بررسی پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیاء در سال 2021 (ZigBee, NFC و...) - قسمت اول

بررسی پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیاء در سال 2021 (ZigBee, NFC و...) - قسمت اول

بررسی پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیاء در سال 2021 (ZigBee, NFC و...) - قسمت اول
بررسی پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیاء در سال 2021 (ZigBee, NFC و...) - قسمت اول

در حال حاضر دستگاه‌های اینترنت اشیاء بسیار زیادی در اطراف ما وجود دارند و هر روز هم به تعداد آن ها افزوده می‌شود. از تجهیزات شهر هوشمند، مثل دوربین‌های کنترل ترافیک گرفته تا سنسورهای داخل یک گلخانه، همگی در حال اندازه‌گیری و ارسال اطلاعات هستند. برای اینکه این دستگاه‌ها به‌خوبی کار کنند، باید از پروتکل‌های اینترنت اشیاء مناسب و بهینه‌ای استفاده کنند.

طبق آمار Statista، تا پایان سال 2018، حدود 22 میلیارد دستگاه متصل به اینترنت اشیا در سراسر جهان مورداستفاده قرار گرفت. همچنین پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تعداد دستگاه‌های اینترنت اشیا تا سال 2030 به حدود 50 میلیارد دستگاه در سراسر جهان برسد! این به این معنی است که فرصت‌های شغلی بسیار زیادی در این حوزه وجود دارد و همچنین متخصصان برای افزایش امنیت در این حوزه باید تلاش بیشتری را انجام دهند.

در این مقاله قصد داریم تا تعدادی از بهترین و پرکاربردترین پروتکل‌های مورداستفاده در دستگاه‌های اینترنت اشیا در سال 2021 را با همدیگر مقایسه کنیم. در ابتدا مروری بر امنیت تبادل اطلاعات در اینترنت اشیاء خواهیم داشت.

 

امنیت در اینترنت اشیاء

آیا می‌دانستید دستگاه‌های هوشمندی که با اینترنت اشیاء کار می‌کنند، بیشتر در برابر تهدیدها آسیب‌پذیر هستند و برای به‌حداقل‌رساندن حفره‌های امنیتی، مهم است که از یک پروتکل مناسب برای انتقال اطلاعات استفاده کنید؟
پروتکل‌های ارتباطی، شیوه ارتباط بین دستگاه‌ها (یا سرور) را مشخص می‌کند و وظیفه تضمین انتقال درست اطلاعات و همین‌طور تأمین امنیت را دارند. (دقت داشته باشید که این پروتکل‌ها صرفاً محدود به اینترنت اشیاء نیستند و کاربردهای دیگری هم دارند.)

 

چرا پروتکل اینترنت اشیاء اهمیت دارد؟

فرض کنید شما چندین دستگاه مختلف اینترنت اشیا دارید که هرکدام از شرکت‌های مختلف هستند و به روش‌های مختلفی برنامه‌ریزی‌شده‌اند. برای اینکه همه این دستگاه‌ها بتوانند با همدیگر ارتباط برقرار کنند، نیازمند یک بستر و زبان مشترک هستند. پروتکل‌های اینترنت اشیاء بسیاری از این مشکلات را برای شما حل می‌کند و امتیازات بسیار زیادی را برای شما فراهم می‌کنند، از جمله:

کیفیت و اعتبار بالا

فناوری‌های ارتباطی که از استانداردها پیروی می‌کنند، کیفیت خوبی داشته و استحکام بالایی را در برابر تداخل دارند. علاوه بر این، انتقال مطمئن ابر داده‌ها از حسگرهای اینترنت اشیا را تضمین می‌کند.

 

انعطاف‌پذیری و نوآوری

پروتکل‌های استاندارد، انعطاف‌پذیر بوده و به‌راحتی می‌توان آن ها را برنامه‌نویسی کرد. این باعث می‌شود تا دستگاه‌های مختلفی که ساخت شرکت‌های مختلف هستند، به‌راحتی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. خطر اینکه یکی از تولیدکنندگان دستگاه را قفل کند نیز کمتر خواهد بود.

 

مقیاس‌پذیری جهانی

یکی از ویژگی‌هایی که محصول شما را متمایز می‌کند، قابلیت اجرا در تمام دنیا می‌باشد. هر کشوری دارای قوانین و مقررات رادیویی مختص خود می‌باشد. دستگاه شما بهتر است به‌گونه‌ای طراحی شود که استانداردهای جهانی را رعایت کند، همچنین کمترین پیچیدگی را برای نصب داشته باشد. پروتکلی که انتخاب می‌کنید، تأثیر مستقیم بر هزینه محصول نهایی و ویژگی‌های آن خواهد داشت.

 

انواع پروتکل‌های اینترنت اشیاء

دستگاه‌های اینترنت اشیاء معمولاً ضعیف هستند و تنها برای جمع آوری اطلاعات محیطی طراحی شده‌اند. این اطلاعات باید به یک کامپیوتر قوی‌تر برای پردازش و ذخیره سازی ارسال گردند. پروتکل‌های اینترنت اشیاء به دو دسته شبکه محور و داده محور (IoT Network Protocols و IoT Data Protocols) تقسیم بندی می‌شوند که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

 

IoT Network Protocols

پروتکل‌های اینترنت اشیا که مبتنی بر شبکه هستند، امکان ارتباط داده در محدوده شبکه را فراهم می‌کنند تا دستگاه‌های ضعیف و متوسط بتوانند به دستگاه‌های قوی‌تر متصل شوند.
HTTP، LoRaWAN، bluetooth و zigbee برخی از پروتکل‌های محبوب شبکه اینترنت اشیا هستند. شبکه‌ها خود به دو نوع تقسیم می‌شوند:

 

شبکه‌های IP دار و غیر IP

معمولاً دستگاه‌ها یا در شبکه‌ای قرار می‌گیرند که به آن‌ها یک IP اختصاص داده می‌شود (IP networks)، و یا در شبکه‌ای هستند که نیازی به IP ندارند (Non-IP networks). اتصال از طریق شبکه‌های IP دار (مثل WIFI) پیچیده‌تر است و نیازمند حافظه و قدرت بالاتری در دستگاه‌های اینترنت اشیا است. اما در عوض، محدودیتی از لحاظ فاصله ندارند و همین که درون شبکه باشند، اطلاعات را به‌راحتی ارسال می‌کنند. شبکه‌های غیر IP مانند بلوتوث، حافظه و قدرت کمتری نیاز دارند، اما محدوده و برد کمتری برای ارسال دارند.

 

IoT Data Protocols

پروتکل‌های داده اینترنت اشیا برای اتصال دستگاه‌های اینترنت اشیا با توان کم طراحی شده‌اند. بدون هیچ گونه اتصال به اینترنت، آنها می‌توانند ارتباط سخت افزار با سخت افزار ارائه دهند. اتصال به پروتکل‌های داده IoT را می‌توان از طریق شبکه سیمی یا سلولی نیز انجام داد.
MQTT، CoAP، AMQP و XMPP برخی از پروتکل‌های داده IoT محبوب هستند.

 

پروتکل‌های ارتباطی در اتوماسیون صنعتی و مصرفی

پروتکل‌های مورد نیاز برای اتوماسیون را می‌توان از دید مصرفی و صنعتی تقسیم بندی کرد. هر پروتکل ویژگی‌ها و قابلیت‌های متمایزی برای کاربرد خاص خودش دارد.

اکثر سیستم‌های اتوماسیون صنعتی از سیستم اسکادا استفاده می‌کنند.

سیستم اسکادا

سامانه سرپرستی و گردآوری داده یا اسکادا (SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition) یک سیستم کنترلی است که از رایانه‌ها، ارتباط داده شبکه‌ای و رابط کاربری گرافیکی استفاده می‌کند تا فرآیندهای نظارتی را مدیریت کند. اما برای ارتباط برقرار کردن با ماشین‌آلات از دیگر وسایل جانبی از قبیل پی‌ال‌سی یا کنترل‌کننده‌های پی‌آی‌دی گسسته استفاده می‌کند. ارتباط با این پروتکل‌ها معمولاً اختصاصی و غیر متن باز بوده و تعامل زیادی ندارند. بنابراین استفاده از MODBUS TCP که یک استاندارد باز است و برای برخی از سیستم‌های اتوماسیون و کنترل از راه دور استفاده می‌شود، توصیه می‌شود.

در قسمت بعد، 10 تا از بهترین پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیاء در سال 2021 را بررسی خواهیم کرد.

با ما همراه باشید و با دیدگاه‌های خود، به بهبود این مطلب کمک کنید!

0 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

Digi Boy
Digi Boy

به دانش فزای و به یزدان گرای، که او باد جان تو را رهنمای (فردوسی)

دیدگاه ها

8 دیدگاه

  • رضا
    ۱۴ آبان ۱۴۰۰

    سلام.
    عااللییی عاللیی عالییی
    فقط میتونم بگم عالی
    من خودم تجربه پروژه های زیادی رو داشتم اما تاحالا یه نوشته کوچیک که جلو چشمام باشه و دید کلی بهم بده و مقایسه کنه از پروتکل ها نداشتم
    مثلا مطلب مقایسه پروتکل های سریالتون واقعا تو طراحی خیلی بهم کمک میکنه
    این مطلب هم خیلی خوبه
    خیلی وقته منتشر شده قسمت دومش رو کی منتشر میکنید؟

    • Digi Boy
      Digi Boy
      ۱۵ آبان ۱۴۰۰

      درود بر شما.
      خیلی ممنون، شما لطف دارید!
      قسمت دوم هم آماده شد و میتونید از اینجا مشاهده کنید:
      https://8bi.ir/q8zww

  • محمدرضا
    ۲۴ مهر ۱۴۰۰

    یه چیزی که خیلی توجهم رو جلب کرده شبکه های مخصوص آی او تی هست که در حال پیشرفتن مثل TTN و Helium
    هنوزی خبری ازشون توی ایران نیست ولی خیلی سریع در حال پیشرفته و فکر میکنم شبکه های لورا آینده خوبی توی آی او تی دارن.

    • Digi Boy
      Digi Boy
      ۲۵ مهر ۱۴۰۰

      خیلی هم خوب!
      ممنون.

    • رضا
      ۲۱ بهمن ۱۴۰۰

      من یک ساله دام با بستر لوران یه طرح بزرگ رو انجام میدم . لورا مثل زیگ بی منسوخ خواهد شد چون ضعف های زیادی داره

      • Sisoog Os
        Sisoog Os
        ۲۱ بهمن ۱۴۰۰

        سلام
        میشه برخی ضعف هایی که دیدید را بفرمائید

        • شوکتی
          ۱۴ شهریور ۱۴۰۱

          من پاسخ شمارو میدم . لورا برد زیادی داره اما نرخ ارسال دادش کمه . لورا نودهاش خیلی مقرون به صرفه هستن اما چون نیازمند گت وی هستید اون تلافی میکنه. لورا نیازمند پوشش دهی خوب انته وگرنه دیتا lost میشه و .. . و از همه بد تر مورد تایید افتا نید . کلا nbiot اومده چون ضعف های لورا رو بگیره ; مستنداتشم موجوده 09367639098

          • Zeus ‌
            Zeus ‌
            ۲۴ شهریور ۱۴۰۱

            سلام دوست عزیز ممنونم برای وقتی که گذاشتید
            هر شبکه بی سیمی این نقص ها رو داره مثلا nbiot هزینه گیت وی ها رو درسته کاربر نهایی مستقیم نمیده ولی سرمایه گزاری هست که پروایدر اون رو انجام میده
            البته هر کدوم از این شبکه ها مزایای خودشون رو دارن ولی یک سوال برای من پیش آمد آیا لورا در ایران وجود داره ؟
            برای راه اندازی اون باید مجوز خاصی داشت یا نه اصلا فرایندش به چه شکل هست
            شما که در این زمینه کار کردید چقدر خوب میشد که به مقاله در موردش بنویسید و منتشر کنید تا دوستان دیگری مثل من که در این زمینه کنجکاو هستن بتونن استفاده کنند.

            0

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش
ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 12 ماه پیش
آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش
ساخت ماینر با FPGA و ARM

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 3 سال پیش
مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک