انترنت الأشياء IOT

 

ما هو IoT؟ 

ما المقصود بإنترنت الأشياء (IoT)؟

يشير مصطلح IoT، أو إنترنت الأشياء، إلى مجموعة من الأجهزة المتصلة والوسائل التكنولوجية التي تيسر الاتصال بين الأجهزة والسحابة، وكذلك بين الأجهزة نفسها. وبفضل ظهور رقائق الكمبيوتر ميسورة التكلفة واتصالات النطاق الترددي العالي، أصبحت لدينا الآن مليارات الأجهزة المتصلة بالإنترنت. وهذا معناه أن الأجهزة التي نستخدمها يوميًا مثل فرش الأسنان والمكانس الكهربائية والسيارات والآلات يمكنها استخدام أدوات الاستشعار لجمع البيانات والتجاوب بذكاء مع المستخدمين.  

إن إنترنت الأشياء يُدمج "الأشياء" اليومية مع الإنترنت. يضيف مهندسو الكمبيوتر أدوات استشعار ومعالجات إلى الأشياء اليومية منذ التسعينيات. إلا أن التقدم كان بطيئًا في البداية لأن الرقائق كانت ضخمة وكبيرة الحجم. فقد استُخدمت رقائق كمبيوتر منخفضة الطاقة تسمى علامات RFID لأول مرة لتتبع المعدات باهظة الثمن. ومع تقلص حجم الأجهزة الحاسوبية، أصبحت هذه الرقائق أيضًا أصغر حجمًا وأسرع وأكثر ذكاءً بمرور الوقت.

في الوقت الحالي، انخفضت تكاليف دمج القدرة الحاسوبية في الأشياء الصغيرة انخفاضًا كبيرًا. على سبيل المثال، تستطيع إضافة اتصال مشتمل على إمكانات خدمات Alexa الصوتية إلى وحدات التحكم المصغرة (MCU) التي يقل حجمها عن 1 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المدمجة، مثل مفاتيح الإنارة. وقد انطلقت صناعة كاملة تصب تركيزها على ملء منازلنا وشركاتنا ومكاتبنا بأجهزة إنترنت الأشياء. وتستطيع هذه العناصر الذكية نقل البيانات تلقائيًا من الإنترنت وإليه. ويُشار إلى كل هذه "الأجهزة الحاسوبية غير المرئية" والتكنولوجيا المرتبطة بها مجتمعة باسم إنترنت الأشياء.

ما آلية عمل إنترنت الأشياء؟

يعمل نظام إنترنت الأشياء الأمثل من خلال جمع البيانات وتبادلها في الوقت الحقيقي. ويتكون نظام إنترنت الأشياء من ثلاثة عناصر:

الأجهزة الذكية

عبارة عن أجهزة مثل التلفزيون وكاميرات المراقبة ومعدات التدريب مزودة بقدرات حاسوبية. وهي تجمع البيانات من محيطها أو مدخلات المستخدم أو أنماط الاستخدام وتنقل البيانات عبر الإنترنت من تطبيق إنترنت الأشياء المرتبط بها وإليه.

تطبيق إنترنت الأشياء

تطبيق إنترنت الأشياء عبارة عن مجموعة من الخدمات والبرامج التي تدمج البيانات المستلمة من أجهزة إنترنت الأشياء المختلفة. وهي تستغل تكنولوجيا التعلم الآلي أو الذكاء الاصطناعي لتحليل هذه البيانات واتخاذ قرارات مدروسة. على أن تُعاد هذه القرارات إلى جهاز إنترنت الأشياء ثم يستجيب جهاز إنترنت الأشياء بعد ذلك بذكاء للمدخلات. 

واجهة مستخدم رسومية

يمكن التحكم في جهاز إنترنت الأشياء أو مجموعة الأجهزة من خلال واجهة مستخدم رسومية. وتشمل الأمثلة الشائعة تطبيقات الهاتف المحمول أو موقعًا إلكترونيًا يمكن استخدامه لتسجيل الأجهزة الذكية والتحكم فيها. 

