پروتکل‌های اینترنت اشیا (IoT) مجموعه‌ای از قواعد و استانداردها هستند که برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین اشیاء مختلف در شبکه‌های اینترنت اشیا استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها معمولاً مبتنی بر پروتکل اینترنت (TCP/IP) هستند و برای ارتباط میان اشیاء هوشمند مانند حسگرها، دستگاه‌ها، سامانه‌ها و برنامه‌ها استفاده می‌شوند. اگر شما هم از علاقه مندان به اینترنت اشیا هستید تا انتهای مقاله با خانه هوشمند نیروگستران همراه باشید.

منظور از پروتکل های اینترنت اشیا چیست؟

یکی از پروتکل‌های معروف در حوزه IoT، پروتکل MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) است که برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها و بروکرها (broker) استفاده می‌شود. این پروتکل به صورت خاص برای دستگاه‌هایی با منابع محدود و ارتباطات ناپایدار طراحی شده است و عملکردی کارآمد و کم منابع را فراهم می‌کند.

پروتکل‌های دیگری مانند CoAP (Constrained Application Protocol) نیز برای اینترنت اشیا استفاده می‌شوند. CoAP نیز مانند MQTT، برای ارتباطات با دستگاه‌های با منابع محدود و استفاده از شبکه‌های مختلف مانند شبکه‌های بی‌سیم مناسب است.

هدف اصلی از استفاده از پروتکل‌های اینترنت اشیا، فراهم کردن امکاناتی برای ارتباط و مدیریت اشیاء هوشمند در سطح جهانی است. این پروتکل‌ها به دستگاه‌ها کمک می‌کنند تا به صورت موثر و مطمئن با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را به صورت بی‌درنگ و با کمترین مصرف انرژی منتقل کنند.

پیشنهاد میشود مقاله کاربرد اینترنت اشیا در پزشکی را ببینید

اهمیت پروتکل های IOT

پروتکل‌های اینترنت اشیا (IoT) اهمیت بسیاری در حوزه تکنولوژی و ارتباطات دارند. این پروتکل‌ها برای توسعه و استفاده از سیستم‌های اینترنت اشیا بسیار ضروری هستند. در زیر به برخی از اهمیت‌های پروتکل‌های IoT اشاره خواهم کرد:

1. ارتباط موثر:

پروتکل‌های IoT این امکان را فراهم می‌کنند تا اشیاء هوشمند با یکدیگر ارتباط موثر برقرار کنند. این ارتباطات شامل ارسال و دریافت داده‌ها، کنترل و مدیریت دستگاه‌ها و تبادل اطلاعات میان سامانه‌ها است. با استفاده از پروتکل‌های مناسب، دستگاه‌های مختلف قادر خواهند بود به صورت همزمان و هماهنگ عمل کنند.

2. پایداری و امنیت:

پروتکل‌های IoT برای حفظ پایداری و امنیت سیستم‌های اینترنت اشیا بسیار حائز اهمیت هستند. این پروتکل‌ها امکاناتی را فراهم می‌کنند که از حملات سایبری، نفوذ و سرقت اطلاعات جلوگیری کنند. با استفاده از رمزنگاری اطلاعات و مکانیزم‌های امنیتی، ارتباطات بین اشیاء هوشمند و سامانه‌ها به طور ایمن انجام می‌شود.

3. کنترل و مدیریت:

پروتکل‌های IoT امکان کنترل و مدیریت دستگاه‌ها و سامانه‌ها را فراهم می‌کنند. با استفاده از این پروتکل‌ها، کاربران قادر خواهند بود دستگاه‌های مختلف را به دور از محل حضور فیزیکی کنترل و تنظیم کنند. به عنوان مثال، امکان راه‌اندازی و خاموشی دستگاه‌ها، تنظیمات و مدیریت اطلاعات، بروزرسانی نرم‌افزار و سایر عملیات‌های مدیریتی از طریق پروتکل‌های IoT فراهم می‌شود.

4. بهبود کارایی و بهره‌وری:

استفاده از پروتکل‌های IoT منجر به بهبود کارایی و بهره‌وری سامانه‌های اینترنت اشیا می‌شود. این پروتکل‌ها معماری و الگوهای ارتباطی مناسبی را فراهم می‌کنند که به اشیاء هوشمند امکان می‌دهد به صورت هماهنگ و همزمان عمل کنند. با کاهش تداخل و اشتباهات ارتباطی، کارایی و کاربردی‌تر شدن سیستم‌های IoT را تسهیل می‌کنند.

به طور کلی، پروتکل‌های IoT اساسی برای عملکرد صحیح و ایمن سیستم‌های اینترنت اشیا هستند و نقش بسیار مهمی در توسعه و پیشرفت این حوزه دارند.

رایج ترین پروتکل ها و استاندارهای اینترنت اشیا کدامند؟

در حوزه اینترنت اشیا (IoT)، تعداد زیادی پروتکل و استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر، به برخی از رایج‌ترین پروتکل‌ها و استانداردهای IoT اشاره می‌کنیم:

1. پروتکل MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):

این پروتکل برای ارسال و دریافت پیام‌ها بین دستگاه‌ها و بروکرها (broker) استفاده می‌شود. MQTT برای سناریوهای IoT با منابع محدود و ارتباطات ناپایدار مناسب است.

2. پروتکل CoAP (Constrained Application Protocol):

این پروتکل نیز برای ارتباط دستگاه‌ها با منابع محدود و استفاده از شبکه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. CoAP برای سناریوهای IoT که نیاز به کنترل و مدیریت دستگاه‌ها دارند، مناسب است.

3. پروتکل HTTP (Hypertext Transfer Protocol):

این پروتکل به عنوان یکی از پرکاربردترین پروتکل‌ها در وب نیز در حوزه IoT استفاده می‌شود. HTTP برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین دستگاه‌ها و سامانه‌ها استفاده می‌شود.

4. پروتکل WebSocket:

این پروتکل برای ایجاد ارتباط دوطرفه و پیوسته بین دستگاه‌ها و سامانه‌ها استفاده می‌شود. WebSocket به دستگاه‌ها امکان ارسال و دریافت داده‌ها در زمان واقعی را فراهم می‌کند.

5. استاندارد Zigbee:

Zigbee یک استاندارد بی‌سیم است که برای شبکه‌بندی و ارتباط دستگاه‌های IoT با منابع محدود استفاده می‌شود. این استاندارد برای کاربردهای خانگی و صنعتی مناسب است.

6. استاندارد LoRaWAN:

این استاندارد برای ارتباط بی‌سیم در بستری با برد بالا و مصرف انرژی کم استفاده می‌شود. LoRaWAN برای کاربردهایی مانند شبکه‌بندی شهری هوشمند و کشاورزی هوشمند مناسب است.

7. استاندارد MQTT-SN (MQTT for Sensor Networks):

این استاندارد برای سناریوهایی با دستگاه‌هایی با منابع محدود و شبکه‌های کم‌توان استفاده می‌شود. MQTT-SN به دستگاه‌ها امکان ارسال و دریافت داده‌ها را در شبکه‌های کوچک و پراکنده می‌دهد.

چگونه پروتکل های IOT با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند؟

پروتکل‌های اینترنت اشیا (IoT) برای برقراری ارتباط با یکدیگر از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند. در زیر به برخی از روش‌های مشترک برای ارتباط پروتکل‌های IoT اشاره خواهم کرد:

1. استفاده از IP (Internet Protocol) :

بسیاری از پروتکل‌های IoT بر پایه IP (مانند TCP/IP یا IPv6) عمل می‌کنند. در این روش، دستگاه‌ها به شبکه اینترنت متصل می‌شوند و با استفاده از IP آدرس، پیام‌ها و داده‌ها بین دستگاه‌ها تبادل می‌شوند.

2. بروکر (Broker) و پروتکل‌های مبتنی بر ناخالصی‌ها (Publish-Subscribe):

در این روش، دستگاه‌ها با استفاده از پروتکل‌های مبتنی بر ناخالصی مانند MQTT، با یک بروکر ارتباط برقرار می‌کنند. هر دستگاه می‌تواند پیام‌ها را منتشر (Publish) کند و دیگر دستگاه‌ها می‌توانند آن پیام‌ها را (Subscribe) کنند و بر اساس نیاز به آنها واکنش نشان دهند.

پیشنهاد میشود مقاله کاربرد اینترنت اشیا در کشاورزی را ببینید

3. پروتکل‌های مبتنی بر وب:

برخی پروتکل‌های IoT از پروتکل‌های مبتنی بر وب مانند HTTP و WebSocket استفاده می‌کنند. با استفاده از این پروتکل‌ها، دستگاه‌ها می‌توانند با استفاده از درخواست‌های HTTP، داده‌ها را دریافت و ارسال کنند. همچنین با استفاده از WebSocket، ارتباط دوطرفه و پیوسته بین دستگاه‌ها و سامانه‌ها امکان‌پذیر می‌شود.

4. استفاده از استانداردها و پروتکل‌های مشترک:

برخی استانداردها و پروتکل‌های IoT از پروتکل‌های معروفی مانند TCP/IP، HTTP و CoAP برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند. با استفاده از این پروتکل‌ها، دستگاه‌ها می‌توانند به صورت استاندارد و سازگار با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

در نهایت، برای ارتباط موثر بین پروتکل‌های IoT، اهمیت تعیین پروتکل‌های مشترک و استفاده از استانداردها به منظور سازگاری و تعامل بین دستگاه‌ها بسیار حائز اهمیت است.