إنترنت الأشياء يتطور بسرعة. وقد أدى ذلك إلى إدخال العديد من الأجهزة الذكية, مما يجعل الاتصال بالمواقع البعيدة أمرًا سهلاً. واحدة من أحدث التطورات التكنولوجية في إنترنت الأشياء هي بوابة MQTT, الذي يعمل كوسيط بين منصات السحابة وإنترنت الأشياء.
إم كيو تي تي لتقف على نقل القياس عن بعد لخدمة وضع الرسائل في قائمة انتظار. إنه من بين بروتوكولات الاتصال الرئيسية لأجهزة إنترنت الأشياء والشبكات المحلية. إنه بروتوكول مثالي للاتصال بين الأجهزة الذكية أو الاتصال من آلة إلى آلة. إنه يعمل بشرطين;
- بيئات الكمون العالية
- عرض النطاق الترددي المنخفض
يعمل MQTT على تسهيل نقل الرسائل خفيفة الوزن للغاية بين الخادم والعميل. ويستخدم بروتوكول الإنترنت (الملكية الفكرية) كمسار لإرسال الرسائل.
ما هي بوابة MQTT?
عمومًا, يمكن تعريف بوابة MQTT على أنها وسيط بين أي نظام أساسي لإنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار. إنه يعمل عن طريق الحصول على البيانات من هذه المستشعرات أو الأجهزة الذكية وترجمتها إلى MQTT. ثم ينقل تلك البيانات إما إلى منصة إنترنت الأشياء أو إلى وسيط MQTT.
يمكن أيضًا تعريف بوابة MQTT على أنها بوابة Ethernet التي تعمل كعميل MQTT نظرًا للبرنامج المعدل المدمج.
مزايا بوابة Bluetooth MQTT
- الرسائل خفيفة, وهذا يجعل MQTT فعالاً.
- يسمح بالمراسلة ثنائية الاتجاه. وهذا يعني أنه يتيح إجراء الاتصال من السحابة إلى الجهاز أو من جهاز إلى السحابة.
- MQTT موثوقة وفعالة في تسليم الرسائل.
- إنه آمن لأنه يتيح تشفير الرسائل باستخدام TLS.
كيف تعمل بوابة Bluetooth MQTT?
تعمل بوابة Bluetooth MQTT عن طريق مسح جميع الأجهزة أو أجهزة الاستشعار الموجودة داخل نطاق البوابة واكتشافها. فهو يسمح لجميع الأجهزة التي يكتشفها بالتواصل وإدارة اتصالاتها من خلال منصة مركزية لإنترنت الأشياء.
يحصل جميع عملاء MQTT على إشعارات عندما يكونون حول البوابة; وبالتالي يمكنهم ذلك تتبع تلك البوابة بسهولة. يوضح الرسم البياني التالي كيفية عمل بوابة MQTT Ble.
كيفية إعداد بوابة MQTT واختبارها
تشبه بوابة MQTT بوابة Ethernet, والإعداد مشابه تقريبًا.
- ابدأ ببناء بوابة فعلية.
لبناء هذه البوابة, ابدأ بتوصيل الأشياء أو توصيل النظام الكهربائي. عند توصيل الأسلاك, لاحظ أن اتصالات المستشعر القياسية تختلف عن اتصالات وحدة الراديو. والسبب هو أن معظم وحدات Ethernet لا تشترك في SPI مع وحدة الراديو.
والشيء التالي عند بناء البوابة هو القيام بالتكوين. تأكد من اختيار المنفذ, ماك, وعنوان IP الثابت الذي تفضل استخدامه لبوابتك في هذه المرحلة. يجب أن يكون عنوان MAC الذي تحدده فريدًا وغير مستخدم في الشبكات الأخرى.
- إعداد بوابة MQTT
بمجرد بناء البوابة, يمكنك تحديد الوحدة النمطية لتشغيل MQTT الخاص بك. الوحدتان اللتان يمكنك استخدامهما هما;
- اردوينو+W5100وحدة إيثرنت
- وحدة ESP8266
يمكنك بعد ذلك توصيل وحدة Ethernet التي تختارها والراديو. في هذه المرحلة, تأكد من تحديد موضوعك ونشر البادئة في الرسم المقدم. على سبيل المثال;
MY_MQTT_PUBLISH_TOPIC_PREFIX / FROM_NODE_ID/SENSOR_ID
بعد ذلك سيصلك موضوعك من البوابة حسب البيانات التي أرسلتها. من المثال أعلاه, سوف تتلقى ما يلي;
mygateway1-out/2/1/1/0/49
في حال قررت مشاركة البيانات مع أجهزة الاستشعار الخاصة بك, استخدم الموضوع التالي كما هو في الرسم الخاص بك;
MY_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC_PREFIX
ردود الفعل ستكون على النحو التالي;
mygateway1-in/2/1/1/0/49
بمجرد إعداد بوابة MQTT, يُنصح باختباره باستخدام وسيط للتأكد من أنه يعمل. يوصي متخصصو إنترنت الأشياء باستخدام البعوض كأفضل وسيط. Mosquito هو وسيط رسائل مرخص يساعد في تنفيذ بروتوكولات MQTT.
