کاربردهای اینترنت اشیا و مثال‌های آن در صنایع مختلف

اینترنت اشیا یا اینترنت چیز‌ها (Internet of Things) که به اختصار IoT خوانده می‌شود، اکوسیستمی از دستگاه‌ها، ابزار‌ها، گجت‌ها، کالا‌ها و افراد است که از طریق یک سامانه تحت وب قابل مدیریت است. این اکوسیستم می‌تواند داده‌ها را بدون نیاز به عامل انسانی منتقل کند. به همین دلیل کاربردهای اینترنت اشیا به شدت گسترده است.

امروزه، شرکت‌های بزرگ زیادی از کاربردهای اینترنت اشیا برای دستیابی به یک مزیت رقابتی استفاده می‌کنند. افزایش بهره‌وری عملیاتی با استفاده از مدیریت داده‌های بی درنگ و خودکار‌سازی وظایف به ایجاد یک رویکرد نوآورانه برای توسعه و بهبود کسب‌و‌کار کمک می‌کند. برنامه‌های کاربردی مبتنی بر اینترنت اشیا وعده خلق ارزش بسیار زیادی در زندگی را به ما می‌دهند. در فهرست زیر به برخی از بهترین کاربردهای اینترنت اشیا در جهان امروز اشاره شده است. حتی کاربردهای اینترنت اشیا در حوزه‌های نظامی و جنگ هم توسعه پیدا کرده است.

• خودرو‌های متصل (Connected cars)
• سیستم خدمات درمانی متصل (Connected HealthCare System)
• خودرو‌های خودران (Driverless Cars)
• اینترنت اشیا صنعتی (Industrial Internet of Things)
• تجزیه و تحلیل داده‌های مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT Data Analytics)
• سیستم مانیتورینگ و ردیابی مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT Monitoring and Tracking system)
• حسگر‌های اینترنت اشیا (IoT Sensors)
• کشاورزی هوشمند (Smart Agriculture)
• شهر‌های هوشمند (Smart Cities)
• لنز تماسی هوشمند (Smart Contact Lenses)
• شبکه هوشمند انرژی (Smart Grid)
• لوازم خانگی خانه هوشمند (Smart Home Appliances)
• مدیریت زنجیره تأمین هوشمند (Smart Supply Chain Management)
• فناوری‌های پوشیدنی (Wearables)

در ادامه قصد داریم به بررسی کاربردهای اینترنت اشیا در هر یک از این فناوری‌ها بپردازیم.

خودرو‌های متصل

اولین نمونه از کاربردهای اینترنت اشیا، خودرو‌های متصل (ماشین متصل Connected car)، است که انتقال سریع داده‌ها را تسهیل می‌کند و سرعت واکنش راننده را به کمک تجهیزات ارتباطی پیشرفته خودرویی، افزایش می‌دهد. خودرو‌های متصل به وسایل نقلیه‌ای گفته می‌شود که با استفاده از حسگر‌های داخلی و اتصال به اینترنت، عملکرد خود را بهبود بخشیده و آسایش و راحتی بیشتری برای سرنشینان خود فراهم می‌کنند.

فناوری Cellular Vehicle-to-Everything که به اختصار CV2X نامیده می‌شود، یکی از راه‌های اصلی استفاده از اینترنت اشیا در حمل و نقل است. CV2X از طریق اینترنت اشیای سلولی به وسایل نقلیه کمک می‌کند تا محیط پیرامون خود را در زمان واقعی درک کرده و به آن واکنش نشان دهند. با توجه به ارتباط وسیله نقلیه با اشیای مختلف، CV2X به چهار دسته شامل موارد زیر تقسیم می‌شود.

• خودرو به شبکه (V2N)
• خودرو به زیرساخت جاده (V2I)
• وسیله نقلیه به وسیله نقلیه (V2V)
• وسیله نقلیه به عابر پیاده (V2P)

بیشتر خودرو‌سازان بزرگ و استارت‌‌آپ‌ها در حال کار روی راهکار‌های اتصال خودرو هستند. شرکت‌های خودرو‌سازی معروفی مانند بی‌ام و، تسلا، گوگل و غیره در تلاشند تا تحول بزرگی در صنعت خودرو ایجاد کنند.

