ما هو إنترنت الأشياء (IoT)؟ شرح إنترنت الأشياء

إنترنت الأشياء (IoT)، عبارة عن شبكة من الأجهزة المترابطة التي تتصل وتتبادل البيانات مع أجهزة إنترنت الأشياء الأخرى ومع الحوسبة السحابية. عادةً ما تكون أجهزة إنترنت الأشياء مزودة بتقنيات مدمجة، مثل أجهزة الاستشعار والبرمجيات، ويمكن أن تشمل آلات ميكانيكية ورقمية وأجهزة استهلاكية.

{getToc} $title={محتويات المقال}

ما هو إنترنت الأشياء؟

يشير مصطلح إنترنت الأشياء (IoT) إلى شبكة من الأجهزة المادية، والمركبات، والأجهزة المنزلية، وغيرها من الأشياء المادية المزودة بمستشعرات وبرمجيات وتقنية اتصال شبكي، مما يسمح لها بجمع البيانات ومشاركتها.

تتراوح أجهزة إنترنت الأشياء - المعروفة أيضًا باسم "الأشياء الذكية" - من أجهزة "المنزل الذكي" البسيطة، مثل منظمات الحرارة الذكية، إلى الأجهزة القابلة للارتداء، مثل الساعات الذكية والملابس المزودة بتقنية RFID، وصولًا إلى الآلات الصناعية المعقدة وأنظمة النقل. بل ويتصور التقنيون إنشاء "مدن ذكية" كاملة تعتمد على تقنيات إنترنت الأشياء.

يُمكّن إنترنت الأشياء هذه الأجهزة الذكية من التواصل فيما بينها ومع الأجهزة الأخرى المتصلة بالإنترنت، مثل الهواتف الذكية والبوابات، مما يُنشئ شبكة واسعة من الأجهزة المترابطة القادرة على تبادل البيانات وأداء مهام متنوعة بشكل مستقل. يشمل ذلك:

• مراقبة الظروف البيئية في المزارع
• إدارة حركة المرور باستخدام السيارات الذكية وغيرها من الأجهزة الذكية للسيارات
• التحكم في الآلات والعمليات في المصانع
• تتبع المخزون والشحنات في المستودعات

إن التطبيقات المحتملة لإنترنت الأشياء واسعة ومتنوعة، ويُلمس أثرها بالفعل في قطاعات عديدة، منها التصنيع والنقل والرعاية الصحية والزراعة. ومع استمرار نمو عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت، يُرجّح أن يلعب إنترنت الأشياء دورًا متزايد الأهمية في تشكيل عالمنا، مُغيّرًا بذلك طريقة عيشنا وعملنا وتفاعلنا مع بعضنا البعض.

في سياق المؤسسات، تُستخدم أجهزة إنترنت الأشياء لمراقبة مجموعة واسعة من المعايير، مثل درجة الحرارة والرطوبة وجودة الهواء واستهلاك الطاقة وأداء الآلات. ويمكن تحليل هذه البيانات في الوقت الفعلي لتحديد الأنماط والاتجاهات والشذوذات التي تُساعد الشركات على تحسين عملياتها وزيادة أرباحها.

كيف يعمل إنترنت الأشياء؟

تعمل أنظمة إنترنت الأشياء عن طريق جمع البيانات من أجهزة الاستشعار المدمجة في أجهزة إنترنت الأشياء، والتي يتم إرسالها بعد ذلك عبر بوابة إنترنت الأشياء لتحليلها بواسطة تطبيق أو نظام خلفي.

يقوم نظام إنترنت الأشياء بجمع البيانات من أجهزة الاستشعار المثبتة في أجهزة إنترنت الأشياء ونقل تلك البيانات عبر بوابة إنترنت الأشياء حتى يمكن تحليلها بواسطة تطبيق أو نظام خلفي.

يتم دمج العناصر الأربعة التالية في نظام إنترنت الأشياء لكي يعمل: أجهزة الاستشعار أو الأجهزة، والاتصال، وتحليلات البيانات، وواجهة المستخدم الرسومية.

أجهزة الاستشعار أو الأجهزة

يتكون النظام البيئي لإنترنت الأشياء من أجهزة ذكية متصلة بالإنترنت تستخدم أنظمة مضمنة - مثل المعالجات وأجهزة الاستشعار وأجهزة الاتصال - لجمع البيانات التي يتم الحصول عليها من بيئاتها وإرسالها والتصرف بناءً عليها.

الاتصال

تستطيع أجهزة إنترنت الأشياء التواصل فيما بينها عبر شبكة الإنترنت. وتتبادل هذه الأجهزة بيانات المستشعرات من خلال الاتصال ببوابة إنترنت الأشياء، التي تعمل كمركز رئيسي لإرسال البيانات. وقبل مشاركة البيانات، يمكن إرسالها أيضًا إلى جهاز طرفي لتحليلها محليًا.

تحليلات البيانات

تُستخدم البيانات ذات الصلة فقط لتحديد الأنماط، وتقديم التوصيات، والكشف عن المشكلات المحتملة قبل تفاقمها. ويؤدي تحليل البيانات محليًا إلى تقليل حجم البيانات المرسلة إلى السحابة، مما يقلل من استهلاك النطاق الترددي.

أحيانًا، تتواصل هذه الأجهزة مع أجهزة أخرى ذات صلة وتتفاعل بناءً على المعلومات المتبادلة. وتؤدي هذه الأجهزة معظم مهامها دون تدخل بشري، مع إمكانية تفاعل المستخدمين معها، كإعدادها، أو تزويدها بالتعليمات، أو الوصول إلى البيانات. وتعتمد بروتوكولات الاتصال والشبكات المستخدمة مع هذه الأجهزة المتصلة بالإنترنت بشكل كبير على تطبيقات إنترنت الأشياء المستخدمة.

يمكن لإنترنت الأشياء أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لجعل عمليات جمع البيانات أسهل وأكثر ديناميكية.

واجهة المستخدم الرسومية

تُستخدم واجهة المستخدم الرسومية عادةً لإدارة أجهزة إنترنت الأشياء. على سبيل المثال، يمكن استخدام موقع ويب أو تطبيق جوال كواجهة مستخدم لإدارة الأجهزة الذكية والتحكم بها وتسجيلها.

تشمل مكونات البنية التحتية الصناعية لإنترنت الأشياء بوابة إنترنت الأشياء أو بوابة الحافة، وأجهزة الاستشعار، والمشغلات، وعقد الحافة.

لماذا يُعدّ إنترنت الأشياء مهمًا؟

تُساعد تقنية إنترنت الأشياء الناس على عيش حياة أكثر ذكاءً والعمل بكفاءة أكبر. فعلى سبيل المثال، يُمكن للمستهلكين استخدام الأجهزة المُدمجة بتقنية إنترنت الأشياء - مثل السيارات والساعات الذكية وأجهزة تنظيم الحرارة - لتحسين حياتهم. فعلى سبيل المثال، عند وصول الشخص إلى منزله، يُمكن لسيارته التواصل مع المرآب لفتح الباب، ويُمكن لجهاز تنظيم الحرارة ضبط درجة الحرارة على درجة مُحددة مُسبقًا، كما يُمكن ضبط الإضاءة على درجة حرارة ولون أقل.

إلى جانب أتمتة المنازل عبر الأجهزة الذكية، يُعدّ إنترنت الأشياء أساسياً للشركات. فهو يمكّن المؤسسات من الاطلاع الفوري على كيفية عمل أنظمتها، ويقدم رؤى شاملة حول كل شيء بدءاً من أداء الآلات وصولاً إلى عمليات سلسلة التوريد والخدمات اللوجستية.

عند دمج هذه الأجهزة في سوق رأسي مثل الرعاية الصحية، والمعروف باسم إنترنت الأشياء الطبية (IoMT)، يمكن أن تساعد في تحسين الكفاءة ورعاية المرضى.

تُمكّن تقنية إنترنت الأشياء الآلات من إنجاز المهام الروتينية دون تدخل بشري. وبذلك، تستطيع الشركات أتمتة العمليات، وخفض تكاليف العمالة، وتقليل الهدر، وتحسين جودة الخدمات المقدمة. كما تُسهم هذه التقنية في خفض تكلفة تصنيع وتوصيل السلع، وتوفر شفافية في معاملات العملاء.

كما يستمر إنترنت الأشياء في التقدم مع إدراك المزيد من الشركات لإمكانات الأجهزة المتصلة للحفاظ على قدرتها التنافسية.

أمثلة على تطبيقات إنترنت الأشياء للمستهلكين والمؤسسات

فيما يلي بعض الأمثلة الشائعة لتطبيقات إنترنت الأشياء:

• الزراعة: يمكن لإنترنت الأشياء أن يفيد المزارعين بتسهيل أعمالهم. فعلى سبيل المثال، تستطيع أجهزة الاستشعار جمع بيانات عن هطول الأمطار والرطوبة ودرجة الحرارة ومحتوى التربة، كما يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في أتمتة أساليب الزراعة. إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام أجهزة إنترنت الأشياء لمراقبة صحة الماشية، ورصد المعدات، وتبسيط إدارة سلسلة التوريد .
• في قطاع الإنشاءات: يمكن لتقنية إنترنت الأشياء أن تساعد في مراقبة العمليات المتعلقة بالبنية التحتية. إذ تستطيع أجهزة الاستشعار رصد الأحداث أو التغييرات التي تطرأ على المباني والجسور وغيرها من البنى التحتية والتي قد تُعرّض السلامة للخطر. وهذا يوفر مزايا عديدة، منها تحسين إدارة الحوادث والاستجابة لها ، وخفض تكاليف التشغيل، ورفع جودة الخدمات.
• أتمتة المنازل: يمكن لشركات أتمتة المنازل استخدام إنترنت الأشياء لمراقبة الأنظمة الميكانيكية والكهربائية في المباني والتحكم بها. كما يمكن لأصحاب المنازل التحكم عن بُعد في بيئة منازلهم وأتمتتها باستخدام أجهزة إنترنت الأشياء، بما في ذلك منظمات الحرارة الذكية، وأنظمة الإضاءة، وكاميرات المراقبة، والمساعدين الصوتيين مثل أليكسا وسيري، لزيادة الراحة وكفاءة استهلاك الطاقة.
• المباني والمدن الذكية: يمكن للمدن الذكية أن تساعد المواطنين على تقليل النفايات واستهلاك الطاقة. في هذا التطبيق، يمكن لأجهزة استشعار إنترنت الأشياء خفض تكاليف الطاقة من خلال تحديد عدد الأشخاص الموجودين في الغرفة، وتشغيل مكيف الهواء إذا كانت قاعة الاجتماعات ممتلئة، أو خفض درجة الحرارة إذا غادر جميع الموظفين المكتب.
• أنظمة الاستهلاك الحضري: يمكن لتقنيات إنترنت الأشياء أيضًا مراقبة وإدارة الاستهلاك الحضري، مثل إشارات المرور، وعدادات مواقف السيارات، وأنظمة إدارة النفايات، وشبكات النقل العام.
• مراقبة الرعاية الصحية: تُمكّن أجهزة إنترنت الأشياء، مثل أنظمة مراقبة المرضى عن بُعد، والأجهزة الطبية الذكية، وأجهزة تتبع الأدوية، مقدمي الرعاية الصحية من مراقبة الحالة الصحية للمرضى، وإدارة الأمراض المزمنة، وتقديم التدخلات في الوقت المناسب. كما تُتيح تقنية إنترنت الأشياء لمقدمي الرعاية الصحية إمكانية مراقبة المرضى عن كثب من خلال تحليل البيانات المُولّدة. وتستخدم المستشفيات أيضًا أنظمة إنترنت الأشياء في كثير من الأحيان لإنجاز مهام مثل إدارة مخزون الأدوية والأدوات الطبية.
• قطاع التجزئة: يمكن لأجهزة استشعار إنترنت الأشياء وأجهزة الإرسال في متاجر التجزئة تتبع حركة العملاء، وتحليل أنماط التسوق، وإدارة مستويات المخزون، وتخصيص الرسائل التسويقية. وهذا يُحسّن تجارب التسوق للعملاء ويُحسّن عمليات المتجر.
• النقل: تُسهم أجهزة إنترنت الأشياء في دعم قطاع النقل من خلال مراقبة أداء المركبات، وتحسين المسارات، وتتبع الشحنات. فعلى سبيل المثال، يمكن مراقبة كفاءة استهلاك الوقود للسيارات المتصلة لتقليل تكاليف الوقود وتعزيز الاستدامة. كما يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء مراقبة حالة البضائع لضمان وصولها إلى وجهتها في أفضل حالة.
• الأجهزة القابلة للارتداء: يمكن للأجهزة القابلة للارتداء المزودة بمستشعرات وبرمجيات جمع بيانات المستخدمين وتحليلها، وإرسال رسائل إلى تقنيات أخرى حول المستخدمين لتسهيل حياتهم وجعلها أكثر راحة. كما تُستخدم هذه الأجهزة في مجال السلامة العامة، على سبيل المثال، من خلال تحسين أوقات استجابة فرق الإنقاذ أثناء حالات الطوارئ عبر توفير مسارات مُحسّنة للوصول إلى الموقع، أو من خلال تتبع العلامات الحيوية لعمال البناء أو رجال الإطفاء في المواقع الخطرة.
• إدارة الطاقة: تُمكّن الشبكات الذكية المدعومة بتقنية إنترنت الأشياء، والعدادات الذكية، وأنظمة إدارة الطاقة، شركات المرافق والمستهلكين من مراقبة استهلاك الطاقة وتحسينه، وإدارة برامج الاستجابة للطلب، ودمج مصادر الطاقة المتجددة بكفاءة أكبر. على سبيل المثال، تساعد البيانات التي تجمعها أجهزة إنترنت الأشياء والمستشعرات في تحديد الأنماط، وأوقات ذروة الاستهلاك، ومواطن عدم الكفاءة.

ما هي فوائد إنترنت الأشياء للمؤسسات؟

يُقدّم إنترنت الأشياء العديد من المزايا للمؤسسات. بعض هذه المزايا خاص بقطاعات مُحدّدة، بينما يُمكن تطبيق البعض الآخر في قطاعات مُتعدّدة. يُشجّع إنترنت الأشياء الشركات على إعادة النظر في أساليب عملياتها، ويُزوّدها بالأدوات اللازمة لتحسين استراتيجيات أعمالها. من بين مزايا أجهزة إنترنت الأشياء ما يلي:

• يُسهّل الوصول إلى المعلومات: يوفر إنترنت الأشياء سهولة الوصول إلى المعلومات من أي مكان وفي أي وقت وعلى أي جهاز. على سبيل المثال، يُحسّن إنترنت الأشياء إمكانية الوصول إلى المعلومات من خلال توفير بيانات ورؤى فورية، وواجهات سهلة الاستخدام، وتنبيهات استباقية.
• يُحسّن إنترنت الأشياء التواصل بين الأجهزة الإلكترونية المتصلة من خلال تمكين تبادل البيانات بكفاءة، وتوسيع نطاق الشبكة، وترشيد استهلاك الطاقة، وإعطاء الأولوية للاتصالات الحيوية. على سبيل المثال، إذا رصد مستشعر الحركة في نظام المنزل الذكي حركةً عند الباب الأمامي، فإنه يُرسل تنبيهًا إلى نظام الإضاءة الذكي لتشغيل الأضواء الخارجية.
• يُوفر إنترنت الأشياء الوقت والمال. فهو يُتيح نقل حزم البيانات عبر شبكة متصلة، مما يُوفر الوقت والمال. وتُعد الصيانة التنبؤية في البيئات الصناعية مثالًا جيدًا على ذلك. إذ تُراقب مستشعرات إنترنت الأشياء المُثبتة على الآلات باستمرار معايير مثل درجة الحرارة والاهتزاز وظروف التشغيل في الوقت الفعلي. ويتم تحليل البيانات المُجمعة من هذه المستشعرات باستخدام خوارزميات التعلم الآلي لاكتشاف الأنماط التي تُشير إلى عيوب مُحتملة أو تدهور في الأداء، مما يُساعد على توفير الوقت والمال.
• يُحسّن إنترنت الأشياء سلسلة التوريد. إذ يُمكن استخدام بياناته لتحسين عمليات إدارة سلسلة التوريد والمخزون، مما يُمكّن المصنّعين من خفض التكاليف وتعزيز رضا العملاء. ومن خلال تتبّع البضائع والمواد في الوقت الفعلي، يُمكن للمصنّعين مراقبة المخزون المنخفض، وتقليل المخزون الزائد، وتبسيط العمليات اللوجستية.
• يُحسّن الكفاءة. يحلل إنترنت الأشياء البيانات على الحافة، مما يقلل من كمية البيانات التي يجب إرسالها إلى السحابة. تُمكّن الحوسبة الطرفية الأجهزة المادية من التواصل بكفاءة أكبر من خلال معالجة البيانات محليًا وتبادل المعلومات ذات الصلة فقط مع الأجهزة الأخرى أو خدمات السحابة.
• يُوفر إنترنت الأشياء الأتمتة. فهو يُؤتمت المهام لتحسين جودة خدمات الشركة ويُقلل الحاجة إلى التدخل البشري. على سبيل المثال، في الزراعة، يُمكن لأنظمة الري المُجهزة بتقنية إنترنت الأشياء تعديل جداول الري تلقائيًا بناءً على مستويات رطوبة التربة، وتوقعات الطقس، واحتياجات المحاصيل.
• يُحسّن إنترنت الأشياء تجربة العملاء، إذ يُتيح تطوير منتجات وخدمات مُخصصة تُناسب تفضيلات واحتياجات كل فرد. وتُعدّ الأجهزة المنزلية الذكية، والتقنيات القابلة للارتداء، والتوصيات الشخصية في قطاع التجزئة أمثلة على كيفية تعزيز إنترنت الأشياء لتجربة العملاء.
• توفر مرونةً عالية. يمكن توسيع نطاق خيارات إنترنت الأشياء وفقًا لاحتياجات المؤسسة المتغيرة. سواءً أكان ذلك بإضافة أجهزة جديدة، أو توسيع العمليات، أو التكامل مع الأنظمة الحالية ، فإن إنترنت الأشياء يوفر المرونة اللازمة للتوسع والتطور بما يتماشى مع متطلبات العمل.
• يُمكّن من اتخاذ قرارات أعمال أفضل. يُولّد إنترنت الأشياء كميات هائلة من البيانات التي يُمكن تحليلها لاستخلاص رؤى قيّمة حول العمليات وسلوك المستهلك واتجاهات السوق. من خلال تسخير وتحليل البيانات الضخمة، تستطيع الشركات اتخاذ قرارات قائمة على البيانات، وتحسين العمليات، وتحديد فرص جديدة لزيادة الإيرادات.
• يُسهم إنترنت الأشياء في تحقيق الاستدامة البيئية، إذ يُتيح الاستخدام الأمثل للموارد ويُقلل من الآثار البيئية السلبية من خلال مبادرات مثل الإدارة الذكية للطاقة، والحد من النفايات، وممارسات الزراعة المستدامة. وبالتالي، يُعزز إنترنت الأشياء الاستدامة البيئية من خلال تحسين استخدام الموارد وتقليل النفايات إلى أدنى حد.

تحديات إنترنت الأشياء للشركات

إلى جانب مزاياها المتعددة، تأتي تقنية إنترنت الأشياء أيضاً مع بعض العيوب المحتملة، بما في ذلك ما يلي:

• مخاوف أمنية. يزيد إنترنت الأشياء من مساحة الهجوم مع ازدياد عدد الأجهزة المتصلة. ومع ازدياد تبادل المعلومات بين الأجهزة، يزداد احتمال قيام المخترقين بسرقة المعلومات السرية.
• إدارة معقدة. تزداد صعوبة إدارة الأجهزة والبيانات مع ازدياد عدد أجهزة إنترنت الأشياء. قد تضطر المؤسسات في نهاية المطاف إلى التعامل مع عدد هائل من هذه الأجهزة، وقد يكون جمع البيانات وإدارتها من كل هذه الأجهزة أمراً صعباً.
• تلف الأجهزة المتصلة. إذا تسبب خلل في نظام إنترنت الأشياء في تلف جهاز واحد، فإنه قد يتسبب في تلف أجهزة أخرى متصلة بالإنترنت.
• مشاكل التوافق. يزيد إنترنت الأشياء من مشاكل التوافق بين الأجهزة، لعدم وجود معيار دولي موحد للتوافق، مما يؤدي إلى تشتت المنصات. ويُقصد بتشتت المنصات انتشار منصات وبروتوكولات ومعايير إنترنت الأشياء المتنوعة وغير المتوافقة، الأمر الذي قد يعيق التشغيل البيني والتكامل بين مختلف الأجهزة والأنظمة. على سبيل المثال، يقوم العديد من موردي إنترنت الأشياء بتطوير منصات وبروتوكولات خاصة بهم مصممة خصيصًا لمنتجاتهم وأنظمتهم البيئية. وينتج عن ذلك نقص في التوحيد القياسي والتشغيل البيني، حيث تستخدم الأجهزة من مختلف المصنّعين تقنيات غير متوافقة.
• فقدان الوظائف. نتيجةً لانخفاض التدخل البشري في مختلف المهام، قد يؤدي إنترنت الأشياء إلى فقدان الوظائف للعمال ذوي الأجور المنخفضة أو ذوي الخبرة المحدودة. على سبيل المثال، أدى أتمتة مهام إدارة المخزون واستخدام أجهزة الصراف الآلي إلى تقليل الحاجة إلى العمل اليدوي والتدخل البشري، مما أدى إلى فقدان الوظائف وانعدام الأمان الوظيفي لمن يشغلون هذه الوظائف حاليًا.
• العقبات التنظيمية والقانونية. مع انتشار أجهزة إنترنت الأشياء، تتزايد العقبات القانونية أيضاً. يجب على الشركات الالتزام بلوائح متنوعة لحماية البيانات والخصوصية والأمن السيبراني، والتي قد تختلف من بلد إلى آخر.
• تخزين البيانات. تتطلب كمية البيانات التي يجمعها إنترنت الأشياء كميات كبيرة من التخزين، مما يعني أنه يجب على المؤسسات أيضًا توسيع نطاق البنية التحتية للتخزين الخاصة بها لتتناسب مع كمية البيانات التي تجمعها.
• عرض القيمة غير الواضح. قد تُهدر عمليات إنترنت الأشياء إذا لم يكن لدى المنظمة المنفذة صورة واضحة عن كيفية استخلاص الرؤى من البيانات التي جمعتها.
• معوقات التبني. يتطلب إنترنت الأشياء تكلفة نشر وتنفيذ أولية، بالإضافة إلى خبرة متخصصة للاستفادة من البيانات المُجمعة بشكل صحيح. إلى جانب التحديات الأخرى المطروحة، قد يواجه تبني إنترنت الأشياء معوقات مختلفة من شركة إلى أخرى.

ما هو إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) وكيف يُحدث تحولاً في الصناعات؟

إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) هو تطبيق أضيق لإنترنت الأشياء (IoT) موجه للقطاع الصناعي، مثل التصنيع وإدارة الطاقة والمرافق العامة والنفط والغاز. يهدف إنترنت الأشياء الصناعي إلى تحسين عمليات التصنيع والعمليات الصناعية من خلال تنظيم ومراقبة الأنظمة الصناعية.

يتم دمج أجهزة الاستشعار الذكية والمشغلات وعلامات تحديد الترددات الراديوية وغيرها من أجهزة إنترنت الأشياء في المعدات والبنية التحتية الصناعية، ويتم ربطها معًا عبر الشبكة لتوفير جمع البيانات وتبادلها وتحليلها.

في بيئات التصنيع والصناعة، يتمتع إنترنت الأشياء الصناعية بإمكانية تحسين مراقبة الجودة والصيانة التنبؤية وسلامة الموظفين وكفاءة سلسلة التوريد وإدارة الطاقة وتتبع الأصول.

معايير وأطر إنترنت الأشياء

تشمل المنظمات البارزة المشاركة في تطوير معايير إنترنت الأشياء ما يلي:

• تحالف معايير الاتصال.
• معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE).
• اتحاد صناعة إنترنت الأشياء.
• اللجنة الكهروتقنية الدولية.
• فرقة عمل هندسة الإنترنت ( IETF ).
• مؤسسة الاتصال المفتوح.
• مجموعة المواضيع.

فيما يلي بعض الأمثلة على معايير إنترنت الأشياء:

• 6LoWPAN، اختصارًا لـ IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks ، هو معيار مفتوح وضعته فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF). يُمكّن هذا المعيار أي جهاز لاسلكي منخفض الطاقة من الاتصال بالإنترنت، بما في ذلك 804.15.4، وتقنية Bluetooth منخفضة الطاقة، وتقنية Z-Wave لأتمتة المنازل. كما يُستخدم هذا المعيار في المراقبة الصناعية والزراعة.
• زيجبي. تُستخدم هذه الشبكة اللاسلكية منخفضة الطاقة وسرعة نقل البيانات بشكل أساسي في المنازل والمنشآت الصناعية. تعتمد زيجبي على معيار IEEE 802.15.4. وقد ابتكر تحالف زيجبي لغة دوت دوت، وهي لغة عالمية لإنترنت الأشياء تُمكّن الأجهزة الذكية من العمل بأمان على أي شبكة والتواصل فيما بينها.
• خدمة توزيع البيانات. تم تطوير DDS بواسطة مجموعة إدارة الكائنات وهي معيار لإنترنت الأشياء الصناعية للاتصال بين الآلات في الوقت الحقيقي وقابل للتوسع وعالي الأداء.

تستخدم معايير إنترنت الأشياء عادةً بروتوكولات محددة للتواصل بين الأجهزة. ويحدد البروتوكول المُختار كيفية إرسال واستقبال بيانات أجهزة إنترنت الأشياء. ومن أمثلة بروتوكولات إنترنت الأشياء ما يلي:

• بروتوكول التطبيقات المقيدة. صممت IETF بروتوكول CoAP، وهو بروتوكول يحدد كيفية عمل الأجهزة منخفضة الطاقة والمقيدة حسابيًا في إنترنت الأشياء.
• بروتوكول AMQP هو معيار مفتوح المصدر ومنشور للمراسلة غير المتزامنة عبر الشبكة. يُمكّن AMQP من المراسلة المشفرة والتوافقية بين المؤسسات والتطبيقات. يُستخدم هذا البروتوكول في مراسلة العميل والخادم وإدارة أجهزة إنترنت الأشياء.
• شبكة واسعة النطاق طويلة المدى (LoRaWAN). تم تصميم هذا البروتوكول لشبكات WAN لدعم شبكات إنترنت الأشياء الضخمة، مثل المدن الذكية، التي تضم ملايين الأجهزة منخفضة الطاقة.
• بروتوكول نقل بيانات القياس عن بُعد MQTT. يُعدّ MQTT بروتوكولًا خفيف الوزن يُستخدم لتطبيقات التحكم والمراقبة عن بُعد، وهو مناسب للأجهزة ذات الموارد المحدودة.

تتضمن أطر عمل إنترنت الأشياء ما يلي:

• Arm Mbed IoT. هي منصة مفتوحة المصدر لتطوير تطبيقات إنترنت الأشياء باستخدام متحكمات Arm الدقيقة . تهدف هذه المنصة إلى توفير بيئة قابلة للتطوير، ومتصلة، وآمنة لأجهزة إنترنت الأشياء من خلال دمج أدوات وخدمات Mbed.
• أطلقت أمازون ويب سيرفيسز منصة الحوسبة السحابية هذه لإنترنت الأشياء. صُمم إطار عملها لتمكين الأجهزة الذكية من الاتصال بسهولة والتفاعل بشكل آمن مع سحابة أمازون ويب سيرفيسز والأجهزة المتصلة الأخرى.
• مجموعة خدمات إنترنت الأشياء من مايكروسوفت أزور. تتيح هذه المجموعة من الخدمات للمستخدمين التفاعل مع البيانات واستلامها من أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بهم، بالإضافة إلى إجراء عمليات متنوعة على البيانات - مثل التحليل متعدد الأبعاد والتحويل والتجميع - وعرض تلك العمليات بطريقة مناسبة للأعمال.

قضايا أمن وخصوصية إنترنت الأشياء

يربط إنترنت الأشياء مليارات الأجهزة بالإنترنت، ويتضمن استخدام مليارات البيانات، التي يجب تأمينها جميعًا. ونظرًا لتوسع نطاق الهجمات الإلكترونية، يُعدّ أمن إنترنت الأشياء وخصوصية بياناته من أهمّ المخاوف.

وقع أحد أخطر هجمات إنترنت الأشياء في عام 2016، حيث اخترقت شبكة بوتات ميراي شركة داين، مزود خوادم أسماء النطاقات، مما أدى إلى انقطاعات كبيرة في النظام لفترة طويلة. تمكن المهاجمون من الوصول إلى الشبكة باستغلال ضعف حماية أجهزة إنترنت الأشياء. تُعد هذه إحدى أكبر هجمات الحرمان من الخدمة الموزعة على الإطلاق، ولا يزال تطوير ميراي مستمرًا حتى اليوم.

نظراً لارتباط أجهزة إنترنت الأشياء الوثيق ببعضها، يستطيع المخترق استغلال ثغرة أمنية واحدة للتلاعب بجميع البيانات، ما يجعلها غير قابلة للاستخدام. الشركات المصنعة التي لا تُحدّث أجهزتها بانتظام، أو لا تُحدّثها على الإطلاق، تجعلها عرضةً لهجمات مجرمي الإنترنت. إضافةً إلى ذلك، غالباً ما تطلب الأجهزة المتصلة من المستخدمين إدخال معلوماتهم الشخصية، بما في ذلك الاسم والعمر والعنوان ورقم الهاتف، وحتى حساباتهم على مواقع التواصل الاجتماعي، وهي معلومات قيّمة للغاية بالنسبة للمخترقين.

لا يقتصر التهديد الذي يواجه إنترنت الأشياء على المخترقين الإلكترونيين فحسب، بل تُعدّ الخصوصية مصدر قلق بالغ آخر. فعلى سبيل المثال، قد تستخدم الشركات المصنّعة والموزّعة لأجهزة إنترنت الأشياء الاستهلاكية هذه الأجهزة للحصول على البيانات الشخصية للمستخدمين وبيعها. ولضمان الاستخدام الآمن والمسؤول لأجهزة إنترنت الأشياء، يجب على المؤسسات توفير التثقيف والتوعية بشأن أنظمة الأمان وأفضل الممارسات.

ما هي التقنيات التي جعلت إنترنت الأشياء ممكناً؟

ساهمت العديد من التطورات التكنولوجية في تسريع انتشار إنترنت الأشياء. إليكم بعض التطورات الرئيسية:

• أجهزة الاستشعار والمشغلات. تكتشف أجهزة الاستشعار التغيرات البيئية، مثل درجة الحرارة والرطوبة والضوء والحركة أو الضغط، بينما تتسبب المشغلات في حدوث تغييرات فيزيائية، مثل فتح صمام أو تشغيل محرك.
• الاتصال وبروتوكولات الشبكة. سهّل توفر مجموعة واسعة من بروتوكولات الشبكة للإنترنت ربط أجهزة الاستشعار بالسحابة الإلكترونية والأجهزة الأخرى، مما يُسهّل نقل البيانات بكفاءة. يستخدم إنترنت الأشياء مجموعة من تقنيات الاتصال، بما في ذلك الواي فاي، والبلوتوث، والشبكات الخلوية، وزيغبي، ولوراوان.
• تقنية استشعار منخفضة التكلفة واستهلاك الطاقة. بفضل توفر أجهزة استشعار موثوقة وبأسعار معقولة، أصبح بإمكان المزيد من المصنّعين الوصول إلى تقنية إنترنت الأشياء. تُمكّن هذه المستشعرات من جمع البيانات من العالم الحقيقي، ثم نقلها وتحليلها في المجال الرقمي.
• الذكاء الاصطناعي ومعالجة اللغة الطبيعية. بفضل التطورات في الشبكات العصبية، تتميز أجهزة إنترنت الأشياء الآن بمعالجة اللغة الطبيعية ، مما يجعلها جذابة ومفيدة لمجموعة واسعة من التطبيقات، مثل مساعدي الذكاء الاصطناعي التفاعليين والمساعدين الشخصيين الرقميين .
• الخدمات المصغرة والتقنيات اللاسلكية. تطور إنترنت الأشياء من خلال التقاء التقنيات اللاسلكية والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة والخدمات المصغرة . وقد سهّلت هذه التطورات جميعها الاتصال السلس وتبادل البيانات بين الأجهزة والحوسبة السحابية.
• الحوسبة الطرفية. تدفع الحوسبة الطرفية معالجة البيانات إلى أقرب نقطة ممكنة من مصدر البيانات، مما يقلل من زمن الوصول وعرض النطاق الترددي.
• الحوسبة السحابية. يجمع إنترنت الأشياء كميات هائلة من البيانات. تُمكّن الحوسبة السحابية المؤسسات من توسيع نطاق بنيتها التحتية للتخزين حسب الحاجة لمواكبة حجم البيانات المُجمّعة.

التوقعات والاتجاهات المستقبلية لإنترنت الأشياء

من المتوقع أن يزداد عدد أجهزة إنترنت الأشياء بمرور الوقت، مدفوعاً بانتشارها واستخداماتها الجديدة في مختلف القطاعات. كما تُسهم تقنيات الاتصال، مثل الجيل الخامس (5G) وشبكة Wi-Fi وشبكات WAN منخفضة الطاقة والأقمار الصناعية، في تعزيز انتشار إنترنت الأشياء، في حين تشهد الأجهزة القابلة للارتداء، مثل الساعات الذكية وسماعات الأذن ونظارات الواقع المعزز/الواقع الافتراضي، تطوراً متزايداً ونمواً ملحوظاً في استخدامها.

من المرجح أن تستمر الاتجاهات الرئيسية المتعلقة بإنترنت الأشياء في التحسن. فعلى سبيل المثال، أصبحت نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي المستخدمة في جمع البيانات وتحليلها ذات أهمية متزايدة للمؤسسات، وستستمر في التطور لتصبح تقنية أكثر موثوقية.

من المرجح أن يكون التقارب التكنولوجي، الذي يحدث عند دمج تقنيات غير مترابطة، قوة دافعة وراء التحسين العام لإنترنت الأشياء. فعلى سبيل المثال، تساهم تقنيات الجيل الخامس، والحوسبة الطرفية، والذكاء الاصطناعي للأشياء (AIoT) في تحسين تشغيل وكفاءة أنظمة إنترنت الأشياء.