اتصال إنترنت الأشياء فعال وآمن باستخدام بروتوكول MQTT والبوابات الذكية

عندما نتحدث عن ربط ملايين أجهزة إنترنت الأشياء للحصول على اتصال موثوق وخفيف الوزن وآمن، يبرز اسم واحد دائمًا: MQTT. أصبح هذا البروتوكول مكونًا أساسيًا لأجهزة الاستشعار، والبوابات الصناعية، وأجهزة المنزل الذكية، ومنصات الحوسبة السحابية للتواصل دون إثقال الشبكة أو زيادة استهلاك الطاقة بشكل مفرط.

بعيدًا عن كونه مجرد "بروتوكول آخر"، يتناسب بروتوكول MQTT تمامًا مع الاحتياجات الحقيقية لإنترنت الأشياءالشبكات غير المستقرة، والنطاق الترددي المنخفض للغاية، والأجهزة المحدودة جدًا، والبيئات الصناعية المتطلبة، أو التطبيقات شبه الآنية مثل المصانع الإلكترونية، وقياس استهلاك الطاقة عن بُعد، أو أنظمة التشغيل الآلي المتقدمة للمنازل. دعونا نلقي نظرة متأنية ومفصلة على كيفية عملها، ودورها في اتصال إنترنت الأشياء، وما هي بوابة MQTT، وفي أي الحالات تحديدًا يكون استخدامها أكثر جدوى مقارنةً بالخيارات الأخرى.

ما هو بروتوكول MQTT ولماذا أصبح شائعًا جدًا في مجال إنترنت الأشياء؟

بروتوكول MQTT (بروتوكول نقل بيانات القياس عن بُعد عبر قوائم الانتظار) هو بروتوكول مراسلة خفيف الوزن ومفتوح المعيار صُممت هذه التقنية خصيصاً للاتصال بين الأجهزة (M2M)، وبالتالي لإنترنت الأشياء. هدفها واضح جداً: القدرة على إرسال واستقبال البيانات بين الأجهزة حتى في حال ضعف الشبكة، ومحدودية النطاق الترددي، وضعف ذاكرة الجهاز أو قدرته الحاسوبية.

بخلاف نموذج العميل والخادم الكلاسيكي، يستخدم بروتوكول MQTT بنية النشر/الاشتراك يعتمد هذا النظام على وسيط مركزي يُسمى الوسيط. لا تتواصل الأجهزة فيما بينها مباشرةً، بل تنشر رسائل في مواضيع محددة وتشترك في المواضيع التي تهمها. ويتولى الوسيط مسؤولية استقبال جميع هذه الرسائل، وتصفيتها، وإيصالها إلى العملاء المناسبين.

هذه الطريقة في العمل تجعل MQTT يتميز بمرونة وقابلية توسع فائقةبدلاً من وجود مئات أو آلاف من الاتصالات من نقطة إلى نقطة التي يصعب إدارتها، يتم تنسيق كل شيء من خلال الوسيط، الذي يمكنه التعامل مع عدد قليل من الأجهزة إلى ملايين الأجهزة، اعتمادًا على التنفيذ والموارد المتاحة.

أهم الميزات التقنية لبروتوكول MQTT لإنترنت الأشياء

بروتوكول خفيف الوزن وفعال

أحد الأسباب الرئيسية لشعبية بروتوكول MQTT في إنترنت الأشياء هو أنه خفيف بشكل لا يصدقيمكن أن يتطلب التنفيذ على الجهاز القليل جدًا من التعليمات البرمجية ويتطلب موارد قليلة جدًا، مما يجعله مثاليًا لوحدات التحكم الدقيقة المتواضعة، وأجهزة الاستشعار منخفضة التكلفة، أو المعدات التي تعمل بالبطارية.

يمكن أن تحتوي رسالة التحكم في بروتوكول MQTT في أبسط صورها على بايتان فقط من البياناتعلاوة على ذلك، تتميز رؤوس الرسائل بصغر حجمها، مما يقلل من عبء الاتصال. هذا التصميم مثالي للسيناريوهات التي تتضمن عرض النطاق الترددي القليل أو الشبكات باهظة الثمن (مثل بعض الشبكات الخلوية أو شبكات LPWAN)، حيث كل بايت مهم.

بالمقارنة مع البروتوكولات الأثقل، مثل HTTP بطلباتها المعقدة وعناوينها المطولة، يسمح بروتوكول MQTT لتحسين استخدام الشبكةيُعد هذا الأمر بالغ الأهمية عندما تتواصل آلاف الأجهزة كل بضع ثوانٍ.

نموذج النشر/الاشتراك مع المواضيع

يعتمد بروتوكول MQTT على نموذج من النشر/الاشتراك في المواضيعهذه سلاسل نصية (بترميز UTF-8) تُنظّم المعلومات في مستويات. على سبيل المثال، في منزل ذكي قد يكون لدينا:

• درجة حرارة المنزل/غرفة المعيشة
• منزل/مطبخ/دخان
• باب المنزل/المرآب/المنزل

سيقوم مستشعر درجة الحرارة الموجود في غرفة المعيشة بنشر قراءاته على الموضوع درجة حرارة المنزل/غرفة المعيشةبينما يقوم تطبيق المراقبة بالاشتراك في نفس الموضوع لتلقي جميع الرسائل الواردة. وبهذه الطريقة، تصبح إضافة أجهزة جديدة أو مستهلكي بيانات أمرًا بسيطًا للغاية. استخدم المواضيع المناسبة، دون الحاجة إلى تغيير البنية التحتية الحالية.

هذا النظام، وإن لم يكن نظام طوابير رسائل تقليديًا تمامًا، إلا أنه يشبه إلى حد كبير النماذج القائمة على الطوابير: حيث تقوم الأجهزة بإنشاء الرسائل وإرسالها إلى نقطة مركزية (الوسيط)، ثم تستهلك أنظمة المعالجة تلك البيانات وفقًا لاحتياجاتهم. وهذا يُسهّل توسيع نطاق النظام بشكل كبير عن طريق زيادة عدد المستهلكين دون تغيير أجهزة الاستشعار.

جودة الخدمة والموثوقية

تتصل العديد من أجهزة إنترنت الأشياء من خلال شبكات ذات زمن استجابة عالٍ، ونطاق ترددي منخفض، وموثوقية محدودةمثل شبكات الهاتف المحمول المتقطعة أو روابط الاتصال اللاسلكي المزدحمة. يتضمن بروتوكول MQTT سلسلة من الآليات لضمان تسليم الرسائل في هذا السياق.

يحدد البروتوكول ثلاثة مستويات من جودة الخدمة (QoS):

• جودة الخدمة 0 - "مرة واحدة على الأكثر"تُرسل الرسالة مرة واحدة فقط، دون تأكيد. إنها أسرع وأخف طريقة، ولكن قد تُفقد بعض الرسائل.
• جودة الخدمة 1 - "مرة واحدة على الأقل"يضمن هذا وصول الرسالة، حتى وإن وصلت مكررة. ويُستخدم نظام تأكيد الاستلام لضمان التسليم.
• جودة الخدمة 2 - "مرة واحدة بالضبط"هذا هو المستوى الأكثر قوة. فهو يضمن تسليم كل رسالة مرة واحدة فقط، باستخدام مصافحة رباعية المراحلإنه أثقل قليلاً، ولكنه ضروري في بعض الحالات الحساسة.

بفضل مستويات جودة الخدمة هذه، يمكن تكييف بروتوكول MQTT مع حالات استخدام مختلفة: من القياس عن بعد حيث لا يحدث شيء إذا فقدت بيانات معينة، إلى الأنظمة الحيوية حيث يكون تكرار الرسالة أو فقدانها أمرًا غير مقبول.

إدارة عمليات إعادة الاتصال والشبكات غير المستقرة

ومن المزايا الأخرى أن بروتوكول MQTT مصمم لـ بيئات ذات انقطاعات متكررةيتضمن البروتوكول ميزات تقلل الوقت اللازم لإعادة اتصال الجهاز بالوسيط، وهو أمر ضروري في شبكات الهاتف المحمول أو شبكات الواي فاي ذات الجودة المشكوك فيها؛ مما يحسن اتصال واي فاي آمن يمكن أن يكمل هذه القدرات.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للوسيط إدارة الرسائل المحفوظة وحالات الجلسات وغيرها من الميزات التي تسمح للأجهزة استئناف التواصل دون فقدان السياق في كل مرة تتعطل فيها الشبكة ثم تعود للعمل.

الأمان والتشفير

في إنترنت الأشياء، لا يُعدّ الأمن خيارًا. يتضمن بروتوكول MQTT دعمًا لـ التشفير والمصادقة بالاعتماد على البروتوكولات الحديثة: يمكن استخدام TLS 1.3 لتشفير القناة، والمصادقة عبر شهادات العميل، وOAuth، وغيرها من التقنيات الشائعة في بيئات الأعمال والحوسبة السحابية.

يسمح هذا بتشفير الرسائل أثناء نقلها وتطبيقها ضوابط الوصول حول من يمكنه النشر أو الاشتراك في مواضيع معينة، وحماية سرية وسلامة المعلومات، وهو أمر ذو أهمية خاصة في البيئات الصناعية أو الطاقة أو الصحية.

دعم واسع النطاق عبر اللغات والمنصات

يحتوي MQTT تطبيقات متطورة للوسطاء والعملاء بلغات متعددة (بايثون، سي، سي++، جافا، جافاسكريبت، جو، إلخ) ومع مجتمع نشط للغاية. هذا يُسهّل على المطورين دمج أجهزة إنترنت الأشياء مع الأنظمة الحالية، وقواعد البيانات، وأدوات البيانات الضخمة، أو الخدمات السحابية دون الحاجة إلى إعادة اختراع العجلة.

كونه بروتوكولًا مفتوح المصدر مع مكتبات تم اختبارها جيدًامنحنى التعلم قصير بشكل معقول، كما أن خطر حدوث مشكلات التوافق منخفض، مما يجعله جذابًا للغاية للمشاريع التي تتراوح من النماذج الأولية الصغيرة إلى عمليات النشر الضخمة.

دور وسيط MQTT في بنية إنترنت الأشياء

الوسيط هو جوهر أي بنية تعتمد على بروتوكول MQTTوهو المكون الذي يستقبل جميع الرسائل ويعالجها ويوزعها على العملاء المشتركين في المواضيع المقابلة.

ومن بين وظائفها الرئيسية ما يلي:

• تلقي المعلومات يتم نشرها من قبل العملاء (أجهزة الاستشعار، والبوابات، والتطبيقات، وما إلى ذلك).
• فك تشفير الرسائل وتصفيتها وذلك بحسب الموضوع، أو مستوى جودة الخدمة، أو قواعد الأمان.
• حدد العملاء المهتمين في كل رسالة (وفقًا لاشتراكاتك).
• قم بإرسال الرسائل إلى العملاء المستهدفيناحترام سياسات جودة الخدمة والتفويض.

توجد تطبيقات متعددة للوسيط، كلاهما المصادر المفتوحة وكذلك التجاريةومن أشهرها برنامج Mosquitto، الذي يستخدم على نطاق واسع في البيئات المنزلية، والمصنعين، وكذلك في عمليات النشر الأكثر جدية، والذي يسمح بإدارة عدد قليل من العملاء إلى آلاف العملاء من خلال تكوين بسيط نسبيًا.

