الآن نسمع في كل مكان كلمة إنترنت الأشياء. في الواقع ، ما هو وكيف يعمل وكيف يبسط حياتنا اليومية سنناقش في هذه المقالة. لنبدأ بتعريف إنترنت الأشياء. تسمى الأجهزة الإلكترونية المتعددة المزودة بعنوان IP فريد والمتصلة عبر الإنترنت بـ إنترنت الأشياء (IoT) . بطرق متعددة ، يمكننا تعريف إنترنت الأشياء ولكن أخيرًا ، في هذه التقنية ، يمكننا التحكم في عدد الأجهزة الإلكترونية من خلال جهاز واحد بمساعدة الإنترنت. هنا يجب أن تحتوي الأجهزة الإلكترونية في تقنية إنترنت الأشياء على مستشعرات وأن تستشعر الإشارة من خلال كهربائيًا وتعمل وفقًا لها. ويتم نقل البيانات المحسوسة إلى الجهاز الآخر عبر الإنترنت. ستجعل إنترنت الأشياء حياتنا بهذه البساطة والدقة. تقدم هذه التكنولوجيا فرص عمل هائلة ولا تزال هناك العديد من التطورات الجارية. أمثلة لأجهزة IoT مثل الساعة الذكية ، ومكبرات الصوت الذكية ، وأجهزة التلفزيون الذكية ، و Amazon Alexa ، وأجهزة Google Home هي أجهزة متصلة بالإنترنت تأتي ضمن أمثلة IoT. يناقش هذا المقال ما هو إنترنت الأشياء وبروتوكولات إنترنت الأشياء والبنى.

ما هي بروتوكولات إنترنت الأشياء؟

الآن يأتي السؤال المثير للاهتمام هنا ، كيف يمكن لهذه الأجهزة التواصل مع بعضها البعض في إنترنت الأشياء؟ وكيف تعمل إنترنت الأشياء؟ حسنًا ، كيف يمكننا نحن البشر التواصل مع بعضنا البعض ، مثل هذه الأجهزة ، يمكن لهذا التواصل مع الأجهزة الأخرى من خلال البروتوكولات المعروفة باسم بروتوكولات إنترنت الأشياء. يتم تعريف البروتوكول على أنه مجموعة من القواعد والإرشادات التنظيمية التي لها كيفية الرد على الأوامر من جهاز آخر. هذه البروتوكولات مهمة للغاية أثناء وجودها في أجهزة الاتصال. ال بروتوكولات الأغراض العامة مثل CDMA و WAP وما إلى ذلك ليست مناسبة لهذا النوع المحدد تقنية إنترنت الأشياء . تحتاج هذه التقنية إلى بعض البروتوكولات الأكثر قوة.

بعض قائمة بروتوكولات إنترنت الأشياء المحددة

MQTT - بروتوكول نقل القياس عن بعد لقائمة انتظار الرسائل
DDS - خدمة توزيع البيانات
AMQP - بروتوكول وضع الرسائل في قائمة انتظار المتقدم
CoAP - بروتوكول التطبيق المقيد

الآن دعونا نناقش بالتفصيل نظرة عامة على بروتوكول إنترنت الأشياء

1). بروتوكول النقل عن بعد لقائمة انتظار الرسائل

يمكن أن يكون الاتصال من آلة إلى آلة باستخدام MQTT هذا. تم تطويره بواسطة IBM. بروتوكول نقل القياس عن بعد لقائمة انتظار الرسائل هو بروتوكول مراسلة. يجمع هذا البروتوكول البيانات من الأجهزة ويعيد توجيهها إلى الشبكة. لذلك يمكن إجراء الاتصال بين الأجهزة والشبكة بواسطة هذا البروتوكول. إنه بروتوكول بسيط يرسل البيانات من المستشعرات إلى الأجهزة ثم باتجاهها الشبكة . هذا هو البروتوكول الأعلى للنموذج المرجعي لبروتوكول TCP / IP. العناصر الثلاثة في بروتوكول MQTT في إنترنت الأشياء . هم مشتركون وناشرون وتاجر / وسيط. يمكن تبادل البيانات بين المشترك والناشر. يتيح التاجر / السمسار الاتصال الآمن بين المشترك والناشر. يعمل MQTT عبر نموذج TCP / IP. بسبب هذا البروتوكول MQTT لا يمكن استخدامه لجميع أنواع تطبيقات إنترنت الأشياء.

