إنترنت الأشياء “Internet of Things” والمعروف اختصارًا بـ IoT، ليصبح أحد أهم تخصصات المستقبل التي بدأت بالفعل بالانتشار في يومنا هذا. وعلى الرغم من انتشاره الواسع، إلاّ أنّ هذا المفهوم لا يزال غامضًا لدى البعض ويجهل الكثيرون آلية عمله وميزاته ومجالاته. فما هو انترنت الأشياء ؟ وماهي آلية عمله؟ وكيف سيكون لهذه التقنية أثر في حياتنا المستقبلية؟ هذه الأسئلة وغيرها، ستجد الإجابة عنها في مقال تعلّم اليوم.
ما هو انترنت الاشياء؟
يعرّف إنترنت الأشياء ويشار له اختصارًا بـ IoT بأنه مفهوم حاسوبي يعبّرعن فكرة اتصال مختلف الأجهزة المادية بشبكة الإنترنت وقدرة كلّ جهاز على التعريف بنفسه للأجهزة الأخرى. إنها شبكة افتراضية تجمع بين مختلف الأشياء المصنفة ضمن الإلكترونيات، البرمجيات، أجهزة الاستشعار، المحرّكات وتصل بينها عن طريق الانترنت، الأمر الذي يتيح لهذه الأشياء إمكانية تبادل البيانات فيما بينها.
من الجدير بالذكر أنّ مصطلح “الأشياء” في إنترنت الأشياء لا يقتصر على الجمادات والأجهزة الصغيرة وحسب، فقد يكون “الشيء” شخصًا يحمل معه جهازًا لمراقبة نبضات القلب مثلاً، أو طفلاً يحمل جهاز تتبّع، سيارة مزوّدة بأجهزة استشعار، أنظمة الإضاءة في المنازل ومراكز التسوّق الكبرى، ماكينات البيع وغيرها، باختصار يشمل المصطلح كلّ شيء قد يخطر على البال!.
وعلى الرغم ممّا يبدو على هذا المفهوم من بساطة، إلاّ أنّ عالم انترنت الأشياء عالم معقّد للغاية ويصعب تعريفه بجملة محدّدة. فهو يعني على المستوى التقني، عملية جمع كميات ضخمة من البيانات العشوائية من مختلف الأشياء الموصولة بشبكة الانترنت وتحليلها ومن ثمّ التنبؤ بسلوكها في المستقبل. ويشتمل ذلك على العديد من البروتوكولات، ولغات البرمجة.
ويوضّح مفهوم إنترنت الأشياء مدى تأثير الشبكة العنكبوتية على العالم في المستقبل القريب. بفضل انترنت الأشياء، ستصبح أغلب الأجهزة الإلكترونية مستقلّة بذاتها ولا تحتاج لأي تدخّل بشري، ستتمكّن هذه الأجهزة من الإبلاغ عن أعطالها بنفسها وإصلاحها بمفردها، ويتوسّع المفهوم ليشمل كلّ ما يخطر ومالا يخطر على البال، بدءًا من السيارات التي تقود نفسها بنفسها، نظام الإضاءة في المنزل، ووصولاً حتى إلى خزانتك التي ستقترح عليك أيّ الثياب ستلبس اعتمادًا على درجة حرارة الجو ومدى تأثرك بالبرد أو الحرّ!.
تاريخه :
تمت عملية التطوير الأولى لإنترنت الأشياء في العام 1999 من قبل كيلي كيربيج. وهو أستاذ على كلية هاروارد، وفي عام 2002 نشر كيربيج مقالة في مجلة “عالم الحاسوب” تتحدث عن إنترنت الأشياء.
لم يصبح إنترنت الأشياء موضوعاً نشطاً في الأعلام حتى في العام 2009. وذلك عندما أعلنت شركة جوجل عن خدمة “ديبليو ماير” التي تعمل على تحليل البيانات . وتوفير الإفادات التي تساعد الأعمال في التحليل والقراءة والتنبؤ والتحكم في العديد من الأنشطة اليومية. وبعد ذلك، أصبح إنترنت الأشياء موضوعاً نشطاً في الأعلام، وتم العمل على تطوير وتحسين وتوسيع خدمات إنترنت الأشياء. وتم إطلاق العديد من المنتجات الجديدة والخدمات المتعلقة بإنترنت الأشياء.
ومن خير الأدلة على وجود إنترنت الأشياء منذ فترةٍ من الزمن. توجّه شركة كوكاكولا لوضع آلةٍ خاصةٍ بها لبيع منتجاتها في جامعة كارنيجي ميلون.، وقد اعتمدت على الويب للتحقق ممن توفر مشروبًا باردًا أو لا. ومرت مراحل تطور هذا النوع من الإنترنت بعدةِ مراحل، وأولها آلة إلى آلة (M2M): ويعتمد هذا النوع على التواصل بين الآلات بالاعتماد على الشبكات دون أي تدخلٍ إنسانيٍّ.
مبدأ عمله :
(IoT) يقوم مبدأ عمل إنترنت الأشياء على ربط الأجهزة الإلكترونية المتصلة بالإنترنت مع بعضها البعض. والتي تسمح لها بالتواصل والتفاعل مع البيانات وبعضها البعض. ويمكن للأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء الجمع والمعالجة وإرسال البيانات والتفاعل مع البيانات الأخرى والتي يتم تخزينها في السحابة.
ويمكن للأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء أن تساعد في التحليل والقراءة والتنبؤ والتحكم في العديد من الأنشطة اليومية. مثلا، يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في تحليل البيانات التي تم جمعها من أجهزة المنزل المتصلة بالإنترنت. مثل الثلاجة، والتي تسمح للأشخاص بالتحكم في التدفئة والتهوية والإضاءة وغيرها من الخدمات. ويمكن أن يساعد إنترنت الأشياء في التنبؤ بعدد الزائرين المتوقعين في المتاجر وتحسين الخدمة المقدمة لهم.
لتعمل الأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء، يجب أن تحمل كل منها على الأقل متطلبات التعريف التالية:
- عنوان IP: هو عنوان الإنترنت الفريد الذي يمكن استخدامه لتعريف كل جهاز متصل بالإنترنت فردياً.
- نظام التشغيل: هو البرنامج الذي يدير الجهاز ويتيح له العمل كجهاز متصل بإنترنت الأشياء.
- إتصال بالإنترنت: يجب أن يكون للجهاز ميزة تسمح له بالاتصال بالإنترنت، مثل الواي فاي أو البلوتوث.
- برنامج مدمج: يجب أن يكون للجهاز برنامج مدمج يمكنه التواصل مع الأجهزة الأخرى المتصلة بإنترنت الأشياء وتبادل البيانات معها.
عندما يتم الاتصال بإنترنت الأشياء، يتم تبادل البيانات بين الأجهزة ويتم تحليلها واستخدامها للتحكم في الأنشطة اليومية. ويمكن للأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء التواصل مع بعضها البعض باستخدام بروتوكولات الإتصال المعينة مثل HTTP وMQTT وCOAP.
ويمكن للشركات والمؤسسات استخدام إنترنت الأشياء للتحكم في العديد من الأنشطة اليومية وتحسين الخدمة المقدمة
أهميته:
(IoT) يعد من النظم التقنية الرائدة التي تساعد في تحليل وقراءة وتنبؤ وتحكم في العديد من الأنشطة اليومية. ويمكن للشركات والمؤسسات استخدام إنترنت الأشياء للتحكم في العديد من الأنشطة اليومية وتحسين الخدمة المقدمة للعملاء. ولكن هناك العديد من المزايا الأخرى التي يمكن لإنترنت الأشياء أن تقدمها:
- تحسين الكفاءة: يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في تحليل البيانات التي تم جمعها من الأجهزة المتصلة. والتي يمكن استخدامها لتحسين الكفاءة في العديد من الأنشطة اليومية، مثل الإنتاج والتوزيع والمبيعات.
- توفير المصاريف: يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في توفير المصاريف من خلال التحليل الدقيق للبيانات التي تم جمعها من الأجهزة المتصلة. والتي يمكن استخدامها للتحكم في العديد من المعالجات والعمليات التي قد تستهلك الكثير من الوقت والمصاريف.
تحقيق العوائد من خلال توفير المصاريف وتحسين الكفاءة وتقديم الخدمات الأكثر قيمة للعملاء. وكما يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في تطوير منتجات وخدمات جديدة وتقديمها للعملاء، مما يساعد في تحقيق العوائد الأخرى.
- تعزيز التعاون: يمكنه أن يساعد في تعزيز التعاون والتواصل بين الأجهزة المتصلة وبين الأشخاص. مما يعزز التعاون ويساعد في تحسين العمليات اليومية.
- تحسين الجودة: يمكن لإنترنت الأشياء أن يساعد في تحسين الجودة للمنتجات والخدمات المقدمة للعملاء. من خلال التحليل الدقيق للبيانات التي تم جمعها من الأجهزة المتصلة واستخدامها لتحسين العمليات اليومية
كيف يعمل انترنت الاشياء؟
إنترنت الأشياء، ليس برنامجًا حاسوبيًا أو جهازًا واحدًا أو نوعًا محددًّا من التكنولوجيا، إنه مفهوم شامل يتضمّن دمج عدّة أجهزة، وبرمجيات وشبكات معًا للحصول على النتائج المرجوة، حيث يشتمل نظام IoT متكامل على أربع مكوّنات رئيسية كالتالي:
- أجهزة استشعار (أو أي نوع من الأجهزة المادية الأخرى).
- تصال بشبكة الإنترنت.
- برنامج لمعالجة البيانات.
- واجهة مستخدم.
أمّا عن آلية عمل إنترنت الأشياء، فتبدأ بأجهزة الاستشعار التي تبدأ بجمع البيانات من بيئتها المتواجدة فيها، ثمّ يتمّ إرسال هذه البيانات إلى السحابة Cloud وهي شبكة ضخمة من الخوادم الخارقة التي تقدّم خدمات مختلفة للأفراد والشركات، حيث ترتبط أجهزة الاستشعار بالخوادم بطرق مختلفة قد تشكل: الهواتف الذكية، الأقمار الصناعية، الإنترنت اللاسلكي WiFi، البلوتوث وغيرها.
بمجرّد أن تصل البيانات إلى السحابة، يتمّ معالجتها باستخدام إحدى برمجيات تحليل البيانات، قد تكون عملية معالجة هذه البيانات بسيطة أو معقدة، ويعتمد ذلك على كمية ونوع البيانات التي تمّ الحصول عليها. وأخيرًا ترسل النتائج إلى المستخدم النهائي في شكل تنبيه معيّن، حتى يقوم المستخدم بتغيير أو تعديل إعدادات أجهزة الاستشعار، وأحيانًا يتمّ تعديل أجهزة الاستشعار بشكل أوتوماتيكي دون الحاجة للتدخل البشري.
قائمة ببعض الأمثلة العملية التطبيقية :
- الأجهزة الذكية والقابلة للإرتداء.
- الكشف عن تصاعد الأدخنة في الأماكن القريبة، وإطلاق صافرات الإنذار بناءًا على ذلك.
- الكشف عن المخزون الخاص بمواد التصنيع، وذلك بالإعلام عما شارف على الانتهاء مثلًا.
- الترتيب التلقائي للمواعيد اليومية للأشخاص.
- الإعلام عن وجود خطرٍ محتملٍ في بيئةٍ ما.
- مراقبة مدى توفر الوقود في محطات التدفئة والتنبيه في حال قرب الانتهاء.
- الإرشاد إلى أماكن وجود مواقفٍ للسيارات عند البحث عن ذلك تلقائيًا.
- إمكانية الاطلاع على بعض الظروف الطبيعية السائدة في مكانٍ ما بواسطة الشبكة، كنوعية التربة وجودتها مثلًا.
انترنت الاشياء في حياتنا
لن يقتصر مفهوم إنترنت الأشياء في السنوات القليلة القادمة على مناحي الحياة العلمية والتقنية فحسب، بل سينتشر تدريجيًا ليصبح جزءًا أساسيًا من حياتنا اليومية، وبعد أن كان مصطلحًا معقّدًا يجهله الكثيرون سيصبح أمرًا روتينيًا طبيعيًا لا يمكن الاستغناء عنه، فما هي يا ترى أشهر مجالات تطبيق انترنت الأشياء؟.
1- في المنزل
تخيّل أن تستيقظ يوميًا في الساعة السابعة صباحًا للذهاب إلى عملك، حيث يتكفّل منبّهك الذكي بإيقاظك في هذا الوقت بالضبط إلاّ في حال حدث خلل ما. مثلاً، تمّ إلغاء القطار الذي ستستقلّه لسبب ما، وعليه فسيتعيّن عليك أن تقود سيارتك، لكنّ المشكلة تكمن في أنّ الذهاب بسيارتك سيستغرق وقتًا أطول للوصول إلى مكان عملك… أو ربّما الطقس ماطر اليوم، لذا سيكون عليك اتخاذ الحيطة والحذر والقيادة بشكل أبطأ.
في مثل هذه الحالات، سيكون منبّهك الذكي الذي يعدّ جزءًا من منظومة انترنت الأشياء على أهبة الاستعداد لضمان وصولك إلى عملك في الوقت المناسب بغضّ النظر عن كلّ هذه الظروف. سيكون قادرًا على معرفة ما إذا كان قطارك سيأتي في موعده أم لا، أو إذا كان الطقس ماطرًا أو عاصفًا، وسيحلّل جميع هذه البيانات ويجري حسابات معقّدة لتقدير الوقت الذي تحتاجه للوصول، وبناءً عليه سيضبط نفسه ليوقظك في الوقت المناسب. وداعًا لمشكلات التأخر عن الدوام!.
ليس هذا وحسب، بل قد ينسّق منبّهك الأمور مع آلة تحضير القهوة، وإذاعة الراديو المفضّلة لديك وخزانة ثيابك ليضمن لك إتمام روتينك الصباحي بسلاسة وسهولة.
2- في وسائل النقل
بعد أن استيقظت من قبل جهاز المنبّه الذكي الخاص بك، أنت الآن تقود سيارتك متجهًا إلى العمل. وفجأة حدث عطل في المحرّك، ماذا ستفعل في هذه الحالة؟ لا تقلق سيارتك الذكية ستتكفل بكلّ شيء، حيث سيقوم جهاز الاستشعار الخاص فيها بتحديد العطل وإرسال البيانات إلى الشركة المصنّعة، التي بدورها ستحدّد الحلّ المناسب وإرسال المعلومات مجدّدًا إلى أقرب محلّ لتصليح السيارات، الذي هو أيضًا سيحدّد لك موعدًا لإصلاح السيارة، كما سيتمّ التنسيق بين محلّ التصليح والشركة المصنعة لاستلام أي قطع غيار تحتاجها سيارتك، كلّ هذا في غضون دقائق معدودة ومن دون أن تحرّك ساكنًا!.
3- الشحن والخدمات اللوجيستية
يعتبر تتبّع الطرود والشحنات أمرًا بالغ الأهمية في مجال الخدمات اللوجستية، ولا شكّ أنّ انترنت الاشياء سيلعب دورًا محوريًا في ضمان تتبّع الطرود المختلفة منذ شحنها وحتى وصولها إلى وجهتها المطلوبة، بل قد يتطوّر الأمر ليظهر للعملاء مكان شحنتهم بالضبط وحالتها وتفاصيل الجمارك وغيرها من المعلومات المفيدة، كلّ ذلك بسهولة ودقة لم يسبق لهما مثيل.
كيف أبدأ طريقي الأكاديمي في مجال إنترنت الأشياء؟
الجدير بالذكر أنّه وحتى يومنا هذا، لا يوجد درجة جامعية متخصصة ومستقلة تمامًا في مجال إنترنت الأشياء. إلاّ أنّ دورات إنترنت الأشياء IoT تلائم طلاّب الهندسة على وجه الخصوص والخرّيجين الذي يمتلكون فهمًا أساسيًا في مجالات الإلكترونيات، والمعالجات الدقيقة Microprocessors.
وعلى الرغم من عدم تواجد هذا التخصص في الجامعات، إلاّ أنّ هناك العديد من دورات الانترنت المجانية والمدفوعة التي تقدّم معلومات وافية في هذا المجال، حيث تتطرّق هذه الدورات بشكل عام إلى المحاور التالية:
- تعريف بمفهوم انترنت الأشياء.
- آلية عمل إنترنت الأشياء بشكل مفصّل.
- تأثير إنترنت الأشياء على كلّ من العملاء، الأفراد والشركات.
- شرح مفصّل عن كلّ جزئية من جزئيات إنترنت الأشياء.
- تقنيات إنترنت الأشياء المستخدمة في التواصل.
- بروتوكولات إنترنت الأشياء المختلفة وتطبيقاتها.
- مقدّمة للسحابة Cloud ومنصات السحابات المشهورة Cloud Platforms.
كيف أبدأ مسيرتي المهنية في مجال إنترنت الأشياء؟
عند اتخاذ القرار ببدء مسيرتك المهنية في مجال إنترنت الأشياء، عليك أولاً أن تكون على دراية بخصوصيات كلّ مرحلة من مراحل بناء النظام، التي تحتاج إلى مهارات وقدرات معينة تختلف عن المراحل الأخرى. حيث حتاج بناء نظام IoT متكامل إلى خبرات مختلفة في كلّ من المكونات الأربعة التي سبق أن ذكرناها وذلك كالتالي:
- تجميع وبناء أجهزة الاستشعار المادية: وتتطلب هذه المرحلة مهارات هندسية متقدمة يقوم بها عادة مهندسون مختصّون ولايكون للمبرمجين دور كبير فيها.
- برمجة أجهزة الاستشعار: وتتطلّب هذه المرحلة مهارات متقدّمة في مجال البرمجة لقراءة البيانات من الواردة من أجهزة الاستشعار وإرسالها إلى الخوادم.
- برمجة الخوادم التي تستقبل البيانات من أجهزة الاستشعار: وتحتاج هذه المرحلة إلى إتقان لغات البرمجة مثل: PHP، ASP.NET، Node.js، بالإضافة إلى لغات بناء قواعد البيانات مثل MySQL.
- إظهار البيانات المعالجة للمستخدم النهائي: ويتطلّب ذلك بناء صفحات الإنترنت أو تطبيقات الهواتف الذكية التي بدورها تحتاج إلى إتقان لغات البرمجة مثل: JavaScript، CSS وغيرها.
ما هي أشهر وظائف إنترنت الأشياء؟
يقدّم سوق العمل مجموعة واسعة من الخيارات في مجال إنترنت الأشياء. والتي تستهدف على وجه الخصوص المهندسين، المبرمجين والمصمّمين. وممّا لا شكّ فيه أنّ الطلب على مثل هذه الوظائف في تزايد مستمر. إليكم قائمة بأشهر الوظائف الحالية والمستقبلية المتاحة في مجال إنترنت الأشياء:
1- مدير إنتاج نظام إنترنت الأشياء IoT Product Manager
تتمثّل مهمة مدير الإنتاج الأساسية في مراقبة سير التنفيذ في نظام إنترنت الأشياء. حيث تختلف المسؤوليات ما بين التطوير، والتسويق، حيث يعمل مدراء الإنتاج بالتعاون مع قسم التطوير للاهتمام بمتطلبات العمل وتشغيل الآليات.
2- مهندس إنترنت الأشياء IoT Architect
نظام IoT عبارة عن شبكة معقدة من الأدوات والأجهزة المتصلة مع بعضها. والتي يجب تخطيطها بشكل صحيح قبل تشغيلها وإضافتها إلى الشبكة الرئيسية. وهنا يأتي دور مهندسي إنترنت الأشياء الرئيسي المتمثّل في تحويل الأفكار إلى تصاميم والتصاميم إلى رموز وظيفية. قد لا يكون مهندس إنترنت الأشياء هو المطور الفعلي للنظام. ولكنه الشخص الذي يضع مخطّط الشبكة، ويترجم احتياجات العمل إلى متطلبات تقنية.
3- مطوّر إنترنت الأشياء IoT Developer
مطوّرو الـ IoT هم المسؤولون عن الأساسيات وعن بناء الكود الفعلي للشبكة. حيث تقع على على عاتقهم مسؤولية بناء الجانب البرمجي من منظومة إنترنت الأشياء.
4- عالم بيانات Data Scientists
إنّ أحد أهم مميزات نظام إنترنت الأشياء هو كميّة البيانات التي يتمّ إنتاجها. وعلماء البيانات هم أولئك الذين يتعاملون مع البيانات التي تمّ جمعها من أجهزة الاستشعار في المنظومة. حيث أنّ الطلب على علماء البيانات في تزايد مستمر في مجال إنترنت الأشياء. ومع الخبرة الجيدة في مجال البيانات المهيكلة والعشوائية. سيحصل علماء البيانات على فرص مميزة في هذا القطاع.
5- منسّق روبوتات Robot Coordinator
تتمثّل مهمة منسّق الروبوتات في الإشراف على الروبوتات (الأجهزة) في النظام والتعامل مع أيّ أعطال أو أخطاء في أجهزة الشبكة وتتضمّن مسؤوليات المنسّق إجراء الفحوصات الدورية بالإضافة إلى عمليات إعادة تأهيل الأجهزة إثر الكوارث.
6- مهندس سحابة إنترنت الأشياء IoT Cloud Engineer
تتمثّل مهمة مهندس السحابة في إنشاء ونشر قواعد البيانات الوسيطة Middleware وقواعد البيانات غير العلائقيةNoSQL بهدف تجميع البيانات الواردة من مختلف الأجهزة المتصلة بشبكة إنترنت الأشياء.
7- مهندس صناعي Industrial Engineer
يتكفّل المهندس الصناعي في شبكة الـ IoT بالجانب المادّي من المنظومة حيث يقوم ببرمجة الروبوتات والأجهزة الذكية الموصولة بالشبكة.
8- مصمّم تجربة المستخدم Industrial UI/UX designer
تتمثّل المرحلة النهائية في نظام إنترنت الأشياء في لوحة معلومات أو شاشات مرئية يتعامل معها المستخدمون النهائيون. حيث تستخدم هذه المستشعرات إمّا للتحكم في أجهزة الاستشعار أو في عملية فحص البيانات. وحتى تكون هذه اللوحات والواجهات سهلة الاستخدام ومتناسبة مع المستخدمين. لابدّ أن يعمل مصممّو تجرب المستخدم على تطويرها للحصول على أفضل النتائج.
9- مصمم أوتوكاد Designer
يتكفّل المصمم في منظومة IoT بتصميم الأجهزة المختلفة المستخدمة لتلقي وإرسال البيانات المختلفة مثل ساعات اليد المزودة بأجهزة استشعار، أو الأساور الذكية وغيرها.
10- خبير المواد Material specialist
تقع على خبير المواد مسؤولية تحديد المواد المناسبة التي يجب استخدامها في بناء أجهزة المنظومة المختلفة.
11- مهندس شبكات Network Engineer
يحدّد مهندس الشبكات ويساعد في عملية بناء شبكة حوسبة ضبابية Fog Computing Network والتي تعدّ من الخطوات المهمة في بناء منظومة إنترنت الأشياء.
12- مهندس اختبار Test engineer
تتمثّل مهمة مهندس الاختبار الأساسية في التحقق من الجوانب الوظيفية لجميع أجزاء منظومة IoT وإجراء اختبارات على جميع السيناريوهات المحتملة لتطبيق المنظومة.
كم يتقاضى العاملون في مجال إنترنت الأشياء؟
تختلف أجور العاملين في مجال إنترنت الأشياء باختلاف وظائفهم ومسؤولياتهم لكن معدّل الأجور يبقى مع ذلك أعلى من الوظائف الأخرى. وبحسب ما نشر موقع ZipRecruiter. يبلغ معدّل رواتب العاملين في هذا المجال ما بين 47 ألف دولار إلى 185 ألف دولار سنويًا في الولايات المتحدة الأمريكية. وعلى الرغم من أنّ هذه الوظائف ليست منتشرة على نحو واسع في المنطقة العربية. إلاّ أنه يتوقّع أن تشهد نموًّا ملحوظًا في السنوات القليلة القادمة. فضلا عن إمكانية السفر للخارج والعمل في إحدى وظائف إنترنت الأشياء في الدول الصناعية المتقدمة، مثل ألمانيا و كندا و أستراليا وغيرها.
