اینترنت اشیا

مدیریت هوشمند شهری، سرویسهای هوشمند مدیریت وقایع طبیعی تا مدیریت هوشمندانه منازل، فروشگاهها و وسایل نقلیه تنها بخش کوچکی از مزایای بهره گیری از اینترنت اشیا (Internet of Things) است که اهمیت آشنایی با ابعاد مختلف این تکنولوژی جذاب را برای علاقه مندان و فعالین این صنعت دوچندان میکند. همانند دیگر تکنولوژی ها، اینترنت اشیا نیز در کنار نیاز به بهره برداری از سخت افزارهای مختلف نیازمند استفاده از استانداردها و پروتکل های مختلف برای برقراری ارتباطی سریع و ایمن و یکپارچه با دیگر دستگاهها متصل و تبادل داده و اطلاعات است.

تکنولوژی های ارتباطی شناخته شده فراوانی برای برقراری ارتباطات و تبادل اطلاعات در دستگاهها و اجزای اینترنت اشیا از جمله وای فای، بلوتوث، نسلهای دو، سه، چهار و (در آینده ای خیلی نزدیک) نسل پنج اینترنت همراه وجود دارد، با این حال تکنولوژی های شبکه نسبتا جدیدی با توجه به رنج، الزامات داده، امنیت، مصرف انرژی و دیگر فاکتورها بهینه شده برای مصارف اینترنت اشیا در حال افزایش سهم خود از بازار رو به گسترش این صنعت هستند. در این مطلب به صورت مختصر با تعدادی از این تکنولوژی ها رو به رشد صنعت اینترنت اشیا آشنا میشویم.

Insteon  

این پروتکل امکان استفاده از هر دو تکنولوژی با سیم (Powerline) و بی سیم برای اتوماسیون خانه ها (Home Automation) را دارا است.Insteon  در واقع با استفاده از تکنولوژی اختصاصی خود برای ارتباطات و بهره گیری از ارتباطات Dual-Mesh که در آن تمام تجهیزات همتا سازی (Peer) شده و البته در عین حال هر کدام از این تجهیزات به تنهایی و به صورت مستقل امکان ارسال، دریافت و مدیریت اطلاعات بدون نیاز به کنترل کننده مرکزی (Master Controller) را دارا هستند، امکان برقراری ارتباطی پایدار و سریع را برای تجهیزات اینترنت اشیا فراهم میکند. Insteon با همکاری با کمپانی های همچون Nest و Apple رنج فراوانی از محصولات را از قبیل کنترل کننده های روشنایی تا سیستم های امنیتی را تهیه و به بازار عرضه میکند. همانطور که در ابتدا اشاره شد مهمترین مزیت این تکنولوژی نسبت به رقبا امکان بهره گیری آن از تکنولوژی ها ارتباطی با سیم و بیسیم است.

ZigBee

این تکنولوژی براساس پروتکل IEEE802.15.4 است و همانند بلوتوث رنج وسیعی از تجهیزات، خصوصا تجهیزات صنعتی را تحت پوشش قرار میدهد. مهمترین شاخصه های این تکنولوژی بهره برداری از کانال ۲٫۴ گیگاهرتز، نرخ داده پایین  (Low Data-Rate) و محدوده تحت پوشش حداکثر ۱۰۰ متری برای برقراری ارتباطات بین تجهیزات است. برقراری ارتباط کم مصرف (Low Power Operation) امنیت بالا و مقیاس پذیری (Scalability) از دیگر مزایای استفاده از این تکنولوژی است. ZigBee نسخه های مختلفی دارد که ZigBee PRO و ZigBee Remote Control از مهمترین آنها هستند. جدیدترین نسخه ZigBee نسخه ۳ است که در واقع از یکسان سازی استانداردهای بی سیم مختلف این تکنولوژی حاصل شده است.

LoraWan

پروتکل LoraWan برای ارتباطات کم مصرف در شبکه های گسترده (LPWA) و به منظور برقراری ارتباط بین سخت افزارهای بی سیم اینترنت اشیا و اینترنت در سطح منطقه محدود (Regional)، سطح ملی (National) و سطح بین المللی   (Global) توسعه یافته است. در واقع این پروتکل با بهره گیری از نرخ داده ای بین ۰٫۳ تا ۵۰ کیلو بیت در ثانیه، ارتباطات دو جهته (Bi-Directional) ، امنیت سرتاسری (End-to-End Security)، تحرک پذیری (Mobility) و محلی سازی (Localization) را برای توسعه اینترنت اشیا خصوصا برای مصارف در شهرهای هوشمند و مصارف صنعتی را امکان پذیر میکند.

Z-Wave

این پروتکل کم مصرف بر پایه امواج رادیویی (RF Communication) و برای اتصال محصولاتی از قبیل کنترل کننده ها و سنسورهای روشنایی، دما و امنیت در مصارف اتوماسیون خانگی (Home Automation) طراحی و توسعه یافته است. از مهمترین شاخصه های این تکنولوژی تاخیر پایین  (Low-Latency)در ارتباطاتی تا نرخ داده ۱۰۰ کیلو بیت در ثانیه است. با توجه به فعالیت این تکنولوژی در کانال ۱ گیگاهرتز از دیگر مزایای این تکنولوژی عدم تاثیر پذیری و تداخل (Interference) با دیگر پروتکل های اینترنت اشیا از قبیل بلوتوث و ZigBee که در کانال ۲٫۴ گیگاهرتز فعال هستند است. این تکنولوژی بدون نیاز به تطبیق کننده (Coordinator) امکان برقراری شبکه Full-Mesh بین تا حداکثر ۲۳۲ تجهیزات اینترنت اشیا را دارا است.

NFC

پروتکل NFC یا Near-Field Communication که در واقع مجموعه از پروتکل های ارتباطی برای برقراری ارتباط ساده و امن بین دستگاه های الکترونیکی است، با توجه به کاربردهای فراوان و توسعه یافتگی آن در اغلب تلفن های همراه امروزی، شاید از شناخته شده ترین پروتکل های معرفی شده در این مطلب باشد. NFC امکان برقراری و تبادل اطلاعات بین دستگاهی تا حداکثر فاصله ۴ سانتیمتر را فراهم میکند که این قابلیت رنج کوتاه امکان برقراری ارتباطی نسبتا امن خصوصا برای تجهیزات پرداخت در فروشگاهها و سامانه های مالی را ایجاد میکند.

Thread

این پروتکل یکی از جدیدترین پروتکل های توسعه یافته در سال ۲۰۱۴ میلادی برای اینترنت اشیا و غالبا برای مصارف اتوماسیون خانگی (Home Automation) بر بستر IPv6 است. این تکنولوژی همچون ZigBee بر پایه استاندارد بی سیم IEEE802.15.4 فعالیت میکند. این پروتکل با استفاده از ارتباط  Mesh قابلیت اتصال حداکثر ۲۵۰ دستگاه اینترنت اشیا در محیطی امن با استفاده از تکتولوژی رمزنگاری و احراز هویت (Encryption and Authentication) را دارا است. از شاخصه های مهم این تکنولوژی اختصاص آی پی اختصاصی برای هر یک از تجهیزات نصب شده است که این قابلیت امکان برقراری ارتباط اینترنتی سریع، مستقل و امن تجهیزات اینترنت اشیا را فراهم میکند.