1. التعريف

إنترنت الأشياء (IoT) هو "الإنترنت الذي يربط كل شيء"، وهو امتداد وتوسع للإنترنت. فهو يجمع بين مختلف أجهزة استشعار المعلومات والشبكة لتشكيل شبكة ضخمة، مما يحقق الترابط بين الأشخاص والآلات والأشياء في أي وقت وفي أي مكان.

يُعدّ إنترنت الأشياء جزءًا أساسيًا من الجيل الجديد لتكنولوجيا المعلومات. ويُطلق على صناعة تكنولوجيا المعلومات أيضًا اسم "الترابط الشامل"، أي ربط الأشياء بكل شيء. لذا، فإنّ "إنترنت الأشياء هو إنترنت الأشياء المتصلة". وهذا له معنيان: أولًا، يظلّ الإنترنت هو جوهر إنترنت الأشياء وأساسه، وهو عبارة عن شبكة ممتدة ومتطورة مبنية عليه. ثانيًا، يمتدّ جانب المستخدم ليشمل أي عنصر بين العناصر لتبادل المعلومات والتواصل. وبالتالي، يُعرَّف إنترنت الأشياء بأنه ربط أي عنصر بالإنترنت، وفقًا لاتفاقية التعاقد، باستخدام تقنيات مثل تحديد الترددات الراديوية، وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأجهزة استشعار المعلومات مثل الماسح الضوئي الليزري، وذلك بهدف تحقيق التحديد الذكي للموقع، والتتبع، والمراقبة، وإدارة الشبكة.

2. التكنولوجيا الرئيسية

2.1 تحديد الهوية باستخدام الترددات الراديوية

نظام تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) هو نظام لاسلكي بسيط يتكون من جهاز استجواب (أو قارئ) وعدد من أجهزة الإرسال والاستقبال (أو العلامات). تتكون العلامات من مكونات توصيل ورقائق إلكترونية. تحتوي كل علامة على رمز إلكتروني فريد من نوعه، مُلحق بالشيء المراد تحديده. تُرسل العلامة معلومات الترددات الراديوية إلى القارئ عبر الهوائي، وهو الجهاز الذي يقرأ هذه المعلومات. تُمكّن تقنية RFID الأشياء من "التواصل"، مما يُضفي على إنترنت الأشياء ميزة التتبع. هذا يعني أنه يُمكن معرفة الموقع الدقيق للأشياء ومحيطها في أي وقت. يُقدّر محللو قطاع التجزئة في شركة سانفورد سي. بيرنشتاين أن هذه الميزة في إنترنت الأشياء بتقنية RFID يُمكن أن تُوفر لشركة وول مارت 8.35 مليار دولار سنويًا، معظمها من تكاليف العمالة الناتجة عن عدم الحاجة إلى التحقق اليدوي من الرموز الواردة. ساعدت تقنية RFID قطاع التجزئة على حل اثنتين من أكبر مشاكله: نفاد المخزون والهدر (فقدان المنتجات بسبب السرقة واضطراب سلاسل التوريد). تخسر وول مارت ما يقرب من ملياري دولار سنويًا بسبب السرقة وحدها.

2.2 الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة

يشير مصطلح MEMS إلى الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة. وهو نظام متكامل للأجهزة الدقيقة يتكون من مستشعر دقيق، ومُشغّل دقيق، ودائرة لمعالجة الإشارات والتحكم، وواجهة اتصال، ومصدر طاقة. يهدف هذا النظام إلى دمج عمليات جمع المعلومات ومعالجتها وتنفيذها في نظام دقيق متعدد الوظائف، ضمن نظام واسع النطاق، مما يُحسّن بشكل كبير مستوى الأتمتة والذكاء والموثوقية للنظام. يُعدّ MEMS بمثابة مستشعر أكثر شمولية. ولأن MEMS يُضفي حيوية جديدة على الأشياء العادية، فإن لكل منها قنوات نقل بيانات خاصة بها، ووظائف تخزين، وأنظمة تشغيل، وتطبيقات متخصصة، مما يُشكّل شبكة استشعار واسعة. وهذا يُتيح لإنترنت الأشياء مراقبة الأشخاص وحمايتهم من خلال الأشياء. في حالة القيادة تحت تأثير الكحول، إذا زُرعت السيارة ومفتاح التشغيل بمستشعرات دقيقة، فعندما يُخرج السائق المخمور مفتاح السيارة، يستطيع المفتاح، عبر مستشعر الرائحة، اكتشاف رائحة الكحول، فيُرسل إشارة لاسلكية فورية تُعلم السيارة بـ"التوقف عن التشغيل"، فتتوقف السيارة عن العمل. في الوقت نفسه، قام بتفعيل خاصية إرسال الرسائل النصية إلى هاتف السائق المحمول، لإبلاغهم بموقع السائق وتذكيرهم بالتعامل مع الأمر في أسرع وقت ممكن. هذه هي نتيجة كوننا "أشياء" في عالم إنترنت الأشياء.

