انترنت الأشياء من الألف إلى الياء

الكاتب : شرعاء ربيع عبد الله القحطاني

انترنت الأشياء يتم تعريفه (IOT) على أنه نظام من أجهزة الكمبيوتر المترابطة، والأجهزة الميكانيكية والرقمية، والأشياء، والحيوانات، أو الأشخاص ذوي المعرفة الفريدة (UID) والقدرة على نقل البيانات عبر شبكة دون اتصال بشري. التواصل بين الناس. يتيح لك التفاعل بين الإنسان والحاسوب وإدارة منزلك وحتى استثماراتك من خلال إنترنت الأشياء .

أشار بريتز إلى أن إنترنت الأشياء (IoT) عبارة عن شبكة متصلة بالأشياء، حيث يتم توصيل الأشياء لاسلكيًا عبر

أجهزة استشعار ذكية (Pretz 2013) إنترنت الأشياء قادر على التفاعل بدون تدخل بشري. بعض تطبيقات إنترنت الأشياء الأولية لها تم تطويره بالفعل في مجالات الرعاية الصحية والنقل والسيارات والتصنيع وغيرها  

ومع ذلك، حدثت العديد من التطورات الجديدة في دمج الكائنات مع أجهزة الاستشعار في الإنترنت القائم على السحابة.

يتضمن تطوير إنترنت الأشياء العديد من القضايا مثل البنية التحتية والاتصالات والواجهات والبروتوكولات والمعايير.

بشكل عام، يمكن القول بأن مصطلح إنترنت الأشياء يشمل كل شيء متصل بالإنترنت، ولكن يتم استخدامه بشكل متزايد لتحديد الأشياء التي “تتحدث” مع بعضها البعض ببساطة يمكن القول إن إنترنت الأشياء (IoT) يتكون من أجهزة مترابطة مثل أجهزة الاستشعار البسيطة أو الهواتف الذكية أو الأجهزة القابلة للارتداء.

تاريخ إنترنت الأشياء

تشير المعلومات إلى تاريخ ولادةِ مصطلح إنترنت الأشياء يعود إلى عام 1999م لأول مرةٍ، إذ جاء ذكره ضمن محتوياتِ عرض تقديمي استعرضه المؤسس المشارك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كيفن أشتون أمام شركة بروكتر آند غامبل؛ إلا أنه لم يشِر إليه بصريح العبارة. وقد بدأ بالتطور تدريجيًا بالتزامنِ مع تطور التقنيات اللاسلكية؛ الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة وتكنولوجيا المعلومات وتحليل البيانات لغايات توظيفها في الكشف عن الرؤى المستقبلية لمؤسسة.

كيف يعمل إنترنت الأشياء

لفهم ماهية إنترنت الأشياء بشكل أفضل، نحتاج أولاً إلى معرفة كيفية عملها.

تتكون منصة إنترنت الأشياء من أجهزة ذكية تدعم الويب تقوم بجمع ونقل ومعالجة البيانات التي تم الحصول عليها من البيئة باستخدام أنظمة مدمجة مثل المعالجات وأجهزة الاستشعار وأجهزة الاتصال.

تجمع أجهزة إنترنت الأشياء البيانات من الأجهزة أو المستشعرات وتتصل ببوابات إنترنت الأشياء أو من خلال الأجهزة الأخرى (الأجهزة المتطورة). الخطوة التالية بعد جمع المعلومات هي تحليلها. يقوم بذلك عن طريق إرسال المعلومات إلى السحابة. .

تتم كل هذه العمليات دون تدخل بشري، لكن بالطبع يمكن للبشر التدخل وتشغيل هذه الأجهزة في أي وقت.

على سبيل المثال، يمكننا التدخل في تغيير جهازك أو تكوينه أو تعطيله أو الوصول إلى بياناتك.

تعتمد بروتوكولات الاتصالات والشبكات والاتصالات التي تستخدمها هذه الأجهزة التي تدعم الويب بشكل كبير على تطبيق إنترنت الأشياء المحدد الذي يتم نشره.

يمكن لإنترنت الأشياء أيضًا الاستفادة من الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي لجعل عملية جمع البيانات أسهل وأكثر ديناميكية .

مزايا إنترنت الأشياء

  لها العديد من الإيجابيات:

1. تتيح معالجة كميات كبيرة من البيانات اتخاذ قرارات أفضل.

2. القدرة على تتبع الأشياء والتحكم فيها

3. يقلل العبء البشري ويعزز الأتمتة.

