛ الخصوصية هي مصدر قلق رئيسي آخر لمستخدمي IoT . على سبيل المثال ، يمكن للشركات التي تصنع وتوزع أجهزة “IoT” للمستهلكين استخدام هذه الأجهزة للحصول على بيانات المستخدمين الشخصية وبيعها.
بالإضافة إلى تسرب البيانات الشخصية ، يشكل “إنترنت الأشياء” خطراً على البنية التحتية الحيوية ، بما في ذلك الكهرباء والنقل والخدمات المالية.
تاريخ إنترنت الأشياء (IoT)
ذكر كيفن آشتون ، المؤسس المشارك لمركز التعرف التلقائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، أولاً “IoT” في عرض تقديمي قدمه لشركة (Procter & Gamble (P&G في عام 1999. رغبًا في لفت انتباه الإدارة العليا لشركة بروكتر آند جامبل إلى تعريف معرف التردد اللاسلكي (RFID) ، ودعا آشتون عرضه التقديمي “إنترنت الأشياء” لدمج الاتجاه الجديد الرائع لعام 1999 : “الإنترنت” . ظهر أيضًا كتاب أستاذ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، نيل غيرينفيلد ، “عندما تبدأ الأمور في التفكير” ، في عام 1999 . لم يستخدم هذا المصطلح بالضبط ، ولكنه قدم رؤية واضحة للمكان الذي كان يتجه إليه ال IOT.
تطورت “إنترنت الأشياء” من تقارب التقنيات اللاسلكية والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMSes) والخدمات الميكروية والإنترنت. ساعد التقارب في هدم الصوامع بين التكنولوجيا التشغيلية (OT) وتكنولوجيا المعلومات (IT) ، مما أتاح تحليل البيانات غير المنظمة التي تم إنشاؤها بواسطة الآلة بحثًا عن رؤى تدفع بالتحسينات.
على الرغم من أن أشتون كانت أول ذكر IoT ، إلا أن فكرة الأجهزة المتصلة موجودة منذ سبعينيات القرن الماضي ، تحت حكم الإنترنت المدمج والحوسبة المنتشرة.
أول جهاز للإنترنت ، على سبيل المثال ، كان آلة فحم الكوك في جامعة كارنيجي ميلون في أوائل الثمانينيات. باستخدام الويب ، يمكن للمبرمجين التحقق من حالة الجهاز وتحديد ما إذا كان هناك مشروب بارد في انتظارهم ، إذا قرروا القيام بالرحلة إلى الجهاز.
تطورت “إنترنت الأشياء” من اتصالات M2M ، أي الأجهزة التي تتصل ببعضها البعض عبر شبكة دون تفاعل بشري. يشير M2M إلى توصيل جهاز بالسحابة وإدارته وجمع البيانات.
أخذ M2M إلى المستوى التالي ، تقنيات عمليات هي شبكة استشعار تضم مليارات الأجهزة الذكية التي تربط الأشخاص والأنظمة والتطبيقات الأخرى بجمع البيانات ومشاركتها. كأساس ، توفر M2M إمكانية الاتصال التي تتيح IOT.
تعد شبكة “IoT” امتدادًا طبيعيًا للرقابة الإشرافية والحصول على البيانات (SCADA) ، وهي فئة من برامج تطبيقات البرامج للتحكم في العمليات ، وجمع البيانات في الوقت الفعلي من المواقع البعيدة إلى معدات وظروف التحكم. تتضمن أنظمة SCADA مكونات الأجهزة والبرامج. يجمع الجهاز البيانات ويغذيها إلى جهاز كمبيوتر مثبت عليه برنامج SCADA ، حيث تتم معالجته وعرضه في الوقت المناسب. تطور SCADA هو أن أنظمة SCADA من الجيل الأخير تطورت إلى أنظمة IoT من الجيل الأول.
ومع ذلك ، فإن مفهوم النظام البيئي IOT لم يدخل حيز التنفيذ حتى منتصف عام 2010 عندما قالت حكومة الصين جزئيًا إنها ستجعل “IoT” أولوية استراتيجية في خطتها الخمسية.