פרוטוקולי IoT והארכיטקטורה שלהם

עכשיו בכל מקום שאנחנו שומעים את המילה IoT. למעשה, מה זה, איך זה עובד ואיך זה מפשט את חיי היומיום שלנו נדון במאמר זה. נתחיל עם ההגדרה של IoT. מכשירים אלקטרוניים מרובים המצוידים בכתובת IP ייחודית ומתקשרים אליהם דרך האינטרנט נקראים האינטרנט של הדברים (IoT) . במובנים רבים, אנו יכולים להגדיר את ה- IoT אך לבסוף, בטכנולוגיה זו, אנו יכולים לשלוט במספר המכשירים האלקטרוניים באמצעות מכשיר יחיד בעזרת האינטרנט. כאן, המכשירים האלקטרוניים בטכנולוגיית IoT צריכים להכיל את החיישנים וזה אמור לחוש את האות באופן חשמלי ומתפקד על פיו. והנתונים שנחשפו מועברים למכשיר האחר דרך האינטרנט. IoT יהפוך את חיינו לכל כך פשוטים ומדויקים. הציגו לטכנולוגיה זו אפשרויות עבודה עצומות ועדיין ישנן התפתחויות רבות. דוגמאות למכשירי IoT כמו שעון חכם, רמקולים חכמים, טלוויזיות חכמות, אמזון Alexa, מכשירי Google Home הם מכשירים המחוברים לאינטרנט הם דוגמאות ל- IoT. מאמר זה דן מה זה IoT , פרוטוקולי IoT וארכיטקטורות.

מהם פרוטוקולי IoT?

כעת השאלה המעניינת מגיעה לכאן, כיצד מכשירים אלה יכולים לתקשר זה עם זה ב- IoT? ואיך IoT עובד? ובכן, כיצד אנו בני האדם יכולים לתקשר זה עם זה, כמו מכשירים אלה זה יכול לתקשר עם מכשירים אחרים באמצעות פרוטוקולים המכונים פרוטוקולי IoT. הפרוטוקול מוגדר כמערכת כללים והנחיות לוויסות הקובעות כיצד להגיב לפקודות ממכשיר אחר. פרוטוקולים אלה חשובים מאוד בזמן שהם נמצאים במכשירי תקשורת. ה פרוטוקולים למטרות כלליות כמו CDMA, WAP וכו 'אינם מתאימים לספציפי זה טכנולוגיית IoT . טכנולוגיה זו זקוקה לכמה פרוטוקולים חזקים יותר.

חלק מרשימת פרוטוקולי ה- IoT הספציפיים

• MQTT - פרוטוקול תעבורת תור הודעות לטלמטריה
• DDS - שירות הפצת נתונים
• AMQP - פרוטוקול תור להודעות מתקדם
• CoAP - פרוטוקול יישומים מוגבל

עכשיו בואו נדון בפירוט של סקירת פרוטוקול IoT

1). פרוטוקול תעבורה לתור הודעות טלמטריה

תקשורת בין מכונה למכונה יכולה להיות עם MQTT זה. הוא פותח על ידי יבמ. פרוטוקול העברת תור הודעות לטלמטריה הוא פרוטוקול העברת הודעות. פרוטוקול זה אוסף את הנתונים מהמכשירים ומעביר לרשת. כך שהחיבור בין המכשירים לרשת יכול להיעשות על ידי פרוטוקול זה. זה פרוטוקול פשוט השולח את הנתונים מהחיישנים למכשירים ואז לכיוון הרשת . זהו הפרוטוקול העליון של מודל ההתייחסות לפרוטוקול TCP / IP. שלושת האלמנטים ב פרוטוקול MQTT ב- IoT . הם מנויים, מפרסמים וסוחרים / מתווכים. ניתן להחליף את הנתונים בין מנוי למפרסם. הסוחר / המתווך מאפשר חיבור בטיחות בין המנוי למו'ל. MQTT פועל על מודל TCP / IP. בגלל MQTT זה לא ניתן להשתמש בכל סוגי יישומי ה- IoT.

פרוטוקול mqtt

2). פרוטוקול תור הודעות מתקדם (AMQP)

תור להודעות מתקדם זה הוא פרוטוקול מתאים לסביבות התוכנה התיכונה המכוונת. זה פותח על ידי ג'ון הרה מג'יי פי מורגן צ'ייס, לונדון. זֶה פרוטוקול תקשורת IoT שימושי להחלפת מסרים אמינים ניתן לעשות זאת באמצעות AMQP זה.

המו'ל יכול לתקשר עם המנוי באמצעות ספקית AMQP. ההודעות מהמו'ל יכולות להיות מאוחסנות במוביל של AMQP ולפי תור ההודעה וההזמנה, הן יועברו למנוי הרלוונטי עם קו מערכת אבטחה מתאים. ל- AMQP שלוש יכולות הבאות שהופכות אותה לאמינה ובטוחה יותר. לפרוטוקול זה יש את שרשרת העיבוד להלן.

פרוטוקול amqp

לְהַחלִיף: מקבל את ההודעות מהמו'לים ועל סמך סדרי עדיפויות הם מועברים לתורי הודעות.

תור להודעה: שומר את ההודעות עד שהם מעובדים כראוי באמצעות תוכנת לקוח.

כריכה: הקשר בין חילופי התורים להודעות יציין על ידי רכיב מחייב זה.

3). שירות הפצת נתונים (DDS)

פרוטוקול זה הוא תקן IoT אשר פותח על ידי Object Management Group (OMG). ניתן להשתמש ב- DDS זה במכשירים קטנים שתופסים פחות שטח וגם בענן. זהו פרוטוקול אמצעי תוכנה (נמצא בין מערכת הפעלה ויישום) ו- API (ממשק תכנות יישומים) המאפשר חיבור נתונים בין התקנים. ארכיטקטורה זו מתאימה ביותר ליישום IoT. תוכנת פרוטוקול זו מתאימה ביותר להחלפת מידע ולשילוב נתונים מהיר במערכות IoT. זו תומכת בתוכנה העיקרית שפות תכנות . תקשורת ניתנת להרחבה, בזמן אמת ואמינה יכולה להיות אפשרית עם נתונים אלה הפצה שירות (DDS).

פרוטוקול dds

לתקן DDS זה שתי שכבות. הם:

• פרסום מרכזי נתונים-הרשמה (DCPS)
• שכבת שחזור נתונים מקומית (DLRL)

שכבת DCPS מספקת את המידע לכל המנויים ואילו DLRL מספק ממשק לפונקציות של DCPS.

4). פרוטוקול יישום מוגבל (CoAP)

פרוטוקול זה הוא פרוטוקול שירות אינטרנט למספר גאדג'טים של IoT (מוגבלים). זה שימושי ברוב יישומי ה- IoT. בתחילה, CoAP משמש במכונה לתקשורת מכונה. CoAP הוא הפרוטוקול החלופי עבור ה- HTTP. לפרוטוקול זה טכניקה יעילה של פורמט נתונים להחלפת XML. זוהי טכניקה שונה של פורמט נתונים בינארי עדיפה יותר מבחינת שטח. זה יכול להיות טוב יותר מקובץ HTML / XML בטקסט רגיל. ל- CoAP יש ארבעה סוגים שונים של הודעות. הם: אינם ניתנים לאישור, ניתנים לאישור, איפוס ואישור. לצורך העברה מהימנה ומאובטחת באמצעות UDP נעשה שימוש בהודעות הניתנות לאישור והתגובות יכולות להיות בצורת אישור. CoAP הוא פרוטוקול קל מאוד והוא משתמש ב- DTLS (Datagram Transport Layer Security) על מנת לספק אבטחה רבה יותר ותקשורת אמינה.

אלה הם הפרוטוקולים החשובים של פרוטוקולי האינטרנט של הדברים או פרוטוקולי IoT.

ארכיטקטורת פרוטוקול IoT

הנקודה המעניינת ביותר כאן היא של- IoT אין ארכיטקטורה מסוימת. החוקרים הציעו ארכיטקטורות שונות של IoT. אבל בזה הכי ארכיטקטורות המוצעות אדריכלות תלת שכבתית וארכיטקטורה של חמש שכבות.

אדריכלות IoT בת שלוש שכבות

זֶה ארכיטקטורה הוצג בימיו הראשונים של מחקר טכנולוגיית ה- IoT. שלוש השכבות הן בארכיטקטורת IoT המיועדת

ארכיטקטורה של 3 שכבות-יוט

שכבת היישום: שכבה זו היא לספק את היישום הספציפי למשתמש הקצה. ניתן לעשות את היישומים הספציפיים באמצעות שכבת יישום זו. דוגמה לשכבה זו כמו שעון חכם, טלפון חכם, טלוויזיה חכמה וכו 'המשמש ליישום ספציפי.

שכבת רשת: לשכבת הרשת יש תפקיד חשוב בארכיטקטורת ה- IoT. הוא מתחבר למכשירים האלקטרוניים החכמים האחרים (שעונים חכמים, שרתים וכו '). שכבת הרשת מיועדת להעברת ועיבוד נתוני החיישן.

שכבת תפיסה: זוהי השכבה הפיזית והיא אוספת את נתוני הסביבה על ידי חישה של האזור בעזרת החיישנים.

אדריכלות IoT בת חמש שכבות

ארכיטקטורה נוספת שהיא ארכיטקטורת IoT בת חמש שכבות מוצעת על ידי החוקרים שעבדו על IoT. בארכיטקטורת IoT של חמש שכבות זו, שלוש השכבות המהוות שכבות היישום, הרשת והתפיסה הן בעלות אותה ארכיטקטורה כמו ארכיטקטורת IoT בת שלוש שכבות. בנוסף, השכבה העסקית, שכבת התחבורה ושכבת העיבוד הם הרמה החדשה.

אדריכלות של 5 שכבות-יוט

שכבת תחבורה: שכבה זו מעבירה את הנתונים משכבת ​​העיבוד לשכבת התפיסה ולהיפך דרך רשתות אלחוטיות כמו LAN, 3G ו- בלוטות , וכו.

שכבת עיבוד: זה באמצע ארכיטקטורת ה- IoT. יש לו תפקיד חשוב בארכיטקטורת IoT בת חמש שכבות. שכבה זו שומרת את הנתונים ומעבדת את הנתונים שמגיעים משכבת ​​ההובלה. שכבת עיבוד זו המסוגלת ליישם טכנולוגיות עדכניות כמו ביג דאטה, DBMS ומחשוב ענן וכו '.

שכבה עסקית: שכבה זו היא ראש ארכיטקטורת ה- IoT. היא מנהלת את מערכת ה- IoT השלמה אפילו יישומים, פרטיות המשתמש, מודלים לרווחיות וכו '.

הבית החכם מורכב מכל המכשירים המחוברים לרשת ומתוקשרים עם האינטרנט. לפתח מערכת חכמה כמו חמש שכבות זו מחסנית פרוטוקול IoT הוא הטוב ביותר.

למושג זה יש משקל רב יותר בתחום המחקר. ויש שינויים אדירים שקורים ב טכנולוגיית IoT מיום ליום. אנו יכולים לעשות מחקר נוסף על פרוטוקולי IoT וארכיטקטורות אלה. כאן דנו בכמה מפרוטוקולי ה- IoT החשובים בלבד. וכמה פרוטוקולים רגילים כמו Bluetooth, WiFi, זיגבי , NFC, סלולרי, WAN לטווח ארוך ו RFID לא נידונים כאן. תוכל לקבל נתונים נוספים מאלה בפורטל הצורע שלנו.