كيفية اختيار معيار اتصال لشبكة إنترنت الأشياء

في مقال سابق ، لم تؤخذ معايير الشبكات اللاسلكية بعين الاعتبار.
إن مسألة كيفية ترابط عناصر إنترنت الأشياء هي واحدة من أهمها عند بناء شبكة. الخيارات ممكنة هنا ، وكل هذا يتوقف بالطبع على أهداف المشروع.
الجوانب الرئيسية عند النظر في خيارات اتصال الشبكة:

• النطاق. شبكة للنشر في المكتب أو المدينة كلها؟
• التردد ما هو الاختراق المطلوب وما هي الحصانة من التدخل؟
• معدل نقل البيانات. ما هو عرض النطاق الترددي المطلوب؟ كم مرة يتم تحديث البيانات؟
• مصدر الطاقة. هل الأجهزة تعمل بالطاقة من خلال التيار الكهربائي أم البطارية؟
• الأمان هل الأجهزة متضمنة في تطبيقات مهمة حاسمة؟

تم تلخيص البيانات في جدولين.





بعيدا تتراوح
LoRaWAN
LoRaWAN أو طويلة المدى على نطاق واسع وقدم الشبكة كمركز أبحاث كفاءة في استخدام الطاقة التكنولوجيا شبكة أبحاث IBM وشركة Semtech . تعتمد التقنية على شريحة PHY من Semtech LoRa (™).
تعمل LoRa في نطاقات ISM دون التردد (الترددات الصناعية والعلمية والطبية) للترددات غير المرخصة. بنية الشبكة عبارة عن نجمة ، وتتصل الأجهزة النهائية لاسلكيًا ببوابة واحدة أو أكثر ، وتتصل البوابات بخادم الشبكة باستخدام اتصال IP قياسي.
من أجل دعم ونشر التكنولوجيا ، تم إنشاء تحالف LoRa مؤخرًا ، والذي يضم العديد من الشركات ، بما في ذلك الشركة الروسيةالدانتيل .

مزايا LoRa:

• معيار مفتوح
• بعيد المدى
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك منخفض للطاقة ، يقدر حتى 10 سنوات من عمر بطارية AA
• العديد من الترددات غير المرخصة مثل 109 MHz و 433 MHz و 868 MHz و 915 MHz sub-GHz ISM نطاقات ISM
• معدل البيانات التكيفية
• يدعم الشبكات الشخصية والاجتماعية
• الأمان الشامل والمصادقة المضمنة والمصادقة

مساوئ LoRa:

• معدل بيانات منخفض
• إن Semtech هي المزود الوحيد للشرائح
• لا تجوال

يتم توفير محاور LoRa من قبل شركات مثل MultiTech ، وقد تم بالفعل إنشاء شبكات عامة مثل The Things Network .

سويفت
نظام تنفذها الشركة الروسية سويفت -Telematika، ويستخدم الخاصة MARCATO 2.0 البروتوكول. يمكن تكييف التردد مع نطاق ISM.
التكنولوجيا تشبه إلى حد ما تقنية LoRa مع كل إيجابيات وسلبيات هذا الأخير. الفرق الأساسي: يستخدم LoRa تشفير النطاق العريض ، بينما يستخدم STRIZ تشكيل النطاق الضيق. ووفقًا للشركة ، فإن هذا التعديل يجعل من الممكن استخدام نطاق الطيف بكفاءة أكبر ، وزيادة الحساسية وكفاءة الطاقة ، وخفض التكلفة.
يتم نشر شبكة STRIZH اللاسلكية في موسكو بتغطية 100٪ ، كما أنها مغطاة جزئيًا في منطقة موسكو وسان بطرسبرغ وبعض المدن الأخرى ولديها أكثر من 200 محطة قاعدة. يتم تصنيع وبيع أجهزة المودم الراديوي والمحطات الأساسية والعدادات وأجهزة الاستشعار المزودة بأجهزة مودم مدمجة. تم بناء نظام

SigFox
من قبل شركة تحمل نفس الاسم ، تأسست في فرنسا في عام 2009. ويستخدم تقنية Ultra Narrow Band (UNB) ، وهي نفس التكنولوجيا المستخدمة للتواصل بين الغواصات خلال الحرب العالمية الثانية. تم تصميم هذه التقنية في الأصل للاتصال بمعدلات بيانات منخفضة.
سيجفوكسيستخدم حاليًا النطاق الأوروبي ISM الأكثر شيوعًا عند 868 ميجاهرتز (كما هو محدد بواسطة معايير ETSI و CERT) ، بالإضافة إلى 902 ميجاهرتز في الولايات المتحدة الأمريكية (كما هو محدد بواسطة FCC) ، اعتمادًا على لوائح إقليمية محددة. يتم نشر النظام باستخدام قدرات الشبكات الخلوية الحديثة.
يمكن للجهاز إرسال ما يصل إلى 140 رسالة يوميًا ، ويمكن أن تحتوي كل رسالة على ما يصل إلى 12 بايت من البيانات المفيدة. يغطي 12 بايت احتياجات الأجهزة التي تنقل البيانات ، مثل موقع الجهاز أو مؤشر استهلاك الطاقة أو التنبيه أو أي نوع آخر من المعلومات الحسية الأساسية. يمكنك أيضًا إرسال ما يصل إلى 4 رسائل من 8 بايت من البيانات المفيدة إلى كل جهاز يوميًا. من أجل تلقي الرسائل ، يجب أن يطلب الجهاز بيانات من الخادم ، يجب أن تتم برمجتها لأحداث محددة أو لفترة محددة. تسمح لك 8 بايتات المرسلة إلى الجهاز بإرسال بيانات التكوين إذا لزم الأمر ، يمكنك تحسين عمر البطارية. هذا يكفي إذا لم تكن هناك حاجة للتواصل الكامل ثنائي الاتجاه.
على عكس منافسيها ، تم نشر الشبكة بالفعل في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية وتغطي عشرات الآلاف من الأجهزة. تقوم الشركة باعتماد أجهزة SigFox Ready ™.

فوائد SigFox:

• تغطية كبيرة
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك طاقة منخفض للغاية ، يقدر حتى 20 عامًا من تشغيل المستشعر من بطاريتين AA
• مرونة في تصميم الهوائي
• بروتوكول SigFox متوافق مع أجهزة الإرسال والاستقبال الحالية
• تكلفة منخفضة

عيوب SigFox:

• معدل بيانات منخفض
• الاعتماد على البنية التحتية الخلوية
• مناعة محدودة للضوضاء

Wheitghless
الخفيف - مجموعة من المعايير تكنولوجيا الاتصالات والعلاقات العامة LPWAN (منخفض الطاقة على نطاق واسع المساحة الشبكة) لتبادل البيانات بين المحطات القاعدية والأجهزة. تم تطوير المعايير من قبل منظمة SIG غير الربحية عديمة الوزن. تتوفر حاليًا 3 معايير - Weightless-N و Weightless-P و Weightless-W. يتم استخدام ترددات غير مرخصة من جيجا هرتز.
يستخدم نظام Weightless-N تقنية Ultra Narrow Band (UNB) ، وهو معيار اتصال أحادي الاتجاه. المعيار الأكثر اقتصادا في المجموعة من حيث التكلفة واستهلاك الطاقة.
يستخدم برنامج Weightless-W ترددات TVWS (المساحة البيضاء للتلفزيون ، ترددات الطيف التلفزيوني غير المستخدمة) حيث تسمح به اللوائح المحلية. هذا يزيد من تكلفة المحطة ويزيد من استهلاكها للطاقة.
عديم الوزن - P - آخر المعايير ، الذي تم تقديمه في يوليو 2015 ، ثنائي تمامًا ، يدعم جميع نطاقات SRD / ISM الرئيسية (الأجهزة قصيرة المدى / الصناعية والعلمية والطبية) ، الأكثر إنتاجية في المجموعة ، ويحتوي على عدد من الميزات الإضافية مثل التجوال والترحيل ، والترميز المتكيف ، وما إلى ذلك ، لذلك ، لديها نطاق أقصر قليلاً واستهلاك أعلى للطاقة.

فوائد عديمة الوزن:

• معيار مفتوح
• بعيد المدى
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك منخفض للطاقة ، يُقدَّر أنه يصل إلى 10 سنوات من تشغيل المستشعر (بدون وزن- N)
• ترددات مختلفة غير مرخصة (بدون وزن- P)
• يدعم الشبكات الشخصية والاجتماعية
• اجراءات امنية مشددة
• تكلفة منخفضة (خاصة بدون وزن- N)

عيوب انعدام الوزن:

• معدل بيانات منخفض

يعتمد Nuel
Neul على بروتوكول بدون وزن ويستخدم ترددات ISM و TVWS غير مرخصة.
في سبتمبر 2014 ، استحوذت Huawei على Neul وأصبحت شركة تابعة. يذكر أن Neul و Huawei تعملان معًا على تقنية مبتكرة تسمح بإعادة استخدام شبكات مشغلي الهاتف المحمول لتغطي على نطاق واسع طاقة الاتصال منخفضة للغاية لتطبيقات إنترنت الأشياء.

مزايا Neul:

• بعيد المدى
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك منخفض للطاقة ، يقدر بـ 15 سنة من تشغيل المستشعر
• تسير على ما يرام مع المعايير الأخرى في الترددات المجاورة

عيوب Neul:

• معدل بيانات منخفض
• تكنولوجيا الملكية

Nwave
الشركة البريطانية التي لها مكاتب في لندن والولايات المتحدة والدنمارك يرأسها خريج MIPT يوري بيرتشينكو . تشبه
تقنية Nwave تقنية Neul ، لأنها تعتمد أيضًا على بروتوكول بدون وزن ، وقابلة للمقارنة مع SigFox لأنها مملوكة. يوصف Nwave أحيانًا بأنه VPN (شبكة خاصة افتراضية) داخل حركة المرور العامة باستخدام معيار Weightless-N. ويستخدم تقنية النطاق الضيق للغاية (UNB) وترددات ISM غير المرخصة.
تنتج الشركة وتبيع أجهزة المودم الراديوي والمحطات الأساسية بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار المزودة بأجهزة مودم وأطقم مدمجة للمطورين.
وصف التكنولوجيا والصور لمعدات Nwave يشبه إلى حد كبير تكنولوجيا ومعدات الشركة الروسية STRIZHتقنيات المعلومات.

فوائد نواف:

• بعيد المدى
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك طاقة منخفض للغاية
• يدعم الشبكات الشخصية والاجتماعية
• اجراءات امنية مشددة
• تكلفة منخفضة

عيوب Nwave:

• معدل بيانات منخفض
• تكنولوجيا الملكية

Dash7
Dash7 Alliance Protocol (أو D7A) هو بروتوكول لاسلكي مفتوح يعمل بترددات 433 ميجاهرتز و 868 ميجاهرتز و 915 ميجاهرتز لنطاقات ISM / SRD غير المرخصة. يتم دعم تشفير AES 128-bit ونقل البيانات حتى 167 kbit / s ، بحد أقصى 256 بايت لحزمة البيانات.
تم الترويج للبروتوكول من قبل تحالف Dash7 غير الربحي ، ومقره في بلجيكا. يعتمد البروتوكول على المعيار الدولي ISO / IEC 18000-7 ، الذي يصف واجهة RFID النشطة ويستخدم في اللوجستيات العسكرية الأمريكية (الناتو). لم يعد الإصدار الحالي من بروتوكول DASH7 متوافقًا مع معيار ISO / IEC 18000-7.

فوائد داش 7:

• معيار مفتوح
• نطاق كبير بما فيه الكفاية
• اختراق عالي في المناطق الحضرية
• استهلاك منخفض للطاقة
• ترددات مختلفة غير مرخصة

عيوب داش 7:

• معدل بيانات منخفض
• متوسط ​​الاختراق في الماء
• متطلبات الهوائي المحددة

GSM و LTE
يعمل اتحاد 3GPP (مشروع شراكة الجيل الثالث) ، الذي يعمل على تطوير المواصفات للهواتف المحمولة ، منذ فترة طويلة على تحسين GSM (النظام العالمي للاتصالات المحمولة ، Groupe Spécial Mobile في الأصل) و LTE (التطور طويل الأجل) من حيث إنترنت الأشياء. بادئ ذي بدء ، هذه هي الإجابات على التحديات: الاختراق ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وفعالية التكلفة والتدرجية. تتعلق التحسينات التالية بالإصدار 13 ، المقرر إجراؤه في مارس 2016 ، والذي أعلن أنه يستحق المنافسة مع LoRa و SigFox. وفقا للكونسورتيوم ، كان من الممكن تقريبا حل جميع المشاكل المعلنة ، بما في ذلك الحفاظ على الطاقة. وينبغي أن تكون تكلفة وحدة M2M في عام 2016 4.5 دولار لشبكة GSM و 5 دولارات لشبكة LTE-M.

مزايا GSM و LTE:

• تعمل على البنية التحتية الحالية لمشغلي الهاتف النقال
• منتشر في العالم
• معدل بيانات مرتفع
• دعم الشبكات الشخصية والعامة
• أمن متكامل عالي
• التجوال

عيوب GSM ، LTE:

• الترددات المرخصة
• معدلات عالية

تعاون كل من NB-LTE و NB-CIoT Nokia Networks و Ericsson و Intel للترويج لتقنية التطور الضيق النطاق (NB-LTE). كما أصبحت Sprint و Verizon Wireless و Alcatel-Lucent و Qualcomm و Samsung و Sony و ZTE جزءًا من هذه المبادرة.
ينظر بعض الخبراء إلى NB-LTE على أنه تحد مباشر لتقنيات Huawei ، التي تطور تقنية Narrowband Cellular IoT (NB-CIoT). تلقت NB-CIoT بالفعل دعمًا من شركات ثقيلة مثل Vodafone و T-Mobile و TeliaSonera و China Unicom.
يرجع الاختلاف الرئيسي بين NB-LTE و NB-CIoT إلى كيفية إعادة توجيه شبكات LTE الحالية إلى إنترنت الأشياء. رفضت شركة Huawei التعليق على ذلك ، لكن منتقدي NB-CIoT النظيفين يلاحظون أن هذه التقنية تتطلب شرائح جديدة ولا يبدو أنها تتوافق مع شبكات LTE أقدم من الإصدار 13.
وفقًا لمتحدث باسم Nokia في المقابل ، يمكن دمج NB-LTE بالكامل في شبكات LTE الحالية ويعمل ضمن نطاقات LTE الحالية. وبعبارة أخرى ، يعزز NB-LTE النظام البيئي الحالي وبالتالي يعد باقتصاديات أكبر.
بالنسبة للبقية ، تمكنت كلتا التقنيتين من حل مشكلة توفير الطاقة: المدة المزعومة للجهاز من البطارية هي 10 سنوات. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين الاختراق في المباني الكثيفة عدة مرات ، وزاد عدد اتصالات الجهاز المحتملة بمقدار 2 من حيث الحجم. تقدر تكلفة وحدة M2M بـ 4 دولارات في عام 2016.
تنمو مزايا وعيوب هذه التقنيات بشكل طبيعي من GSM و LTE. المدى



القريب
للتردد اللاسلكي
أجهزة استشعار ومحركات الترددات اللاسلكية رخيصة الثمن وسهلة النشر. تتميز باستهلاك طاقة منخفض للغاية. المدى يصل إلى 100 متر في خط البصر المباشر وحتى 500 متر مع الهوائيات الخارجية. وعادة ما تعمل بتردد 315 أو 433 ميجاهرتز بسرعة 10-115.2 كيلوبت / ثانية وتدعم تشفير 128 بت AES.

Bluetooth Low Energy (BLE)
Bluetooth Low Energy (BLE) هي تقنية شبكات شخصية لاسلكية تم تطويرها وتنفيذها باستخدام مجموعة الاهتمامات الخاصة Bluetooth. في الوقت الحالي ، تتوفر تقنية Bluetooth على جميع الأنظمة الأساسية للجوّال ، وقد تم تجهيز BLE بملايين الأجهزة الجديدة. هذه التقنية مدعومة بشكل جيد وموثوق بها للاتصالات القريبة. غالبًا ما يُستخدم للتواصل بين الهواتف الذكية والأجهزة الإلكترونية الشخصية الأخرى ، نادرًا ما تكون منزلية. على وجه الخصوص ، تعتمد تقنية iBeacon على هذه التكنولوجيا.

فوائد بليه:

• منتشر في العالم
• معدل بيانات مرتفع
• موثوقية عالية

عيوب بليه:

• بعض مشكلات المصادقة والخصوصية
• اختراق منخفض في المناطق الحضرية
• لم يتم تحديد موقع الجهاز

Wi-Fi
Wi-Fi (أو WiFi ، أصلها من الإنجليزية اللاسلكية الدقة) هي تقنية شبكة لاسلكية محلية تسمح للأجهزة الإلكترونية بالاتصال بالشبكة ، وذلك باستخدام ترددات راديو 2.4 جيجا هرتز و 5 جيجا هرتز ISM. تم تطوير هذه التكنولوجيا بواسطة تحالف Wi-Fi استنادًا إلى معيار IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) 802.11. Wi-Fi هي علامة تجارية مسجلة للتحالف الذي يحمل نفس الاسم ، والذي يضم أكثر من 600 شركة. أصبحت هذه التقنية الواقعية عالمية تقريبًا ؛ يتم إصدار مليارات من أجهزة Wi-Fi سنويًا في العالم.
تم تصميم شبكة Wi-Fi في الأصل للاتصالات المحلية. يمكن أن توفر نقاط الوصول الحديثة مع هوائيات القضيب نطاقًا يصل إلى حوالي 100 متر بدون عوائق. هناك حلول باستخدام مضخم وهوائي شبه مكافئ بمدى يزيد عن 20 كم.
هذه التكنولوجيا لا تقف ثابتة ، تتطور باستمرار. لذا ، تسمح تقنية Wi-Fi Direct لأجهزة Wi-Fi بالاتصال مباشرة بدون نقطة وصول وشبكة. يمكن للأجهزة الاتصال ببعضها البعض أو بمجموعة من عدة أجهزة في نفس الوقت. يتم توصيل الأجهزة المعتمدة بشبكة Wi-Fi Direct بسهولة وببساطة: إما جهازين متوافقين مع NFC معًا ، أو عن طريق إدخال رمز PIN. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جميع اتصالات Wi-Fi المباشرة محمية بواسطة WPA2.
قد تكون اتصالات Wi-Fi معطلة أو قد تنخفض سرعة الاتصال إذا كانت هناك أجهزة أخرى مماثلة في نفس المنطقة. تعمل العديد من نقاط وصول 802.11b و 802.11 g و GHz 2.4 افتراضيًا على نفس القنوات عند بدء التشغيل الأولي. يمكن أن يمثل تلوث Wi-Fi مشكلة في المناطق عالية الكثافة ، مثل المجمعات السكنية الكبيرة أو مباني المكاتب التي بها العديد من نقاط اتصال Wi-Fi. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم العديد من الأجهزة الأخرى النطاق 2.4 جيجا هرتز: أفران الميكروويف ، وأجهزة ZigBee ، وأجهزة Bluetooth ، والهواتف اللاسلكية ، وأجهزة مراقبة الأطفال ، والتي يمكن أن تسبب تداخلاً إضافيًا كبيرًا. هذه مشكلة أيضًا عندما تسعى البلديات أو المرافق الكبيرة الأخرى (مثل الجامعات) إلى توفير منطقة تغطية Wi-Fi أكبر.
يحتوي مستند Cisco و Apple الذي تم إصداره مؤخرًا "أفضل الممارسات المؤسسية لأجهزة Apple على شبكة LAN اللاسلكية من Cisco" على توصيات مشتركة بشأن استخدام أجهزة iPhone و iPad و iPod (مع نظام iOS 9.0 أو أحدث) في الشبكات. كما هو مذكور في هذه الوثيقة ، "النطاق 2.4 غيغاهرتز لا يعتبر مناسبًا لأي عمل تجاري و / أو تطبيقات مؤسسية حرجة. بالنسبة للشبكات اللاسلكية التي تستخدم أجهزة Apple ، يُنصح الشركات باستخدام ترددات 5 جيجا هرتز فقط (معيار 802.11a / n / ac). ومع ذلك ، لا يزال النطاق 2.4 جيجا هرتز هو النطاق الرئيسي ، ويستخدم بشكل افتراضي لمعظم الأجهزة المحمولة ، بالإضافة إلى ذلك ، لا يُسمح باستخدام ترددات 5 جيجا هرتز لشبكة Wi-Fi في جميع البلدان.
يمكن تشقق معيار تشفير WEP الذي تم تقديمه في الأصل بسهولة نسبيًا حتى مع التكوين الصحيح (بسبب ضعف الخوارزمية). تدعم الأجهزة الأحدث بروتوكولات تشفير البيانات WPA و WPA2 الأكثر تقدمًا. تستخدم العديد من المؤسسات تشفيرًا إضافيًا للحماية من التطفل. في الوقت الحالي ، فإن الطريقة الرئيسية لاختراق WPA2 هي تخمين كلمة المرور ، لذلك يوصى باستخدام كلمات مرور معقدة أبجدية رقمية من أجل زيادة تعقيد تخمين كلمة المرور. بالإضافة إلى ذلك ، لا توفر معايير Wi-Fi تشفير البيانات المرسلة في الشبكات المفتوحة. وهذا يعني أنه يمكن الاستماع إلى جميع البيانات التي يتم إرسالها عبر اتصال لاسلكي مفتوح من قبل المهاجمين باستخدام برامج الشم. لذلك ،عند استخدام نقاط اتصال مجانية ، لا يجب نقل البيانات المهمة إلى الإنترنت.

مزايا Wi-Fi:

• في كل مكان في العالم
• توافق مضمون
• معدل بيانات مرتفع
• موثوقية عالية

عيوب Wi-Fi:

• التدخل والتدخل
• بعض القضايا الأمنية
• اختراق منخفض في المناطق الحضرية
• كثافة عالية للطاقة
• يختلف النطاق والقيود في بلدان مختلفة ، تتطلب العديد من البلدان تسجيل شبكات Wi-Fi التي تعمل في الهواء الطلق

Wi-Fi HaLow في
الآونة الأخيرة ، في CES 2016 ، أعلن تحالف Wi - Fi عن تطوير معيار لاسلكي جديد لإنترنت الأشياء. يُطلق على المعيار الجديد HaLow ولم يتم اعتماده حتى الآن من خلال مواصفات IEEE 802.11ah. ستبدأ شهادة أول أجهزة متوافقة مع HaLow Wi-Fi في عام 2018 ، ومع ذلك ، ستظهر المنتجات التي تدعم المواصفات الجديدة في السوق في وقت سابق.
سيتم استخدام تردد غير مرخص 900 ميجاهرتز لتوصيل HaLow Wi-Fi. سيؤدي ذلك إلى زيادة اختراق الإشارة بشكل كبير في المباني الحضرية ، وسيكون نصف قطر نشاطها أكبر بكثير من نطاق المعيار اللاسلكي الحديث ، حتى 1 كيلومتر. في نفس الوقت ، فإن عائد "المدى" هو قوة إشارة منخفضة. سيكون النطاق الترددي HaLow Wi-Fi أقل بكثير من الحد الأقصى لشبكة Wi-Fi 802.11ac (7 جيجابت / ثانية) ، السرعة المقدرة: 50 كيلوبت / ثانية - 18 ميجابت / ثانية.
وفقًا للتحالف ، ستستخدم HaLow على نطاق واسع بروتوكولات Wi-Fi الحالية ، والتي ستوفر مستوى عالٍ من التوافق والأمان.

الموضوع و
الموضوع المجموعة الإجتماعية، هيتم إنشاؤها بواسطة OSRAM و QUALCOMM و ARM و Samsung و Nest Labs وغيرها (أكثر من 200 شركة) بهدف واحد - لتطوير أفضل طريقة للاتصال بالأجهزة وإدارتها في المنزل. تعمل هذه المنظمة غير الهادفة للربح على الترويج لبروتوكول شبكات الترابط واعتماد المنتجات. تم إصدار الإصدار العام الأول في 13 يوليو 2015. (المراجعة 2.0). سيتم اعتماد أكثر من 30 جهازًا في المستقبل القريب.
مؤشر الترابط ، الذي يتم تنفيذه كمكمل لشبكة Wi-Fi ، له قيود واضحة للاستخدام في التشغيل الآلي للمنزل من حيث الأمان واستهلاك الطاقة. يعتمد البروتوكول على معيار 6LoWPAN (IPv6 عبر شبكات المناطق الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة) - المعيار لاتصالات IPv6 (الإصدار الجديد من بروتوكول IP بطول عنوان 128 بت بدلاً من 32 في IPv4) عبر الشبكات الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة لمعيار IEEE802.15.4. بالنسبة للأجهزة الحالية التي تدعم معيار IEEE802.15.4 ، يمكن ترقيته بسهولة إلى Thread. يوفر البروتوكول أمان فئة AES المصرفية بالإضافة إلى موثوقية شبكة متداخلة مصممة خصيصًا للتشغيل الآلي للمنزل. يمكنك توصيل أكثر من 250 جهازًا مصرحًا له بالشبكة نفسها.يسمح الدعم الواسع لـ "وضع السكون" لسنوات عديدة بتشغيل الجهاز حتى مع بطارية AA واحدة.

فوائد الخيط:

• بالإضافة إلى واي فاي
• تطوير خصيصا للإلكترونيات المنزلية
• شبكة موثوقة للشفاء الذاتي
• استخدام معايير مفتوحة مثبتة
• اجراءات امنية مشددة
• استهلاك منخفض للطاقة

مساوئ الخيط:

• التدخل والتدخل
• اختراق منخفض في المناطق الحضرية
• يختلف النطاق والقيود في بلدان مختلفة ، تتطلب العديد من البلدان تسجيل شبكات Wi-Fi التي تعمل في الهواء الطلق

ZigBee
ZigBee عبارة عن مواصفات لبروتوكولات الشبكة عالية المستوى التي ينظمها معيار IEEE 802.15.4 ، الذي ظهر في عام 2003. تصف ZigBee و IEEE 802.15.4 شبكات المناطق الشخصية اللاسلكية (WPANs). تركز مواصفات ZigBee على التطبيقات التي تتطلب نقل بيانات مضمون وآمن بسرعات منخفضة نسبيًا وإمكانية التشغيل طويل المدى لأجهزة الشبكة من مصادر طاقة مستقلة. لا تدعم تقنية ZigBee طوبولوجيا الشبكة البسيطة فقط (نقطة إلى نقطة ، شجرة ونجم) ، ولكن أيضًا طوبولوجيا شبكة التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي مع الترحيل وتوجيه الرسائل.
يتم تطوير ZigBee بواسطة تحالف ZigBeeوالتي تضم أكثر من 300 شركة. يشهد التحالف أيضًا على المعدات والأجهزة. في 16 ديسمبر 2015 ، أعلن التحالف عن التصديق على ZigBee 3.0 ، الذي يأخذ في الاعتبار متطلبات إنترنت الأشياء الحالية ويدعم جميع الإصدارات السابقة ومئات الملايين من الأجهزة المباعة بالفعل.

مزايا ZigBee:

• القدرة على التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي
• سهولة النشر
• مناعة عالية الضوضاء
• اجراءات امنية مشددة
• ترددات غير مرخصة
• استهلاك منخفض للطاقة (بما في ذلك وضع السكون للأجهزة)

عيوب ZigBee:

• سرعة منخفضة
• يتم إنفاق معظم حركة المرور على إرسال الحزم التي تحتوي على معلومات العنوان ومعلومات المزامنة وما إلى ذلك.
• اختراق منخفض في المناطق الحضرية
• مستوى عال غير كاف من التوحيد وعدم وجود منصة واحدة للبرامج والأجهزة لتطوير التطبيقات المعقدة

Z-Wave
Z-Wave هو بروتوكول اتصال لاسلكي خاص تم تصميمه بشكل أساسي للتشغيل الآلي للمنزل. تستخدم هذه التقنية وحدات RF منخفضة الطاقة وصغيرة الحجم مدمجة في الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة المختلفة. تعمل Z-Wave في نطاق التردد حتى 1 جيجاهرتز ويتم تحسينها لإرسال أوامر تحكم بسيطة مع تأخيرات منخفضة. يعتمد حل Z-Wave على شبكة شبكية ذاتية التنظيم ، حيث يمكن لكل عقدة أو جهاز استقبال إشارات التحكم وإرسالها إلى أجهزة الشبكة الأخرى باستخدام العقد المجاورة المتوسطة.
يتم توفير رقائق راديو Z-Wave بواسطة Sigma Designs و Mitsumi. السمة المميزة لـ Z-Wave هي أن جميع هذه المنتجات متوافقة مع بعضها البعض. يتم تأكيد التوافق من خلال عملية اعتماد Z-Wave أو Z-Wave Plus. يتم توفير الشهادات من قبل Sigma Designs ، والتي قامت باعتماد أكثر من 1350 من منتجات Z-Wave. على الصعيد العالمي ، يتم دعم البروتوكول بواسطة Z-Wave Alliance ، الذي يجمع أكثر من 325 مصنعًا.

مزايا الموجة Z:

• تطوير خصيصا للإلكترونيات المنزلية
• القدرة على التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي
• سهولة النشر
• مناعة عالية الضوضاء
• اجراءات امنية مشددة
• ترددات غير مرخصة
• عدم وجود تداخل مع أجهزة 2.4 جيجا هرتز
• استهلاك منخفض للطاقة

عيوب الموجة Z:

• سرعة منخفضة
• 30 , Z-Wave ,
• Sigma Designs

بالطبع ، في مقال واحد ، من الصعب وصف جميع البروتوكولات والتقنيات الحالية بكل تنوعها. لذا ، خلف الكواليس ، على سبيل المثال ، ANT + ، WirelessHART ، Ingenu ، Telensa .
وتجدر الإشارة إلى أن بعض الشركات المصنعة تسعى جاهدة مع ذلك لتقريب التكنولوجيا وتطبيقها بطريقة أو بأخرى. تتوفر وحدات الوضع المزدوج في السوق ، مثل وحدة NeReus LoRa / Sigfox . بالإضافة إلى ذلك ، كما ذكرت شركة STRIZH-Telematics ، توفر تقنية STRIZH التوافق التام مع LoRa.

في الختام ، وفقا ل Machina Research، وهي مجموعة استشارية M2M ، بحلول عام 2024 سيكون هناك ما مجموعه 27 مليار اتصال M2M في العالم ، 14٪ منها سيتم تمثيلها بواسطة اتصالات LPWAN مثل SigFox ومنافسيها مثل LoRa و Neul.

التعليقات والتصحيحات ، يرجى ترك في التعليقات.

Source: https://habr.com/ru/post/ar390825/