ما الأمثلة لأجهزة إنترنت الأشياء؟

لنلقِ نظرة على بعض أمثلة أنظمة إنترنت الأشياء المستخدمة في الوقت الحالي:

السيارات المتصلة

هناك طرق كثيرة يمكن من خلالها توصيل المركبات، مثل السيارات، بالإنترنت. وربما تكون إحدى هذه الطرق كاميرات لوحة قيادة السيارة الذكية أو أنظمة الترفيه المعلوماتي أو حتى بوابة المركبة المتصلة. وهذه الأجهزة تجمع البيانات من دواسة الوقود، والمكابح، وعداد السرعة، وعداد المسافات، والعجلات، وخزانات الوقود لمراقبة كل من أداء السائق وسلامة السيارة. للسيارات المتصلة عدة استخدامات منها:

مراقبة أساطيل السيارات المستأجرة لزيادة كفاءة استهلاك الوقود وخفض التكاليف.

مساعدة الآباء على تتبع أسلوب القيادة الذي يسلكه أبناؤهم.

إخطار الأصدقاء والعائلة تلقائيًا في حالة اصطدام السيارة.

التنبؤ باحتياجات صيانة المركبات ومنعها.

المنازل المتصلة

تركز الأجهزة المنزلية الذكية في الأساس على تحسين كفاءة المنزل وأمانه، فضلاً عن تحسين الشبكات المنزلية. فتراقب بعض الأجهزة مثل المقابس الذكية استهلاك الكهرباء وتوفر منظمات الحرارة الذكية تحكمًا أفضل في درجة الحرارة. ويمكن أن تستخدم أنظمة الزراعة في الماء أدوات استشعار إنترنت الأشياء للتحكم في الحديقة في حين تستطيع أجهزة الكشف عن الدخان القائمة على إنترنت الأشياء اكتشاف دخان التبغ. ويمكن لأنظمة حماية المنزل مثل أقفال الأبواب وكاميرات المراقبة وأجهزة الكشف عن تسرب المياه اكتشاف التهديدات ومنعها وإرسال إشعارات لمالكي المنازل. 

يمكن استخدام الأجهزة المتصلة في المنزل لعدة أهداف منها:

إيقاف تشغيل الأجهزة غير المستخدمة تلقائيًا.

تأجير العقارات وإداراتها وصيانتها.

البحث عن العناصر التي لا تستطيع العثور عليها مثل المفاتيح أو المحافظ.

أتمتة المهام اليومية مثل التنظيف بالمكنسة الكهربائية وتحضير القهوة وما إلى ذلك.

المدن الذكية

زادت تطبيقات إنترنت الأشياء من كفاءة التخطيط العمراني وصيانة البنية الأساسية. فتستغل الحكومات تطبيقات إنترنت الأشياء لمعالجة مشكلات البنية الأساسية والصحة والبيئة. ويمكن استخدام تطبيقات إنترنت الأشياء في الحالات التالية:

قياس جودة الهواء ومستويات الإشعاع.

تقليل تكاليف فواتير الطاقة باستخدام أنظمة الإنارة الذكية.

الكشف عن احتياجات صيانة البنى الأساسية الحيوية مثل الشوارع والجسور وخطوط الأنابيب.

زيادة الأرباح بالإدارة الفعالة لمواقف السيارات.

المباني الذكية

تستخدم المباني مثل حرم الجامعات والمباني التجارية تطبيقات إنترنت الأشياء لزيادة الكفاءة التشغيلية. يمكن استخدام أجهزة إنترنت الأشياء في المباني الذكية للأهداف التالية:

تقليل استهلاك الطاقة.

تخفيض تكاليف الصيانة.

الاستفادة من أماكن العمل بكفاءة أكبر.

