چطور به شبکه اینترنت اشیاء وصل شویم ؟

اصلاً اینترنت اشیاء چه تفاوتی با اینترنت دارد، اصلاً اینترنت اشیاء چیست؟

با مطرح شدن اینترنت اشیاء، اولین سوالاتی که در ذهن شکل می گیرند سوالات فوق هستند، ولی واقعاً بر خلاف چیزی که به نظر می رسد، قضیه اینترنت اشیاء خیلی ساده است. در ابتدا در رابطه با اینترنت توضیحاتی می دهیم و سپس به اینترنت اشیاء می پردازیم.

در واقع ما از اینترنت برای برقرار ارتباط استفاده می کنیم، ارتباط با افراد مختلف، ارتباط با محتوا های مختلف از جمله وب سایت ها یا سرویس های ایمیل، شبکه های اجتماعی و ….، در واقع بهتر است بگوییم اینترنت تنها یک بستر ارتباطی است، که ما را قادر می سازد با سهولت بیشتری به محتوای های گوناگون دسترسی داشته باشیم.

بستر انتقال اطلاعات می تواند بستر های مختلفی از جمله چند رشته سیم یا ارتباط رادیویی یا حتی ارتباط شبکه سلولی (GSM) یا هر بستر دیگری باشد، مسأله مهم در ارتباط، انتقال اطلاعات است. فرقی نمی‌کند که از چه روشی برای انتقال اطلاعات استفاده کنیم، مهم استاندارد سازی بستر انتقال ارتباطی است. در ابتدا از پروتکل های مختلفی برای انتقال اطلاعات استفاده می شد، که باعث ایجاد پیچیدگی های بسیار زیادی شده بود،

فرض کنید یک کامپیوتر در دانشگاه MIT قصد برقرار ارتباط با کامپیوتر دیگری در دانشگاه oxford را داشت، خوب این ارتباط برقرار نمی شد چرا که امریکایی های از یک پروتکل و انگلیسی ها از پروتکلی دیگر برای انتقال اطلاعات استفاده می کردند.

این مشکل تنها با یک توافق حل می شد. آن هم استفاده از پروتکلی واحد به نام TCP/IP بود. وقتی تمام دنیا تصمیم گرفتند با یک زبان واحد صحبت کنند، جهان کوچک و کوچک تر شد، به شکلی که الان مفهوم دهکده جهانی مطرح شده است.

فرقی نمی‌کند که شما از یک زوج سیم برای انتقال استفاده می کنید یا از امواج رادیویی وقتی که دستگاه شما قادر به پشتیبانی پروتکل TCP/IP باشد می‌توان گفت که دستگاه شما قابلیت اتصال به اینترنت را دارد، چرا که با توجه به قابلیت های پروتکل TCP/IP، این پروتکل تبدیل به پروتکل اینترنت شد.

همانطور که توضیح دادیم پروتکل TCP/IP تنها کاری که انجام می دهد برقراری یک ارتباط امن و مطمئن به صورت P2P بین یک فرستنده و یک گیرنده است. فرقی نمی‌کند که فرستنده و گیرنده در یک متری هم قرار داشته باشند یا در هزارن کیلومتری هم، این ارتباط امن و مطمئن خواهد بود. معجزه اینترنت در واقع همین مسأله مهم است. با فراهم شدن این کانال ارتباطی، نرم افزار های مختلف قادر به تبادل اطلاعات هستند و با توجه به کاری که انجام می دهند از روش های (پروتکل) خاص خود استفاده می کنند. تقریباً تمام پروتکل های دیگر اطلاعات خود را بر روی بستر TCP/IP منتقل می‌کنند، مثلاً سرویس ایمیل یا سرویس FTP یا حتی سرویس HTTP، همه و همه از TCP/IP برای انتقال اطلاعات استفاده می کنند. MQTT هم مثل دیگر پروتکل ها از این روش استفاده می‌کند.

اما واقعا اینترنت اشیاء چیست؟

همانطور که قبلاً توضیح دادیم اینترنت بستر ارتباطی است که داده ها را در اختیار افراد قرار می دهد، حال فرض کنید که دستگاه های مختلف با استفاده از پروتکل خاص خود، داده های مورد نیاز را از این بستر ارسال و دریافت کنند. شبکه به وجود آمده را اینترنت اشیاء می خوانند، چرا که کاربران آن را نه افراد بلکه اشیاء و دستگاه های الکترونیکی تشکیل داده اند.

رشد روز افزون شبکه اینترنت اشیاء:

امروزه شبکه اینترنت اشیاء شلوغ تر و پر ترافیک تر از اینترنت معمولی اس  و پیش بینی می شود که با ارائه اینترنت پر سرعت و بستر 5G رشد این شبکه با سرعت بیشتری پیش برود تا جایی که در سال 2021 نزدیک به 50 بیلیون دستگاه آنلاین وجود داشته باشد.

اینترنت اشیاء می تواند به صورت یک شبکه محلی پیاده سازی شود و یا این که واقعاً به بستر اینترنت متصل باشد، در صورتی که به بستر اینترنت متصل باشد کاربر امکان این را دارد که در هر جای جهان، دستگاه ها و ادوات الکترونیک را کنترل کند.

چرا باید از اینترنت اشیاء استفاده کنیم ؟

سوالی که مطرح می شود این است که چرا دستگاه های الکترونیکی از پروتکل های اینترنت نظیر HTTP یا FTP یا امثالهم استفاده نمی کنند؟ معمولاً دستگاه های الکترونیکی به دلیل محدودیت های موجود، از میکروکنترلری استفاده می کنند که از مقدار حافظه کم و قدرت پردازشی پایینی برخوردار است. در حالی‌که پروتکل های اینترنت به مقدار حافظه زیاد و قدرت پردازشی بالایی نیاز دارند. از طرف دیگر معمولاً پروتکل های اینترنتی اهمیت چندانی به فشرده سازی اطلاعات نمی دهند، به همین دلایل لازم است که پروتکلی مخصوص دستگاه های الکترونیکی طراحی شود که علاوه بر سادگی، کارایی مناسبی را نیز ارائه بدهد. برای این منظور پروتکل هایی نظیر COAP و MQTT طراحی و معرفی شدند که خیلی سبک و کارا هستند و به سادگی قابلیت پیاده سازی در دستگاه های الکترونیکی با مقدار حافظه پایین را دارند.

برای این که مسأله روشن تر شود، یک تست عملی انجام شد، به این صورت که سعی کردیم از بستر های 3G و Wifi پیامی یک بایتی را با استفاده از پروتکل های MQTT و HTTPS منتقل کنیم، حاصل تست جدول در زیر آمده است:

همانطور که مشخص است، میزان مصرف باطری در ارسال MQTT و استفاده از 3G صد مرتبه کمتر از استفاده از HTTPS است و نرخ ارسال داده هم صد و شصت مرتبه بیشتر است. این آمار لزوم استفاده از MQTT را در دستگاه هایی که با باطری کار می کنند و نیاز به تبادل داده دارند، به خوبی مشخص می‌کند.

اما MQTT  چگونه کار می‌کند؟ پاسخ این سوال را می توانید در مقاله ای که قبلا تحت همین نام منتشر کردیم مطالعه فرمایید.