Выбор правильного протокола связи IoT для вашего проекта

За последние 20 лет технология IoT позволила создать взаимосвязанную сеть из более чем 20 миллиардов устройств по всему миру. Эти устройства способны чувствовать, передавать, обрабатывать и принимать жизненно важную информацию через сеть, простирающуюся на тысячи километров. Применения этих устройств обмена данными охватывают секторы от чисто производственных отраслей — машиностроения, нефтегаза и коммунального хозяйства — до сервисных компаний: транспорта, здравоохранения и гостеприимства.

Однако важно отметить, что эти устройства могут обмениваться данными только при безопасном соединении между ними. И именно для этого созданы стандарты и протоколы IoT. Для обеспечения безопасной и высокоскоростной передачи данных между конечными IoT-устройствами.

Существует различные IoT-протоколы, которые бизнес может использовать для разработки end-to-end IoT-решений. Тем не менее, у каждого из этих стандартов свои уникальные особенности и возможности, что усложняет выбор протокола, подходящего для конкретных вариантов использования. Рассмотрим 10 самых перспективных протоколов и стандартов связи, которые можно использовать для построения IoT-решений под ваши требования.

A. LoRaWAN

С двухсторонней связью, встроенными модулями безопасности и сервисами как для локальных, так и для мобильных устройств, LoRa — идеальный выбор для бизнеса, ищущего широкую сеть (WAN) для своих батарейных IoT-устройств.

LoRaWAN особенно полезен для дальней передачи телеметрических данных среди низкоэнергетичных устройств. Его наиболее полезная особенность — способность подключать миллионы конечных устройств одновременно. Низкоэнергетичные шлюзы LoRa собирают данные с множества устройств и передают их со скоростью 0,3–50 кбит/с на большие расстояния.

B. Bluetooth

BLE (Bluetooth Low Energy) протокол обычно используется для короткодистанционной беспроводной передачи данных. Его применение широко распространено в носимых устройствах, позволяя связывать два или более умных устройства. Bluetooth обеспечивает быструю передачу данных на коротких дистанциях при низком энергопотреблении и является одним из самых влиятельных протоколов интернета вещей века. Однако он может использоваться только для передачи маленьких файлов и полезных нагрузок.

C. ZigBee

Протокол ZigBee используется больше для промышленных целей, чем для коммерческих. На частоте 2,4 ГГц он передает данные в промышленной среде при меньших скоростях. Протокол связи ZigBee позволяет разрабатывать безопасные, масштабируемые и низкоэнергетичные end-to-end IoT-решения для различных вариантов использования.

Используя возможности языка IoT Dotdot, протокол ZigBee также может использоваться для подключения умных устройств к коллективной работе и бесшовному выполнению автоматизированных задач.

D. Cellular (Сотовая связь)

Сотовая сеть на базе 3G, 4G или даже 5G подходит для передачи информации на большие расстояния. Из всех остальных IoT-стандартов это лучший выбор для операций, требующих дальней передачи больших объемов данных.

Хотя сотовая связь соответствует потребностям бизнеса в дальней передаче данных, плата за использование сотовых сетей довольно высока. Кроме того, энергия, потребляемая устройствами, работающими в сотовой сети, также довольно высока.

E. Sigfox

Разработан специально для машино-машинного взаимодействия, Sigfox объединяет возможности как сотовых, так и Wi-Fi протоколов. Ультраузкополосный (UNB) диапазон Sigfox может передавать только низкоуровневые данные, но со скоростью до 1000 бит в секунду и с минимальным энергопотреблением 50 микроватт. Этот протокол связи IoT также поддерживается облачными возможностями и имеет диапазон 3–50 км на устройство, варьирующийся в зависимости от топографических особенностей.

F. Z-Wave

Протокол Z-Wave использует возможности радиочастотной связи для передачи данных из одной локации в другую. Обычно используется для коммерческих приложений, его использование позволило создавать решения для умных городов, домов и офисов. С помощью своего суб-1ГГц диапазона Z-Wave обеспечивает самую низкую задержку из всех остальных стандартов и протоколов IoT.

Частота протокола Z-Wave около 900 МГц, а его диапазон достигает 30–100 метров. Он также совместим с облачным хранилищем и передает данные со скоростью 40–100 кбит/с.

G. MQTT IoT

Message Query Telemetry Transport (MQTT) широко используется для удаленного мониторинга. Он эффективен в получении данных от множества удаленно расположенных электронных устройств и передаче их на централизованную платформу. Протокол MQTT работает благодаря своим трем основным компонентам: подписчик, издатель и брокер. Пока данные генерируются и передаются механизмом подписчика, издатель способен предоставлять варианты маршрутизации информации. Задача брокера — обеспечить безопасность передаваемых данных.

H. DDS

DDS — расширяемый, высокопроизводительный и реально-временной M2M-взаимодействующий стандарт IoT, способный передавать данные на облачные платформы и устройства с малым отпечатком. Через свои два слоя — DCPS и DLRL — служба распределения данных доставляет информацию на платформу интуитивным образом.

I. AMQP

AMQP — протокол прикладного уровня, разработанный для сред промежуточного ПО (middleware). Это международно признанный протокол, использующий свою.message-ориентированную архитектуру для передачи данных через свои три основных компонента: Exchange, Message Queue и Binding. Все эти компоненты работают сообща, чтобы поместить части полученного сообщения в очередь и хранить их через соединение, обеспечиваемое компонентом Binding.

J. CoAP

Constrained Application Protocol (CoAP) обычно используется ограниченными умными гаджетами — устройствами, имеющими схожую сгруппированную среду. IoT-системы, использующие CoAP, управляются HTTP-протоколами и используют протокол UDP (user datagram protocol) для реализации легковесных данных. Его RESTful-архитектура и бинарный формат данных делают его идеальным для приложений, связанных с автоматизацией, мобильными телефонами и микроконтроллерами.

Ключевые выводы:

Хотя существуют и другие IoT-протоколы, такие как NFC, RFID, Thread и EnOcean; важно отметить, что у каждого стандарта свои спецификации и преимущества. Изучение этих спецификаций — существенный аспект для любой компании перед разработкой IoT-решения, так как протоколы отвечают за скорость, объем и диапазон передачи данных.

Лучше выбрать end-to-end провайдера IoT-услуг, который может предоставлять бесшовные IoT-решения, используя все протоколы Интернета вещей. Biz4Intellia — одна из таких компаний, использующая возможности каждого стандарта и предоставляющая IoT-решения для каждого протокола. Так чего ждете? Нажмите на ссылку, чтобы поделиться своими требованиями и начать свой IoT-путь, основанный на черных ящиках решений Biz4Intellia.