فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا (جلسه چهارم)

تاریخ انتشار : 2020/07/13

۱) اهداف

در جلسه پیش با نحوه عملکرد اینترنت اشیا آشنا شدیم. در این جلسه در رابطه با فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا بحث خواهیم کرد. برای این منظور، هفت فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا شامل بلوتوث، زیگ بی، زد ویو، وای فای، سیم کارت، ان اف سی، و لورا ون را تشریح خواهیم کرد. پس از آشنایی با فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا، پروتکل های ارتباطی سیستم ایرنترنت اشیا را در جلسه بعد شرح خواهیم داد.

IoT technology and protocols

شکل۱) فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا

 

۲) فناوری های ارتباطی

فناوری های متعددی برای برقراری ارتباط در سیستم اینترنت اشیا به کار گرفته می شود. متناسب با عملکرد و اهداف سیستم اینترنت اشیا، بهترین انتخاب فناوری ارتباطی متفاوت می باشد. این فناوری ها نه تنها در عملکرد و محدوده آنتن دهی باهم متفاوت اند، بلکه در هزینه، مصرف توان الکتریکی و نرخ ارسال و دریافت داده نیز باهم متفاوت اند. در این قسمت هفت فناوری مهم ارتباطی اینترنت اشیا را باهم مرور خواهیم کرد.

 

بلوتوث

بلوتوث یک فناوری ارتباطی برد کوتاه اینترنت اشیا می باشد که از جایگاه ویژه ای در بازار محصولات مصرفی اینترنت اشیا برخوردار می باشد. انتظار می رود بلوتوث در بسیاری از گجت های پوشیدنی آینده مورد استفاده قرار بگیرد. البته در این مورد، این فناوری غالبا از طریق تلفن های همراه به سیستم اینترنت اشیا متصل خواهد شد. بلوتوث اسمارت ها که هم اکنون یک برند معتبر به شمار می روند، به علت مصرف کم تر انرژی نسبت به بلوتوث های معمولی و محدوده آنتن دهی مشابه، به عنوان یک پروتکل ارتباطی بسیار مهم در اینترنت اشیا به مورد استفاده قرار می گیرند.

Bluetooth

شکل۲) فناوری ارتباطی بلوتوث در اینترنت اشیا

 

زیگ بی

زیگ بی شبیه به بلوتوث بوده و بیشتر در محیط های صنعتی به کار می رود. در کاربردهای پیچیده، استفاده از زیگ بی به علت مصرف کم توان، امنیت بالا، و توانمندی بالا در پیکربندی سیستم اینترنت اشیا و و شبکه بی سیم مناسب می باشد. آخرین نسخه زیگ بی نسخه ۳٫۰ است که به تازگی راه اندازی شده و در اصل اتحاد استانداردهای مختلف بی سیم زیگ بی در یک استاندارد واحد است.

ZigBee

شکل۳) فناوری ارتباطی زیگ بی در اینترنت اشیا

 

زد ویو

زد ویو یک فناوری ارتباط رادیویی کم مصرف اینترنت اشیاست که برای اتوماسیون خانگی از جمله کنترل روشنایی استفاده می شود. زد ویو از پروتکل ساده تری برای پیکربندی شبکه نسبت به فناوری های دیگر استفاده می کند که این باعث توسعه سریعتر و ساده تر شبکه را ممکن می سازد. سازنده تراشه های زد ویو شرکت سیگما دیزاین می باشد. در شبکه زد ویو، هر شبکه دارای یک شناسه منحصر به فرد بوده و هر ند نیز دارای یک شناسه ند منحصر به فرد می باشد. از این طریق، شبکه زد ویو یک ساختمان با ساختمان مجاور و نیز ندهای شبکه یک ساختمان با ندهای دیگر همان ساختمان از هم متمایز می شوند. زد ویو از فرکانس پایین تری نسبت به زیگ بی یا وای فای برای ارتباط بی سیم استفاده می کند.

Z-Wave

شکل۴) فناوری ارتباطی زد ویو در اینترنت اشیا

 

وای فای

فناوری وای فای تقریبا مهم ترین فناوری ارتباطی اینترنت اشیا می باشد. اغلب سیستم های اینترنت اشیا که از فناوری های ارتباطی مختلفی چون بلوتوث، لورا، زیگ بی و … استفاده می کنند، نهایتا برای اتصال به اینترنت از طریق روتر به وای فای نیاز خواهند داشت. در حالی که وای فای به تنهایی می تواند دستگاه ها و سنسورها را به سیستم اینترنت اشیا و نهاتا شبکه اینترنت متصل کند. این فناوری برد کوتاه بوده و از قیمت رقابتی تری نیز نسبت به بلوتوث، لورا و زیگ بی برخوردار می باشد. میکروچیپ های ESP8266 و نسل جدیدتر و پایدارتر آنها یعنی ESP32 به علت قدرتمندی و قیمت پایین، امروزه در اغلب کاربردهای اینترنت اشیا مورد استفاده قرار میگیرند.   

WiFi

شکل۵) فناوری ارتباطی وای فای در اینترنت اشیا

 

سیم کارت

هر سیستم آی او تی که نیاز به کار در مسافت های طولانی تر دارد می تواند از قابلیت های ارتباطی سلولی GSM/3G /4G استفاده کند. در حالی که تلفن همراه به وضوح قادر به ارسال مقادیر زیادی از داده ها به ویژه در فناوری ۴G است، هزینه و همچنین مصرف انرژی برای بسیاری از برنامه ها بسیار بالا خواهد بود. با این حال برای پروژه ها با پهنای باند کم مبتنی بر سنسور که مقدار بسیار کمی از داده ها را از طریق اینترنت ارسال می کنند و نیاز به ارسال دیتا از فاصله بسیار دور می باشد، میتواند گزینه ایده آلی باشد.

Cellular

شکل۶) فناوری ارتباطی سیم کارت در اینترنت اشیا

 

ان اف سی

ان اف سی (ارتباط میدان نزدیک) یکی از فناوری های ارتباطی اینترنت اشیا می باشد. این فناوری ارتباطات ساده و ایمن را بین دستگاه های الکترونیکی و بطور خاص برای تلفن های هوشمند امکان پذیر می سازد و به مصرف کنندگان این امکان را می دهد بدون حضور فیزیکی معاملات انجام داده و پرداخت الکترونیک انجام دهند. در اصل ان اف سی دستگاه ها را قادر می سازد تا اطلاعات را با فاصله کمتر از ۴ سانتی متر به اشتراک بگذارند.

شکل۷) فناوری ارتباطی ان اف سی در اینترنت اشیا

 

لورا ون

لورا ون یکی از فناوری های ارتباطی محبوب اینترنت اشیا است. برای کاربردهای شبکه گسترده (WAN) ایده آل می باشد. لورا ون به گونه ای طراحی شده که نیازهای ارتباطی کم مصرف و برد بلند را در کاربردهای صنعتی، شهر هوشمند و خانه هوشمند و با میلیون ها دستگاه متصل برآورده کند. برد آنتن دهی این فناوری تا چنین کیلومتر بوده و نرخ داده ۰.۳ کیلوبیت بر ثانیه تا ۵۰ کیلوبیت بر ثانیه را پشتیبانی میکند.

LoRaWAN

شکل۸) فناوری ارتباطی لورا ون در اینترنت اشیا

 

۳) نتیچه گیری

در این جلسه با فناوری های ارتباطی مهم اینترنت اشیا یعنی بلوتوث، زیگ بی، زد ویو، وای فای، سیم کارت، ان اف سی و لورا ون و ویژگی های برجسته هر کدام آشنا شدیم. در جلسه بعد پروتکل های ارتباطی اینترنت اشیا را شرح خواهیم داد. با ما همراه باشید..

برخی از مشتریان

لوگو شریف
لوگو آمد
لوگو شهرداری تهران
لوگو دانشگاه تهران
لوگو ساتکاپ
لوگو دانشگاه ارومیه
logofa