ما المقصود بـإنترنت الأشياء IoT وما استخداماته؟ 

ماذا سيحدث لو انقطع الانترنت عن العالم؟ هل تعتقد أن الحياة ستتأثر كثيرا؟ هل تعتقد أن تأثيره سيكون فقط بعدم قدرتنا على البحث في غوغل أو عدم إمكانية استخدام منصات التواصل الاجتماعي, الموضوع أعمق من ذلك بكثير فاعتمادنا على شبكة الإنترنت يفوق استخدامنا له لمجرد البحث عبر محركات البحث أو تصفح اليويتوب وغيره من المنصات, فالانترنت موجود حولنا وفي كل مكان من خلال ما يعرف بإنترنت الأشياء Internet of Things, في الواقع إنترنت الأشياء أقرب لك مما تتخيل, فمثلا الساعات الذكية التي ترتديها مثل ساعة أبل وغيرها التي تصمم لقياس وتتبع معلومات حول النشاط البدني والصحة العامة تعمل على إنترنت الأشياء مما توصيلها بالهواتف الذكية لنقل البيانات وتلقي الإشعارات. فما هو إنترنت الأشياء وكيف يعمل وما الأمثلة عليه, كل هذا والمزيد تجده في هذا المقال. 

ما هو إنترنت الأشياء IoT؟ 

إنترنت الأشياء IoT هو عبارة عن مجموعة من الأجهزة المرتبطة معا بحيث تشكل شبكة, تتبادل هذه الاجهزة البيانات مع أجهزة أخرى ومع السحابة Cloud سواء عبر الإنترنت أو مع شبكات الاتصال الأخرى بشكل آلي دون تدخل يدوي من الإنسان أو تفاعلهم المباشر مع الأجهزة. [1]

ولكن كيف لجهاز أن يكون جهاز IoT؟ تكون أجهزة إنترنت الأشياء مزودة بتقنيات مدمجة مثل البرمجيات و المستشعرات التي تعمل كعيون للأجهزة تجعلها قادرة على التقاط البيانات من حولها والحركة ودرجة الحرارة وغيرها, بعض أجهزة إنترنت الأشياء تكون مزودة بوحدات تردد راديوي تكون مسؤولة عن إشارات بشكل لاسلكي بين جهازين مختلفين أحدهما مرسل والآخر مستقبل تكون هذه التقنية مفيدة في تطبيقات مثل حقول الطاقة الشمسية أو في المصانع, بالإضافة الى وجود البوابات Gateways التي تعتبر نقطة الاتصال بين الأجهزة والمستشعرات ووحدات التحكم في النظام والسحابة (الإنترنت), جميع البيانات التي تتحرك إلى السحابة أو تأتي منها تمر عبر البوابة، والتي يمكن أن تكون إما جهازا مخصصا للأجهزة الثابتة أو برنامجا حاسوبيا, وغيرها من البرمجيات الأخرى. [2]

تطور إنترنت الأشياء 

كانت بدايات إنترنت الأشياء أجهزة بسيط جدا فكان أول جهاز IoT عبارة عن محمصة خبز حيث اخترعها جون رومكي في عام 1990, ثم بدأ يتطور ليشمل ربط أجهزة منزلية مثل الثلاجة والثيرموستات بشبكة الإنترنت. استمر تطور أجهزة إنترنت الأشياء بشكل كبير حتى تم استخدامها في مجالات عديدة مثل مجال الصناعة من خلال استخدام الأجهزة والتوصيلات في الآلات لتوقع الاحتياجات المستقبلية للصيانة قبل أن تصبح مسائل حرجة, مما حققت زيادة في الكفاءة عن طريق تحسين إدارة الصيانة وتقليل التوقف غير المخطط له وبالتالي تقليل التكاليف, ومع تقدم التكنولوجيا مثل ظهور شبكات الجيل الخامس 5G و حوسبة الحافة Edge Computing وتقنيات تعلم الآلة ساهم في نمو إنترنت الأشياء بشكل كبير جدا, من خلال تمكين الأجهزة من تحليل البيانات واتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي مما أدى الى تحسين قدرة الأجهزة على العمل وزيادة الاعتماد عليها بالإضافة الى تقليل التأخر في تفاعل الأجهزة مع الأنظمة وبالتالي معالجة البيانات بشكل أسرع.[3]

أهمية إنترنت الأشياء في حياتنا اليومية

يجعل إنترنت الأشياء حياتنا أكثر سهولة ويحسن من كفاءة أعمالنا من خلال توفير حلول وطرق ذكية سواء أكان على صعيد الحياة الشخصية أم على صعيد الأعمال, فمثلا يمكن الاستفادة من نظام المنزل الذكي مثل وجود نظام الإنارة الذكي الذي يتفاعل مع حركة الأشخاص في المنزل لتوفير إضاءة تلائم احتياجاتهم, كما يمكن ربط كاميرات المراقبة بالهواتف الذكية لإعلام المستخدمين بأحداث مهمة.

أما على صعيد الأعمال, فإنه يوفر نظرة فورية وشاملة إلى كيفية أداء الأنظمة الأعمال, حيث يتيح ذلك للمؤسسات متابعة أداء الآلات وفهم عمليات سلسلة التوريد واللوجستيات في الوقت الفعلي، مما يساعدها على اتخاذ قرارات أفضل وتحسين الكفاءة العامة.

ما هي التكنولوجيا المستخدمة في إنترنت الأشياء؟ 

لجعل إنترنت الأشياء ممكنا لا بد من وجود تكامل بين أنواع مختلفة من التكنولوجيا, منها: [4]

• الحساسات والمحركات: تقوم الحساسات بجمع المعلومات عن البيئة المحيطة بها وبالتالي فهي قادرة على اكتشاف أي تغيير فيها مثل: التغير في درجة الحرارة ، والرطوبة، والضوء، والحركة، أو الضغط, من ثم تحولها الى إشارات يمكن فهمها, بعد حدوث تغيير في البيئة, ترسل الحساسات الى المحركات أوامر بالقرار الأفضل للتكيف مع هذا التغيير, فتقوم المحركات بإحداث تغيير في البيئة مثل فتح أو إغلاق صمام أو تشغيل محرك, وهكذا يمكن للحساسات والمحركات حل المشكلات وتنفيذ الأوامر بدون الحاجة إلى تدخل بشري. 

• تكنولوجيا الاتصال: بالطبع أجهزة إنترنت الأشياء يجب أن تكون متصلة بالإنترنت, وإلا كيف سوف تنتقل البيانات من الحساسات والمحركات الى السحابة, لذلك لابد من وجود تقنيات اتصال في هذه الأجهزة مثل: واي فاي، بلوتوث، الخلوي بالإضافة الى تقنيتي Zigbee و LoRaWAN وهما تقنيتا اتصال لاسلكي. حيث أن Zigbee هو معيار لاسلكي للتواصل القريب المدى، ويستخدم عادة في الأجهزة ذات استهلاك منخفض للطاقة والتي تحتاج إلى اتصال سلكي قوي و تعد مناسبة في تطبيقات مثل المنازل الذكية, أما LoRaWAN هو نظام اتصال لاسلكي يوفر تغطية واسعة النطاق، ويتيح اتصالات طويلة المدى باستخدام تقنية الاتصال اللاسلكي ذات التردد المنخفض, تستخدم في تطبيقات مثل الزراعة الذكية والمدن الذكية. [5]

• الحوسبة السحابية Cloud Computing : السحابة Cloud هي مجموعة من الخدمات يتم تقديمها عبر الإنترنت تشمل الخوادم، وحدات التخزين، وقواعد البيانات، والشبكات، والبرمجيات، وغيرها, ويمكن اعتبارها المكان الذي تخزن فيه البيانات القادمة من أجهزة إنترنت الأشياء لتتم معالجتها وتحليلها, أما الحوسبة السحابية فهي توفير البنية التحتية و الأدوات اللازمة للوصول الى خدمات السحابة من تخزين البيانات ومعالجتها ومن ثم بناء ونشر التطبيقات. [6]

• أدوات تحليل البيانات: تنتج أجهزة إنترنت الأشياء كميات كبيرة من البيانات التي يجب تحليلها لفهم واستخراج الأنماط منها, لذلك لا بد من استخدام أدوات تحليل بيانات متقدمة مثل خوارزميات تعلم الآلة، وأدوات تصور البيانات، ونماذج التحليل التنبؤي.

• تقنيات الأمان والخصوصية: زاد انتشار واستخدام تطبيقات إنترنت الأشياء بشكل كبير حتى صار يستخدم في أمور حساسة مثل مجال الرعاية الصحية, لذلك لابد من الحفاظ على الأمان والخصوصية, فكان استخدام تقنيات مثل التشفير وضوابط الوصول وأنظمة اكتشاف التسلل أهمية قصوى لحماية الأجهزة من التهديدات السيبرانية وغيرها. 

أهم الاستخدامات العملية على إنترنت الأشياء 

من تطبيقات إنترنت الأشياء التي ساهمت في جعل الحياة أسهل وزادت من كفاءة العمل: [7]

• المنازل الذكية

أول ما يخطر في ذهننا عن مصطلح إنترنت الأشياء هو المنزل الذكي, في نظام المنزل الذكي توصل الأجهزة المنزلية بشبكة الإنترنت مما يسمح لها بالتفاعل مع بعضها البعض بطريقة ذكية, كما تتيح للمستخدم التحكم بها عن بعد باستخدام أجهزة مثل الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية. من الأمثلة على ذلك, التحكم في الإضاءة، والتحكم في درجة حرارة المنزل، وأنظمة الأمان مثل كاميرات المراقبة، وأجهزة التحكم في الصوت، والأجهزة المنزلية الأخرى, يساعد هذا في تحسين كفاءة استهلاك الطاقة وتوفير الراحة للسكان.

• الرعاية الصحية

حول إنترنت الأشياء نظام الرعاية الصحية من نظام استجابة الى المشاكل الصحية الى نظام وقاية منها وتحسين الصحة بشكل عام, من خلال توفير نظام مراقبة فورية للمرضى باستخدام أجهزة ذكية, حيث تقوم هذه الأجهزة بنقل بيانات الصحة في الوقت الحقيقي مثل قياس ضغط الدم، ومستويات السكر في الدم، والوزن، وتشبع الأكسجين في الدم، وتسجيل القلب ECG, هذا يتيح للفريق الطبي متابعة حالة المريض بشكل دقيق وفي الوقت الفعل.

• الزراعة الذكية

كطريقة لمواكبة النمو السكاني الهائل وتلبية لاحتياجات السكان, لابد من تطوير حلول للزراعة الذكية في القطاع الزراعي, فجاءت فكرة البيوت الزراعية الذكية, حيث تلعب أجهزة إنترنت الأشياء دورا مهما فيها من خلال قياس المعلومات البيئية مثل درجة الحرارة، ورطوبة التربة، وكمية الضوء وبناء على هذه القياس يتم الاستجابة للتغييرات فيها, من خلال التحكم في الري، وتوزيع الأسمدة، وتوفير الإضاءة الاصطناعية في الحالات التي يكون فيها الضوء الطبيعي غير كافي, كما يساعد IoT في جمع البيانات بشكل مستمر حول الحالة الصحية للمحاصيل و استخدامها لتحليل أداء الزراعة والتنبؤ بالمشكلات المحتملة واتخاذ قرارات فعالة.

• المدن الذكية 

وجود المنزل الذكي يعني أيضا وجود المدينة الذكية, مصطلح المدينة الذكية يعني استخدام التكنولوجيا في تقديم الخدمات للسكان بما في ذلك استخدام أجهزة IoT المثبتة في وسائل النقل مثل الحافلات والسيارات التي توفر بيانات في الوقت الحقيقي حول حركة المرور وتوجيه المسارات الفعالة, مما يقلل من الازدحام المروري ويحسن تجربة النقل العامة, كما يمكن استخدام تقنيات IoT لتحسين تقديم الخدمات الاجتماعية، مثل تتبع احتياجات المسنين أو توفير معلومات حول المناطق ذات الاحتياجات الخاصة.

• الأجهزة القابلة للارتداء

من أوائل وأقدم التطبيقات على إنترنت الأشياء هي الساعات الذكية وأجهزة قياس معدل ضربات القلب, بالإضافة الى أجهزة مراقبة مستويات الجلوكوز لمساعدة الأفراد الذين يعانون من السكري في متابعة مستويات السكر بكفاءة وفي الوقت الفعلي.

إذا كنت مهتما بمجال التكنولوجيا الحديثة و أبرز الاختراعات, فسوف ترغب بتصفح المقال الآتي:

نظارة Apple Vision Pro الجديدة 2023: ثورة جديدة في العالم الافتراضي

إيجابيات وسلبيات إنترنت الأشياء 

فيما يلي ذكر للإيجابيات: [8]

• يجمع كمية كبيرة من البيانات من مصادر متعددة وأجهزة متعددة مما يعود بالنفع على المستخدمين والشركة المصنعة. 
• يمكن للأفراد الوصول إلى البيانات والمعلومات من أي مكان يتواجدون فيه بغض النظر عن المكان الجغرافي وفي أي وقت يشاؤون. 
• أتمتة بعض الوظائف مما يزيد من جودة الخدمات ويقلل التدخل البشري 
• تتيح إنترنت الأشياء نقل مجموعات البيانات عبر شبكة متصلة مما يقلل من الوقت ويوفر المال. 
• تحليل البيانات في المواقع اللامركزية أو الحواف، أي في الأماكن القريبة من مصدر البيانات نفسه مما يقلل من الحاجة إلى إرسال كميات كبيرة من البيانات إلى السحابة Cloud أو المركز الرئيسي لمعالجتها

أما عن سلبيات إنترنت الأشياء: 

• كلما زاد عدد الاجهزة المتصلة مع بعضها تزيد كمية المعلومات المتبادلة بينها وبالتالي تزيد احتمالية قرصنة الأنظمة وسرقة هذه المعلومات
• إدارة عدد كبير من أجهزة إنترنت الأشياء قد تكون صعبة, بالإضافة الى أن عملية جمع البيانات من جميع تلك الأجهزة يعد صعبا و خصوصا عندما تضطر الشركات للتعامل مع عدد ضخم من هذه الأجهزة. 
• تؤدي زيادة عدد أجهزة إنترنت الأشياء إلى زيادة مشاكل التوافق بين تلك الأجهزة وذلك لأنه لا يوجد معيار دولي موحد للتوافق بين هذه الأجهزة, الأمر الذي يؤدي الى مشاكل في تبادل المعلومات والبيانات بين الأجهزة من مصنعين مختلفين، مما يعيق فعالية نظام الإنترنت من الأشياء. 
• بسبب اتصال الأجهزة مع بعضها, تزيد احتمالية تلف الأجهزة في حالة وجود خلل في النظام. 

الخاتمة

في الختام, يظهر مفهوم إنترنت الأشياء بأنه مجموعة من الأجهزة المتصلة مع بعضها البعض وتكون مرتبطة بشبكة الإنترنت فيتيح لها تبادل المعلومات فيما بينها. تتميز أجهزة إنترنت الأشياء بوجود تكنولوجيا مثل الحساسات التي تمكنها من استشعار التغيرات فيما حولها والمحركات التي تستجيب لأوامر الحساسات فتقوم بإحداث تغيير في البيئة, كما أنها تحتاج الى وسيلة للاتصال بالإنترنت كالواي فاي والبلوتوث. نرى المنزل الذكي ووجود نظام الإضاءة الذكي فيه كتطبيق عملي على إنترنت الأشياء, بالإضافة الى الساعات الذكية وأجهزة قياس مستويات السكر في مرضى السكري وغيرها من التطبيقات.

رغم وجود العديد من الفوائد له مثل تحسين جودة الخدمات وتسهيل الوصول إلى البيانات وتقليل التدخل البشري، إلا أنه معرض لخطر القرصنة وسرقة المعلومات, في ظل هذا، يبقى تحقيق توازن بين الاستفادة الكبيرة وضرورة تدابير الأمان وإدارة البيانات هو التحدي الذي يجب التغلب عليه في تطور إنترنت الأشياء.

المصادر

1. Internet of things - Wikipedia
2. What Do IoT Devices Do? IoT Device Examples | Digi International
3. Importance of Internet of Things for business and users
4. What is the internet of things? | IBM
5. LoRaWAN vs Zigbee for Your IoT Project | TEKTELIC Blog
6. Cloud Computing for the Internet of Things (IoT) - Dgtl Infra
7. Internet of Things Applications - Tpoint Tech
8. What is IoT (Internet of Things)? | Definition from TechTarget