O’zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va kommunikasiyalarini rivojlantirish vazirligi muxammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti

1.2. Buyumlar Interneti tizimlarida foydalaniluvchi protokollar

IOT protokollari IoT texnologiyasi to'plamining ajralmas qismidir. IoT protokollari va standartlarisiz qo'shimcha qurilmalar foydasiz deb topiladi. Buning sababi, IoT protokollari qo'shimcha ma'lumot almashish imkoniyatini beradi. Va ushbu uzatilgan ma'lumotlardan oxirgi foydalanuvchi tomonidan foydali ma'lumotlar olinishi mumkin.

IoT protokollari va standartlari ko'pincha odamlar Internet (IoT) haqida o'ylashganda e'tibordan chetda qolishadi. Ko'pincha, sanoatning aloqasi qat'iy e'tiborga ega. Qurilmalar, iot datchiklari , shlyuzlar, serverlar va foydalanuvchi dasturlari o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik IOTning muhim tarkibiy qismlari bo'lsa-da, aloqa to'g'ri IOT protokollarisiz tushib ketadi.

IOT protokollari va standartlari keng ravishda ikkita alohida toifaga bo'linadi. Bular:

1.IOT ma'lumotlari protokollari (Taqdimot / Ilova qatlamlari).

2.IOT uchun tarmoq protokollari (Datalink / Fizik qatlamlar).

IOT ma'lumot protokollari

IOT ma'lumot protokollari kam quvvatli IOT qurilmalarini ulash uchun ishlatiladi. Ular foydalanuvchi tomonidan qo'shimcha qurilmalar bilan aloqani ta'minlaydi - har qanday Internetga ulanishga ehtiyoj sezmasdan.

IOT ma'lumotlari protokollari va standartlaridagi ulanish simli yoki uyali tarmoq orqali amalga oshiriladi. IOT ma'lumotlari protokollarining ba'zi bir misollari:

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - bu engil IOT ma'lumot protokoli. Unda noshir-obunachilarning xabar almashish modeli mavjud va turli xil qurilmalar o'rtasida oddiy ma'lumotlar oqimi ta'minlanadi.

MQTT-ning asosiy savdo nuqtasi uning me'morchiligi. Uning genetik tarkibi asosiy va engil bo'lib, shuning uchun u qurilmalar uchun kam quvvat sarfini ta'minlashga qodir. Shuningdek, u TCP / IP protokoli ustida ishlaydi.

IoT ma'lumotlar protokollari ishonchsiz aloqa tarmoqlarini hal qilish uchun mo'ljallangan. So'nggi bir necha yil ichida tarmoqda paydo bo'lgan kichik, arzon va past quvvatli ob'ektlar sonining ko'payishi tufayli bu IOT dunyosida ehtiyojga aylandi.

MQTT-ning keng moslashuviga qaramay - eng avvalo sanoat dasturlari bilan IoT standarti sifatida - bu aniq ma'lumotni namoyish qilish va qurilmani boshqarish tuzilishi rejimini qo'llab-quvvatlamaydi. 

CoAP (Constrained Application Protocol)

CoAp (cheklangan dastur protokoli) - bu HTTP-ga asoslangan IoT tizimlarining ehtiyojlarini qondirish uchun mo'ljallangan. HTTP gipermatnli uzatish protokoli degan ma'noni anglatadi va bu World Wide Web uchun ma'lumotlar aloqasining asosidir.

Internetning mavjud tuzilmasi har qanday IoT qurilmasi tomonidan erkin foydalanish imkoniyatiga ega bo'lsa-da, ko'pincha IoT dasturlari uchun bu juda og'ir va kuch sarflaydi. Bu IoT hamjamiyatida ko'pchilikning HTTP-ni IoT uchun mos bo'lmagan protokol sifatida bekor qilishiga olib keldi.

Biroq, CoAp ushbu cheklovni HTTP modelini cheklovchi qurilmalarda va tarmoq muhitida foydalanishga aylantirish orqali hal qildi. U juda past qo'shimcha xarajatlarga ega, uni ishlatish oson va ko'p tarmoqli qo'llab-quvvatlashni yoqish qobiliyatiga ega.

AMQP (kengaytirilgan xabarlarni navbatga qo'yish protokoli) 

Kengaytirilgan xabarlarni navbatga qo'yish protokoli (AMQP) - bu serverlar o'rtasidagi tranzaksiya xabarlari uchun ishlatiladigan dasturning ochiq darajadagi ochiq protokoli.

Ushbu IOT protokolining asosiy funktsiyalari quyidagilardan iborat:

• 
  Xabarlarni qabul qilish va navbatlarga joylashtirish
  
• 
  Xabarlarni saqlash
  
• 
  Ushbu komponentlar o'rtasida munosabatlarni o'rnatish
  

Xavfsizlik va ishonchlilik darajasi bilan u odatda bank sohasi kabi serverga asoslangan analitik muhitni talab qiladigan sozlamalarda ishlaydi. Biroq, u boshqa joylarda keng qo'llanilmaydi. Og'irligi tufayli, cheklangan xotirasi bo'lgan IOT sensor qurilmalariga mos kelmaydi. Natijada, IoT dunyosida uni ishlatish hali ham cheklangan. 

DDS (Ma'lumotlarni tarqatish xizmati)

DDS (Ma'lumotlarni tarqatish xizmati) - IoT-da yuqori sifatli aloqani ta'minlaydigan yana bir kengaytiriladigan IOT protokoli. MQTT singari, DDS ham noshir-obuna modeli bilan ishlaydi.

U bulutdan juda kichik qurilmalarga qadar bir nechta sozlamalarda joylashtirilishi mumkin. Bu uni real vaqtda va o'rnatilgan tizimlar uchun mukammal qiladi. Bundan tashqari, MQTT-dan farqli o'laroq, DDS protokoli apparat va dasturiy platformadan mustaqil ravishda o'zaro ishlaydigan ma'lumotlar almashinuviga imkon beradi. Aslida, bu birinchi ochiq xalqaro dasturiy ta'minot IoT standarti hisoblanadi.

IOT uchun tarmoq protokollari

WI-FI. Wi-Fi ushbu ro'yxatdagi eng taniqli IOT protokoli ekanligi inkor etilmaydi. Biroq, eng mashhur IOT protokoli qanday ishlashini tushuntirishga arziydi. Wi-Fi tarmog'ini yaratish uchun sizga simsiz signallarni yuboradigan qurilma kerak. Bunga quyidagilar kiradi:

• 
  Telefonlar
  
• 
  Kompyuterlar
  
• 
  Routerlar.
  

Wi-Fi ma'lum bir oraliqda yaqin atrofdagi qurilmalarga Internet aloqasini taqdim etadi. Wi-Fi-dan foydalanishning yana bir usuli - Wi-Fi ulanish nuqtasini yaratish. Uyali telefonlar yoki kompyuterlar signalni tarqatish orqali simsiz yoki simli Internet aloqasini boshqa qurilmalar bilan bo'lishishi mumkin. 

Wi-Fi 2,4 gigagertsli yoki 5 gigagertsli kanallar kabi ma'lum chastotalarda ma'lumot tarqatadigan radio to'lqinlaridan foydalanadi. Bundan tashqari, ushbu ikkala chastota diapazonida turli xil simsiz qurilmalar ishlashi mumkin bo'lgan bir qator kanallar mavjud. Bu simsiz tarmoqlarning to'lib toshishiga yo'l qo'ymaydi. 

100 metrlik masofa Wi-Fi ulanishiga xosdir. Aytish kerakki, eng keng tarqalgan 10-35 metr bilan cheklangan. Wi-Fi ulanish doirasi va tezligiga asosiy ta'sir atrof-muhit va uning ichki yoki tashqi qamrovini ta'minlaydimi.

Bluetooth. Standart Bluetooth texnologiyasi 2,4 gigagertsli ISM chastota diapazonida radio to'lqinlardan foydalanadi va paketlar shaklida 79 kanaldan biriga yuboriladi. Biroq, so'nggi Bluetooth 4.0 standartida 40 ta kanal va 2 MGts o'tkazuvchanlik qobiliyati mavjud. Bu maksimal 3 Mb / s gacha ma'lumot uzatishni kafolatlaydi.

Ushbu yangi texnologiya boshqacha tarzda Bluetooth Low Energy (BLE) deb nomlanadi va sezilarli moslashuvchanlik, miqyosi va kam quvvat sarfini talab qiladigan IOT dasturlari uchun asos bo'lishi mumkin.

ZigBee. ZigBee-ga asoslangan tarmoqlar IoT dunyosida allaqachon muhim foydalanuvchi bazasiga ega bo'lganligi sababli Bluetooth-ga o'xshashdir.Biroq, bu texnik xususiyatlar ko'proq ishlatiladigan Bluetooth-ni biroz tutib oladi. U kam quvvat sarfi, past ma'lumot oralig'i, yuqori xavfsizlik va uzoqroq aloqa doirasiga ega (ZigBee 200 metrga, Bluetooth esa 100 metrga etadi).

Bu ma'lumotlar paketini almashish uchun nisbatan sodda paketli protokol va ko'pincha kichik talablarga ega qurilmalarda, masalan, mikrokontroller va sensorlarda qo'llaniladi. Bundan tashqari, u minglab tugunlarni osongina o'lchamaydi. Bu ko'plab etkazib beruvchilar ZigBee-ning ochiq standart o'zini o'zi yig'ish va o'z-o'zini tiklash tarmog'i topologiyasi modelini qo'llab-quvvatlovchi qurilmalarni taklif qilishlari ajablanarli emas.

  Z-to'lqin. Z-Wave tobora ommalashib borayotgan IOT protokoli. Bu asosan IoT uy dasturlari uchun ishlatiladigan simsiz, radio chastotali (RF) kommunikatsiya texnologiyasi. 

U 800-900MHz radiochastotada ishlaydi. Boshqa tomondan, Zigbee 2,4 GGts chastotada ishlaydi, bu ham Wi-Fi uchun asosiy chastota hisoblanadi. O'z diapazonida ishlash orqali Z-Wave kamdan-kam hollarda muhim shovqin muammolariga duch keladi. Biroq, Z-Wave qurilmalari ishlaydigan chastota joylashuvga bog'liq, shuning uchun o'zingizning mamlakatingiz uchun to'g'ri sotib oling. 

Z-Wave - bu ta'sirchan IOT protokoli. Biroq, ZigBee singari, u eng yaxshi ishbilarmonlik dunyosida emas, balki uyda ishlatilishi mumkin. 

LoRaWan. LoRaWAN - ommaviy axborot vositalariga kirishni boshqarish (MAC) IoT protokoli. LoRaWAN kam quvvatli qurilmalarga uzoq masofali simsiz ulanish orqali Internetga ulangan dasturlar bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilish imkoniyatini beradi. Bundan tashqari, u OSI modelining 2 va 3 qatlamlariga taqqoslash imkoniyatiga ega. 

U LoRa yoki FSK modulyatsiyasining yuqori qismida ishlab chiqarish, ilmiy va tibbiy radiostantsiyalar uchun (ISM) amalga oshiriladi.