4. وفر المال والموارد وزيادة الكفاءة.

5. مستويات معيشية أفضل وأفضل

أهمية إنترنت الأشياء

تكمن أهمية إنترنت الأشياء في أن إنترنت الأشياء ستجعل الناس يعيشون ويعملون بشكل أكثر ذكاءً ويمنحهم السيطرة الكاملة على حياتهم. بالإضافة إلى تقديم أجهزة أتمته المنزل الذكي.

إنترنت الأشياء أمر بالغ الأهمية للأعمال، حيث يزود الشركات برؤية ثاقبة في الوقت الفعلي حول كيفية عمل أنظمتها بالفعل، مما يوفر نظرة ثاقبة لكل شيء بدءًا من أداء الماكينة إلى سلاسل التوريد والخدمات اللوجستية.

يمكن أن تساعد إنترنت الأشياء الشركات في أتمته جميع العمليات التي تحتاجها وتقليل تكاليف العمالة. كما أنه يقلل من تكلفة التصنيع وتسليم البضائع عن طريق تقليل الفاقد وتحسين تقديم الخدمات، ويوفر الشفافية في معاملات العملاء.

مكونات إنترنت الأشياء

 لمعرفة كيفية عمل إنترنت الأشياء بالضبط، نحتاج إلى معرفة مكونات إنترنت الأشياء:

1. جهاز استشعار

إنها الطبقة الأولى من النظام البيئي لإنترنت الأشياء وتشكل العمود الفقري لشبكة إنترنت الأشياء بأكملها.

البيانات ضرورية لإنترنت الأشياء، وأجهزة الاستشعار هي عامل رئيسي في ضمان دقة البيانات وموثوقيتها.

تتكون هذه الطبقة الأساسية من أجهزة مادية متناهية الصغر مدمجة في الجهاز (إنترنت الأشياء) وهي مسؤولة عن جمع البيانات.

ينقسم المستشعر إلى قسمين:

جهاز استشعار أو جهاز استشعار

تقوم المستشعرات بجمع بيانات دقيقة من البيئة المحيطة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز الاستشعار في اكتشاف حتى التغييرات الطفيفة في البيئة المحيطة، لذلك يطلق عليه أيضًا “كاشف”.

يسمح هذا لأجهزة إنترنت الأشياء بالتقاط البيانات ذات الصلة في الوقت الفعلي أو للمعالجة اللاحقة. اعتمادًا على نوع المستشعر، يمكن لهذه الأجهزة قياس أي شيء على الإطلاق.

قد يكون هذا دخانًا أو حركة أو حتى ضغط دم. يمكن لأجهزة الاستشعار المتقدمة قياس درجات متفاوتة من التعقيد، لكن بعض أجهزة إنترنت الأشياء تجمع بين عدة مستشعرات لجمع بيانات مختلفة أو أداء وظائف متعددة.

على سبيل المثال، تحتوي هواتفنا الذكية على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وبصمة الإصبع والكاميرا والحركة والعديد من المستشعرات الأخرى في جهاز واحد.

2. الاتصال

IoT عبارة عن شبكة من الأجهزة وأجهزة الاستشعار والسحابة والمشغلات ، وكلها بحاجة إلى التواصل مع بعضها البعض حتى تتمكن من فك تشفير البيانات واتخاذ الإجراءات.

الاتصال هو المكون الثاني لإنترنت الأشياء.

يتم تضمين عدة أشياء في عملية الاتصال هذه:

بروتوكول

بمجرد أن يتم جمع البيانات بواسطة جهاز استشعار، فإنها تتطلب وسيطًا للإرسال.

بمعنى آخر، أنت بحاجة إلى قناة اتصال بين المستشعر والسحابة.

تعد بروتوكولات إنترنت الأشياء مسؤولة عن نقل البيانات في عالم الإنترنت. هذا الإرسال ممكن فقط إذا كان الجهازان متصلين بإحكام.

تتضمن معايير وبروتوكولات إنترنت الأشياء لغة غير مرئية تسمح للأشياء المادية بالتواصل مع بعضها البعض.

سحابة إنترنت الأشياء

بمجرد جمع البيانات وإرسالها إلى السحابة، يجب معالجتها. السحابة هي المكان الذي تحدث فيه “الأشياء الذكية”.

تربط السحابة بشكل أساسي مكونات إنترنت الأشياء.

هذا هو المكان الذي تبرز فيه أنظمة السحابة. إنهم يشكلون أدمغة النظام البيئي لإنترنت الأشياء لأنهم عادة ما يكونون مسؤولين عن معالجة أو توجيه أو التفكير في التحليلات التي تم جمعها لبياناتهم.

الجمع بين الأجهزة والبروتوكولات والبوابات والتخزين لتحليل بيانات فعال في الوقت الفعلي

3. تحليلات إنترنت الأشياء وإدارة البيانات

قد تكون البيانات كلمة صغيرة، ولكن لها تأثير كبير على أي عمل تجاري.

تُستخدم تحليلات إنترنت الأشياء لفهم كميات هائلة من البيانات التناظرية.

يتضمن ذلك، على سبيل المثال، تحديد مؤشرات الأداء الرئيسية في تطبيق معين نريد أن نرى أخطاء وحالات شاذة في الوقت الفعلي.

بمجرد تحديده، يجب اتخاذ إجراءات فورية لمنع السيناريوهات غير المرغوب فيها.

التحليلات الذكية مفيدة في سيناريوهات متعددة. دورهم الرئيسي هو تحليل الموقف واتخاذ القرارات بناءً عليه.

4. واجهة المستخدم

واجهة المستخدم هي مكون مرئي يمكن لمستخدمي إنترنت الأشياء الوصول إليه والتحكم فيه بسهولة.

هذا هو المكان الذي يمكن للمستخدم فيه التحكم في النظام وتعيين التفضيلات. كلما كان استخدام هذا المكون أسهل، كان أسهل للمستخدمين. يمكن للمستخدمين التفاعل مع النظام من خلال الجهاز نفسه أو عن بعد من خلال الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.

تسمح أنظمة المنزل الذكية مثل Amazon Alexa و Google Home للمستخدمين أيضًا بالتواصل مع “الأشياء” الخاصة بهم.

مشاكل إنترنت الأشياء

إنترنت الأشياء هو مجموعة من الأجهزة والخدمات التي تتيح تبادل البيانات. تمتد هذه الأجهزة إلى الأجهزة المنزلية التي يمكن دمجها باستخدام مجموعة متنوعة من البرامج والاتصالات الإلكترونية، مثل الأثاث وآلات صنع القهوة والآلات الزراعية.

تكمن الفكرة وراء إنترنت الأشياء في إنشاء نظام يخزن جميع البيانات التي يحتاجها البشر دون جمعها مباشرة.

ولكن في الوقت نفسه، ظهرت أسئلة حول المخاطر والأخطار المحتملة لنقل إنترنت الأشياء إلى كل جانب من جوانب الحياة البشرية. المشكلات المتعلقة بإنترنت الأشياء هي:

1. السلامة

يأتي أحد أكبر التهديدات لإنترنت الأشياء من الضغط على النظام العالمي لتبادل المعلومات الذي يعتمد عليه إنترنت الأشياء.

2. الخصوصية

هناك مشكلة أخرى ملحة تتعلق بإنترنت الأشياء وهي خصوصية المستخدم. وفقًا لاستطلاع حديث، فإن المستهلكين غير راضين تمامًا عن الافتقار إلى الخصوصية التي يوفرها إنترنت الأشياء.

لمنع عرض بيانات المستخدم للمستخدمين الآخرين، تحتاج إلى زيادة شفافية مؤسستك.

3. خلفية الإنترنت

يعد خطر فقدان البيانات المهمة بسبب القرصنة أمرًا خطيرًا ليس فقط للشركات ولكن أيضًا على الدولة.

يتوقع المنتدى الاقتصادي العالمي أن هذه الهجمات ستحث البلدان على إنشاء جدران إنترنت تحد من نشاط إنترنت الأشياء في مناطق معينة.

4. هجوم سحابة

قد تكون مشكلة إنترنت الأشياء التالية هي الشبكة السحابية. وذلك لأن الشبكات السحابية لديها أكبر مخزون من البيانات لتحسين إنترنت الأشياء.

5. فهم إنترنت الأشياء

يحد النمو السريع للتكنولوجيا من فهمنا لإنترنت الأشياء. لكي يتمتع المستهلكون بجميع مزايا الإنترنت وإنترنت الأشياء، نحتاج إلى شرح التغييرات التي تحدث داخل إنترنت الأشياء وجعل الإنترنت أكثر كفاءة.