تطبيق MQTT عمليًا: أردوينو، ESP8266 والشبكات المحلية

في العديد من مشاريع إنترنت الأشياء المنزلية أو شبه الاحترافية، يتضمن السيناريو النموذجي إلى حد ما وجود وسيط MQTT يعمل على جهاز Raspberry Pi أو جهاز كمبيوتر شخصي داخل الشبكة المحلية، وأجهزة مختلفة مثل أردوينو مع تطبيق أردوينو آي أو تي كلاود ريموت أو ESP8266 متصلة كعملاء.

على سبيل المثال، يمكنك استخدام لوحة أردوينو مزودة بمستشعر درجة حرارة DHT22 يقوم بنشر قراءات دورية إلى موضوع مثل درجة حرارة المنزل/غرفة المعيشةفي هذه الأثناء، يشترك جهاز أردوينو آخر أو تطبيق جوال في نفس الموضوع لعرض درجة الحرارة في الوقت الفعلي. الوسيط، وهو في هذه الحالة Mosquitto، مسؤول عن استقبال الرسائل من جهاز الأردوينو الأول وإيصالها إلى الثاني، دون الحاجة إلى معرفة أحدهما بالآخر أو إدارة اتصال مباشر.

يتميز هذا التصميم المعماري بميزة هائلة واحدة: إنه قابل للتوسع بسهولة تامةيمكنك إضافة المزيد من أجهزة الاستشعار، والمزيد من مستهلكي البيانات، وربطها بقواعد البيانات، أو أنظمة التعلم الآلي، أو لوحات معلومات العرض المرئي، دون تعديل سلوك الأجهزة المنشورة مسبقًا. كل ما عليك فعله هو تجربة المواضيع والاشتراكات.

لماذا MQTT وليس HTTP فقط؟

من الأسئلة الشائعة جدًا ما إذا كان استخدام MQTT مجديًا حقًا في حين أنه يمكنك، على ما يبدو، حل كل شيء باستخدام طلبات HTTP مباشرة إلى جهاز ESP8266 أو ما شابه، عن طريق فتح منفذ على جهاز التوجيه وهذا كل شيء، أو حتى باستخدام تقنية WebSockets على نظام Android.

والجواب هو أنه على الرغم من إمكانية ذلك تقنياً، فإن بروتوكول MQTT يوفر العديد من المزايا المهمة:

• انخفاض متوسط ​​زمن الاستجابة وتقليل النفقات العامة في الاتصالات المتكررة، وخاصة مع الرسائل القصيرة التي يتم إرسالها كل بضع ثوانٍ.
• النشر/الاشتراك الأصليلا يحتاج الهاتف المحمول إلى التحدث مع كل جهاز بشكل مباشر؛ فهو يحتاج فقط إلى التحدث مع الوسيط.
• إدارة مركزية للأمن والمصادقة على الوسيط، بدلاً من تكرار المنطق على كل جهاز.
• سهولة التوسعإذا انتقلت غدًا من 5 إلى 500 جهاز، فلن تحتاج إلى فتح 500 منفذ أو إعادة تصميم البنية الشبكية بأكملها.
• دعم أصلي لإعادة الاتصال وجودة الخدمة التفكير في الشبكات غير المستقرة، وهو أمر لا يوفره بروتوكول HTTP بشكل افتراضي.

في سيناريو نموذجي، سيتصل تطبيقك على الهاتف المحمول بخادم MQTT الوسيط (إما داخل الشبكة المحلية باستخدام إعادة توجيه المنافذ، أو بخادم وسيط سحابي)، وينشر رسالة إلى موضوع تحكم (على سبيل المثال منزل/غرفة معيشة/إضاءة/مجموعة)، وسيتلقى جهاز ESP8266، المشترك في هذا الموضوع، الأمر على الفور تقريبًا. كل ما عليك فعله هو الإفصاح عن اسم الوسيط.ليس كل جهاز على الشبكة.

فيما يتعلق بخدمات مثل io.adafruit.com وفترات تفعيلها (كل 15 دقيقة في النسخة المجانية، وكل 5 ثوانٍ في النسخة المدفوعة)، قيود الخدمة المحددةليست المشكلة في بروتوكول MQTT نفسه. فالبروتوكول يسمح بزمن استجابة منخفض للغاية؛ المشكلة تكمن في أن مزود الخدمة يفرض قيودًا على عدد مرات الاستخدام.

بوابة MQTT: البوابة بين أجهزة الاستشعار والسحابة

ما هي بوابة MQTT؟

ما يسمى بـ "بوابة MQTT" أو بوابة MQTT هي في جوهرها جهاز وسيط بين أجهزة الاستشعار أو الأجهزة المحلية ومنصة إنترنت الأشياء أو وسيط MQTTتتمثل وظيفتها الرئيسية في جمع البيانات في بروتوكولات مختلفة (مثل البلوتوث، وأجهزة الاستشعار السلكية، وModbus، وما إلى ذلك)، وتحويلها إلى MQTT وإرسالها إلى السحابة أو إلى وسيط مركزي.

في كثير من الحالات، يتم تنفيذ بوابة MQTT كـ بوابة إيثرنت مزودة ببرنامج محدد وهو يعمل كعميل MQTT. يمكن أن تحتوي هذه البوابة على واجهات لاسلكية، أو مداخل ومخارج صناعية، أو اتصال ناقل ميداني، وهي مسؤولة عن ترجمة كل ذلك إلى لغة MQTT لتوحيدها.

مزايا بوابة MQTT (بما في ذلك MQTT بتقنية Bluetooth)

توفر البوابات القائمة على بروتوكول MQTT، وخاصة تلك التي تتضمن تقنية البلوتوث، العديد من المزايا المهمة:

• ظروف خفيفة جداًمما يجعل الاتصال فعالاً حتى مع وجود العديد من أجهزة الاستشعار التي ترسل البيانات في وقت واحد.
• الرسائل ثنائية الاتجاهفهي تسمح بالاتصال من السحابة إلى الجهاز ومن الجهاز إلى السحابة، وليس فقط بيانات القياس عن بعد للوصلة الصاعدة.
• توصيل موثوق مدعومة بمستويات جودة الخدمة، مما يضمن وصول الرسائل وفقًا لمستوى الضمان المُكوّن.
• أمان مدمجتدعم البوابات عادةً تشفير TLS ومصادقة الشهادات، لذا فإن البيانات التي تمر عبر البوابة تصل إلى السحابة بشكل آمن.

في حالة بوابة بلوتوث MQTTيقوم الجهاز بمسح جميع مستشعرات البلوتوث منخفضة الطاقة (BLE) ضمن نطاقه، ويدير الاتصال بها، ويركز نقل البيانات إلى وسيط MQTT. من منظور منصة إنترنت الأشياء، تُعتبر جميع مستشعرات البلوتوث هذه "تتحدث MQTT"، على الرغم من أنها في الواقع تفعل ذلك عبر البوابة.

كيفية عمل بوابة MQTT وكيفية تهيئتها

بشكل عام، يكون التدفق النموذجي لبوابة MQTT كما يلي:

1. مسح واكتشاف أجهزة الاستشعار والأجهزة الموجودة ضمن نطاقها (على سبيل المثال، عبر البلوتوث أو الشبكات السلكية).
2. جمع البيانات من تلك المستشعرات عبر البروتوكولات المقابلة.
3. قم بتحويل تلك البيانات إلى تنسيق MQTT (مع تحديد المواضيع والحمولات المناسبة).
4. انشر البيانات على الوسيط أو على منصة إنترنت الأشياء المختارة.

تتضمن عملية تهيئة البوابة المادية أولاً ما يلي: تجميع الأجهزة: التوصيل الصحيح للكابلات، والفصل بين وصلات المستشعر ووحدات الراديو، واختيار المنفذ وعنوان MAC وعنوان IP ثابت لضمان تعريف فريد على الشبكة.

بعد ذلك، تختار الوحدة التي سيقوم عميل MQTT بتشغيلها، على سبيل المثال:

• أردوينو + وحدة إيثرنت W5100.
• وحدة ESP8266 مع إمكانية الاتصال بشبكة الواي فاي.

