إنترنت الأشياء: أهميته وتطبيقاته

انتشر إنترنت الأشياء بكثرة في الآونة الأخيرة بوصفه إحدى تقنيات العصر الحديث، لكن ما يميزها عن باقي التقنيات هو أنَّها تسمح بالاتصال بين الناس والأشياء والعمليات، فما هي تلك التقنية؟ وما هي تطبيقاتها في الحياة العملية؟

التعريف بتقنية إنترنت الأشياء (IoT):

تقنية إنترنت الأشياء (IoT) هي عبارة عن شبكة تصل بين الأجهزة والحساسات والبرامج وغيرها من التقنيات لتسمح بوصلها مع بعضها وتناقل البيانات فيما بينها والتحكم بالأجهزة من خلال شبكة الإنترنت بدءاً من الأدوات المنزلية العادية حتى الأدوات الصناعية المتطورة، وتجدر الإشارة إلى أنَّ هناك ما يزيد عن 7 مليار جهاز متصل بشبكة إنترنت الأشياء، وتشير التوقعات إلى ارتفاع هذا الرقم حتى 22 مليار مع بداية 2025، فما هو السر وراء هذا الانتشار الواسع؟ ومن أين تأتي أهمية إنترنت الأشياء؟

أهمية تقنية إنترنت الأشياء:

تعود أسباب أهمية تقنية إنترنت الأشياء إلى إمكانية استخدامها وتطبيقها في مختلف مجالات الحياة؛ إذ يمكن من خلالها التحكم بالأشياء اليومية كأدوات المطبخ والسيارات وأجهزة مراقبة الأطفال عن بعد، كما أتاحت التقنية إمكانية جمع ومشاركة البيانات بأقل تدخل بشري ممكن من خلال تقنية الحوسبة السحابية.

تجدر الإشارة إلى أنَّ ظهور فكرة إنترنت الأشياء ليست بجديدة؛ إنَّما تعود إلى زمن بعيد، وقد ساعدت تقنيات العصر الحديث على تطبيقها فما هي التقنيات التي ساهمت في تطور إنترنت الأشياء؟

ساهم التطور العلمي والتكنولوجي في تطبيق تقنية إنترنت الأشياء ومن هذه التقنيات:

1. تقنية الحساسات منخفضة التكلفة:

إنَّ انخفاض تكلفة الحساسات إضافة إلى موثوقيتها يساعد كثيراً على تطبيق التقنية كونها لا تتطلب ميزانية كبيرة.

2. بروتوكولات الاتصال:

كونها تسمح بوصل الحساسات مع السحابة والأجهزة، وهذا يجعل عملية نقل البيانات تتم بكفاءة عالية.

3. منصات الحوسبة السحابية:

تسمح منصات الحوسبة السحابية لكل من المستخدمين والشركات بإمكانية الولوج إلى البنية التحتية التي يريدونها بسهولة ومن أي مكان.

4. التعلم الآلي والتحليلات:

وفرت تقنيات التعلم الآلي والتحليلات كميات متنوعة من البيانات كلها محفوظة على السحابة بحيث يمكن الوصول إليها بكل سرعة وسهولة.

5. تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI):

سمحت تقنيات الذكاء الاصطناعي المتطورة بمعالجة اللغة الطبيعية (NLP) لأجهزة (IoT) بما يتضمن المساعدين الشخصيين الرقميين (Alexa) و(Cortana) و(Siri)، كما أنَّ إتاحتها قابلة لكافة أنواع الاستخدامات بأسعار مناسبة.

مكونات نظام إنترنت الأشياء:

يتكون نظام إنترنت الأشياء من مكونات مادية وأخرى برمجية تتفاعل مع بعضها لتتمكن من مراقبة وإدارة الأشياء والتحكم بها.

1. الأجهزة/ الحساسات:

تُعَدُّ الأجهزة أو الحساسات العنصر المادي من عناصر نظام إنترنت الأشياء، كما أنَّها جزء هام جداً كونها تتلقى إشارات أو تعطي أوامر ومنها:

1. (Google Home Voice :Controller): يوفر هذا المتحكم ميزات عدة تسمح بالتحكم بالوسائط وأجهزة الإنذار والأضواء والتحكم بمستوى الصوت.
2. (Amazon Echo Plus :Voice Controller): يشغل المتحكم الأغاني ويُجري مكالمات هاتفية ويضبط المؤقتات وأجهزة الإنذار عند تقلبات الطقس وإدارة قوائم المهام وتسوق الأدوات المنزلية وغير ذلك.
3. (Amazon Dash Button): يوصل هذا الزر عبر شبكة (Wi-Fi) في حال فقدان المنزل لبعض الأدوات الهامة بما يتضمن المشروبات ومواد البقالة والرعاية الطبية.
4. (August Doorbell Cam): يسمح للمستخدم بالاستجابة إلى باب منزله أينما كان، كما أنَّه يراقب الأبواب ليلتقط أيَّة تحركات عندها.
5. (Nest Smoke Alarm): يرسل إشعارات عبر الجوال عند حدوث طارئ.
6. (Nest T3021US Learning Thermostat): يتحكم بدرجة حرارة المنزل.
7. (Smart Home Cybersecurity Hub): يضمن الحماية من البرامج الضارة والتجسس للأجهزة المتصلة بالإنترنت.
8. (WeMo smart plu): يوفر إمكانية التحكم بكل من الأضواء والأجهزة ومراقبتها عن بعد.

بروتوكولات الاتصال:

هي على نوعين إما سلكية أو لاسلكية، وأبرز التقنيات في هذا المجال (wireless and Bluetooth) (NFC) (LTE) (ZigBee) (wireless protocols) وما إلى ذلك.

منصات إنترنت الأشياء:

تُعَدُّ منصة إنترنت الأشياء بمنزلة صلة وصل تربط كلاً من الأجهزة والتطبيقات المختلفة، فهي تعمل على إدارة التفاعلات فيما بينها فتسمح بوصول الأجهزة من السحابة، كما أنَّها تجمع البيانات من الأجهزة من خلال بروتوكولات الاستخدام لتُعِدَّ شبكة يتم التحكم بها عن بعد.

تقنية الحوسبة السحابية:

تمكِّن تقنية الحوسبة السحابية من تخزين البيانات والملفات عبر شبكة الإنترنت بدلاً من الاحتفاظ بها على قرص تخزين محلي.

تطبيقات إنترنت الأشياء:

تطبيقات إنترنت الأشياء هي عبارة عن تطبيقات برمجية صُممت لتقوم بتحليل بيانات الحساسات وتقديمها لمستخدمي الأعمال باستخدام لوحات المعلومات؛ إذ تعتمد تطبيقات إنترنت الأشياء على خوارزميات التعلم الآلي لتحلل كميات كبيرة من بيانات الحساسات التي توفر لها رؤية عن مؤشرات الأداء الرئيسة بحيث تستطيع تحديد الحالات الشاذة في الأجهزة وترسل للمستخدمين إشعارات تنبيه مع إمكانية توفير إصلاحات آلية أو تتخذ إجراءات مضادة بشكل مسبق.

بمعنى آخر هي خدمات وبرامج تقوم بدمج بيانات من مختلف أجهزة إنترنت الأشياء، وتستغل تقنيات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي تحليل تلك البيانات واتخاذ قرارات بما يتناسب مع الحاجة، وترسل تلك القرارات إلى أحد أجهزة إنترنت الأشياء فيستجيب.

إضافة إلى ذلك فقد مكنت تطبيقات إنترنت الأشياء المتصلة مع السحابة مستخدمي الأعمال من تطوير العمليات وتوفير تجربة أفضل للعملاء وتحسين سلاسل التوريد والموارد البشرية والخدمات المالية وما إلى ذلك.

الآن يمكننا شرح مراحل عمل تقنية إنترنت الأشياء، فكيف يعمل إنترنت الأشياء؟

1. يبدأ عمل تقنية إنترنت الأشياء من الأجهزة/ الحساسات؛ إذ تجمع البيانات من حولها، ثم ترسلها إلى السحابة (Cloud) التي تتكون من شبكة خوادم ضخمة؛ إذ ترتبط الحساسات بالخادم بطرائق عدة قد تكون هواتف ذكية أو أقماراً صناعية أو الإنترنت اللاسلكي (WiFi) أو البلوتوث.
2. بعد ذلك تعالج البيانات من خلال تقنيات وبرامج تحليل البيانات.
3. ثم ترسل النتائج في النهاية إلى المستخدم النهائي على شكل تنبيه معين ليتخذ إجراء معيناً أو يقوم بتغيير أو تعديل معين، كما يمكن أن يتم ذلك بشكل أتوماتيكي دون تدخُّل البشر.

الآن أين نجد تقنية إنترنت الأشياء؟ وما هي مجالات تطبيق تقنية إنترنت الأشياء؟

مجالات تطبيق إنترنت الأشياء:

لقد غزت تقنية إنترنت الأشياء كافة المجالات بما يتضمن المنازل والمعامل والمستشفيات وغير ذلك، وأهم تلك التطبيقات:

1. المنازل الذكية:

يمكن الاستفادة من تقنية إنترنت الأشياء في مجال المنازل الذكية في التحكم بالأضواء والأبواب وأجهزة التلفزيون والشاشات المنزلية عن بُعد من خلال هاتف ذكي أو جهاز لوحي مثبت عليه برنامج ومنصات متصلة بشبكة الإنترنت، كما تنبه بعض تقنيات إنترنت الأشياء صاحب المنزل في حال اكتشف حركة في المنزل، وأيضاً يمكنه الاتصال بالسلطات إذا حدث طارئ معين مثل حدوث حالة سرقة أو حريق.

2. المباني الذكية:

تستخدم المباني الذكية تقنيات إنترنت الأشياء (iot) في إدارة المباني مع تقنيات (ai) للتحكم وتحسين أداء المبنى، وهذا يسمح بمشاركة المعلومات التي يمكن استخدامها في أتمتة مختلف أنواع العمليات بما يتضمن التدفئة والتهوية والإضاءة وتكييف الهواء.

إضافة إلى ذلك يمكن دمجها مع مختلف أنظمة البناء وتبادل البيانات معها، على سبيل المثال يمكن دمج بيانات حساس إشغال إنترنت الأشياء في نظام حجز مكتب أو غرفة، وهذا يوفر بيئة ذكية للموظفين تبين إن كان المكان متاحاً أم محجوزاً أم مشغولاً، كما يسمح باستخدام المساحة المتوفرة على أكمل وجه من خلال جمع البيانات وإبلاغ القرارات عن مكان تخصيص الموارد، وأيضاً يوضح لك إن كانت هناك مساحات عمل كافية أم لا.

3. المزرعة الذكية:

يطلق على تطبيق تقنية إنترنت الأشياء في مجال الزراعة ما يسمى المزرعة الذكية التي تسمح بإدارة مدخلات الزراعة مثل المياه والضوء والرطوبة ودرجة الحرارة لزيادة جودة وكمية الإنتاج باستخدام حساسات ومشغلات (TIS) في المزارع لمراقبة تلك المدخلات وإمكانية التحكم بها عن بعد، كما ترسل تنبيهات إلى هاتف المستخدم عند ارتفاع أو انخفاض درجات الحرارة أو التربة الجافة لأيام متتالية، وهذا يساعده على اتخاذ قرارات لإنقاذ محصوله من الخراب.

4. في المجال الصناعي:

تسمى تقنية إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) وتفيد في مراقبة خطوط الإنتاج والتنبيه لحالات الأعطال بشكل مسبق، وهذا يسمح بإجراء عملية الصيانة الاستباقية أو إزالة الأجهزة العاطلة من الخط بشكل كامل.

5. مجال السيارات:

تكمن فائدة تقنية إنترنت الأشياء في مجال السيارات بحيث تستطيع الحساسات اكتشاف الأعطال التي من المحتمل حدوثها في قطع السيارات والمركبات على الطريق وتخبر السائق بذلك.

6. مجال النقل:

يمكن الاستفادة من تقنية إنترنت الأشياء في مجال النقل كما يأتي:

• التحكم باتجاه حركة أساطيل المركبات والسيارات والشاحنات والسفن والقطارات بحسب الظروف الجوية من خلال مساعدة بيانات الحساس.
• يمكن تجهيز المخزون بحساسات حرارة بهدف مراقبة والتحكم بدرجة الحرارة، ويطبق هذا الخيار في الأغذية والمشروبات والأدوية؛ إذ يرسل الحساس إشعارات في حال ارتفاع أو انخفاض درجات الحرارة أو تنخفض عن مستوى يعرِّض المنتج للخطر.

7. المجال التجاري:

توفر تقنية إنترنت الأشياء في مجال الشركات التجارية ما يأتي:

• ربط الأعمال مع العالم الرقمي بسهولة، وهذا يوفر الوقت ويسرع تحقيق الهدف.
• إدارة المخزون وتسهيل عملية البيع والتوريد.

مثلاً عند تزويد الرفوف بحساسات الوزن ستجمع المعلومات بالاعتماد على تقنية (RFID) وترسل البيانات إلى المنصة، وهذا يمكِّن من مراقبة والتحكم بالمخزون تلقائياً وإرسال إشعارات عند انخفاض الكميات.

8. مجال القطاع العام:

يمكن الاستفادة من تقنية إنترنت الأشياء في مجال القطاع العام والمرافق الحكومية في إخبار المستخدمين عند الانقطاع في مختلف الخدمات، بما يتضمن المياه أو الكهرباء أو الصرف الصحي سواء كانت جماعية أم فردية، بحيث يتم جمع البيانات المرتبطة بمكان الانقطاع وإرسال موارد خاصة تساعد المرافق على التعافي من الانقطاع بشكل أسرع.

9. مجال الرعاية الصحية:

توفر حلول تطبيقات إنترنت الأشياء مزايا عدة في مجال الرعاية الصحية، فهي تمكِّن الأطباء من مراقبة حالة المرضى عن بعد، كما توفر للأطباء والممرضات معرفة الموقع الدقيق لأصول مساعدة المرضى مثل الكراسي المتحركة.

عندما تكون الكراسي المتحركة في المستشفى مجهزة بحساسات إنترنت الأشياء، يمكن تتبعها من خلال تطبيق مراقبة الأصول بحيث يمكن لأي شخص يبحث عن كرسي أن يجد بسرعة أقرب كرسي متاح، كما أقدمت بعض الدول على تطبيق إنترنت الأشياء على نطاق أوسع كما فعلت المملكة العربية السعودية فما هي تلك المشاريع؟

أفضل مشاريع إنترنت الأشياء:

تعاقدت شركة "البحر الأحمر للتطوير" في المملكة العربية السعودية مع شركة "ماشين توك" التي تهتم بشأن خدمات تقنية إنترنت الأشياء؛ وذلك لتطبيق تقنية إنترنت أشياء ذكية تستطيع إدارة المشاريع بالكامل، بما يتضمن تحديد أماكن العمل في المشروعات وتتبع أساطيل المركبات خلال فترة تنقُّلها في المواقع.

في الختام:

باختصار لقد سهَّلت تقنية إنترنت الأشياء الحياة إلى حد كبير، لكن يعتري هذا التطور مشكلة وهي عامل الأمان.