بسترهای رایج اینترنت اشیا

• برای یکپارچه سازی اینترنت اشیا ، طبق نظر بسیاری از طراحان الکترونیکی ، WiFi یک انتخاب مطلوب است. این انتخاب به دلیل زیرساخت های آماده و کارآمد این پروتکل است. انتقال سریع داده به همراه توانایی کنترل تعداد زیادی از داده ها از مزایای این پروتکل است. WiFi استاندارد 802.11 امکان انتقال صدها مگابایت تنها در یک ثانیه را به شما ارائه می دهد. تنها اشکال این پروتکل IoT این است که می تواند برای برخی از برنامه های IoT انرژی بیش از حدی مصرف کند. دامنه پوشش آن تقریباً 50 متر است.
• بلوتوث شاید یکی از شناخته شده‌ترین بسترهای ارتباطی کوتاه برد باشد که در برنامه سناریوهای کاربردی مختلف مبتنی بر اینترنت اشیا به کار گرفته می‌شود.یکی از پرکاربردترین فناوریهای بی سیم برد کوتاه بلوتوث است. با استفاده از آن شما می توانید به سرعت برنامه های بلوتوثی که برای متصل شدن به وسایل هوشمند و فناوری پوشیدنی به شما کمک کنند را ارائه دهید.
• در بین پروتکل های اینترنت اشیا ، ZigBee بیشتر برای کاربردهای صنعتی و کمتر برای مصرف کنندگان نهایی طراحی شده است. معمولاً با فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می کند. این فرکانس ایده آل برای مکان های صنعتی است که داده ها معمولاً با نرخ های اندک در خانه یا ساختمان منتقل می شوند.
• پروتکل LoRaWAN یا Long Ranged Wide Area Network یکی از پروتکل های اینترنت اشیا برای شبکه های گسترده است. پروتکل شبکه LoRaWAN  به طور خاص برای پشتیبانی از شبکه های گسترده و اتصال میلیون ها دستگاه کم مصرف طراحی شده است. شهرهای هوشمند از این نوع بستر استفاده می کنند.
• از دیگر پروتکل های رایج اینترنت اشیا NB-IoT است که یک شبکه گسترده کم انرژی (LPWAN) و دارای استاندارد فناوری رادیویی است که طیف وسیعی از دستگاه‌ها و خدمات را با استفاده از باندهای مخابراتی تلفن همراه فعال‌سازی می‌کند.
• تمرکز NB-IoT به‌طور خاص روی پوشش داخلی، هزینه کم، عمر باتری طولانی و تعداد زیادی از دستگاه‌های متصل شده است. فناوری NB-IOT به‌صورت “In-Band” در طیف مربوط به توسعه طولانی مدت گسترش یافته است.
• فناوری NB-IOT کارایی شبکه را بسیار بهبود می‌بخشد و ظرفیت پشتیبانی از تعداد بسیار زیادی از اتصالات جدید را تنها با استفاده از بخشی از طیف موجود افزایش می‌دهد. این کار به نوبه‌ی خود باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود و عمر باتری را تا 10 سال افزایش می‌دهد. به‌علاوه NB-IoT به‌صورت عمیق به زیر زمین و در فضاهای بسته که در پوشش 20 dB قرار دارند، نفوذ می‌کند.
• Sigfox به عنوان یکی از بهترین فن آوری های جایگزین شناخته شده است که ویژگی های تلفن همراه و WiFi را در خود جای داده است. از آنجا که بستر Sigfox  برای برنامه های M2M طراحی و ساخته شده است، فقط می تواند داده های حجم پایین را ارسال کند. پروتکل Sigfox می تواند سرعت 10 تا 1000 بیت در ثانیه را برای انتقال داده های کم پشتیبانی کند. در مناطق شهری دامنه پوشش این بستر  3-10 کیلومتر است.

پروتکل های رایج اینترنت اشیا

پروتکل های داده ای اینترنت اشیا (IoT )

ما باید داده ها را بین دستگاه های خود و سیستم های دیگر مانند پلت فرم IoT انتقال دهیم. برخی از دستگاه ها دارای سنسورهایی هستند که داده ها را با فاصله زمانی منظم فشار می دهند. سنسورهای دیگر با یک مدل کشش در جایی که شما باید اطلاعات را درخواست کنید کار می کنند. چندین پروتکل داده وجود دارد که می توانیم در IoT استفاده کنیم. چهار پروتکل محبوب این دسته عبارتند از :

MQTT

این پروتکل بیشتر برای نظارت از راه دور در IoT استفاده می شود. وظیفه اصلی که MQTT انجام می دهد، گرفتن اطلاعات از بسیاری از دستگاه های الکترونیکی و انتقال آنها به لایه ارتباطات یا زیرساخت های فناوری اطلاعات است. این پروتکل برپایه TCP برای تهیه داده های قابل اعتماد و در عین حال ساده کار می کند. پروتکل MQTT از سه مؤلفه اصلی یا مکانیسم ساخته شده است: مشترک ، ناشر و کارگزار. کار ناشر تولید داده و انتقال اطلاعات به مشترک با کمک واسطه است. این پروتکل برای کلیه دستگاههایی که مبتنی بر IoT هستند یک گزینه ارجح است و این قابلیت ها همچنین می توانند عملکردهای مسیریابی اطلاعات کافی را به دستگاههای ارزان قیمت و کم مصرف و کم حافظه ارائه دهند.

CoAP

پروتکل CoAP یا Constrained Application ، یک پروتکل بهره‌وری و ابزاری اینترنت است و عمدتاً برای ابزارهای هوشمند محدود استفاده می شود. سیستم های IoT مبتنی بر پروتکل های HTTP می توانند به طرز چشمگیری با پروتکل های CoAP IoT Network تطابق یابند. این پروتکل از UDP برای پیاده سازی داده های سبک و دقیقاً مانند HTTP ، از معماری restful استفاده می کند. همچنین در داخل موبایل و سایر شبکه های اجتماعی که برنامه های اساسی هستند، استفاده می شود.

 DDS

در بین پروتکل های اینترنت اشیا ، پروتکل پیام رسانیDDS یا خدمات توزیع داده ها استانداردی برای ارتباطات ماشین با دستگاه با کارایی بالا ، قابل ارتقاء و در زمان واقعی است. با کمک DDS می توانید داده ها را هم دربین دستگاه های کم حافظه و هم با سیستم عامل های Cloud انتقال دهید. پروتکل DDS شامل دو لایه مهم است: DCPS و DLRL. لایه DCPS یا Data-Centric Publish-Subscribing با ارائه اطلاعات به مشترکین کار می کند. لایه DLRL یا Data-Local Reconstruction Layer کار خود را با ارائه یک رابط کاربری برای لایه Data-Centric Public-Subscription انجام می دهد.

AMQP

پروتکل Queaching Advanced یا AMQP یک پروتکل لایه کاربرد است. این پروتکل اساساً پیام محور است و برای محیط های میان افزاری طراحی شده است. پروتکل پیام رسانی AMQP  به عنوان یک استاندارد بین المللی تأیید شده است. زنجیره پردازش پروتکل AMQP  از 3 مؤلفه تشکیل شده است و آنها عبارتند از Exchange ، Message Queue و Binding.

قسمت Exchange با دریافت پیام و قرار دادن آنها در صف کار می کند. کار Message Queue ذخیره پیام است و اطلاعات را تا زمانی که پیام ها با اطمینان توسط برنامه مشتری تنظیم نشوند ، ذخیره می کند. کار ، مؤلفه Binding ، بیان ارتباط بین مؤلفه Exchange و کامپوننت Message Queue است.