وسيط MQTT
يساعد الوسيط في التعامل مع العملاء بتقنية MQTT. يمكنه إدارة المئات, الآلاف, أو الملايين من عملاء MQTT المتصلين في وقت واحد, اعتمادا على التنفيذ. وظائفها الرئيسية هي;
- تلقي المعلومات
- فك وتصفية الرسائل الواردة
- تحديد العميل الذي سيكون مهتمًا بالرسالة
- نقل هذه الرسائل إلى العملاء حسب اهتماماتهم
بوابة MQTT كجسر
تعمل بوابة MQTT كجسر لجميع أجهزة وأجهزة الاستشعار MQTT أو إنترنت الأشياء. أيضًا, يمكن لـ Cloud IoT core التواصل مع الأجهزة التي تستخدم MQTT كجسر. عندما تقوم بتوزيع أجهزة MQTT في العديد من الأماكن المختلفة, بعض البيانات مطلوبة للتحليل. يجب أن تكون هذه البيانات على خادم مشترك.
في هذه الحالة, يمكنك نشر البوابة في كل موقع توجد به أجهزة MQTT الخاصة بك. يمكن أن تعمل بوابة MQTT كجسر من خلال دمج البيانات في موقع مركزي. يوضح الشكل أدناه كيفية عمل بوابة MQTT كجسر.
آمن خلف بوابة MQTT
يمكنك تأمين أجهزة الاستشعار, حافة إنترنت الأشياء, والأجهزة الموجودة في المبنى الخاص بك خلف بوابة MQTT, كما هو مبين أدناه.
تبدأ بتوصيل الأجهزة وأجهزة الاستشعار الموجودة في منشأتك بمنصة إنترنت الأشياء المتوفرة باستخدام البوابة. وهذا يساعد في ضمان حل آمن لإنترنت الأشياء.
والخطوة التالية هي دمج جميع بيانات المستشعر ونقلها إلى منصة إنترنت الأشياء المركزية. هذه البيانات آمنة حيث تدعم البوابة تشفيرها. يمكنك أيضًا أن تقرر صياغة شهادتك لتأمين الاتصال بين أجهزة إنترنت الأشياء. أهمية بوابة MQTT أمر بديهي, لذلك لا مفر من اختيار مورد جيد. موكوبلو هو مورد بوابة MQTT ممتاز.
اتصل بفتح بوابة MQTT عبر الاتصال اللاسلكي والبلوتوث
لا يمكن نقل الرسائل بين أجهزة إنترنت الأشياء إلا من خلال تقنية البلوتوث أو التقنية اللاسلكية. يمكن للتقنيتين دعم أجهزة استشعار MQTT-SN. إنه, لذلك, يمكنك توصيل أجهزة إنترنت الأشياء الخاصة بك بسهولة وسرعة بالبلوتوث والتقنيات اللاسلكية الأخرى.
لأولئك الذين يستخدمون WebSocket, يمكن أن يكون الاتصال بين أجهزة إنترنت الأشياء إما لاسلكيًا أو سلكيًا بعيد المدى.
يدعم أي خادم MQTT
يمكن لبوابة إنترنت الأشياء الصناعية MQTT أن تعمل بشكل لا تشوبه شائبة مع معظم منصات إنترنت الأشياء. وتشمل هذه المنصات;
- أزور إنترنت الأشياء
- جوجل السحابية لإنترنت الأشياء
- أمازون إنترنت الأشياء
- آي بي إم واتسون
تقوم هذه البوابة بتفسير البيانات التي تتلقاها من الأجهزة وأجهزة الاستشعار ثم تنقلها إلى منصة إنترنت الأشياء. المعلومات التي يرسلها تكون بتنسيق بروتوكول MQTT. يمكن للمستخدمين عرض هذه البيانات في أي وقت يشتركون فيه في موضوع MQTT.
بالإضافة إلى ذلك, يمكنك إضافة واجهات بروتوكول أخرى إلى البوابة, اعتمادا على المتطلبات. يمكنك تعديل البوابة بطريقة تمكنها من تخزين المعلومات محليًا. ومن السهل أيضًا تخصيص واجهة المستخدم للمساعدة في إدارة الأجهزة المحلية.
الحالات التي يتم فيها استخدام بوابة MQTT Bluetooth
أ) في الصناعات
تُستخدم بوابة MQTT على نطاق واسع في البيئات الصناعية على مستوى العالم للمساعدة في تحسين جميع العمليات التجارية. وتشمل هذه الصناعات;
- شركات النفط والغاز
- شركات الأغذية والمشروبات
- شركات الأعمال الزراعية
- الصناعات التعدينية
- شركة التصنيع
يقومون جميعًا بتثبيت العديد من أجهزة الاستشعار في مؤسساتهم والتي تساعد في نقل بيانات القياس عن بعد المهمة. يتم بعد ذلك تحليل هذه المعلومات لمعرفة ما إذا كان هناك أي تناقضات في عملياتهم التجارية اليومية.
يمكن لهذه الصناعات أيضًا استخدام البيانات لمعرفة الاتجاهات في أعمالها. بهذه المعلومات, يمكنهم العثور على ثغرات, نقاط القوة, ويحتاج إلى تحسين عملياتهم التجارية.
ب) في الشركات التي تستخدم شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWAN)
تحتوي بوابة MQTT على العديد من الميزات التي تعتبر حيوية لنقل البيانات في البيئات التي تستخدم LPWAN. ينقل بكفاءة رسائل خفيفة الوزن مصممة لـ;
- الكمون العالي
- عرض النطاق الترددي المنخفض
- شبكات غير موثوقة
تجعل هذه الميزات MQTT مناسبة لنقل كميات كبيرة من الرسائل مرة واحدة. لذلك, يمكن للشركات التي تستخدم LPWAN الاعتماد على MQTT لإرسال رسائل الاستشعار الخاصة بها إلى الحلول السحابية والمنصات التحليلية.
ج) في الفيسبوك
يعتمد فيسبوك على MQTT كبروتوكول الاتصال الأساسي. يساعد في إرسال رسائل استشعار مجمعة للمستخدمين. يتم أيضًا نقل رسائل Facebook إلى منصات Instagram باستخدام MQTT.
د) في المنازل الذكية
تعد بوابة MQTT من بين البروتوكولات الأكثر تفضيلاً لأتمتة المنازل الذكية في العالم. يمكنك استخدامه جنبًا إلى جنب مع الأنظمة الأساسية السحابية الأخرى مثل Azure وIBM Watson. يمكن لهذه التكنولوجيا أن تساعد الأشخاص على اكتشاف ومراقبة كيفية استخدامهم للطاقة في منازلهم الذكية. كما أنه يساعد في مراقبة درجة حرارة المكان في الوقت الحقيقي ونوعية الهواء. بوابة بلوتوث تم تصميمه للمنازل الذكية.
ه) قطاع السيارات
أحد الأولويات المهمة في صناعة السيارات هو التحول الرقمي. يعد MQTT أمرًا حيويًا في هذه القطاعات لأنه يعمل كمراسلة موثوقة بين السحابة والمركبة.
F) النقل والخدمات اللوجستية
ويعتمد قطاع النقل على تقنية MQTT لأنها تساعد أثناء حركة البضائع والخدمات اللوجستية. مع وظيفة الرسائل, يساعد MQTT على تتبع البضائع والأساطيل. وهذا يجعل قطاع النقل أكثر موثوقية وكفاءة.
وظائف بوابة MQTT
- ينقل المعلومات بين الخادم والعميل بكفاءة.
- فهو يساعد في تكامل شبكات Modbus TCP وMQTT.
- فهو يساعد في إدارة مجموعات الأجهزة من خلال لوحة الوصول إلى الويب عن بعد.
- لقد تم تصميمه أيضًا كمحول للبروتوكول والواجهة.
- يعمل كوسيط بين أي منصة وخادم إنترنت الأشياء.
- كما أنه يعمل كوسيط بين وسيط MQTT وأجهزة الاستشعار.
سعر بوابة MQTT
يعتمد سعر بوابة MQTT على عوامل مثل;
- منطقة الانتشار
- مواصفات MQTT
- عدد الميزات التي يمتلكها MQTT
- سواء كان مبتدئًا أو متقدمًا
خاتمة
بوابة MQTT Ble هي بروتوكول اتصال يعمل كوسيط بين أي نظام أساسي لإنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار. إنه يعمل عن طريق الحصول على البيانات من هذه المستشعرات أو الأجهزة الذكية وترجمتها إلى MQTT. ثم ينقل تلك البيانات إما إلى منصة إنترنت الأشياء أو إلى وسيط MQTT.
تعمل هذه البوابة كجسر لجميع أجهزة وأجهزة الاستشعار MQTT أو إنترنت الأشياء. يعد MQTT ضروريًا في الصناعات, منصات التواصل الاجتماعي, السيارات, وقطاعات النقل.