سیستم خدمات درمانی متصل

دومین مثال کاربردهای اینترنت اشیا، سیستم خدمات درمانی متصل است که به معنی اتصال سیستم‌های مراقبت بهداشتی و دستگاه‌های پزشکی هوشمند به منظور ایجاد ظرفیت برای ارائه خدمات مراقبتی بیشتر و بهتر به جامعه است . با استفاده از فناوری اینترنت اشیا می‌توان خدمات پزشکی با کیفیت‌تری از طریق دستگاه‌های پزشکی هوشمند ارائه داد. این فناوری به عنوان اینترنت اشیا پزشکی (Internet of Medical Things یا به اختصار IoMT) هم شناخته می‌شود. سیستم خدمات درمانی متصل، به نظارت بر داده‌های حیاتی کمک کرده که می‌تواند در اتخاذ تصمیم‌های بهتر در درمان‌های بالینی مؤثر باشد.

از دستگاه‌های پزشکی مبتنی بر اینترنت اشیا برای نظارت بر بیماران از راه دور استفاده می‌شود. این دستگاه‌های هوشمند می‌توانند موارد اضطراری مانند حملات قلبی، آسم، نارسایی قلبی و غیره را گزارش کنند. همچنین، داده‌ها به صورت آنلاین ذخیره شده و پزشک می‌تواند در هر زمان به آن دسترسی داشته باشد. با امکانات فراوانی که این فناوری در اختیار نظام سلامت قرار می‌دهد، می‌توان گردش کار ارائه خدمات درمانی به بیماران را خودکار کرد.

خودرو‌های خودران

یکی از شناخته شده‌ترین نمونه‌های اینترنت اشیا، خودرو‌های خودران (یا بی‌راننده، خودروی خودگردان، خودروی روباتیک) است. چندین خودرو‌ساز در تلاش برای توسعه یک خودروی کاملاً مستقل هستند که به طور کامل کنترل خودرو را بر عهده بگیرد. البته وسایل نقلیه نیمه خودرانی ساخته شده است که تا حدی رانندگان را در هنگام پارک کردن، تغییر لاین و ترمز راهنمایی می‌کند.

اینترنت اشیا در حوزه خودرو به اتصال چند دستگاه توسط اینترنت اشاره دارد؛ به این معنی که خودرو از بستر اینترنت برای به روز‌رسانی الگوریتم خود، بر اساس داده‌های دریافتی استفاده می‌کند. وسایل نقلیه خودگردان به جمع‌آوری و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها نیاز دارند. هر خودرو داده‌های مربوط به ترافیک، نحوه عبور از موانع، مسیر درست و غیره را به اشتراک می‌گذارد که این داده‌ها به صورت بی‌سیم در سیستم آپلود می‌شوند.

اینترنت اشیا صنعتی

اینترنت اشیا صنعتی (Industrial IoT) به رایانه‌ها، افراد و دستگاه‌هایی گفته می‌شود که به خودکار‌سازی و هوشمند‌سازی عملیات صنعتی کمک می‌کنند. این فناوری از روش‌های تجزیه و تحلیل داده پیشرفته برای دستیابی به نتایج تجاری بهتر استفاده می‌کند. خودرو‌سازی، کشاورزی، صنعت نفت و گاز از کاربرد‌های اینترنت اشیا صنعتی هستند. کاربردهای اینترنت اشیا در صنعت، ریسک‌های ناشی از خطای انسانی را کاهش می‌دهد و همچنین، می‌توان از آن برای حذف عامل انسانی از محیط‌های کاری خطرناک استفاده کرد. با این وجود، با گسترش اینترنت اشیای صنعتی، نگرانی‌های امنیتی مرتبط با آن نیز افزایش یافته است.

تجزیه و تحلیل داده‌های مبتنی بر اینترنت اشیا

از کاربردهای اینترنت اشیا می‌توان در تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده کرد. کسب‌و‌کار‌ها می‌توانند از روش‌های مختلف تجزیه و تحلیل داده برای بهبود دانش مشتری (Customer knowledge)، ایجاد ارزش کسب‌و‌کار (Business Value) و افزایش کارایی عملیاتی استفاده کنند.

به کمک نرم‌افزار‌های تجزیه و تحلیل داده‌های مبتنی بر اینترنت اشیا می‌توان الگو‌ها و روند‌ها را در میان انبوهی از داده‌ها شناسایی کرد و از این طریق به بینش مفیدی از شرایط کسب‌و‌کار خود دست یافت.

از ترکیب تجزیه و تحلیل داده‌ها و اینترنت اشیا می‌توان در حوزه‌هایی چون جغرافیا، تله‌ماتیک، شهر‌های هوشمند، تولید، خرده فروشی و بهداشت و درمان بهره برد که منجر به مزایایی چون توانمند‌سازی کارکنان، جذب مشتریان بیشتر، کنترل فرآیند‌ها و بهینه‌سازی عملیات می‌شود.

امروزه، طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها می‌توانند به اینترنت متصل شده و به طور پیوسته، داده‌ها را از طریق حسگر‌ها به اشتراک بگذارند. چنین داده‌هایی بدون تحلیل بی ارزش هستند. اما با تجزیه و تحلیل این داده‌ها می‌توان به اطلاعات ارزشمندی دست یافت.

سیستم مانیتورینگ و ردیابی مبتنی بر اینترنت اشیا

بسیاری از سازمان‌ها از سیستم‌های مبتنی بر اینترنت اشیا برای ردیابی و مانیتورینگ دارایی‌ها و حتی کارکنان خود بهره می‌برند. دستگاه‌های ردیابی مبتنی بر اینترنت اشیا از فرکانس رادیویی یا GPS برای نظارت و ردیابی استفاده می‌کنند.

این سیستم برای برای شناسایی و راستی آزمایی دارایی‌های دوربرد، نظارت بر موقعیت اموال مهم سازمان و همچنین، اطمینان از ایمنی و امنیت دستگاه‌های ارزشمند و افراد کاربرد دارد؛ به عنوان مثال، می‌توان به کمک آن، وسایل نقلیه را ردیابی کرد و یا از طریق حسگر‌های لرزشی بروز تصادف را تشخیص و موقعیت مکانی وقوع آن را به مراکز درمان و پلیس اطلاع داد.

حسگر‌های اینترنت اشیا

هدف اصلی حسگر‌های اینترنت اشیا، جمع‌آوری داده‌ها از محیط اطراف است که به طور مستقیم یا غیر مستقیم به شبکه اینترنت اشیا متصل می‌شوند. از این حسگر‌ها برای اتصال به برد‌های الکترونیکی مانند Raspberry Pi2 یا Arduino Uno استفاده می‌شود. برد‌های الکترونیکی برای اندازه‌گیری محدوده داده‌های جمع‌آوری شده از حسگر‌های مختلف شامل دما، لرزشی، حرکتی، فشار، رطوبت و مونوکسید کربن برنامه‌ریزی شده‌اند. شرکت‌ها می‌توانند از این حسگر‌ها که به صورت خودکار و مداوم داده‌ها را کنترل می‌کنند، برای مواردی چون نگهداری و تعمیرات پیشگویانه، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری استفاده کنند.

کشاورزی هوشمند

پژوهشگران تخمین می‌زنند که جمعیت رو به رشد جهان تا سال ۲۰۵۰ به ۱۰ میلیارد نفر برسد. برای تأمین منابع مورد نیاز چنین جمعیت بزرگی، چاره‌ای جز هوشمند‌سازی کشاورزی با استفاده از فناوری نداریم. اینترنت اشیا یکی از مفیدترین فناوری‌هایی است که می‌توان در این حوزه از آن بهره برد.