بروتوكول mqtt

2). بروتوكول وضع الرسائل في قائمة انتظار (AMQP) المتقدم

يعد ترتيب الرسائل المتقدم في قائمة الانتظار بروتوكولًا مناسبًا لبيئات البرامج الوسيطة الموجهة للرسالة. تم تطوير هذا بواسطة John Hara من JP Morgan Chase ، لندن. هذه بروتوكول اتصال إنترنت الأشياء يمكن الاستفادة من تبادل الرسائل الموثوقة باستخدام AMQP هذا.

يمكن للناشر التواصل مع المشترك من خلال شركة AMQP. يمكن تخزين الرسائل الواردة من الناشر في شركة AMQP ووفقًا لقائمة انتظار الرسائل والطلب ، سيتم إعادة توجيهها إلى المشترك ذي الصلة باستخدام خط نظام أمان مناسب. تتمتع AMQP بالقدرات الثلاث التالية التي تجعلها أكثر موثوقية وأمانًا. يحتوي هذا البروتوكول على سلسلة المعالجة أدناه.

بروتوكول amqp

تبادل: تلقي الرسائل من الناشرين وبناءً على الأولويات يتم إعادة توجيهها إلى قوائم انتظار الرسائل.

قائمة انتظار الرسائل: يخزن الرسائل حتى تتم معالجتها بشكل صحيح مع برنامج العميل.

“العاصمة إلى تيار متردد العاكس جيم ”

ربط: سيوضح هذا المكون الملزم الاتصال بين التبادل وقائمة انتظار الرسائل.

3). خدمة توزيع البيانات (DDS)

هذا البروتوكول هو معيار إنترنت الأشياء الذي طورته مجموعة إدارة الكائنات (OMG). يمكن استخدام DDS في الأجهزة الصغيرة التي تشغل مساحة أقل وكذلك في السحابة. هذا بروتوكول وسيط (يقع بين نظام التشغيل والتطبيق) وواجهة برمجة التطبيقات (API) التي تتيح توصيل البيانات بين الأجهزة. هذه البنية هي الأنسب لتطبيق إنترنت الأشياء. يعد برنامج البروتوكول هذا هو الأفضل لتبادل المعلومات والتكامل السريع للبيانات في أنظمة إنترنت الأشياء. هذا واحد يدعم البرامج الرئيسية لغات البرمجة . يمكن أن يكون الاتصال القابل للتطوير والوقت الحقيقي والموثوق ممكنًا باستخدام هذه البيانات توزيع الخدمة (DDS).

بروتوكول dds

يحتوي معيار DDS هذا على طبقتين. هم انهم:

نشر - اشتراك مركز البيانات (DCPS)
طبقة إعادة بناء البيانات المحلية (DLRL)

توفر طبقة DCPS المعلومات لجميع المشتركين بينما توفر DLRL الواجهة لوظائف DCPS.

4). بروتوكول التطبيق المقيد (CoAP)

هذا البروتوكول هو بروتوكول فائدة إنترنت لعدد قليل من أدوات إنترنت الأشياء (المقيدة). إنه مفيد في معظم تطبيقات إنترنت الأشياء. في البداية ، يتم استخدام CoAP في اتصالات الآلة بالآلة. CoAP هو البروتوكول البديل لـ HTTP. يحتوي هذا البروتوكول على تقنية تنسيق بيانات XML فعالة. إنها تقنية مختلفة لتنسيق البيانات الثنائية لها الأفضل من حيث المساحة. قد يكون هذا أفضل من ملف HTML / XML بنص عادي. يحتوي CoAP على أربعة أنواع مختلفة من الرسائل. وهي: غير قابلة للتأكيد ، قابلة للتأكيد ، إعادة الضبط والإقرار. للحصول على إرسال موثوق وآمن عبر UDP ، يتم استخدام الرسائل المؤكدة ويمكن أن تكون الردود في شكل إقرار. CoAP هو بروتوكول خفيف الوزن للغاية ويستخدم DTLS (Datagram Transport Layer Security) لتوفير مزيد من الأمان والاتصالات الموثوقة.

هذه هي البروتوكولات الهامة لبروتوكولات إنترنت الأشياء أو بروتوكولات إنترنت الأشياء.

هندسة بروتوكول إنترنت الأشياء

النقطة الأكثر إثارة للاهتمام هنا هي أن إنترنت الأشياء ليس لديها هندسة معينة. اقترح الباحثون بنى إنترنت الأشياء المختلفة. ولكن في ذلك معظم البنى المقترحة ، معماريات ثلاثية الطبقات وخمس طبقات.

ثلاث طبقات IoT العمارة

هذه هندسة معمارية تم تقديمه في الأيام الأولى للبحث في تقنية إنترنت الأشياء. الطبقات الثلاث في هندسة إنترنت الأشياء هي ل

3-طبقة-iot-architecture

طبقة التطبيقات: هذه الطبقة هي لتسليم التطبيق المحدد إلى المستخدم النهائي. يمكن عمل التطبيقات المحددة باستخدام طبقة التطبيق هذه. مثال على هذه الطبقة مثل ساعة ذكية ، هاتف ذكي ، تلفزيون ذكي ، إلخ ، والتي تُستخدم لتطبيق معين.

طبقة الشبكة: طبقة الشبكة لها دور مهم في هندسة إنترنت الأشياء. يتصل بالأجهزة الإلكترونية الذكية الأخرى (الساعات الذكية ، الخوادم ، إلخ). طبقة الشبكة لنقل ومعالجة بيانات المستشعر.

طبقة الإدراك: إنها الطبقة المادية وتجمع البيانات المحيطة عن طريق استشعار المنطقة بمساعدة أجهزة الاستشعار.

خمس طبقات IoT العمارة

اقترح الباحثون الذين عملوا على إنترنت الأشياء بنية أخرى وهي بنية إنترنت الأشياء ذات خمس طبقات. في بنية إنترنت الأشياء هذه المكونة من خمس طبقات ، فإن الطبقات الثلاث التي هي طبقات التطبيق والشبكة والإدراك لها نفس البنية مثل بنية إنترنت الأشياء ثلاثية الطبقات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن طبقة الأعمال وطبقة النقل وطبقة المعالجة هي الطبقة الجديدة.

5-طبقة-iot-architecture

“الفرق بين نوع p و n نوع أشباه الموصلات ”

طبقة النقل: تقوم هذه الطبقة بإعادة توجيه البيانات من طبقة المعالجة إلى طبقة الإدراك والعكس بالعكس من خلال الشبكات اللاسلكية مثل LAN و 3G و بلوتوث ، إلخ.

طبقة المعالجة: إنه في منتصف بنية إنترنت الأشياء. إنه يلعب دورًا مهمًا في بنية إنترنت الأشياء المكونة من خمس طبقات. تخزن هذه الطبقة البيانات وتعالج البيانات التي تأتي من طبقة النقل. طبقة المعالجة هذه قادرة على تنفيذ أحدث التقنيات مثل البيانات الضخمة ونظام إدارة قواعد البيانات والحوسبة السحابية ، إلخ.

طبقة العمل: هذه الطبقة هي رأس هندسة إنترنت الأشياء. يدير نظام إنترنت الأشياء الكامل حتى التطبيقات وخصوصية المستخدم ونماذج الربح وما إلى ذلك.

يتكون المنزل الذكي من جميع الأجهزة المتصلة بشبكة ومتصلة بالإنترنت. لتطوير نظام ذكي مثل هذا المكون من خمس طبقات مكدس بروتوكول إنترنت الأشياء هو الأفضل.

هذا المفهوم له وزن أكبر في مجال البحث. وهناك تغييرات هائلة تحدث في تقنية إنترنت الأشياء يوما بعد يوم أو من يوم إلى آخر. يمكننا إجراء المزيد من الأبحاث حول بروتوكولات وبنيات إنترنت الأشياء هذه. هنا ، ناقشنا بعض بروتوكولات إنترنت الأشياء المهمة فقط. وبعض البروتوكولات العادية مثل Bluetooth و WiFi زيجبي و NFC و Cellular و WAN طويل المدى و RFID لا تناقش هنا. يمكنك الحصول على مزيد من البيانات من تلك الموجودة على بوابتنا الجذامية.