2.3 الاتصال بين الآلات/البشر

تقنية M2M، اختصارًا لـ "التواصل بين الآلات/البشر"، هي تطبيق وخدمة شبكية تعتمد على التفاعل الذكي بين الأجهزة الطرفية. تُمكّن هذه التقنية الأجهزة من التحكم الذكي. تتضمن تقنية M2M خمسة مكونات تقنية رئيسية: الجهاز، ومكونات M2M المادية، وشبكة الاتصال، والبرمجيات الوسيطة، والتطبيق. بالاعتماد على منصة الحوسبة السحابية والشبكة الذكية، تُتخذ القرارات بناءً على البيانات المُستقاة من شبكة الاستشعار، ويمكن تغيير سلوك الأجهزة لأغراض التحكم والتغذية الراجعة. على سبيل المثال، يرتدي كبار السن في المنزل ساعات مزودة بمستشعرات ذكية، ويمكن للأطفال في أماكن أخرى التحقق من ضغط دم والديهم ونبضات قلبهم في أي وقت عبر هواتفهم المحمولة. عندما يكون المالك في العمل، يقوم المستشعر تلقائيًا بإغلاق الماء والكهرباء والأبواب والنوافذ، ويرسل رسائل إلى هاتف المالك بانتظام للإبلاغ عن حالة السلامة.

2.4 الحوسبة السحابية

تهدف الحوسبة السحابية إلى دمج عدد من وحدات الحوسبة منخفضة التكلفة نسبيًا في نظام متكامل ذي قدرة حوسبة فائقة عبر الشبكة، والاستفادة من نماذج أعمال متطورة لتمكين المستخدمين النهائيين من الحصول على خدمات هذه القدرة. يتمثل أحد المفاهيم الأساسية للحوسبة السحابية في التحسين المستمر لقدرة معالجة "السحابة"، وتقليل عبء المعالجة على جهاز المستخدم، وصولًا إلى تبسيطه ليصبح جهاز إدخال وإخراج بسيطًا، مما يتيح للمستخدمين الاستفادة من قدرة الحوسبة والمعالجة الفائقة لـ"السحابة" عند الطلب. تحصل طبقة الوعي في إنترنت الأشياء على كميات هائلة من البيانات، وبعد نقلها عبر طبقة الشبكة، تُوضع على منصة موحدة، ثم تُستخدم الحوسبة السحابية عالية الأداء لمعالجتها وإضفاء الذكاء عليها، لتحويلها في النهاية إلى معلومات مفيدة للمستخدمين النهائيين.

3. التطبيق

3.1 المنزل الذكي

يُعدّ المنزل الذكي التطبيق الأساسي لإنترنت الأشياء في المنازل. ومع انتشار خدمات النطاق العريض، باتت منتجات المنزل الذكي جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. فبإمكان أي شخص في المنزل، عبر هاتفه المحمول أو تطبيقات أخرى، التحكم عن بُعد في مكيف الهواء الذكي، وضبط درجة حرارة الغرفة، بل وحتى تعلّم عادات المستخدم لتحقيق تحكم تلقائي في درجة الحرارة، ما يسمح للمستخدمين بالعودة إلى منازلهم في الصيف الحار للاستمتاع بجو بارد ومنعش. كما يُمكن من خلال هذه التطبيقات تشغيل المصابيح الذكية، والتحكم في سطوعها ولونها، وغيرها. وتتيح المقابس المزودة بتقنية الواي فاي التحكم عن بُعد في تشغيلها وإيقافها، ومراقبة استهلاك الطاقة للأجهزة، وإنشاء مخططات بيانية توضح استهلاك الطاقة، ما يُساعد على ترشيد استخدام الموارد وإدارة الميزانية. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الميزان الذكي لمراقبة نتائج التمارين الرياضية. أما الكاميرات الذكية، وأجهزة استشعار النوافذ والأبواب، وأجراس الأبواب الذكية، وأجهزة كشف الدخان، وأجهزة الإنذار الذكية، وغيرها من معدات المراقبة الأمنية، فهي لا غنى عنها في المنازل. إذ يُمكنك الخروج في الوقت المناسب للتحقق من الوضع في أي ركن من أركان المنزل، وفي أي وقت ومن أي مكان، ورصد أي مخاطر أمنية. أصبحت الحياة المنزلية التي تبدو مملة أكثر استرخاءً وجمالاً بفضل إنترنت الأشياء.

نحن، شركة OWON Technology، نعمل في مجال حلول المنازل الذكية القائمة على إنترنت الأشياء منذ أكثر من 30 عامًا. لمزيد من المعلومات، انقر هنا.أوون or send email to sales@owon.com. We devote ourselfy to make your life better!

3.2 النقل الذكي

يُعدّ تطبيق تقنية إنترنت الأشياء في حركة المرور على الطرق مجالًا ناضجًا نسبيًا. ومع تزايد شعبية وسائل النقل العام، أصبح الازدحام المروري، بل وشلل حركة المرور، مشكلة رئيسية في المدن. يُسهم الرصد الفوري لحالة المرور ونقل المعلومات إلى السائقين في الوقت المناسب في تخفيف الضغط المروري بشكل فعّال. كما تمّ تركيب نظام الدفع الإلكتروني للطرق (ETC) عند تقاطعات الطرق السريعة، مما يوفر وقت استلام البطاقة وإعادتها عند الدخول والخروج، ويُحسّن كفاءة حركة المركبات. ويُمكّن نظام تحديد المواقع المُثبّت على الحافلات من معرفة مسار الحافلة ووقت وصولها في الوقت المناسب، ما يسمح للركاب باختيار مسارهم، وبالتالي تجنّب إهدار الوقت. ومع ازدياد استخدام وسائل النقل العام، بالإضافة إلى الضغط المروري، أصبحت مواقف السيارات مشكلة بارزة. لذا، أطلقت العديد من المدن أنظمة ذكية لإدارة مواقف السيارات على جوانب الطرق، تعتمد على منصة الحوسبة السحابية، وتجمع بين تقنية إنترنت الأشياء وتقنية الدفع عبر الهاتف المحمول لمشاركة موارد مواقف السيارات، وتحسين معدل استخدامها، وتوفير راحة أكبر للمستخدمين. ويتوافق هذا النظام مع وضع الهاتف المحمول ووضع تحديد الترددات الراديوية. من خلال برنامج تطبيق الهاتف المحمول، يمكن تحقيق فهم في الوقت المناسب لمعلومات مواقف السيارات وموقعها، وإجراء الحجوزات مسبقًا، وإتمام عمليات الدفع وغيرها، مما يحل إلى حد كبير مشكلة "صعوبة إيجاد موقف للسيارة".

3.3 الأمن العام

في السنوات الأخيرة، تزايدت حدة الظواهر المناخية العالمية، وازدادت حدة الكوارث وخطورتها. يتيح الإنترنت رصد المخاطر البيئية في الوقت الفعلي، والوقاية منها استباقيًا، وإطلاق إنذارات مبكرة، واتخاذ تدابير فورية للحد من مخاطر الكوارث على الأرواح والممتلكات. في عام ٢٠١٣، اقترحت جامعة بافالو مشروع "إنترنت أعماق البحار"، الذي يستخدم أجهزة استشعار مُعالجة خصيصًا، تُوضع في أعماق البحار، لتحليل الظروف تحت الماء، ومنع التلوث البحري، والكشف عن موارد قاع البحر، بل وتوفير إنذارات أكثر دقة بشأن موجات التسونامي. وقد تم اختبار المشروع بنجاح في بحيرة محلية، مما وفر الأساس لمزيد من التوسع. تستطيع تقنية إنترنت الأشياء استشعار بيانات مؤشرات الغلاف الجوي والتربة والغابات والموارد المائية وغيرها من الجوانب بذكاء، مما يُسهم بشكل كبير في تحسين بيئة معيشة الإنسان.