يحدد البرنامج الثابت مواضيع النشر والاشتراكعلى سبيل المثال، بادئة مثل MY_MQTT_PUBLISH_TOPIC_PREFIX/FROM_NODE_ID/SENSOR_ID قد يؤدي ذلك إلى ظهور مواضيع مثل mygateway1-out/2/1/1/0/49أما لإرسال الأوامر إلى أجهزة الاستشعار، فسيتم استخدام بادئة اشتراك مثل MY_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC_PREFIXمما أدى إلى ظهور مواضيع من هذا النوع mygateway1-in/2/1/1/0/49.

بعد التكوين، يُنصح بشدة باختبار بوابة MQTT مقابل وسيط معروف، مثل Mosquitto، لـ تأكد من استلام الرسائل بشكل صحيحيتم نشرها في المواضيع المتوقعة، وتتلقى الأجهزة المشتركة ما يفترض أن تتلقاه.

بوابة MQTT كجسر إلى خادم مركزي

عند نشر أجهزة MQTT عبر مواقع فعلية متعددة، فأنت تحتاج عادةً إلى قم بتجميع كل تلك البيانات على خادم مشترك أو على منصة سحابية مركزية. وهنا تبرز أهمية بوابة MQTT كجسر.

الفكرة هي تثبيت بوابة MQTT في كل موقع توجد فيه أجهزة إنترنت الأشياء. تقوم كل بوابة بجمع المعلومات من بيئتها المحلية، أضفها وأعد توجيهها يتم إرسال البيانات إلى خادم مركزي (أو وسيط سحابي) باستخدام بروتوكول MQTT. بهذه الطريقة، يمكنك الحصول على رؤية شاملة لجميع البيانات دون فقدان التحكم المحلي، مع استهلاك أمثل للشبكة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه البوابات آمن بشهادات خاصةتحمي آليات التشفير والمصادقة TLS أجهزة الاستشعار وحافة إنترنت الأشياء التي تبقى "خلف البوابة". كما يمكنها تخزين المعلومات محليًا، وتكييف واجهة المستخدم لإدارة الأجهزة القريبة، وإضافة التوافق مع بروتوكولات صناعية أخرى حسب الحاجة.

توافق بروتوكول MQTT مع المنصات السحابية والبروتوكولات الأخرى

إحدى أعظم نقاط قوة بروتوكول MQTT هي أنه متوافق مع معظم منصات إنترنت الأشياء السحابية الرئيسيةتعمل العديد من بوابات MQTT الصناعية بشكل قياسي مع:

• أزور إنترنت الأشياء.
• جوجل كلاود إنترنت الأشياء.
• AWS IoT.
• آي بي إم واتسون إنترنت الأشياء.

تقوم البوابة بتفسير البيانات التي تتلقاها من أجهزة الاستشعار و يقوم بنقلها إلى المنصة بتنسيق MQTT.يكفي أن يشترك المستخدمون في المواضيع ذات الصلة لعرض المعلومات أو معالجتها في أي وقت.

علاوة على ذلك، يمكن أن تُستخدم العديد من هذه الممرات كـ محول البروتوكولمن خلال دمج الشبكات مثل Modbus TCP مع MQTT، وتقديم لوحات تحكم عن بعد عبر الويب لإدارة مجموعات الأجهزة، يصبح MQTT مكونًا أساسيًا للهياكل الهجينة حيث تتعايش الأنظمة القديمة مع حلول إنترنت الأشياء الجديدة.

حالات استخدام واقعية لبروتوكول MQTT وإنترنت الأشياء

البيئات الصناعية والقياس عن بعد

في العالم الصناعي، أصبح بروتوكول MQTT بالفعل المعيار الفعلي لنقل بيانات القياس عن بعد من أجهزة الاستشعار والمعدات الموزعة في المصانع وعمليات التعدين ومنشآت النفط والغاز أو شركات الأغذية الزراعية.

