آشنایی با پروتکل‌های اینترنت اشیا (IoT)، برای اتصال دستگاه‌ها و انتقال داده‌ها بین آن‌ها بسیار حیاتی هستند. این پروتکل‌ها به دو دسته کلی پروتکل‌های شبکه و پروتکل‌های داده تقسیم می‌شوند. هرکدام از این پروتکل‌ها، ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که در ادامه به توضیح آن‌ها پرداخته شده است.
پروتکل‌های شبکه اینترنت اشیا IoT
• Wi-Fi: این پروتکل برای اتصال سریع و پرسرعت به شبکه‌های محلی بی‌سیم استفاده می‌شود و برای کاربردهایی که نیاز به پهنای باند بالا دارند مناسب است.
• LTE CAT 1 و LTE CAT M1: این پروتکل‌ها از شبکه‌های تلفن همراه برای اتصال دستگاه‌های IoT استفاده می‌کنند. LTE CAT M1 مخصوص کاربردهای کم‌مصرف و طولانی‌مدت طراحی شده است.
• NB-IoT: Narrowband IoT یک پروتکل کم‌مصرف بر روی شبکه‌های تلفن همراه است که برای دستگاه‌هایی که نیاز به ارتباط کم‌سرعت و پایدار دارند، مناسب است.
• Bluetooth: این پروتکل برای ارتباط نزدیک و کم‌مصرف بین دستگاه‌ها استفاده می‌شود. کاربردهای رایج آن شامل دستگاه‌های پوشیدنی و لوازم خانگی هوشمند است.
• ZigBee: پروتکلی کم‌مصرف و با برد کوتاه که برای شبکه‌های سنسور و اتوماسیون خانگی مناسب است.
• LoRaWAN: پروتکلی برای ارتباط برد بلند و کم‌مصرف که در کاربردهایی مانند کشاورزی هوشمند و مدیریت انرژی استفاده می‌شود.
پروتکل‌های داده IoT
• MQTT: یک پروتکل سبک و کم‌حجم که برای انتقال داده‌ها در شبکه‌های کم‌مصرف طراحی شده است. این پروتکل به ویژه برای ارتباطات دستگاه به دستگاه (M2M) مناسب است.
• CoAP: پروتکل سبک و کم‌حجم دیگری که برای کاربردهای IoT با مصرف کم انرژی طراحی شده است. این پروتکل از معماری RESTful استفاده می‌کند.
• AMQP: پروتکلی با قابلیت صف‌بندی و مسیریابی پیام‌ها که برای ارتباطات پایدار و امن در IoT استفاده می‌شود.
• HTTP: پروتکل استاندارد وب که برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌های IoT و سرورهای ابری استفاده می‌شود. این پروتکل بیشتر در کاربردهایی که نیاز به انتقال داده‌های حجیم و پیچیده دارند، به کار می‌رود.
• DDS: پروتکل دیگری که بر اساس معماری انتشار/اشتراک طراحی شده و برای ارتباطات سریع و پایدار در شبکه‌های صنعتی IoT استفاده می‌شود.
لایه‌های پروتکل IoTپروتکل‌های IoT در قالب یک پشته لایه‌ای طراحی شده‌اند که هر لایه وظایف مشخصی دارد. این پشته به طور معمول شامل هفت لایه است:
1. لایه فیزیکی: انتقال سیگنال‌های الکتریکی، نوری یا رادیویی بین دستگاه‌ها.
2. لایه پیوند داده: تصحیح خطاها و کنترل جریان داده‌ها بین دستگاه‌های متصل.
3. لایه شبکه: مدیریت آدرس‌دهی و مسیریابی بسته‌های داده.
4. لایه انتقال: تضمین انتقال امن و قابل اعتماد داده‌ها.
5. لایه نشست: مدیریت و نگهداری جلسات ارتباطی بین دستگاه‌ها.
6. لایه ارائه: تبدیل داده‌ها به فرمت‌های قابل فهم برای لایه‌های بالاتر.
7. لایه کاربرد: ارائه خدمات و برنامه‌های کاربردی به کاربران نهایی.
کاربردهای پروتکل‌های IoT
پروتکل‌های IoT در حوزه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند:
• خودرو: پروتکل‌هایی مانند OBD2/CAN bus برای تبادل داده‌های تلماتیک و مدیریت سیستم‌های داخلی خودروها استفاده می‌شوند.
• خانه هوشمند: پروتکل‌هایی مانند ZigBee، Bluetooth و Matter برای اتوماسیون خانه و ارتباط بین دستگاه‌های خانگی به کار می‌روند.
• صنعتی: پروتکل‌هایی مانند OPC UA و DDS برای مدیریت و نظارت بر سیستم‌های صنعتی و سنسورها استفاده می‌شوند.
پروتکل‌های IoT نقش مهمی در بهبود کارایی و اتصال دستگاه‌ها در کاربردهای مختلف دارند. انتخاب پروتکل مناسب بستگی به نیازهای خاص هر پروژه از جمله مصرف انرژی، برد ارتباطی، سرعت انتقال داده و امنیت دارد.
منبع:
https://www.particle.io
مقاله در شبکه‌های اجتماعی: