دروس إنترنت الأشياء

⚡ ملخص ذكي

يشرح برنامج تعليمي حول إنترنت الأشياء مفهوم إنترنت الأشياء، وهو عبارة عن شبكات من الأشياء المادية المدمجة بأجهزة استشعار وبرامج واتصال تتبادل البيانات. Lessتغطي هذه التقارير التاريخ، وطريقة العمل، والتطبيقات، والتحديات، والمزايا، والعيوب، وأفضل الممارسات لعمليات النشر الآمنة.

  • 🌐 النظام البيئي المتصل: يربط إنترنت الأشياء الأجهزة وأجهزة الاستشعار والتطبيقات بحيث تتبادل البيانات وتعمل بشكل مستقل.
  • 📜 الجذور التاريخية: صاغ كيفن أشتون هذا المصطلح في عام 1999؛ وقد ساهمت التطورات في مجال الاتصالات اللاسلكية والحوسبة السحابية في دفع النمو.
  • ⚙️ مجموعة الأدوات المستخدمة: الأجهزة والبوابات والحوسبة السحابية والتحليلات تحول بيانات القياس عن بعد إلى رؤى قابلة للتنفيذ.
  • 🏭 تطبيقات واسعة: تعتمد المنازل الذكية والرعاية الصحية والمركبات والصناعة على إنترنت الأشياء.
  • 🛡️ التحديات الأمنية: إن كلمات المرور الضعيفة، والبرامج الثابتة غير المحدثة، وواجهات برمجة التطبيقات المفتوحة تجعل الأمن هو الشغل الشاغل.
  • 🤖 إنترنت الأشياء المدعوم بالذكاء الاصطناعي: يُمكّن الجمع بين إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي والحوسبة الطرفية من الصيانة التنبؤية.

دروس إنترنت الأشياء

ما هو إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء)؟

إنترنت الأشياء (تقنيات عمليات) إنترنت الأشياء هو عبارة عن شبكة من الأشياء المادية أو الأشخاص الذين يطلق عليهم "الأشياء" والتي يتم دمجها مع البرامج والإلكترونيات والشبكات وأجهزة الاستشعار التي تسمح لهذه الأشياء بجمع البيانات وتبادلها. والهدف من إنترنت الأشياء هو توسيع نطاق الاتصال بالإنترنت من الأجهزة القياسية مثل الكمبيوتر والهاتف المحمول والكمبيوتر اللوحي إلى الأجهزة البسيطة نسبيًا مثل محمصة الخبز.

يجعل إنترنت الأشياء كل شيء تقريبًا "ذكيًا"، من خلال تحسين جوانب حياتنا بقوة جمع البيانات وخوارزميات الذكاء الاصطناعي والشبكات. ويمكن أن يكون الشيء في إنترنت الأشياء شخصًا مزروعًا بجهاز مراقبة مرض السكري، أو حيوانًا... tracأجهزة كينج، إلخ. يغطي هذا البرنامج التعليمي لإنترنت الأشياء للمبتدئين جميع أساسيات إنترنت الأشياء.

إنترنت الأشياء (تقنيات عمليات)
ما هو إنترنت الأشياء؟

تاريخ إنترنت الأشياء

  • 1970 - تم اقتراح الفكرة الفعلية للأجهزة المتصلة
  • 1990 - ابتكر جون رومكي محمصة يمكن تشغيلها وإيقاف تشغيلها عبر الإنترنت
  • 1995 - قدمت شركة Siemens أول وحدة خلوية مصممة لتقنية M2M
  • 1999- تم استخدام مصطلح "إنترنت الأشياء" من قبل كيفن أشتون أثناء عمله في شركة بروكتر آند جامبل والذي أصبح مقبولاً على نطاق واسع
  • 2004 – تم ذكر هذا المصطلح في منشورات مشهورة مثل The Guardian، وBoston Globe، وScientific American
  • 2005 - أصدر الاتحاد الدولي للاتصالات التابع للأمم المتحدة تقريره الأول حول هذا الموضوع.
  • 2008- ولادة إنترنت الأشياء
  • 2011- شركة جارتنر لأبحاث السوق تدرج تقنية "إنترنت الأشياء" في أبحاثها

كيف تعمل إنترنت الأشياء؟

كيف يعمل إنترنت الأشياء

كيف تعمل إنترنت الأشياء

تبدأ عملية إنترنت الأشياء بأكملها بالأجهزة نفسها مثل الهواتف الذكية والساعات الذكية والأجهزة الإلكترونية مثل التلفزيون والغسالة التي تساعدك على التواصل مع منصة إنترنت الأشياء.

الآن في هذا البرنامج التعليمي لإنترنت الأشياء، سوف نتعرف على أربعة مكونات أساسية لنظام إنترنت الأشياء:

1) أجهزة الاستشعار/الأجهزة: تُعد أجهزة الاستشعار أو الأجهزة مكونًا رئيسيًا يساعدك في جمع البيانات المباشرة من البيئة المحيطة. قد تكون كل هذه البيانات ذات مستويات مختلفة من التعقيد. يمكن أن تكون عبارة عن جهاز استشعار بسيط لمراقبة درجة الحرارة، أو قد تكون في شكل بث فيديو.

قد يحتوي الجهاز على أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار التي تؤدي مهام متعددة بعيدا من الاستشعار. على سبيل المثال، الهاتف المحمول هو جهاز يحتوي على أجهزة استشعار متعددة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والكاميرا ولكن هاتفك الذكي غير قادر على استشعار هذه الأشياء.

2) الاتصال: يتم إرسال جميع البيانات المجمعة إلى البنية التحتية السحابية. يجب أن تكون أجهزة الاستشعار متصلة بالسحابة باستخدام وسائل الاتصال المختلفة. تتضمن وسائط الاتصال هذه شبكات الهاتف المحمول أو شبكات الأقمار الصناعية، والبلوتوث، وWI-FI، وWAN، وما إلى ذلك.

3) معالجة البيانات: بمجرد جمع هذه البيانات، ووصولها إلى السحابة، يقوم البرنامج بمعالجة البيانات المجمعة. يمكن أن تقتصر هذه العملية على التحقق من درجة الحرارة، أو قراءة البيانات على أجهزة مثل مكيفات الهواء أو السخانات. ومع ذلك، يمكن أن تكون في بعض الأحيان معقدة للغاية مثل تحديد الكائنات، باستخدام الرؤية الحاسوبية على الفيديو.

4) واجهة المستخدم: يجب أن تكون المعلومات متاحة للمستخدم النهائي بطريقة ما، ويمكن تحقيق ذلك من خلال تشغيل أجهزة الإنذار على هواتفهم أو إرسال إشعارات لهم عبر البريد الإلكتروني أو الرسائل النصية. قد يحتاج المستخدم أحيانًا إلى واجهة تتحقق بنشاط من نظام إنترنت الأشياء الخاص به. على سبيل المثال، يمتلك المستخدم كاميرا مثبتة في منزله. يريد الوصول إلى تسجيلات الفيديو وجميع الخلاصات بمساعدة خادم الويب.

ومع ذلك، لا يكون الاتصال دائمًا في اتجاه واحد. فاعتمادًا على تطبيق إنترنت الأشياء وتعقيد النظام، قد يتمكن المستخدم أيضًا من تنفيذ إجراء قد يؤدي إلى تأثيرات متتالية.

على سبيل المثال، إذا اكتشف المستخدم أي تغيرات في درجة حرارة الثلاجة، فبمساعدة تقنية إنترنت الأشياء، يجب أن يتمكن المستخدم من ضبط درجة الحرارة بمساعدة هاتفه المحمول.

تحقق أيضا: أفضل شركات إنترنت الأشياء (IoT).

تطبيقات إنترنت الأشياء

الآن في هذا البرنامج التعليمي لإنترنت الأشياء، سنرى العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء:

تطبيقات إنترنت الأشياء

تطبيقات إنترنت الأشياء

تُستخدم حلول إنترنت الأشياء على نطاق واسع في العديد من الشركات عبر الصناعات. فيما يلي بعض تطبيقات إنترنت الأشياء الأكثر شيوعًا:

نوع التطبيق الوصف
الحرارة الذكية يساعدك على توفير الموارد في فواتير التدفئة من خلال معرفة أنماط الاستخدام الخاصة بك.
سيارات متصلة تساعد إنترنت الأشياء شركات السيارات على التعامل مع الفواتير ومواقف السيارات والتأمين وغيرها من الأمور ذات الصلة تلقائيًا.
الأنشطة Tracاستعادة الطاقة الحركية تساعدك على التقاط نمط معدل ضربات القلب، واستهلاك السعرات الحرارية، ومستويات النشاط، ودرجة حرارة الجلد على معصمك.
منافذ ذكية يمكنك تشغيل أو إيقاف أي جهاز عن بُعد. كما يتيح لك ذلك أيضًا tracيمكنك معرفة مستوى طاقة جهازك والحصول على إشعارات مخصصة مباشرة على هاتفك الذكي.
مجسات وقوف السيارات تساعد تقنية إنترنت الأشياء المستخدمين على تحديد مدى توفر أماكن وقوف السيارات في الوقت الفعلي على هواتفهم.
ربط الصحة يسهل مفهوم نظام الرعاية الصحية المتصل المراقبة الصحية ورعاية المرضى في الوقت الفعلي. فهو يساعد في تحسين عملية اتخاذ القرار الطبي بناءً على بيانات المريض.
مدينة ذكية تقدم المدينة الذكية جميع أنواع حالات الاستخدام التي تشمل إدارة حركة المرور لتوزيع المياه، وإدارة النفايات، وما إلى ذلك.
المنزل الذكي يجسد المنزل الذكي الاتصال داخل منزلك. ويشمل أجهزة الكشف عن الدخان والأجهزة المنزلية والمصابيح الكهربائية والنوافذ وأقفال الأبواب وما إلى ذلك.
سلسلة التوريد الذكية يساعدك في الوقت الفعلي tracملك البضائع أثناء وجودها على الطريق، أو الحصول على معلومات المخزون من الموردين.

تحقق أيضا: أفضل أجهزة إنترنت الأشياء

تحديات إنترنت الأشياء (IoT)

تواجه إنترنت الأشياء حاليًا العديد من التحديات، مثل:

  • غير كاف تجريب والتحديث
  • القلق بشأن أمن البيانات والخصوصية
  • تعقيد البرمجيات
  • حجم البيانات وتفسيرها
  • التكامل مع الذكاء الاصطناعي والأتمتة
  • تتطلب الأجهزة مصدر طاقة ثابتًا وهو أمر صعب
  • التفاعل والتواصل قصير المدى

مزايا إنترنت الأشياء

مزايا إنترنت الأشياء

الفوائد الرئيسية لتكنولوجيا إنترنت الأشياء هي كما يلي:

  • التحسين الفني: تساعد تقنية إنترنت الأشياء كثيرًا في تحسين التقنيات وجعلها أفضل. على سبيل المثال، باستخدام إنترنت الأشياء، تستطيع الشركة المصنعة جمع البيانات من أجهزة استشعار السيارة المختلفة. تقوم الشركة المصنعة بتحليلها لتحسين تصميمها وجعلها أكثر كفاءة.
  • تحسين جمع البيانات: جمع البيانات التقليدية له حدوده وتصميمه للاستخدام السلبي. يسهل إنترنت الأشياء اتخاذ إجراءات فورية بشأن البيانات.
  • تقليل النفايات: توفر تقنية إنترنت الأشياء معلومات فورية تؤدي إلى اتخاذ قرارات فعالة وإدارة الموارد بكفاءة. على سبيل المثال، إذا اكتشف أحد المصنّعين مشكلة في عدة محركات سيارات، فإنه يستطيع track خطة تصنيع تلك المحركات وحل هذه المشكلة المتعلقة بحزام التصنيع.
  • تحسين مشاركة العملاء: يتيح لك إنترنت الأشياء تحسين تجربة العملاء من خلال اكتشاف المشكلات وتحسين العملية.

عيوب إنترنت الأشياء

الآن، دعونا نرى بعض عيوب إنترنت الأشياء في هذا البرنامج التعليمي لإنترنت الأشياء:

  • الأمن: تخلق تقنية إنترنت الأشياء نظامًا بيئيًا من الأجهزة المتصلة. ومع ذلك، أثناء هذه العملية، قد لا يوفر النظام سوى قدر ضئيل من التحكم في المصادقة على الرغم من التدابير الأمنية الكافية.
  • الخصوصية: يكشف استخدام إنترنت الأشياء عن كمية كبيرة من البيانات الشخصية، بتفاصيل دقيقة، دون مشاركة نشطة من المستخدم. وهذا يخلق الكثير من قضايا الخصوصية.
  • المرونة: هناك قلق كبير بشأن مرونة نظام إنترنت الأشياء. يتعلق الأمر بشكل أساسي بالتكامل مع نظام آخر نظرًا لوجود العديد من الأنظمة المتنوعة المشاركة في العملية.
  • تعقيد: كما أن تصميم نظام إنترنت الأشياء معقد للغاية. علاوة على ذلك، فإن نشرها وصيانتها ليس بالأمر السهل أيضًا.
  • التوافق: إن إنترنت الأشياء له مجموعة خاصة من القواعد واللوائح. ومع ذلك، نظرًا لتعقيده، فإن مهمة الامتثال تشكل تحديًا كبيرًا.

أفضل ممارسات إنترنت الأشياء

سنتعلم الآن عن أفضل الممارسات الخاصة بإنترنت الأشياء في هذا البرنامج التعليمي الخاص بإنترنت الأشياء.

  • تصميم المنتجات من أجل الموثوقية والأمان
  • استخدم بروتوكولات المصادقة والأمان القوية
  • تعطيل الخدمات غير الضرورية
  • تأكد من تأمين مراكز وخدمات إدارة الإنترنت وإدارة إنترنت الأشياء
  • ينبغي تصميم خوارزميات موفرة للطاقة لكي يظل النظام نشطًا لفترة أطول.

الأسئلة الشائعة

يُضفي الذكاء الاصطناعي التحليلات التنبؤية، واكتشاف الحالات الشاذة، والذكاء الطرفي على إنترنت الأشياء. تعالج الأجهزة البيانات محليًا باستخدام TinyML، مما يقلل من زمن الاستجابة وعرض النطاق الترددي.

يدمج نظام إنترنت الأشياء المدعوم بالذكاء الاصطناعي الذكاء الاصطناعي مع أجهزة إنترنت الأشياء. بينما يقوم إنترنت الأشياء التقليدي في الغالب بإعادة توجيه البيانات، يقوم نظام إنترنت الأشياء المدعوم بالذكاء الاصطناعي بتحليل المعلومات على الحافة أو السحابة لاتخاذ قرارات مستقلة.

غيّر كلمات المرور الافتراضية، وقسّم حركة مرور إنترنت الأشياء، وحدّث البرامج الثابتة، وعطّل الخدمات غير المستخدمة، واستخدم تشفيرًا قويًا. اختر أجهزة معتمدة من موردين موثوقين.

تشمل البروتوكولات الشائعة Wi-Fi و Bluetooth Low Energy و Zigbee و Z-Wave و LoRaWAN و NB-IoT و 5G. ويعتمد الاختيار على المدى والطاقة ومعدل نقل البيانات.

تتصدر مكبرات الصوت الذكية، وأجراس الأبواب المزودة بكاميرات فيديو، وأجهزة تنظيم الحرارة الذكية، والمكانس الكهربائية الروبوتية، والأقفال الذكية، وأجهزة مراقبة الطاقة، قائمة المنتجات الأكثر استخدامًا من قبل المستهلكين. وتعمل منصة Matter على توحيد الأجهزة من مختلف الموردين.

تقوم الأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة الاستشعار الطبية ببث البيانات الحيوية مثل معدل ضربات القلب والجلوكوز والأكسجين إلى الأطباء مباشرة، مما يتيح التدخل المبكر وتقليل حالات إعادة دخول المستشفى.

يتوقع المحللون أن يصل عدد اتصالات إنترنت الأشياء النشطة إلى حوالي 30 مليار اتصال في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2030. ويأتي النمو من إنترنت الأشياء الصناعي، والمدن الذكية، والمركبات المتصلة، ونشر شبكات الجيل الخامس.

نعم. تستخدم الشركات الصغيرة إنترنت الأشياء لإدارة المخزون. tracالملك، وتوفير الطاقة، ومراقبة المعدات، وتجربة العملاء. تحافظ أجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة على التكاليف تحت السيطرة.

تلخيص هذه التدوينة بـ: