IoT-laitteiden määrän jatkuvasti kasvaessa näiden laitteiden yhteydenpidosta tai yhteydenpidosta on tullut tärkeä pohdinnan aihe. Gartnerin tutkimuksen mukaan esineiden internetin laitteiden määrä nousee 20,4 miljardiin vuoteen 2020 mennessä. On olemassa useita IoT-viestintäprotokollia, ja niillä on erilaiset ominaisuudet, datanopeus, viestintäalue, teho ja muisti. Ja jokainen niistä on etuja ja puutteita kannalta yksi tai useampi näistä tekijöistä. Osa viestintäprotokollista soveltuu käytettäväksi pienissä kodinkoneissa, kun taas useita muita voidaan käyttää valtavissa älykaupunkihankkeissa.
suuret IoT-tietoliikenneprotokollat
koska IoT: stä on tullut kuuma kenttä IT-ammattilaisille, tässä on lyhyt katsaus tärkeimpiin IoT-tietoliikenneprotokolliin, joita käytetään yleisimmin IoT-laitteissa.
Bluetooth Low Energy
Bluetooth Low Energy (BLE) on paranneltu versio Bluetoothista, joka on yksi vanhimmista ja laajimmin käytetyistä langattomista teknologioista tehokkaaseen viestintään lyhyellä noin 10 metrin etäisyydellä. Bluetooth-konseptin käynnisti Nils rydbeck Ericsson Mobilella Ruotsissa vuonna 1989. Vuosina 2001-2004 tätä optimoitiin edelleen Nokian alhaisemmaksi virrankulutukseksi ja edullisemmaksi versioksi Bluetooth Low Energy protocol tai Bluetooth Smart. Se on suunniteltu tarjoamaan merkittävästi pienempi virrankulutus säilyttäen viestintä alue. Tämän ominaisuuden vuoksi Bluetooth on johtava IoT-laitteiden käyttämä protokolla. Sitä käyttävät tällä hetkellä kaikki tärkeimmät käyttöjärjestelmät, kuten iOS, Android, Windows Phone, Blackberry, OS X, Linux ja Windows. Bluetooth-teknologian uusin versio, Versio 5.0, lisää innovatiivisen Internet-protokollan Tukiprofiilin. Se on täysin kehitetty ja optimoitu Internet of Things-laitteille.
WiFi
WiFi on toinen yleisesti käytetty protokolla IoT-laitteiden viestinnässä. WiFi on tullut välttämätön osa elämäämme, koska se käyttää monenlaisia infrastruktuuria, joka tarjoaa nopeita tiedonsiirtoja nopeuttaa jopa satoja megabittejä sekunnissa ja kyky käsitellä valtavia määriä tiedonsiirtoja. Monille elektronisten laitteiden suunnittelijoille tämä on suosituin valinta sen kantaman infrastruktuurin vuoksi. Kahden WiFi-yhteydenpitoa käyttävän laitteen välinen etäisyys on noin 50 metriä, mikä on paljon suurempi kuin Bluetooth-tekniikalla kommunikoivat laitteet.
WiFi perustuu IEEE 802.11-standardiperheeseen, ja sen ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 1997. Tämä versio kykeni toimittamaan jopa 2Mbit/s linkkinopeuksia. Tällä hetkellä yleisin WiFi-standardi on 802.11 n, joka perustuu IEEE 802.11: een, mutta myös 802.11 ac: n käyttö lisääntyy nopeasti. Uusin versio tarjoaa jopa nopeamman viestinnän kuin 802.11 n. Vaikka WiFi soveltuu erittäin hyvin IoT-laitteiden väliseen viestintään, se kuluttaa toiminnassaan paljon virtaa. Kuitenkin, se on tehokkain protokolla tiedostojen siirtoja keskuudessa useimmat IoT laitteet tällä hetkellä.
ZigBee
ZigBee on IEEE 802.15.4-standardiin perustuva lyhyen kantaman langaton tietoliikenneprotokolla, joka toimii 2,4 GHz: n taajuudella 250kbps: n tiedonsiirtonopeudella. Tärkeimmät ominaisuudet, jotka tekevät Zigbeestä sopivan tehokkaaseen IoT-laitteiden väliseen viestintään, ovat alhainen virrankulutus, suuri skaalautuvuus, turvallisuus ja kestävyys sekä korkeat solmumäärät. Vaikka verkon solmujen enimmäismäärä voi olla 1024 jopa 200 metrin etäisyydellä, ZigBee voi käyttää jopa 128-bittistä AES-salausta.
ZigBee-spesifikaatio (IEEE 802.15.4-2003) vahvistettiin ensimmäisen kerran joulukuussa. 14, 2004, ja julkaistiin 2005. ZigBee-protokolla on ihanteellisesti suunniteltu käytettäväksi kotiautomaatiossa ja suurissa teollisuuskohteissa, joissa tarvitaan vähän virtaa, ja tiedonvaihto kodin tai rakennuksen välillä on harvinaista alhaisilla tiedonsiirtonopeuksilla. On laaja valikoima käyttäjäkunta käyttää ZigBee kuin ensisijainen viestintämuoto IoT laitteiden välillä.
sen uusin julkaisu on ZigBee 3.0, jota voidaan pitää useana langattomana ZigBee-standardina, joissa kaikki niiden ominaisuudet on yhdistetty yhdeksi. Sähköjärjestelmät, kuten katuvalaistus ja kaupunkialueiden sähkömittarit, jotka vaativat pientä virrankulutusta, käyttävät Zigbee-protokollaa ensisijaisena viestintämuotona IoT-laitteiden joukossa. ZigBee-protokollaa voidaan käyttää myös turvajärjestelmien ja älykotien kanssa.
Z-Wave
Zigbeen tapaan Z-Wave on pienitehoinen radiotaajuinen tietoliikenneprotokolla, joka on suunniteltu ensisijaisesti kotiautomaatiojärjestelmiin ja elektronisiin laitteisiin, kuten lampunohjaimiin ja antureihin. Taajuus Z-Aalto tietoliikenneprotokollan on 900MHz, ja alue on noin 30-100 metriä, minkä vuoksi häiriöitä tämän protokollan muiden langattomien tietoliikenneprotokollien kuten WiFi, Bluetooth, ja ZigBee (jotka toimivat 2.4 GHz) on vähäinen. Sen datanopeus vaihtelee noin 40kbps 100kbps.
Z-Wave on yksinkertaisempi protokolla kuin kaikki muut protokollat, ja siksi sitä voidaan kehittää helposti ja paljon nopeammin. Z-Wavessa käytetty radiotaajuuskaista on maakohtainen. Esimerkiksi 868.Taajuusalue 42 MHz SRD (Eurooppa), taajuusalue 900 MHz ISM tai 908,42 MHz (Yhdysvallat), taajuusalue 916 MHz (Israel), taajuusalue 919,82 MHz (Hongkong), taajuusalue 921,42 MHz (Australia/Uusi-Seelanti) ja taajuusalue 865,2 Mhz (Intia).
LoRaWAN
Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) on protokolla, joka on tarkoitettu ensisijaisesti pitkän kantaman langattomilla Akkukäyttöisillä IoT-laitteilla alueellisissa, kansallisissa tai maailmanlaajuisissa verkoissa. Se on erityisesti tunnettu kyvystään kommunikoida pitkän kantaman vähiten virrankulutusta ja havaitsee signaalit alle melutason. Tätä protokollaa käytetään pääasiassa älykkäissä kaupungeissa, joissa on laaja verkko, jossa on miljoonia ja taas miljoonia laitteita, jotka toimivat pienemmällä teholla ja muistilla, Edullinen mobiilisuojattu viestintä IoT-laitteissa sekä laaja valikoima teollisuussovelluksia. Sen datanopeus on 0,3 kbps – 50kbps.
älykäs katuvalaistus on käytännön esimerkki LoRaWAN-protokollaa käyttävästä järjestelmästä, jossa katuvalot on yhdistetty LoRaWAN-protokollaa käyttävään LoRa-yhdyskäytävään. Yhdyskäytävä puolestaan on yhdistetty pilvisovellukseen, joka ohjaa täysin hehkulamppujen kirkkautta ympäristön luonnonvalon perusteella. Se auttaa suuresti vähentämään virrankulutusta päiväsaikaan himmentämällä Lamput.
Near Field Communication
Near Field Communication (NFC) on yksinkertainen ja turvallinen protokolla, joka helpottaa IoT-laitteiden välistä kaksisuuntaista tiedonsiirtoa. Se käyttää pääasiassa sähkömagneettista induktiota kahden silmukka-antennin välillä, jotka sijaitsevat toistensa sisällä lähellä kenttää. Se on suunniteltu erityisesti älypuhelimille, joiden avulla asiakkaat voivat tehdä kontaktittomia maksutapahtumia. Se auttaa myös käyttäjiä käyttämään digitaalista sisältöä ja yhdistämään elektronisia laitteita. Periaatteessa se laajentaa kontaktittoman korttiteknologian valmiuksia ja mahdollistaa IoT-laitteiden tiedon jakamisen noin alle 4 senttimetrin etäisyydellä.
NFC-protokollan datanopeus vaihtelee 106kbps: stä 424kbps: ään. Koska NFC-protokolla on lyhyen kantaman tietoliikenneprotokolla, se kuluttaa vähemmän virtaa. Se vie vähemmän aikaa perustaa ja ei vaadi pariksi laitteita. Lyhyen kantaman viestinnän vuoksi ei-toivottujen häiriöiden mahdollisuus muihin ympäristössä oleviin verkkoihin vähenee huomattavasti.
IoT-tietoliikenneprotokollat: ”paras vaihtoehto” vs. ”paras sopiva vaihtoehto”
nykyään yleisimmin käytetyt IoT-tietoliikenneprotokollat ovat Bluetooth ja WiFi, mutta Lähikenttäliikenne etenee nopeasti. Sen päättäminen, mikä edellä mainittu tietoliikenneprotokolla sopii parhaiten IoT-laitteille, on vaikeaa, mutta voittaja olisi se, joka on helposti saatavilla useimmissa vasta valmistetuissa IoT-laitteissa ja puhelimissa mukavalla nopeudella. Vaikka nykyisen laajan käyttötapausvalikoiman perusteella ”parhaan” vaihtoehdon löytämisen sijaan kyse voisi olla pikemminkin ”parhaiten sopivan” vaihtoehdon löytämisestä riippuen vaatimuksista. Esimerkiksi, jos sinun täytyy siirtää valtavia määriä dataa ja tiedostoja verkon yli, WiFi olisi ihanteellinen valinta, kun taas jos haluat tehdä pikamaksuja kontaktiton korttitekniikka, NFC on listan kärjessä. Siksi voittava viestintäprotokolla riippuu täysin tavoitteista, joita yrität saavuttaa.
esikuva: