इंटरनेट ऑफ थिंग्स

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) एक उभरती हुई प्रौद्योगिकी है, जो विभिन्न डिवाइसेज़ और उपकरणों को इंटरनेट के माध्यम से आपस में जोड़ती है। इसके द्वारा हम अपने घर, वाहन, स्वास्थ्य उपकरण आदि को स्मार्ट तरीके से नियंत्रित और मॉनिटर कर सकते हैं। यह तकनीक हमारे दैनिक जीवन को अधिक सुविधाजनक और कुशल बना रही है।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स

परिभाषा : इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) अंतर्संबंधित उपकरणों, सेंसरों और सिस्टमों का एक नेटवर्क है जो एक-दूसरे से संवाद करते हैं और इंटरनेट के माध्यम से डेटा का आदान-प्रदान करते हैं, ताकि विशिष्ट कार्यों को बिना सीधे मानव हस्तक्षेप के निष्पादित किया जा सके।

उदाहरण :

• स्मार्ट होम्स: थर्मोस्टैट्स, लाइटिंग, और सुरक्षा प्रणालियाँ (जैसे, Nest, Ring)।
• स्वास्थ्य देखभाल: वियरेबल डिवाइस जो स्वास्थ्य मेट्रिक्स की निगरानी करते हैं (जैसे, Fitbit)।
• औद्योगिक IoT (IIoT): मशीनरी के लिए प्रेडिक्टिव मेंटनैंस ।
• कृषि: मिट्टी की नमी और मौसम डेटा के लिए सेंसर।
• स्मार्ट सिटीज: ट्रैफिक प्रबंधन, कचरा संग्रहण और ऊर्जा संरक्षण।

Internet of Things की विशेषताएँ

• कनेक्टिविटी → उपकरणों को नेटवर्क (Wi-Fi, Bluetooth आदि) के माध्यम से डेटा साझा करने के लिए जोड़ा जाता है। उदाहरण: स्मार्ट होम डिवाइस जैसे लाइट्स, जो Wi-Fi के माध्यम से एक-दूसरे से संवाद करते हैं।
• इंटरऑपरेबिलिटी → उपकरणों का आपस में कार्य करना, चाहे वे किसी भी निर्माता के हों। उदाहरण: विभिन्न स्मार्ट बल्बों को एक ही ऐप द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।
• स्वचालन और नियंत्रण : → उपकरण बिना मानवीय हस्तक्षेप के कार्य करते हैं। उदाहरण: स्मार्ट थर्मोस्टेट अपने आप तापमान को समायोजित करता है।
• डेटा संग्रहण और विश्लेषण  → उपकरण वास्तविक समय में डेटा एकत्र करते हैं और अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए इसका विश्लेषण करते हैं। उदाहरण: वियरेबल डिवाइस स्वास्थ्य संबंधी मीट्रिक को ट्रैक करते हैं।
• रिमोट मॉनिटरिंग और प्रबंधन:→ उपकरणों की निगरानी और नियंत्रण कहीं से भी किया जा सकता है। उदाहरण: मोबाइल ऐप के माध्यम से सुरक्षा कैमरों को नियंत्रित किया जाता है।
• स्केलेबिलिटी  → प्रणाली में बिना किसी व्यवधान के अतिरिक्त उपकरण जोड़े जा सकते हैं। उदाहरण: एक फैक्ट्री में अतिरिक्त सेंसर जोड़े जा सकते हैं, जिससे संचालन पर कोई असर नहीं पड़ता।
• रियल-टाइम संचार: → त्वरित निर्णयों के लिए तात्कालिक डेटा अपडेट्स। उदाहरण: स्मार्ट कृषि प्रणालियाँ वास्तविक समय में सिंचाई शुरू करती हैं।
• कुशलता और अनुकूलन :→ संसाधनों के अधिकतम उपयोग के लिए बुद्धिमानी से निर्णय लेना।. उदाहरण: स्मार्ट ग्रिड्स बिजली की खपत को मांग के आधार पर अनुकूलित करते हैं।
• सुरक्षा और गोपनीयता → एन्क्रिप्शन और सुरक्षित एक्सेस के माध्यम से डेटा की सुरक्षा सुनिश्चित करना। उदाहरण: स्वास्थ्य डेटा को एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल से सुरक्षित किया जाता है।
• लागत दक्षता: → प्रक्रियाओं को स्वचालित करके और संसाधनों को अनुकूलित करके लागत को कम करना।  उदाहरण: स्मार्ट बिल्डिंग्स अपने सिस्टम को स्वचालित रूप से समायोजित करके ऊर्जा की बचत करती हैं।

IoT (इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स) के मुख्य घटक

a.  सेंसर और एक्चुएटर्स 

• सेंसर: डेटा एकत्र करते हैं (जैसे तापमान, गति)।
• एक्चुएटर्स: सेंसर डेटा के आधार पर क्रियाएं करते हैं (जैसे पंखा चालू करना)।

b. IoT गेटवे

• यह उपकरणों और क्लाउड के बीच एक पुल के रूप में कार्य करता है।
• यह प्रोटोकॉल का अनुवाद करता है और डेटा को फ़िल्टर करता है।

c. नेटवर्क कनेक्टिविटी

• तकनीकें: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, सेलुलर नेटवर्क्स।

d.  क्लाउड/एज कंप्यूटिंग

• क्लाउड: डेटा का केंद्रीकृत संग्रहण और प्रसंस्करण।
• एज: डेटा स्रोत के करीब विकेंद्रीकृत प्रसंस्करण।

e. IoT प्लेटफ़ॉर्म्स

• उदाहरण: AWS IoT, Google Cloud IoT, Microsoft Azure IoT Hub.

f. एप्लिकेशंस

• वह इंटरफ़ेस है जिसके माध्यम से उपयोगकर्ता उपकरणों को नियंत्रित करते हैं या डेटा का विश्लेषण करते हैं।

IoT डेटा फ्लो :

• चरण 1: उपकरण (सेंसर, एक्चुएटर्स या स्मार्ट डिवाइस) वातावरण से डेटा एकत्र करते हैं।
• चरण 2: डेटा नेटवर्क के माध्यम से केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (क्लाउड या एज सर्वर) तक भेजा जाता है।
• चरण 3: डेटा का प्रसंस्करण और विश्लेषण किया जाता है ताकि सार्थक अंतर्दृष्टि या निर्णय प्राप्त किए जा सकें।
• चरण 4: विश्लेषण के आधार पर क्रियाएँ की जाती हैं (जैसे उपयोगकर्ता को नोटिफिकेशन भेजना, पंखा या हीटर की सेटिंग्स को समायोजित करना)।

IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) के अनुप्रयोग

क्षेत्र	अनुप्रयोग
स्मार्ट होम्स	स्मार्ट उपकरण: IoT-सक्षम रेफ्रिजरेटर, वॉशिंग मशीन, निगरानी कैमरे, स्मार्ट लॉक और थर्मोस्टैट।वॉयस असिस्टेंट्स: Alexa और Google Assistant घर के उपकरणों को नियंत्रित करते हैं।उदाहरण: Smartron जैसी IoT स्टार्टअप्स स्मार्ट होम टेक्नोलॉजी में नवाचार कर रही हैं।Wipro Lighting IoT-सक्षम स्मार्ट लाइटिंग समाधान प्रदान करता है; Godrej Smart Locks घर की सुरक्षा के लिए।
स्वास्थ्य देखभाल	वियरेबल डिवाइस: Fitbit जैसे फिटनेस ट्रैकर्स दिल की धड़कन, नींद पैटर्न, और शारीरिक गतिविधि पर निगरानी रखते हैं।दूरस्थ रोगी निगरानी और टेलीमेडिसिन: IoT डिवाइस जैसे ग्लूकोमीटर और रक्तचाप मॉनिटर डॉक्टरों को वास्तविक समय में डेटा भेजते हैं।स्मार्ट पिल्स : ऐसी गोलियां जिनमें सेंसर होते हैं जो दवाइयों के सेवन की निगरानी करते हैं।उदाहरण: AIIMS में रोगी डेटा ट्रैकिंग के लिए IoT-आधारित सिस्टम का उपयोग किया जाता है।
कृषि	सटीक खेती: सेंसर मिट्टी की नमी, तापमान और फसल की सेहत की निगरानी करते हैं।स्वचालित सिंचाई: स्मार्ट सिस्टम मौसम और मिट्टी के डेटा के आधार पर काम करते हैं।उदाहरण: Microsoft का AI-IoT सहयोग भारत में उपज अनुमान के लिए; KissanRaja सिंचाई को स्वचालित करता है; IoT-चालित ग्रीनहाउस।
परिवहन	फ्लीट प्रबंधन: IoT डिवाइस वाहन स्वास्थ्य की निगरानी करते हैं और मार्गों को अनुकूलित करते हैं।सार्वजनिक परिवहन: बसों और ट्रेनों का वास्तविक समय ट्रैकिंग।उदाहरण: भारतीय रेलवे ट्रैक की स्थिति और ट्रेन अनुसूचियों की निगरानी के लिए IoT का उपयोग करता है; Ola Cabs फ्लीट प्रबंधन के लिए IoT का उपयोग करती है; दिल्ली ट्रैफिक पुलिस ट्रैफिक प्रवाह नियंत्रण के लिए IoT का उपयोग करती है।
औद्योगिक IoT	कारखाना स्वचालन और पूर्वानुमानात्मक रखरखाव: मशीनरी पर लगे सेंसर रखरखाव निर्धारित करने के लिए टूट-फूट का पता लगाते हैं।कोबोट्स (सहयोगी रोबोट): उत्पादन प्रक्रियाओं में मनुष्यों के साथ मिलकर काम करते हैं।उदाहरण: Tata Steel और Reliance Industries IoT का उपयोग उत्पादन और पाइपलाइन निगरानी के लिए करते हैं।
ऊर्जा प्रबंधन	स्मार्ट ग्रिड्स: बिजली वितरण और खपत को अनुकूलित करते हैं।IoT in Renewable Energy: सोलर पैनल की कार्यक्षमता या पवन टरबाइन की प्रदर्शन की निगरानी।उदाहरण: Solar Energy Corporation of India नवीकरणीय ऊर्जा प्रबंधन के लिए IoT का उपयोग करती है।
स्मार्ट शहर	ट्रैफिक प्रबंधन: सेंसर वास्तविक समय में ट्रैफिक प्रवाह की निगरानी और प्रबंधन करते हैं (जैसे, अनुकूलित ट्रैफिक लाइट्स)।कचरा प्रबंधन: IoT-सक्षम बिन्स (डिब्बे) अपशिष्ट संग्रहण शेड्यूल का संकेत देते हैं।सार्वजनिक सुरक्षा प्रबंधन: निगरानी कैमरे।भारतीय उदाहरण: Pune में स्मार्ट स्ट्रीट लाइटिंग, जो वास्तविक समय डेटा का उपयोग करके ब्राइटनेस को समायोजित करती है; Bhubaneswar में स्मार्ट लाइटिंग और कचरा प्रबंधन, स्मार्ट सिटीज मिशन के तहत।
पर्यावरण	प्रदूषण ट्रैकिंग: वायु और जल गुणवत्ता निगरानी, जंगल में आग का पता लगाना।IoT डिवाइसों का उपयोग वन्यजीव निगरानी के लिए।उदाहरण: गंगा नदी में IoT-संचालित जल सेंसर।
रिटेल	स्मार्ट शेल्व्स: स्वचालित रूप से निम्न इन्वेंट्री स्तर का पता लगाना और उत्पादों को फिर से ऑर्डर करना।ग्राहक व्यवहार विश्लेषण: IoT-आधारित कैमरे दुकानदारों की गति को ट्रैक करते हैं ताकि दुकान की लेआउट को बेहतर किया जा सके।उदाहरण: Amazon Go स्टोर में IoT का उपयोग करके चेकआउट-फ्री शॉपिंग।
आपदा प्रबंधन	प्राकृतिक आपदाओं का पूर्वानुमान और प्रतिक्रिया: जैसे बाढ़ और भूकंप।उदाहरण: Google AI-IoT प्रणाली, जो बिहार में बाढ़ का पूर्वानुमान करती है।

IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) के लाभ

• दक्षता और उत्पादकता में सुधार → यह कार्यों को स्वचालित करता है और बेहतर संचालन के लिए वास्तविक समय में निगरानी सक्षम करता है।
• उदाहरण:
  • विनिर्माण में IoT सेंसर समस्याओं का पता लगाकर डाउनटाइम रोकते हैं।
  • स्मार्ट होम्स दैनिक कार्यों को स्वचालित करते हैं, जैसे तापमान समायोजन।
  • रेलवे IoT का उपयोग प्रेडिक्टिव मेंटनैंस के लिए करता है, जिससे देरी कम होती है।
• लागत में बचत → संसाधनों का अनुकूलन करता है और बर्बादी को रोककर पैसे बचाता है।
  उदाहरण :
  • स्मार्ट सिंचाई पानी की बचत करती है और लागत घटाती है।
  • Tata Power स्मार्ट ग्रिड्स में IoT का उपयोग करके ऊर्जा हानि को कम करता है।
• बेहतर निर्णय-निर्माण: → वास्तविक समय डेटा संग्रह निर्णयों की गुणवत्ता में सुधार करता है।
  उदाहरण : कृषि में IoT डेटा-संचालित फसल संबंधी निर्णय लेने में मदद करता है।
• बचाव और सुरक्षा में सुधार:→ निगरानी और खतरे का पता लगाकर सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
  उदाहरण:
  • IoT सुरक्षा प्रणाली स्वचालित अलर्ट प्रदान करती है।
  • स्वास्थ्य देखभाल उपकरण आपात स्थिति के लिए रोगी की महत्वपूर्ण स्थिति की निगरानी करते हैं।
  • बेंगलुरु स्मार्ट सिटी IoT निगरानी का उपयोग सार्वजनिक सुरक्षा के लिए करती है।
• पर्यावरणीय लाभ  → बर्बादी को कम करता है और संसाधनों का संरक्षण करता है। उदाहरण:
  • स्मार्ट मीटर बिजली उपयोग को ट्रैक और कम करते हैं।
  • प्रभावी सिंचाई पानी की खपत को कम करती है।
• बेहतर ग्राहक अनुभव→वैयक्तिकृत और निर्बाध उपयोगकर्ता अनुभव प्रदान करता है।
  उदाहरण : Amazon Alexa अनुकूलित सिफारिशें प्रदान करती है।
• वैश्विक कनेक्टिविटी: भौतिक और डिजिटल दुनिया को जोड़ता है।

IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) की चुनौतियाँ

• A. सुरक्षा और गोपनीयता संबंधी चिंताएँ : IoT डिवाइस साइबर हमलों और अनधिकृत पहुंच के प्रति संवेदनशील होते हैं। उदाहरण : Mirai Botnet Attack (2016): असुरक्षित IoT डिवाइसों का उपयोग करके DDoS हमले किए गए।
• B. डेटा प्रबंधन की चुनौतियाँ : IoT बड़े पैमाने पर डेटा उत्पन्न करता है, जिसे स्टोर करना, प्रोसेस करना और विश्लेषण करना कठिन होता है। उदाहरण: स्मार्ट शहरों में रीयल-टाइम ट्रैफिक और पर्यावरणीय डेटा के पेटाबाइट्स स्तर पर उत्पादन।
• C. कनेक्टिविटी समस्याएँ : IoT विश्वसनीय इंटरनेट पर निर्भर करता है, जो अक्सर ग्रामीण क्षेत्रों में अनुपलब्ध होता है।
• D. कार्यान्वयन की उच्च लागत : IoT को लागू करने के लिए पर्याप्त अग्रिम निवेश की आवश्यकता होती है।
• E. मानकीकरण की कमी : मालिकाना प्रोटोकॉल अंतरसंचालनीयता चुनौतियों को जन्म देते हैं। उदाहरण : विभिन्न ब्रांडों के स्मार्ट होम डिवाइस संगतता के मुद्दों का सामना करते हैं।
• F. स्केलेबिलिटी चुनौतियाँ : सीमित बैंडविड्थ और स्टोरेज के साथ कई डिवाइसों का प्रबंधन जटिल है।
• G. नैतिक और कानूनी चुनौतियाँ : IoT निगरानी और अस्पष्ट विनियमों को लेकर चिंताएँ पैदा करता है।
• H. पर्यावरणीय प्रभाव: IoT ई-कचरे और ऊर्जा खपत में योगदान देता है।J. सांस्कृतिक और कौशल बाधाएँ : तकनीक के प्रति विरोध और विशेषज्ञता की कमी IoT अपनाने में बाधा डालती है।

2022 में, उपभोक्ता IoT डिवाइसों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए दूरसंचार विभाग ने “Code of Practice for Securing Consumer Internet of Things (IoT)” रिपोर्ट जारी की।

भारत में IoT

IoT की प्रगति का अवलोकन:

• Projections: स्वास्थ्य देखभाल, कृषि और स्मार्ट शहरों जैसे क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के साथ, भारतीय IoT बाजार 2025 तक 15 बिलियन डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है।

IoT को समर्थन देने वाली सरकारी पहल:

• डिजिटल इंडिया मिशन 2015: 
  • IoT का उपयोग करके शासन और सार्वजनिक सेवाओं में सुधार पर ध्यान केंद्रित करता है।
• ड्राफ्ट IoT पॉलिसी 2015
  • भारत में एक मजबूत IoT इकोसिस्टम बनाने का उद्देश्य।
  • स्वास्थ्य, कृषि, परिवहन, और स्मार्ट सिटी जैसे क्षेत्रों के लिए IoT-आधारित प्रणालियों के विकास पर जोर।
• स्मार्ट सिटी मिशन (2015)
  • IoT प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके 100 स्मार्ट सिटी विकसित करने का लक्ष्य।
  • स्मार्ट परिवहन, ऊर्जा, स्वास्थ्य देखभाल, और सार्वजनिक सेवाओं में सुधार।
• राष्ट्रीय डिजिटल संचार नीति 2018
  • नवाचार, कनेक्टिविटी और आर्थिक विकास को बढ़ावा देने के लक्ष्य के साथ IoT को डिजिटल परिवर्तन के प्रमुख चालक के रूप में महत्व दिया गया है।
• उत्कृष्टता केंद्र
  • MeitY-NASSCOM CoE – IoT & AI: इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी विभाग (DeitY) और NASSCOM के सहयोग से IoT नवाचार को बढ़ावा देने के लिए स्थापित।
  • 2023 में केरल में सेंटर ऑफ एक्सीलेंस: उन्नत IoT सेंसर और अनुप्रयोगों के विकास पर केंद्रित।
• DST का IoT अनुसंधान पहल :
  • स्मार्ट क्लाउड, अनुकूलित इंटरफेस, और स्मार्ट डिवाइस के इंटरकनेक्शन पर ध्यान केंद्रित।
• नेशनल पॉलिसी ऑन इलेक्ट्रॉनिक्स  (NPE) 2019
  • भारत में इलेक्ट्रॉनिक्स और IoT क्षेत्र के विकास के लिए एक रूपरेखा प्रदान करता है।

भारत में IoT के प्रमुख अनुप्रयोग :

• कृषि :
  • उदाहरण: कर्नाटक की “भूमि” पहल में मिट्टी की निगरानी और प्रेसिशन फार्मिंग के लिए IoT-आधारित सेंसर।
  • eNAM (नेशनल एग्रीकल्चर मार्केट): IoT सेंसर से वास्तविक समय का डेटा फसल की गुणवत्ता और बाजार की मांग के बारे में बेहतर जानकारी प्रदान करता है, जिससे eNAM प्लेटफॉर्म पर अधिक सटीक मूल्य की खोज हो सकती है।
• स्वास्थ्य देखभाल:
  • उदाहरण: COVID-19 के दौरान रिमोट हेल्थ मॉनिटरिंग के लिए IoT-सक्षम वियरेबल डिवाइस।
• परिवहन :
  • FASTag: IoT-सक्षम इलेक्ट्रॉनिक टोल संग्रहण प्रणाली।
  • स्मार्ट ट्रैफिक प्रबंधन: दिल्ली और मुंबई जैसे शहरों में वास्तविक समय ट्रैफिक की निगरानी।
• यूटिलिटीज :
  • बिजली और पानी के उपयोग को अनुकूलित करने के लिए स्मार्ट मीटर।
  • ग्रामीण विद्युतीकरण परियोजनाओं में IoT-आधारित ग्रिड प्रबंधन।
• औद्योगिक क्षेत्र:
  • विनिर्माण और लॉजिस्टिक्स में प्रेडिक्टिव मेंटनैंस।
  • असेंबली लाइनों में कोबोट्स (सहयोगी रोबोट्स) का उपयोग।

भारत के लिए विशिष्ट चुनौतियाँ:

• इंफ्रास्ट्रक्चर की कमी : ग्रामीण क्षेत्रों में सीमित हाई-स्पीड इंटरनेट कनेक्टिविटी IoT तैनाती में बाधा डालती है।
• लागत संवेदनशीलता : IoT डिवाइसों की उच्च लागत छोटे पैमाने पर अपनाने को रोकती है।
• साइबर सुरक्षा चिंताएँ :IoT नेटवर्क की सुरक्षा के लिए मजबूत फ्रेमवर्क की आवश्यकता।

भारत में IoT स्टार्टअप्स :

• Stellapps: डेयरी प्रबंधन के लिए IoT समाधान।
• TagBox: कोल्ड चेन मॉनिटरिंग के लिए IoT।
• SenseGiz: ट्रैकिंग और सुरक्षा के लिए IoT डिवाइस।

IoT और IoE का अवलोकन

1. IoT (Internet of Things) → IoT भौतिक उपकरणों (जैसे स्मार्टफोन, उपकरण, वियरबल्स) को इंटरनेट के माध्यम से जोड़ता है, ताकि डेटा का आदान-प्रदान और प्रक्रियाओं को स्वचालित किया जा सके।
   • केंद्र बिंदु: उपकरण और उनके बीच संचार।
   • उदाहरण : स्मार्ट होम डिवाइस (स्मार्ट थर्मोस्टेट, लाइटिंग), वियरेबल डिवाइसेज (फिटनेस ट्रैकर), कनेक्टेड वाहन।

2. IoE (Internet of Everything) →IoE IoT का विस्तार है, जो न केवल उपकरणों को बल्कि लोगों, डेटा और प्रक्रियाओं को भी जोड़ता है।
   • स्मार्ट सिटी (ट्रैफिक, ऊर्जा, और सार्वजनिक सेवाओं का एकीकृत प्रबंधन)।
   • एकीकृत औद्योगिक पारिस्थितिकी तंत्र।
   • कनेक्टेड हेल्थकेयर (रोगी डेटा और टेलीमेडिसिन का समन्वय)।

मुख्य अंतर:

पहलू	IoT	IoE
क्षेत्र	केवल उपकरणों तक सीमित।	उपकरणों, लोगों, डेटा और प्रक्रियाओं का समावेश।
परस्पर क्रिया	डिवाइस-से-डिवाइस (Device-to-Device)।	सभी प्रकार की कनेक्टिविटी (लोग-डिवाइस, डिवाइस-डेटा)।
उद्देश्य	स्वचालन (Automation)।	समग्र बुद्धिमत्ता और अनुकूलन (Holistic Intelligence and optimization)