ما إنترنت الأشياء للقطاع الصناعي؟

إنترنت الأشياء للقطاع الصناعي (IIoT) يشير إلى الأجهزة الذكية المستخدمة في التصنيع، وتجارة التجزئة، والصحة، وغيرها من المؤسسات لتحقيق أوجه الكفاءة في العمل. وتوفر الأجهزة الصناعية، بداية من أدوات الاستشعار وصولاً إلى المعدات، لأصحاب الأعمال التجارية بيانات مفصلة فورية يمكن استخدامها لتحسين سير الأعمال. وهي توفر رؤى عن إدارة سلاسل التوريد، والخدمات اللوجستية، والموارد البشرية، والإنتاج، ما يؤدي إلى خفض التكاليف وزيادة مصادر الإيرادات. 

فلنلقِ نظرة على الأنظمة الصناعية الذكية الموجودة في مختلف القطاعات:

التصنيع

إنترنت الأشياء للمؤسسات في التصنيع يستخدم الصيانة الوقائية لتقليل أوقات التعطل غير المخطط لها ويستخدم الأجهزة التكنولوجية القابلة للارتداء لتحسين مستوى سلامة العاملين. وتستطيع تطبيقات إنترنت الأشياء أن تتنبأ بتعطل الآلات قبل حدوثه، ما يقلل من وقت تعطل الإنتاج. إذ تُستخدم الأجهزة التي يمكن ارتداؤها داخل الخوذات وأساور المعصم، وكذلك كاميرات الرؤية الحاسوبية، لتحذير العمال من المخاطر المحتملة.

العربات

تعمل الروبوتات والتحليلات القائمة على أدوات الاستشعار على زيادة الكفاءة في تصنيع السيارات وصيانتها. فعلى سبيل المثال، تُستخدم أدوات الاستشعار الصناعية لتقديم صور ثلاثية الأبعاد فورية لمكونات المركبة الداخلية. يمكن إجراء عمليات التشخيص واستكشاف الأخطاء وإصلاحها أسرع وفي الوقت نفسه يطلب نظام إنترنت الأشياء قطع الغيار تلقائيًا.  

اللوجستيات والنقل

يمكن أن تساعد أجهزة إنترنت الأشياء للقطاعين التجاري والصناعي في إدارة سلاسل التوريد، بما في ذلك إدارة المخزون، والعلاقات مع الموردين، وإدارة الأسطول، والصيانة المقررة. فتستغل شركات الشحن تطبيقات إنترنت الأشياء للصناعة لتتبع الأصول وتحسين استهلاك الوقود على طرق الشحن. ولهذه التقنية فائدة خاصة في التحكم المشدد في درجة حرارة حاويات التبريد. ويضع مديرو سلاسل التوريد توقعات مدروسة من خلال لوغاريتمات التوجيه وتحويل المسار الذكية.

البيع بالتجزئة

تدفع أمازون عجلة الابتكار في مجالي الأتمتة والتعاون بين الإنسان والآلة في قطاع البيع بالتجزئة. فتستخدم مرافق أمازون الروبوتات المتصلة بالإنترنت لتتبع المنتجات وتحديد موقعها وتصنيفها ونقلها.

كيف يستطيع إنترنت الأشياء تحسين حياتنا؟

يؤثر إنترنت الأشياء تأثيرًا كبيرًا في حياة الإنسان والعمل. فهو يتيح للآلات إجراء أعمال شاقة أكثر، وتولي المهام المرهقة، وتيسير حياة أكثر صحة وإنتاجية وراحة. 

على سبيل المثال، تستطيع الأجهزة المتصلة أن تغير روتينك الصباحي بالكامل. فحينما تضغط على زر الغفوة، سيشغل المنبه تلقائيًا آلة إعداد القهوة وسيفتح ستائر النوافذ. وستحدد ثلاجتك تلقائيًا مستلزمات البقالة المنتهية وستطلبها حتى تصل إلى منزلك. وسيخبرك فرنك الذكي بقائمة طعام اليوم، حتى إنه قد يطبخ مكونات مجمعة مسبقًا ويتأكد من أن غداءك جاهز. وستحدد ساعتك الذكية مواعيد الاجتماعات في حين ستضبط سيارتك المتصلة تلقائيًا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للتوقف للتزود بالوقود. فالفرص لا تنتهي في عالم إنترنت الأشياء!

ما فوائد إنترنت الأشياء للأعمال التجارية؟

دفع عجلة الابتكار

يتيح إنترنت الأشياء للأعمال التجارية فرصة الوصول إلى التحليلات المتقدمة التي تزيح الستار عن فرص جديدة. على سبيل المثال، تستطيع الأعمال التجارية إنشاء حملات إعلانية تستهدف قاعدة كبيرة من الأشخاص من خلال جمع البيانات عن سلوك العملاء.

تحويل البيانات إلى رؤى وإجراءات باستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي

يمكن استخدام البيانات المجمعة والاتجاهات التاريخية للتنبؤ بالنتائج المستقبلية. فعلى سبيل المثال، يمكن إقران معلومات الضمان ببيانات إنترنت الأشياء المجمعة للتنبؤ بحوادث الصيانة. ويمكن استغلال هذه المعلومات للمبادرة في تقديم خدمة العملاء وتعزيز ولاء العملاء.

زيادة الأمان

يمكن أن تؤدي المراقبة المستمرة للبنية الأساسية الرقمية والمادية إلى الارتقاء بالأداء وتحسين الكفاءة وتقليل مخاطر السلامة. فعلى سبيل المثال، يمكن دمج البيانات المجمعة من جهاز المراقبة المثبت في الموقع مع بيانات إصدار الأجهزة والبرامج الثابتة لتحديد مواعيد تحديثات النظام تلقائيًا.

قياس الحلول المتباينة

يمكن نشر تقنيات إنترنت الأشياء بأسلوب يركز على العميل لزيادة رضاه. فعلى سبيل المثال، يمكن إعادة توفير المنتجات التي يزداد الطلب عليها فورًا لتجنب نقصها.

ما تقنيات إنترنت الأشياء؟

قد تشتمل التقنيات المستخدمة في أنظمة إنترنت الأشياء على ما يلي: 

حوسبة الحافة

تشير حوسبة الحافة إلى التقنية المستخدمة التي تجعل الأجهزة الذكية تضطلع بأعمال أكثر من مجرد إرسال البيانات إلى منصة إنترنت الأشياء أو استقبالها. وهي تزيد من قوة الحوسبة على حواف شبكة إنترنت الأشياء، وتقلل الوقت الذي تستغرقه عملية الاتصال وتحسن وقت الاستجابة.

الحوسبة السحابية

تُستخدم التقنية السحابية لتخزين البيانات عن بُعد وإدارة أجهزة إنترنت الأشياء، ما يسهل الوصول إلى البيانات من أجهزة متعددة في الشبكة.

التعلم الآلي

يشير التعلم الآلي إلى البرامج واللوغاريتمات المستخدمة لمعالجة البيانات واتخاذ قرارات فورية بناءً على تلك البيانات. ويمكن نشر لوغاريتمات التعلم الآلي هذه في السحابة أو على الحافة.

ما المقصود بـ AWS IoT وما فائدته؟

يجمع AWS IoT بين الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء لتحسين مخرجات الأعمال. وهو المورّد الوحيد الذي يجمع بين إدارة البيانات والتحليلات الزاخرة بالمعلومات لتصميم خدمات سهلة الاستخدام مصممة لبيانات إنترنت الأشياء كبيرة الحجم. 

يتضمن AWS IoT خدمات مثل الأمان، وتشفير البيانات، والتحكم في إمكانية الوصول إلى بيانات الجهاز. وهو يستند إلى بنية أساسية لخدمات سحابية آمنة ومعتمدة، ويتكيف مع مليارات من الأجهزة وتريليونات الرسائل. ويتكامل AWS IoT أيضًا مع خدمات AWS الأخرى، حيث يمكنك تصميم حلول كاملة.

البناء باستخدام AWS IoT

يقدم AWS IoT خدمات إنترنت الأشياء (loT) للحلول الصناعية والاستهلاكية والتجارية. ويمكنك الاعتماد على خدمات AWS IoT لتصميم تطبيقات تكشف عن قيمة تجارية جديدة، وتعد تحليلات متطورة، وتحدد أحداثًا من عدد كبير من الأجهزة وتستجيب لها.