ما الذي يجعل إنترنت الأشياء مختلفاً عن الشبكات العادية؟

في عالم اليوم المتصل بالإنترنت، أصبح إنترنت الأشياء (IoT) مغيراً لقواعد اللعبة، حيث يعيد تشكيل كيفية عمل الشبكات. في حين أن الشبكات التقليدية تخدم أغراضها في الأعمال التجارية والاستخدام الشخصي، فإن إنترنت الأشياء يجلب ميزات فريدة تميزه عن غيره. فهم ما الذي يجعل إنترنت الأشياء مختلفًا عن الشبكات العادية ضروري لإطلاق العنان لإمكاناتها في مختلف الصناعات.

ما هو إنترنت الأشياء؟

إنترنت الأشياء (IoT) هو بالفعل شبكة واسعة من الأجهزة المترابطة التي تستفيد من أجهزة الاستشعار المدمجة والبرمجيات وتقنيات الاتصالات لجمع البيانات وتبادلها والتصرف بناءً عليها. وتتجاوز هذه التكنولوجيا حدود الحوسبة التقليدية، حيث تدمج مجموعة كبيرة من الأجهزة في نظام بيئي سلس ومترابط.

أجهزة إنترنت الأشياء يمكن العثور عليها في كل مكان تقريبًا، بدءًا من منازلنا المريحة إلى البيئات المتطورة في البيئات الصناعية. في المنازل، قد تشمل أجهزة إنترنت الأشياء أجهزة تنظيم الحرارة الذكية التي تضبط درجة الحرارة بناءً على الإشغال والتفضيلات، والأضواء الذكية التي تخفت أو تضيء استجابةً لمستويات الإضاءة المحيطة أو أوامر المستخدم، وحتى أجهزة المطبخ التي يمكنها طلب البقالة عندما تنخفض الإمدادات.

على الصعيد الصناعي، تُحدث تكنولوجيا إنترنت الأشياء ثورة في عمليات التصنيع والتشغيل. حيث يمكن للمعدات الصناعية المتقدمة، مثل أجهزة الاستشعار المدمجة في الآلات، مراقبة مقاييس الأداء في الوقت الفعلي، والتنبؤ باحتياجات الصيانة قبل حدوث الأعطال وتحسين خطوط الإنتاج لتحقيق الكفاءة. لا تقلل هذه الصيانة التنبؤية من وقت التعطل فحسب، بل تطيل أيضاً من عمر المعدات، مما يؤدي إلى توفير التكاليف وزيادة الإنتاجية.

وعلاوة على ذلك، أصبحت أجهزة إنترنت الأشياء متطورة بشكل متزايد، حيث أصبحت تتضمن خوارزميات الذكاء الاصطناعي (AI) وخوارزميات التعلم الآلي لتحليل البيانات واتخاذ قرارات مستنيرة دون تدخل بشري. على سبيل المثال، تستفيد مبادرات المدن الذكية من إنترنت الأشياء لتحسين تدفق حركة المرور واستهلاك الطاقة والسلامة العامة من خلال جمع وتحليل البيانات من مختلف أجهزة الاستشعار والأنظمة.

ما الذي يتضمنه إنترنت الأشياء؟

إنترنت الأشياء، أو إنترنت الأشياء، هو نظام بيئي شامل يتضمن العديد من المكونات الرئيسية:

1. الأجهزة الذكية وأجهزة الاستشعار: يعتمد إنترنت الأشياء اعتمادًا كبيرًا على الأجهزة الذكية وأجهزة الاستشعار المدمجة في مختلف الأشياء لجمع البيانات. ويمكن لهذه المستشعرات قياس مجموعة واسعة من البارامترات، مثل درجة الحرارة والرطوبة والحركة والضغط والصوت. ثم يتم نقل البيانات التي تجمعها هذه المستشعرات عبر شبكات الاتصالات لمزيد من المعالجة والتحليل. ومن أمثلة الأجهزة الذكية أجهزة الترموستات الذكية والأضواء الذكية وأجهزة المراقبة الصحية القابلة للارتداء وأجهزة استشعار الآلات الصناعية.
2. شبكات الاتصالات: لتمكين الاتصال بين الأجهزة الذكية والسحابة أو الأجهزة الأخرى، يعتمد إنترنت الأشياء على تقنيات اتصال مختلفة. وتشمل هذه التقنيات الواي فاي والبلوتوث وزيغبي وZigbee وZ-Wave وLoRa و5G وغيرها. لكل تقنية نقاط القوة والضعف الخاصة بها من حيث المدى وعرض النطاق الترددي واستهلاك الطاقة والتكلفة. يستخدم الناس عادةً تقنية Wi-Fi و Bluetooth للاتصالات قصيرة المدى داخل المنازل والمكاتب، بينما يعتمدون على LoRa و 5G للاتصالات طويلة المدى ومنخفضة الطاقة في التطبيقات الصناعية وتطبيقات المدن الذكية.
3. الحوسبة السحابية والتحليلات: عادةً ما تنقل الأنظمة بيانات إنترنت الأشياء إلى منصات الحوسبة السحابية لتخزينها ومعالجتها وتحليلها. توفر المنصات السحابية قابلية التوسع والمرونة اللازمة للتعامل مع كميات كبيرة من البيانات من ملايين الأجهزة المتصلة. تستخدم المؤسسات أدوات التحليلات المتقدمة، مثل التعلم الآلي وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، لاستخراج رؤى قابلة للتنفيذ من هذه البيانات. يمكن استخدام هذه الرؤى لتحسين العمليات وتحسين عملية اتخاذ القرار ودفع عجلة الابتكار.
4. التطبيقات: تطبيقات إنترنت الأشياء هي أنظمة أو برمجيات تستفيد من بيانات إنترنت الأشياء لتوفير رؤى قابلة للتنفيذ أو أتمتة العمليات. يمكن أن تتراوح هذه التطبيقات من تطبيقات الهاتف المحمول البسيطة التي تتحكم في الأجهزة المنزلية الذكية إلى أنظمة الأتمتة الصناعية المعقدة التي تعمل على تحسين عمليات التصنيع. من خلال دمج بيانات إنترنت الأشياء مع مصادر البيانات الأخرى، مثل أنظمة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) أو أدوات إدارة علاقات العملاء (CRM)، يمكن للشركات الحصول على رؤية أكثر شمولاً لعملياتها واتخاذ قرارات أكثر استنارة.

كيف يعمل إنترنت الأشياء؟

وظائف إنترنت الأشياء من خلال العملية التالية:

1. جمع البيانات: تم تجهيز أجهزة إنترنت الأشياء بأجهزة استشعار تراقب بيئتها باستمرار وتجمع البيانات. يمكن لهذه المستشعرات قياس مجموعة واسعة من المعلمات، مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط والحركة والصوت. تقوم هذه المستشعرات بجمع البيانات وتحويلها إلى إشارات رقمية تنقلها عبر شبكات الاتصالات.
2. نقل البيانات: بمجرد جمع البيانات، يرسل جهاز إنترنت الأشياء البيانات إلى خادم مركزي أو منصة سحابية عبر بروتوكولات الاتصال. تقوم بروتوكولات MQTT و CoAP و HTTP بنقل البيانات بكفاءة وأمان عبر شبكات اتصال مختلفة، بما في ذلك شبكات Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee و LoRa والشبكات الخلوية. يعتمد اختيار البروتوكول على عوامل مثل نوع البيانات التي يتم إرسالها وعرض النطاق الترددي المطلوب واستهلاك الطاقة لجهاز إنترنت الأشياء.
3. معالجة البيانات: بمجرد أن يتلقى الخادم المركزي أو المنصة السحابية البيانات، تخضع البيانات للمعالجة والتحليل. قد يتضمن ذلك تخزين البيانات في قواعد البيانات، وتصفية البيانات وتنظيفها لإزالة الضوضاء والأخطاء، واستخدام أدوات التحليلات المتقدمة مثل التعلم الآلي وخوارزميات الذكاء الاصطناعي لاستخراج الرؤى والأنماط. كما يمكن للحوسبة الطرفية، التي تعالج البيانات بالقرب من المصدر، أن تقلل من زمن الاستجابة وتحسن كفاءة أنظمة إنترنت الأشياء.
4. تنفيذ الإجراءات: استنادًا إلى الرؤى المستمدة من البيانات المعالجة، يمكن لأنظمة إنترنت الأشياء إطلاق إجراءات أو تنبيهات. على سبيل المثال، قد يقوم منظم الحرارة الذكي بضبط درجة الحرارة في المبنى بناءً على مستويات الإشغال وظروف الطقس، في حين أن نظام الصيانة التنبؤية قد يولد تنبيهات عندما يكتشف أعطالاً محتملة في الآلات. يمكن أتمتة هذه الإجراءات، مما يقلل من الحاجة إلى التدخل البشري ويحسن كفاءة أنظمة إنترنت الأشياء واستجابتها.

ما الذي يجعل إنترنت الأشياء مختلفاً عن الشبكات العادية؟

يختلف إنترنت الأشياء اختلافاً جوهرياً عن الشبكات العادية بعدة طرق رئيسية:

1. الطبيعة اللامركزية: تتسم شبكات إنترنت الأشياء باللامركزية، بمعنى أنها لا تخضع لسيطرة كيان واحد بل تعتمد على شبكة من الأجهزة المترابطة التي تتواصل مع بعضها البعض. وتتيح هذه الطبيعة اللامركزية لأنظمة إنترنت الأشياء أن تكون أكثر مرونة وقابلية للتكيف، حيث يمكن إضافة الأجهزة أو إزالتها حسب الحاجة دون تعطيل الشبكة الكلية.
2. مجموعة متنوعة من الأجهزة المتصلة: تربط شبكات إنترنت الأشياء مجموعة واسعة من الأجهزة، من أجهزة الاستشعار البسيطة إلى الآلات الصناعية المعقدة. وغالباً ما تعمل هذه الأجهزة بشكل مستقل وتتواصل مع بعضها البعض لتحقيق أهداف محددة. في المقابل، تركز الشبكات التقليدية في المقام الأول على ربط الأشخاص من خلال أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.
3. معالجة البيانات في الوقت الحقيقي: شبكات إنترنت الأشياء مصممة لمعالجة البيانات وتحليلها في الوقت الفعلي، مما يتيح سرعة اتخاذ القرارات والأتمتة. وتعتمد العديد من الصناعات، مثل الرعاية الصحية والتصنيع والنقل، على هذه القدرة، حيث تعمل البيانات في الوقت الفعلي على تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف وتعزيز السلامة. في المقابل، عادةً ما تصمم الشبكات التقليدية لنقل البيانات المتأخرة أو غير الحرجة، مثل البريد الإلكتروني أو تصفح الويب.
4. قابلية التوسع: أنظمة إنترنت الأشياء قابلة للتطوير بطبيعتها، مما يسمح بتوصيل مليارات الأجهزة على مستوى العالم. تعد قابلية التوسع هذه ضرورية لقطاعات مثل المدن الذكية والزراعة، حيث يلزم توصيل أعداد كبيرة من الأجهزة ومراقبتها. ومع ذلك، فإن الشبكات التقليدية محدودة النطاق والتصميم للتعامل مع عدد أقل من نقاط النهاية، مما يجعلها أقل ملاءمة لعمليات نشر إنترنت الأشياء على نطاق واسع.
5. الأمن: تطرح إنترنت الأشياء تحديات أمنية فريدة من نوعها بسبب العدد الكبير من الأجهزة المتصلة ونقاط ضعفها المتنوعة. وغالباً ما تكون هذه الأجهزة محدودة القدرة على المعالجة والتخزين، مما يجعلها عرضة للهجمات مثل البرمجيات الخبيثة وبرامج الفدية. بالإضافة إلى ذلك، قد تعمل أجهزة إنترنت الأشياء على بروتوكولات ومعايير اتصال مختلفة، مما يجعل من الصعب تنفيذ تدابير أمنية متسقة. وعلى النقيض من ذلك، فإن الشبكات التقليدية لديها بشكل عام تدابير أمنية موحدة يسهل إدارتها وتحديثها.
6. التطبيق: إنترنت الأشياء هو تطبيق خاص بالتطبيقات، وهو مصمم خصيصًا لقطاعات مثل الرعاية الصحية والزراعة والتصنيع. وهذا يعني أن أجهزة وأنظمة إنترنت الأشياء مصممة لتلبية الاحتياجات والمتطلبات المحددة لهذه الصناعات. في المقابل، تخدم الشبكات التقليدية الاتصالات ذات الأغراض العامة وتبادل البيانات، مما يجعلها أقل ملاءمة للتطبيقات المتخصصة.

مزايا إنترنت الأشياء

1. تعزيز الكفاءة المعززة: تعمل تكنولوجيا إنترنت الأشياء على أتمتة العمليات وتقليل الجهد اليدوي، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة. على سبيل المثال، يمكن لأنظمة التصنيع الذكية مراقبة وتعديل خطوط الإنتاج في الوقت الفعلي، مما يقلل من وقت التعطل ويحسن الإنتاجية. وبالمثل، يمكن للأجهزة المنزلية الذكية أتمتة مهام مثل الإضاءة والتدفئة، مما يوفر الوقت والجهد لأصحاب المنازل.
2. الوفورات في التكاليف: تعمل إنترنت الأشياء على تحسين استخدام الموارد وتقليل الهدر إلى الحد الأدنى، مما يؤدي إلى توفير التكاليف. على سبيل المثال، يمكن لأنظمة إدارة الطاقة الذكية مراقبة استهلاك الطاقة في المباني والتحكم في استهلاك الطاقة، مما يقلل من هدر الطاقة ويخفض فواتير الخدمات. في مجال الزراعة، يمكن لأجهزة استشعار إنترنت الأشياء مراقبة رطوبة التربة ومستويات المغذيات، مما يمكّن المزارعين من استخدام المياه والأسمدة بكفاءة أكبر.
3. الوقت الحقيقيالرؤى: يوفر إنترنت الأشياء بيانات قابلة للتنفيذ لاتخاذ قرارات مستنيرة من خلال جمع البيانات وتحليلها في الوقت الفعلي. هذه القدرة ضرورية في صناعات مثل الرعاية الصحية، حيث يمكن أن تؤدي مراقبة العلامات الحيوية للمرضى في الوقت الفعلي إلى تدخلات مبكرة ونتائج أفضل. في مجال النقل، يمكن لأجهزة استشعار إنترنت الأشياء مراقبة حالة حركة المرور وظروف الطرق، مما يمكّن مخططي المدن من اتخاذ قرارات قائمة على البيانات لتحسين تدفق حركة المرور والسلامة.
4. تحسين تجارب المستخدم المحسنة: تدعم تكنولوجيا إنترنت الأشياء الخدمات الشخصية والبيئات الأكثر ذكاءً، مما يؤدي إلى تحسين تجارب المستخدمين. على سبيل المثال، يمكن لأنظمة البيع بالتجزئة الذكية تحليل سلوك العملاء وتفضيلاتهم، مما يمكّن تجار التجزئة من تقديم توصيات وعروض ترويجية مخصصة للمنتجات. في المدن الذكية، يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء تحسين السلامة العامة من خلال رصد معدلات الجريمة والاستجابة لحالات الطوارئ في الوقت الفعلي.

تطبيق إنترنت الأشياء

يجد إنترنت الأشياء تطبيقات في مختلف الصناعات، مثل:

1. المنازل الذكية: يتحكم أصحاب المنازل الذكية في أجهزة إنترنت الأشياء مثل منظمات الحرارة والأضواء وأنظمة الأمان عن بُعد باستخدام تطبيقات الهواتف الذكية أو الأوامر الصوتية. يمكن لهذه الأجهزة تحسين كفاءة الطاقة وتعزيز الأمن وتوفير الراحة لأصحاب المنازل.
2. الرعاية الصحية: تشمل تكنولوجيا إنترنت الأشياء في مجال الرعاية الصحية الأجهزة القابلة للارتداء مثل أجهزة تتبع اللياقة البدنية والساعات الذكية، بالإضافة إلى أجهزة المراقبة عن بُعد التي يمكنها تتبع العلامات الحيوية للمرضى في الوقت الفعلي. يمكن لهذه الأجهزة تحسين نتائج المرضى من خلال تمكين التدخلات المبكرة وتحسين إدارة الحالات المزمنة.
3. الزراعة: لإنترنت الأشياء العديد من التطبيقات في الزراعة، بما في ذلك أنظمة الري الذكية التي تراقب رطوبة التربة وتوفر المياه حسب الحاجة. وأنظمة مراقبة المحاصيل التي تستخدم طائرات بدون طيار أو أجهزة استشعار لتتبع صحة المحاصيل وإنتاجيتها. يمكن لهذه التقنيات تحسين غلة المحاصيل وتقليل الفاقد وزيادة إنتاجية المزرعة.
4. إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT): يشير إنترنت الأشياء إلى تطبيق تكنولوجيا إنترنت الأشياء في البيئات الصناعية. تقوم مستشعرات إنترنت الأشياء بمراقبة صحة المعدات والتنبؤ باحتياجات الصيانة، مما يتيح لأنظمة الصيانة التنبؤية تقليل وقت التعطل وتحسين موثوقية المعدات. وتستخدم أنظمة تحسين سلسلة التوريد إنترنت الأشياء لتتبع المخزون والشحنات في الوقت الفعلي، مما يمكّن الشركات من تحسين الخدمات اللوجستية وتقليل التكاليف.
5. النقل والمواصلات: تتضمن تكنولوجيا إنترنت الأشياء في مجال النقل أنظمة إدارة الأساطيل التي تتعقب المركبات والسائقين في الوقت الفعلي. مما يمكّن الشركات من تحسين المسارات وتقليل استهلاك الوقود. وتستخدم المركبات ذاتية القيادة أجهزة استشعار وكاميرات إنترنت الأشياء للتنقل والتواصل مع المركبات الأخرى والبنية التحتية، مما يعد بتحسين السلامة على الطرق وتقليل الازدحام المروري.

تحديات إنترنت الأشياء

على الرغم من فوائدها، تواجه إنترنت الأشياء تحديات:

1. المخاطر الأمنية: غالباً ما تحتوي أجهزة إنترنت الأشياء على العديد من نقاط النهاية، مما يجعلها عرضة للتهديدات الأمنية مثل القرصنة والبرمجيات الخبيثة. يمكن أن تؤدي المجموعة المتنوعة من الأجهزة والبروتوكولات المستخدمة في أنظمة إنترنت الأشياء إلى خلق نقاط ضعف يمكن استغلالها من قبل المهاجمين. ويُعد ضمان أمن أجهزة وشبكات إنترنت الأشياء تحدياً كبيراً يتطلب اهتماماً واستثماراً مستمرين.
2. مشكلات قابلية التشغيل البيني: غالبًا ما تفتقر أجهزة وأنظمة إنترنت الأشياء إلى التوحيد القياسي، مما يجعل من الصعب عليها التواصل والعمل معًا بسلاسة. وهذا يمكن أن يخلق عوائق أمام اعتمادها ويحد من الفوائد المحتملة لتكنولوجيا إنترنت الأشياء. الجهود مستمرة لتطوير معايير وبروتوكولات يمكن أن تتيح إمكانية التشغيل البيني بشكل أفضل عبر أجهزة وأنظمة إنترنت الأشياء.
3. ارتفاع تكاليف التنفيذ: يمكن أن تكون نفقات الإعداد والتكامل الأولية لتكنولوجيا إنترنت الأشياء عالية. لا سيما بالنسبة للشركات والمؤسسات التي تحتاج إلى دمج أجهزة إنترنت الأشياء مع الأنظمة والبنية التحتية الحالية. يمكن أن تشمل هذه التكاليف الأجهزة والبرمجيات والخدمات المهنية. ومع ذلك، فإن الفوائد طويلة الأجل لتكنولوجيا إنترنت الأشياء، مثل تحسين الكفاءة والإنتاجية، يمكن أن تبرر في كثير من الأحيان الاستثمار الأولي.
4. مخاوف خصوصية البيانات: تولد أجهزة إنترنت الأشياء كمية هائلة من البيانات، والتي يمكن أن تثير مخاوف بشأن الخصوصية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي الوصول غير المصرح به إلى بيانات إنترنت الأشياء إلى انتهاك الخصوصية الشخصية والمعلومات الحساسة. ويُعد ضمان خصوصية وأمن بيانات إنترنت الأشياء تحديًا بالغ الأهمية يتطلب دراسة متأنية وإدارة مستمرة.

الأسئلة الشائعة حول إنترنت الأشياء (FAQs)