پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا (IoT communication protocols)

پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا (IoT communication protocols)

بلوتوث (Bluetooth )

وای فای (WiFi )

زیگبی (ZigBee )

شبکه های سلولی موبایل (Cellular Network)

LoRaWAN

RFID

Z-Wave

Sigfox

NB-IoT

 

 

پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا (IoT communication protocols)

پروتکل های شبکه ای که ما برای IoT استفاده می کنیم باید به صورت open-Source باشند زیرا شبکه IoT ما باید دستگاه های تولیدکنندگان مختلف را پشتیبانی کند. پروتکل های اختصاصی، پیچیدگی شبکه را افزایش می دهند زیرا شما به دستگاههایی نیاز دارید که بتوانند بین پروتکل های مختلف به عنوان مترجم عمل کنند.

 

پروتکل

بلوتوث (Bluetooth )

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. پروتکل بلوتوثی که اخیراً معرفی شده و در بین پروتکل های IoT جایگاه خاصی دارد، پروتکل BLE یا Bluetooth Low-Energy است. این پروتکل جدید طیف وسیعی از کاربردهای بلوتوث معمولی را در وسایل همراه با برتری مصرف انرژی پایین تر پشتیبانی می کند.

بلوتوث

 

وای فای (WiFi )

برای یکپارچه سازی IoT ، 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 ۸۰۲.۱۱ 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 ۵۰ متر است.

وای فای

 

زیگبی (ZigBee )

ZigBee یک تکنولوژی بر مبنای استاندارد  IEEE 802.15.4 است که برای دسته ای از پروتکل های ارتباطی سطح بالا طراحی شده و به کمک رادیو های دیجیتال کوچک و کم مصرف از آن  برای ساخت شبکه های شخصی بی سیم برای مصارفی چون اتوماسیون خانگی، جمع آوری داده های دستگاه های پزشکی و سایر نیاز های با پهنای باند کم  برای پروژه های کوچک مقیاس که به ارتباط بی سیم نیاز دارند استفاده می شود.

هدف تکنولوژیکی که توسط ZigBee تعریف شده، ساده تر و ارزان تر بودن نسبت به سایر شبکه های شخصی بی سیم (WPAN) مانند بلوتوث یا وای فای است. کاربرد های این تکنولوژی شامل چراغ های برق بی سیم، کنترل کننده های مصرف برق به همراه نمایشگر های داخل خانه، سیستم های مدیریت ترافیک و سایر تجهیزات مصرفی و صنعتی که به انتقال داده بی سیم، کوتاه برد و با نرخ انتقال پایین نیاز دارند می باشد.

مصرف توان کم این سیستم فاصله انتقال را به ۱۰ تا ۱۰۰ متر شعاع دید محدود می کند که میزان دقیق آن به توان خروجی خصوصیات محیطی بستگی دارد. دستگاه های ZigBee می توانند با گذراندن داده ها از یک شبکه توری از دستگاه های واسطه آن ها را در فواصل طولانی نیز منتقل کنند. ZigBee معمولا در کاربرد های با نرخ انتقال داده کم که به عمر باتری طولانی و شبکه های ایمن نیاز دارند استفاده می شود(شبکه های ZigBee با کلید های رمزنگاری متقارن ۱۲۸ بیتی ایمن شده اند).ZigBee نرخ انتقال داده تعریف شده ای برابر ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه دارد که برای انتقال داده ها به صورت متناوب از یک سنسور یا دستگاه ورودی بسیار مناسب است.

در بین پروتکل های اینترنت اشیا ، ZigBee بیشتر برای کاربردهای صنعتی و کمتر برای مصرف کنندگان نهایی طراحی شده است. معمولاً با فرکانس ۲.۴ 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.

زیگبی

 

شبکه های سلولی موبایل (Cellular Network)

موبایل های امروزی بر اساس معماری شبکه ی سلولی یا Cellular Network کار می کنند که منشأ عبارت Cellphone (با معنای تحت اللفظی تلفن سلولی یا همان تلفن همراه خودمان) در زبان انگلیسی نیز همینجاست. شبکه ی سلولی یا همان شبکه ی موبایل، به شبکه ای ارتباطی گفته می شود که آخرین لینک ارتباطی آن (یعنی با دستگاه موبایل) بی سیم است. به بیان دیگر در شبکه ی موبایل بر خلاف شبکه ی تلفن ثابت، ارتباط نهایی به جای کابل از طریق امواج رادیویی برقرار می شود.

هزینه ارسال مقدار زیادی داده در این شبکه ها نیز بسیار بالا خواهد بود. شبکه های سلولی عادی نه تنها نیاز به هزینه بالایی دارد بلکه نیاز به انرژی زیادی نیز دارد. شبکه های سلولی موبایل اینترنت اشیا برای پروژه های مبتنی بر حسگر با پهنای باند کم شگفت انگیز است. این امر به این دلیل است که آنها می توانند مقدار بسیار ناچیزی از داده یا اطلاعات را در اینترنت ارسال کنند.

 

شبکه های سلولی

 

LoRaWAN

پروتکل LoRaWAN یا Long Ranged Wide Area Network یکی از پروتکل های IoT 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 پروتکل استفاده می کنند.

IOT

RFID

تکنیک شناسایی با فرکانس رادیویی یا RFID ، به صورت بی سیم (وایرلس) از میدانهای الکترومغناطیسی برای شناسایی اشیا استفاده می کند . شناسه فرکانس رادیویی کوتاه برد حدود ۱۰ سانتی متر است. اما فرکانس رادیویی با برد طولانی می تواند تا ۲۰۰ میلی متر افزایش یابد. بهترین بخش پروتکل اتصال اینترنت اشیا RFID این است که به هیچ انرژی احتیاج ندارد.

RFID

 

Z-Wave

پروتکلZ-Wave  امکان ارتباط با فرکانس رادیویی را در اختیار شما قرار می دهد. معمولاً از این پروتکل در کاربرد های اتوماسیون خانگی مانند سنسورها ، کنترل کننده لامپ واستفاده می شود . این فناوری علاوه بر تأخیر کم، دارای ویژگی های بیشتری نسبت به فن آوری های بی سیم (مانند WiFi) می باشد. این برتری با کمک عملکرد در باند فرکانسی زیر ۱ گیگاهرتز به دست می آید.

z

 

Sigfox

پروتکل 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 پروتکلSigfox  برای برنامه های M2M طراحی و ساخته شده است، فقط می تواند داده های حجم پایین را ارسال کند. پروتکل Sigfox می تواند سرعت ۱۰ تا ۱۰۰۰ بیت در ثانیه را برای انتقال داده های کم پشتیبانی کند. این دستگاه تنها ۵۰ میکرووات برق مصرف می کند. در محیط های غیرشهری ، پروتکل Sigfox  محدوده ای از ۳۰ تا ۵۰ کیلومتر را در بر می گیرد. در مناطق شهری دامنه پوشش این پروتکل ۳-۱۰ کیلومتر است.

s

 

NB-IoT     

NarrowBand IoT 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. NB-IoT یک فناوری باند باریک رادیویی است که برای اینترنت اشیا طراحی شده و یکی از طیفهای فناوری اینترنت اشیای موبایل (MIOT) است که توسط پروژه مشارکتی نسل سوم (۳GPP) استانداردسازی شده است.

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 ۱۰ سال افزایش میدهد. بهعلاوه NB-IoT بهصورت عمیق به زیر زمین و در فضاهای بسته که در پوشش ۲۰ dB قرار دارند، نفوذ میکند.

 

nb

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نوزده − یک =