کشاورزان می‌توانند از فناوری‌های مبتنی بر اینترنت اشیا برای بهینه‌سازی بسیاری از فعالیت‌های خود مانند تعیین بهترین زمان برای برداشت محصولات، سنجش میزان رطوبت و مواد مغذی خاک، انتخاب کود مناسب با توجه به مشخصات خاک و دیگر موارد استفاده کنند.

گلخانه هوشمند با حسگر‌های کنترل پارامتر‌های محیطی مانند شرایط آب و هوا تجهیز می‌شود و از این طریق نظارت بر آن بهتر و آسان‌تر شده و میزان محصول افزایش می‌یابد.

بارکدخوان هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا، مدیریت موجودی را آسان‌تر می‌کند. این فناوری با استفاده از پردازش سیگنال دیجیتال مبتنی بر هوش مصنوعی و پردازش ابری، عملیات بخش‌های مختلف شامل لجستیک، انبار و خرده فروشی را بهینه می‌کند. بارکدخوان هوشمند در سبد خرید تعبیه شده و از طریق یک حسگر مبتنی بر هوش مصنوعی، حذف و اضافه شدن محصولات به سبد خرید را تشخیص می‌دهد. همچنین، این دستگاه می‌تواند به طور خودکار داده‌ها را به سیستم منتقل کرده و از این طریق زمان لازم برای پرداخت پول در هنگام خروج از فروشگاه را کاهش داده و در نتیجه تجربه مشتری را بهبود بخشد.

شهر‌های هوشمند

شهر هوشمند نمونه دیگری از کاربردهای اینترنت اشیا است که در آن به طور فراوان از راهکار‌های دیجیتال استفاده شده است. فناوری اینترنت اشیا و اتصال بی‌سیم ایمن، عناصر سنتی زندگی را متحول کرده‌اند و مدیریت همه اجزا از طریق یک پلتفرم هوشمند با قابلیت‌های پیشرفته قابل انجام است. نظارت هوشمند، سیستم‌های مدیریت انرژی هوشمند، پایش زیست محیطی، امنیت شهری، حمل‌و‌نقل خودکار و توزیع آب نمونه‌هایی از کاربرد اینترنت اشیا در شهر‌های هوشمند هستند.

اینترنت اشیا بخش قابل توجهی از مشکلات زندگی شهرنشینی مانند کمبود منابع انرژی، ترافیک و آلودگی را رفع می‌کند. به عنوان مثال، مردم به راحتی از طریق اپلیکیشن‌های تحت وب و حسگر‌ها می‌توانند پارکینگ‌های دارای ظرفیت خالی در سطح شهر را پیدا کنند یا به کمک حسگر‌ها می‌توان موارد مربوط به دستکاری کنتور را تشخیص داد.

لنز تماسی هوشمند

لنز تماسی هوشمند با نمایشگر دیداری داخلی با قابلیت بزرگ‌نمایی تصاویر برای افراد کم‌بینا طراحی شده است. پژوهشگران در حال توسعه لنز‌های تماسی هوشمند با امکان دریافت اطلاعات سلامت و درمان بیماری‌های چشم هستند. اخیراً یک شرکت سوئیسی، لنز تماسی هوشمند غیر تهاجمی تولید کرده که دارای حسگر در بخش سیلیکونی بوده و می‌تواند تغییرات کوچک در حجم چشم را تشخیص دهد که نشان‌دهنده بیماری آب سیاه است .

شبکه هوشمند انرژی

شبکه هوشمند انرژی، شبکه برقی است که از طریق فناوری ارتباطات دو طرفه برق و داده می‌تواند مسائل و مشکلات مختلف را شناسایی کرده و در کوتاه‌ترین زمان به آن واکنش نشان دهد. همچنین، در این شبکه امکان نظارت بی درنگ بر داده‌های مربوط به عرضه و تقاضای برق را وجود داشته و از هوش مصنوعی برای مدیریت کارآمد منابع بهره می‌برد.

این شبکه، ترکیبی از اجزای به هم متصل شامل پست‌های برق و کنتور است . استفاده از فناوری اینترنت اشیا، شرکت‌های توزیع نیروی برق را قادر می‌سازد تا زیرساخت و منابع انرژی خود را به شکل بهتری مدیریت کرده و کیفیت خدماتشان را بهبود بخشند.

لوازم خانگی هوشمند

لوازم خانگی هوشمند، رایج‌ترین و شناخته شده‌ترین نمونه از کاربردهای اینترنت اشیا هستند که امکان کنترل خانه از راه دور را برای شما فراهم می‌کنند. به کمک این فناوری‌ها می‌توانید نظارت و کنترل بیشتری بر خانه داشته باشید و از بخش‌های مختلف آن محافظت کنید.

مدیریت زنجیره تأمین هوشمند

دستگاه‌های مبتنی بر اینترنت اشیا، مدیریت زنجیره تأمین را متحول کرده‌اند. به کمک این دستگاه‌ها می‌توانید از زمان و نحوه انبار کالا‌ها آگاهی یافته و به راحتی محل ذخیره یک کالای خاص را پیدا کنید. این فناوری امکان بهبود پیش‌بینی و تصمیم‌گیری آگاهانه از طریق الگوریتم‌های مسیریابی هوشمند را فراهم می‌کند.

دستگاه‌های اینترنت اشیا با استفاده از سیگنال‌های RFID و GPS امکان ردیابی و تعیین موقعیت مکانی اجسام در حال حرکت را فراهم می‌کنند که از این طریق می‌توانید زمان دقیق رسیدن کالا را پیش‌بینی کنید و در صورت بروز حادثه، به سرعت اقدامات لازم را انجام دهید. همچنین این ویژگی به شما کمک می‌کند تا امور اداری و گمرکی مرتبط را پیش از رسیدن کالا انجام دهید. علاوه بر این، دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند پارامتر‌هایی مانند رطوبت، دما، شدت نور و غیره را کنترل کنند.

فناوری‌های پوشیدنی

در سال‌های اخیر، تقاضا برای فناوری‌های پوشیدنی به شدت افزایش یافته است و به همین دلیل، بسیاری از شرکت‌ها مانند سامسونگ و گوگل سرمایه‌گذاری زیادی در این حوزه انجام داده‌اند. این تجهیزات از طریق نرم‌افزار و حسگر‌های خود، داده‌های کاربر را جمع‌آوری می‌کنند که با پردازش این داده‌ها می‌توان به اطلاعات مفیدی درباره او دست یافت.

از فناوری‌های پوشیدنی می‌توان برای نظارت بر سلامتی، تناسب اندام و سرگرمی استفاده کرد. به عنوان مثال، دستگاهی برای نظارت بر قند خون تولید شده است که با استفاده از یک الکترود کوچک به نام حسگر گلوکز که در زیر پوست قرار می‌گیرد، سطح گلوکز را در بدن تشخیص داده و داده‌ها را از طریق فرکانس رادیویی به دستگاه مانیتورینگ ارسال می‌کند.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

کاربرد اینترنت اشیا در آینده به دلیل پیشرفت فناوری بیشتر خواهد شد و کاربران بیشتری تمایل به کنترل لوازم خانگی خود از طریق دستگاه‌هایی مانند تلفن همراه هوشمند خواهند داشت. شبکه و پروتکل‌های ارتباطی موجود، ارتباط افراد و ماشین‌ها را با استفاده از یک پلتفرم جامع ممکن کرده است. به این ترتیب، فعالیت‌های انجام شده توسط ماشین‌ها از طریق دستگاه‌های هوشمند به راحتی قابل کنترل خواهد بود. علاوه بر این، اینترنت اشیا فرصت‌های شغلی فراوانی ایجاد خواهد کرد. البته، باید توجه داشته باشید، امنیت یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های متقاضیان استفاده از این فناوری است که باید مورد توجه قرار گیرد.