تطبيقات إنترنت الأشياء 2020

اليوم، تخترق تطبيقات إنترنت الأشياء جميع جوانب حياتنا، بما في ذلك الأفراد والشركات والحكومات. إليك أفضل تطبيقات إنترنت الأشياء لعام 2020.

إنترنت الأشياء في الصناعة والتصنيع

احتلت الصناعة / المرتبة الأولى في تطبيقات إنترنت الأشياء.

يقود عمالقة التكنولوجيا مثل Microsoft و AWS وشركات الأتمتة الصناعية الكبيرة مثل Siemens وRockwell Automation استخدام حلول إنترنت الأشياء في التصنيع. يعمل إنترنت الأشياء الصناعي على تغيير قواعد التصنيع، ودفع الابتكار السحابي، وتسريع تطوير المصانع الرقمية، وتحسين الأداء التشغيلي. “

إنترنت الأشياء في النقل

أطلقت Tesla الطراز S في عام 2012 وقدمت أول ميزة لتحديث البرامج اللاسلكية، مما وضع معيار الصناعة للسيارات المتصلة.

منذ ذلك الحين، اتبعت كل شركة تصنيع سيارات تقريبًا حذوها من خلال دمج تقنيات إنترنت الأشياء المماثلة.

إنترنت الأشياء في مجال الطاقة

مع توقع زيادة الاستهلاك العالمي للطاقة بنسبة 40٪ على مدار الـ 25 عامًا القادمة، وصلت الحاجة إلى حلول طاقة أكثر ذكاءً إلى أعلى مستوياتها على الإطلاق.

أحدثت إنترنت الأشياء ثورة في كل جزء من صناعة الطاقة تقريبًا، من توليد الطاقة إلى النقل والتوزيع، مما يغير طريقة تفاعل شركات الطاقة وعملائها.

يدرك كل من مزودي الحلول وشركات الطاقة الحاجة إلى تطبيقات إنترنت الأشياء المتصلة وقيمتها في هذا المجال.

قال الرئيس التنفيذي لشركة CIO Shell Group:

“إنترنت الأشياء موجود ولا يوجد شيء مستقبلي بشأنه. تسمح لنا أجهزة الاستشعار المتقدمة اليوم بمراقبة بيانات الشبكة وتوصيلها.

يتم إرسال المعلومات التي يتم جمعها بواسطة أجهزة الاستشعار إلى البوابات وتنقيحها بواسطة مراكز البيانات باستخدام خوارزميات التعلم الآلي مع نماذج معقدة بشكل متزايد لقراءة البيانات.

توفر هذه العملية فوائد كبيرة من حيث كفاءة الشبكة. “

قطاع التجزئة

يدرك المزيد والمزيد من تجار التجزئة أنه يمكنهم تحسين كفاءة التكلفة وتجربة العملاء داخل المتجر من خلال حالات استخدام إنترنت الأشياء المبتكرة.

يتزايد اهتمام تجار التجزئة برقمنة متاجرهم وبناء عمليات أكثر ذكاءً، حيث يمثل البيع بالتجزئة الآن 9٪ من المشاريع المحددة ويستخدمون تقنية إنترنت الأشياء لتقريب هذه النسبة، وقد تزداد في المستقبل.

مدينة ذكية

المدن الذكية تنمو وتزدهر في جميع أنحاء العالم. احتلت سنغافورة وزيورخ وأوسلو من بين أذكى ثلاث مدن في عام 2019، تليها جنيف وكوبنهاغن وأوكلاند وتايبيه وهلسنكي وبلباو ودوسلدورف في المراكز العشرة الأولى، مع المزيد من المدن نواصل اعتماد المدن الذكية. مفهوم منظور المواطن.

الرعاية الصحية

تنتشر تطبيقات إنترنت الأشياء ببطء في مجال الرعاية الصحية. ومع ذلك، في ضوء جائحة COVID-19، يبدو أن الأمور تتغير.

تُظهر البيانات أن الحلول الصحية الرقمية المتعلقة بـ COVID-19 في ازدياد.

هناك طلب متزايد على بعض التطبيقات الصحية لإنترنت الأشياء مثل استشارة التطبيب عن بعد والتشخيص الرقمي والمراقبة عن بعد والمساعدة الروبوتيك.

لقد وضع الوباء صناعة الرعاية الصحية في دائرة الضوء.

