آشنایی با فناوری اینترنت اشیاء (Internet of Things) و چشم‌انداز پیش روی آن




۲۴ام آبان ۱۳۹۶ مطالب آپی

اینترنت اشیاء یا به عبارتی دیگر “Internet of Things”، اصطلاحی که این روزها بسیار در قالب اخبار و مقالات حوزه فناوری اطلاعات به چشم خورده و مانورهای فراوانی نیز در پیکره ساختاری آن از جانب توسعه‌دهندگان و افراد فعال در زمینه‌های مختلف داده شده است، اما این مهم چیست و چرا تا این حد مورد توجه قرار گرفته است؟ آیا فناوری فوق در نوع خود انقلابی عظیم در خصوص اتوماسیون سازی و فزونی ضریب کاهش خطاهای انسانی به شمار می‌رود؟

اینترنت اشیاء

فناوری اینترنت اشیاء به‌صورت کاملاً خلاصه به اتصال تعداد دستگاه‌ها و حسگرهای بیشتر به شبکه گسترده اینترنت و برقراری زیرساخت‌های مناسب به‌منظور ارتباط آن‌ها با یکدیگر بدون نیاز به ایجاد دخالت‌های مختلف از جانب انسان اطلاق می‌شود، اما چهارچوب نهان در پشت پرده طراحی و توسعه قابلیت فوق از زوایای مختلف بسیار فراتر می‌باشد.

اینترنت اشیاء که تحت عنوان مختصر IoT نیز مورد شناخت واقع می‌گردد در حالت کلی شبکه‌ای از انواع و اقسام دستگاه‌های فیزیکی، وسایل نقلیه، لوازم خانگی، آیتم‌های مجتمع موجود در سخت‌افزارهای الکترونیکی، نرم‌افزار، سنسورهای محرک و یا حتی موجودات زنده (نظیر انسان، حیوانات، گیاهان و …) است که هر کدام شناساگرهای کاملاً منحصر به فرد خود را دارا بوده و قابلیت برقراری ارتباط با شبکه اینترنت و انتقال داده‌های گوناگون بدون نیاز به دخالت‌های انسانی را برخوردار می‌باشند.

جهت درک بهتر موضوع فرض کنید که شما دارای یک مزرعه بوده و قصد ردیابی وضعیت خاک را در سر دارید. جهت انجام این مهم تمامی اندازه‌‌گیری‌های مربوطه باید به‌صورت دستی انجام شده و سپس توسط شخصی به قالب رایانه وارد گردند، اما در سناریو اینترنت اشیاء، یک سنسور تمامی اقدامات اندازه‌گیری وضعیت زمین را صورت داده و سپس مقادیر به دست آمده را از طریق شبکه اینترنت به‌طور کاملاً خودکار گزارش و ذخیره‌سازی می‌نماید. حال اگر حسگرهای اندازه‌گیری مربوطه آن‌قدر ارزان شوند که توانایی خریداری نمودن آن‌ها به‌صورت انبوه برقرار گردد، هر کدام از گیاهان موجود در مزرعه می‌توانند سنسورهای ویژه‌ای را از جانب فرد دریافت کرده و سپس اطلاعات وابسته به وضعیت کنونی را مرتب و پیوسته به قالب سرویس‌دهنده ارسال نمایند. در این حالت تمامی گیاهان موجود در زمین کشاورزی شناساگرهای منحصر به فردی را به خود اختصاص داده و به‌گونه‌ای در شبکه گسترده اینترنت آنلاین می‌گردند.

اینترنت اشیاء

اینترنت اشیاء به بیانی دیگر به شبکه‌سازی طیف گسترده‌ای از انواع و اقسام چیزهای مختلف نیز گفته می‌شود، حال این آیتم می‌تواند در محیط پیرامون فرد قرار داشته و یا حتی در قالب ایمپلنت‌های کاشته شده در بدن انسان پیاده‌سازی شود. تصور کنید که پروتکل‌های اینترنت (IP) بیشتری به تعداد فراوان‌تری از دستگاه‌های مختلف واگذار شده و سپس تمامی آن‌ها را با استفاده از سنسوری به شبکه اینترنت متصل سازیم، این فرآیند چه مقدار می‌تواند در زمینه تسهیل انجام امور و صرفه‌جویی در وقت و زمان مفید واقع شود؟

حال با توجه به توضیحات مطرح شده، ممکن است از خود سؤال کنید که دلیل برقراری چنین زیرساخت‌هایی جهت اتوماسیون سازی بسیاری از فرآیندهای مختلف چیست؟ در پاسخ باید گفت که بخش بسیار عظیمی از داده‌های موجود در شبکه گسترده اینترنت در حال حاضر توسط انسان و به‌وسیله دست گردآوری گشته‌اند. به‌عنوان مثال آپلود یک فایل تصویری و صوتی نیازمند انجام عملیات توسط شخص می‌باشد، اما چه تعدادی از افراد هم‌اکنون از اطلاعات تخصصی مناسب جهت کار با رایانه شخصی برخوردار بوده و میزان زمانی که در طول روز جهت تدارک اقدامات خود می‌توانند صرف کنند چقدر است؟

دنیای نوین و پهناور امروزی تماماً بر پایه فراهم‌آوری داده و استخراج اطلاعات از قالب آن‌ها پایدار می‌باشد که افزایش مقدار این مهم در فزونی سرعت پیشرفت فناوری و سهولت زندگی بشر تأثیرات بسیار بسیار فراوانی را به خود اختصاص می‌دهد، اما این در حالی است که حجم اطلاعات قابل گردآوری توسط انسان آن‌چنان از مقیاس عظیمی برخوردار نبوده و لذا سناریو اینترنت اشیاء می‌تواند این مهم را با افزایش چشمگیری همراه سازد. جهت درک بهتر موضوع خودرویی را تصور کنید که تک تک قطعات به کار رفته در بخش‌های مختلف آن از قابلیت خود نظارتی و ارائه گزارش در خصوص وضعیت فعلی خود بهره‌مند می‌باشند، آیا دیگر نیاز به مکانیک جهت عیب‌یابی و شناسایی منبع بروز مشکل لازم و ضروری است؟ و یا کشاورزی که در منزل خود نشسته و داده‌های مربوطه مبنی بر شرایط سلامتی گیاهان را به‌صورت زمان حقیقی بر روی نمایشگری مشاهده می‌نماید، آیا مشکلات موجود در زمینه از بین روی محصولات کشاورزی و … با کاهش هنگفتی مواجه نمی‌شود؟

ایده طراحی و توسعه فناوری اینترنت اشیاء سناریو‌های بسیار بدیهی و روزمره را نیز تحت پشتیبانی خود در می‌آورد. منزل هوشمندی را تصور کنید که تک تک و یا بخش بسیار فراوانی از وسایل موجود در آن به‌نوعی از فاکتورهای هدایتی برخوردار بوده و توانایی کنترل آن‌ها از طریق دستگاه تلفن همراه و فشردن تنها یک کلید برقرار باشد. در این حالت روشن و خاموش کردن چراغ‌ها و یا تغییر میزان روشنایی و نور آن‌ها، مشاهده زمان آمادگی غذا و یا نوشیدنی مورد علاقه فرد، شست و شوی لباس‌های کثیف، افزایش و کاهش میزان گرمای محیط و … تماماً با استفاده به یک دستگاه میسر می‌گردد.

اینترنت اشیاء

ازآنجایی‌که بخش بسیار زیادی از وسایل منزل به قالب شبکه اینترنت پیوسته و از فاکتورهای هوشمندی برخوردار شده‌اند، صرفه‌جویی در وقت با عنایت به انجام خودکار برخی از اعمال مانند روشن شدن چراغ‌ها و افزایش میزان حرارت محیط هنگام ورود فرد به خانه، زمان‌بندی آمادگی غذا و … به‌طور کلی با گستردگی بسیار بیشتری همراه می‌گردند.


مشکلات آدرس‌دهی و استفاده از پروتکل اینترنت

تمامی دستگاه‌های موجود در محیط اطراف به‌منظور برقراری ارتباط صحیح و بی‌عیب و نقص با شبکه اینترنت و جلوگیری از تداخل در عملیات ارسال و دریافت داده‌های موجود از پروتکل‌های اینترنت یا به عبارتی دیگر IP آدرس‌های کاملاً منحصر به فرد خود بهره می‌برند. پروتکل‌های نامبرده در حالت کلی مسیری را فراهم می‌آورند تا سخت‌افزارهای مختلف در آن واحد از توانایی اتصال به شبکه اینترنت برخوردار گشته و در انتقال اطلاعات آن‌ها نیز خللی ایجاد نگردد. همان‌گونه که تصادف دو اتومبیل با یکدیگر در یک مسیر یکسان کاملاً اجتناب‌ناپذیر می‌باشد، استفاده از یک شاهراه جهت ارسال داده‌های دو دستگاه مستقل نیز به‌طور کلی غیرممکن است.

حال با توجه به توضیحات فوق، ممکن است از خود سؤال کنید که در صورت پیوستن تعداد دستگاه‌های بیشتر به قالب شبکه اینترنت و اختصاص پروتکل‌های ویژه به هر کدام از آن‌ها، آیا کمبود مسیر رخ نمی‌دهد؟ مگر چه تعداد IP در جهان وجود دارد که بتوانیم تمامی یا بسیاری از دستگاه‌های پیرامون خود را هوشمند کنیم؟

اینترنت اشیاء

در پاسخ باید گفت که بسیاری از سخت‌افزارهای امروزی از نسخه چهارم پروتکل اینترنت یا به عبارتی دیگر IPV4 استفاده می‌کنند که سطح گستردگی آن هم‌اکنون نیز با کاهش شدیدی همراه گشته و قالب آن بسیار اشباع و شلوغ می‌باشد، اما با پای در میدان گذاشتن نسخه ششم پروتکل نامبرده تحت عنوان IPV6، طیف استفاده از آدرس‌های احتمالی بسیار بسیار افزایش می‌یابد. برخی بر این باور می‌باشند که تعداد آدرس‌های قابل اختصاص توسط پروتکل IPV6 از شمارش تمامی اتم‌های موجود بر روی کره زمین نیز بیشتر است، حال پرداختن به این مبحث که آیا گفته فوق درست است یا خیر از حوصله نوشته فعلی خارج است، اما نکته موجود در خصوص زیرساخت آن کاملاً از صحت برخوردار می‌باشد. افزایش سطح گرایش به سمت نسخه پروتکل اشاره شده در حالت کلی می‌تواند بستری را فراهم آورد تا تمامی اشیای موجود بر روی سیاره زمین مسیرهای منحصر به فردی را دریافت کرده و سپس توانایی ارتباط با یکدیگر بدون نگرانی از بابت بروز مشکلات در ترجمه آدرس و درگاه‌های انتقال اطلاعات نیز برقرار گردد.


ضریب ایمنی

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های سد راه توسعه فناوری اینترنت اشیاء و آنلاین نمودن تعداد فراتری از دستگاه‌های تحت استفاده، فراهم آوردن زیرساخت‌های امنیتی و حفظ ضریب ایمنی آن‌ها در برابر انواع خطرات موجود می‌باشد. همان‌طور که مستحضر هستید، انسان در حال حاضر نتوانسته است که تمامی دستگاه‌های متصل به شبکه اینترنت فعلی را نیز کاملاً مصون نماید، حال ورود اشیاء بیشتر به حوزه‌ای که امنیت آن هنوز هم به‌صورت صددرصدی امکان‌پذیر نمی‌باشد به‌نوعی اقدامی عقلانی به شمار نمی‌رود. با این وجود آیا می‌توان انتظار داشت که یک کمپانی تولید کننده دستگاه‌های چند دلاری، وصله‌های امنیتی و پچ‌های حفاظتی گوناگونی را به‌صورت دوره‌ای و پیوسته برای تمامی محصولات خود عرضه کند؟ مطمئناً پاسخ‌های موجود در این حوزه در حال حاضر از شفافیت برخوردار نبوده و ابهامات فراوانی را در پشت پرده خود نهفته دارد، زیرا تغییر مدل و زیرساخت رویه و روش‌های ایمنی جاری پیش از همه‌گیر شدن فناوری اینترنت اشیاء فاکتوری بسیار لازم و ضروری تلقی می‌گردد.

اینترنت اشیاء

اکنون جهت حسن ختام نوشته فعلی باید خاطر نشان کرد که گستره پیش روی فناوری اینترنت اشیاء بسیار طولانی بوده و اتصال تمامی اجسام موجود بر روی کره زمین ممکن است حتی تا سالیان طولانی نیز انجام نپذیرد، اما پیوستن تعداد دستگاه‌های هوشمند بیشتر به قالب شبکه اینترنت و کاهش هزینه تمام شده سنسورها و حسگرهای مربوطه در نزول تدریجی و پیوسته بازه زمانی فوق نقش اساسی را ایفا می‌کنند.

آینده شبکه گسترده اینترنت با عنایت به چشم‌انداز پیشرو در مورد ارتباط انسان‌ها نیست، بلکه ماهیت آن را باید در قالب برقراری ارتباط اشیاء و اجسام با یکدیگر جستجو نمود.


مطالب پیشنهادی