قال أميت فادنس، الرئيس الرقمي لشركة GE Healthcare:

علمنا الوباء مدى استفادة المرضى من التكنولوجيا والتطبيقات. ما تعلمناه حتى الآن من أزمة فيروس كورونا كان ذا طبيعة فنية. تتطلب معالجة الهياكل والعمليات التي لم تعد تعمل اتصالاً أكثر انفتاحًا وشفافية. “

الزراعة

تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 10 مليارات شخص يحتاجون إلى ما يصل إلى 70٪ من الغذاء في عام 2050 أكثر مما يحتاجون إليه اليوم.

طريقة واحدة لمواجهة هذا التحدي هي الزراعة الذكية. تساعد مستشعرات إنترنت الأشياء المزارعين على اتخاذ قرارات مستنيرة، وزيادة غلة المحاصيل، وتحسين جودة الإنتاج، وخفض التكاليف عن طريق تقليل استخدام الأسمدة ومبيدات الآفات.

تطبيقات إنترنت الأشياء في التعليم

اليوم، تعيق حلول إنترنت الأشياء (IoT) التعليم من نواحٍ وأشكال عديدة. مثل هذا

التعلم القائم على المهام

يمكن أن يكون لإنترنت الأشياء تأثير عميق على كيفية تدريسنا، حيث تحرر الأنظمة المتصلة المعلمين من تسجيل الطلاب ومراقبتهم، مما يسمح لهم بتسهيل التعلم بدلاً من مجرد جمع المعلومات. جائزة.

مساعدة ذوي الاحتياجات الخاصة

تساعد تطبيقات إنترنت الأشياء في تثقيف ذوي الاحتياجات الخاصة. على سبيل المثال، يمكن للطالب الصم استخدام نظام القفازات والجهاز اللوحي المتصل للترجمة من لغة الإشارة إلى الكلام الشفوي وتحويل الكلام إلى لغة مكتوبة.

ما هو مستقبل إنترنت الأشياء؟

مستقبل إنترنت الأشياء أو أين وماذا سنرى يتكشف في المستقبل أو بعد 30 عامًا من الآن لإنترنت الأشياء.

تابعنا لترى أهم خمسة مواضيع نراها في مستقبل إنترنت الأشياء.

الناس مهووسون بالتواصل الفني

تظهر الدراسات نموًا هائلاً في استخدام الأجهزة القائمة على إنترنت الأشياء.

لا انفصال وانقطاع بعد اليوم

يعد فصل الإنترنت في هذه الأيام أمرًا صعبًا للغاية وبحلول نهاية عام 2030، سيختفي مصطلح فصل الإنترنت. مع التهديدات وتحذيرات عدم الثقة، لا يمكن لأي شخص قطع الاتصال بالمنصات الإلكترونية أو الرقمية.

زيادة في عدد المشاركين عبر الإنترنت

سيحاول البعض قطع الاتصال بالوسائط الرقمية والاجتماعية. في النهاية، ينضم الأشخاص إلى المنصات عبر الإنترنت بمجرد محاولتهم القيام بذلك. العدد يتضاعف فقط، ولا ينقص أبدًا. ستكون أجهزة التلفزيون الذكية والهواتف الذكية والبحث الصوتي ضرورية.

جعل إنترنت الأشياء أكثر أمانًا من خلال تقليل المخاطر والقوى العاملة

البراعة البشرية تجعلهم مستخدمين حقيقيين، كما أن التخفيف من المخاطر يتضاءل أيضًا. ستصبح إنترنت الأشياء أكثر جدارة بالثقة للمستخدمين.

النمو السريع لإنترنت الأشياء: تزايد المخاطر

يتزايد استخدام أجهزة إنترنت الأشياء بشكل كبير. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تضخيم مشكلات الأمان والحرية مع أجهزة إنترنت الأشياء.

وأخيرًا

الإنترنت نعمة سخرها الله لنا فيجب علينا استخدامها واستغلالها في كل شيء ينفع أمتنا الإسلامية.

كما يمكنك التعرف على المزيد من خلال دورة انترنت الأشياء على منصة KKUx على الرابط والحصول على شهادة معتمدة من جامعة الملك خالد :

المراجع :

https://e3rf.net/%D8%A5%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%86%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B4%D9%8A%D8%A7%D8%A1/

(He et al. 2014 ؛ Joshi and Kim 2013 ؛ Pretz 2013). 

Mazin S. Al-Hakeem. (June 2018). مقدمة الى انترنت الأشياءIoT.مصطفى العراقي. كتاب تعلم انترنت الأشياء (مدخل الى انترنت الأشياء).