تقوم الشركات بتركيب العديد من أجهزة الاستشعار التي تقيس معايير مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق والاهتزاز واستهلاك الطاقة. يتم إرسال هذه البيانات عبر بروتوكول MQTT إلى أنظمة التحليل التي إنهم يكتشفون التناقضات والاتجاهات وفرص التحسين. في العمليات. وبفضل ذلك، يمكن تحسين العمليات، وتوقع الأعطال، وتقليل وقت التوقف غير المخطط له.

شبكات واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWANs)

تم تصميم شبكات LPWAN (شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة) لـ أجهزة منخفضة الطاقة للغاية ترسل رسائل صغيرة عبر مسافات طويلةعادةً ما تُشكّل الشبكات ذات زمن الاستجابة العالي والنطاق الترددي المحدود مشكلة. يُعدّ بروتوكول MQTT حلاً مثالياً لهذه البيئة، إذ تتميّز رسائله بصغر حجمها، ودعمه لجودة الخدمة، وقدرته على التكيّف مع الشبكات غير الموثوقة.

في الشركات التي تستخدم تقنية LPWAN لإرسال بيانات المستشعرات إلى الحلول السحابية، يُمكّن بروتوكول MQTT إرسال كميات كبيرة من الرسائل دون إحداث ازدحام في الشبكة وضمان وصول البيانات إلى أنظمة التحليل والمراقبة قدر الإمكان.

الشبكات الاجتماعية والرسائل الجماعية

ومن الأمثلة البارزة على استخدام بروتوكول MQTT خارج البيئة الصناعية التقليدية ما يلي: فيسبوكحيث استُخدم كبروتوكول اتصال أساسي لإدارة كميات هائلة من الرسائل في الوقت الفعلي. كما أنه يلعب دورًا في إيصال الرسائل إلى منصات مثل إنستغرام.

إن رهان شركة بهذا الحجم على بروتوكول MQTT يعزز فكرة أنه بروتوكول قوي وقابل للتوسع، مناسب لسيناريوهات التزامن العالي.ليس فقط لمشاريع إنترنت الأشياء الصغيرة.

المنازل الذكية وأتمتة المنازل

في المجال المنزلي، أصبح بروتوكول MQTT أحد... البروتوكولات المفضلة لأتمتة المنازل الذكيةيتكامل بسلاسة مع منصات الحوسبة السحابية مثل Azure أو IBM Watson، بالإضافة إلى أنظمة التشغيل الآلي المحلية.

باستخدام بروتوكول MQTT يمكنك مراقبة استهلاك الطاقة في المنزلالتحكم في الإضاءة، ومراقبة درجة الحرارة أو جودة الهواء في الوقت الفعلي، وتنسيق عمل أجهزة متعددة (منظمات الحرارة، والستائر، وأنظمة الري، وما إلى ذلك)، بما في ذلك أجهزة مثل شاومي فيلادون الحاجة إلى تواصل كل جهاز مباشرةً مع الأجهزة الأخرى. على سبيل المثال، يمكن لبوابة بلوتوث MQTT أن تجمع جميع مستشعرات البلوتوث منخفضة الطاقة في المنزل وتربطها بخادم وسيط واحد.

قسم السيارات

يشمل التحول الرقمي في صناعة السيارات ربط المركبات وخطوط الإنتاج وأنظمة الإدارة. ويُستخدم بروتوكول MQTT كـ قناة مراسلة موثوقة بين السحابة والمركبةيسمح بإرسال بيانات القياس عن بعد، والتشخيص عن بعد، وتحديثات المعلمات.

إن هذه القدرة على التواصل في الوقت الفعلي تقريبًا، حتى مع تغير اتصال الهاتف المحمول، تجعل MQTT خيارًا جذابًا للغاية لمصنعي السيارات ومقدمي الخدمات.

النقل والخدمات اللوجستية

في مجال النقل والخدمات اللوجستية، قدرة تتبع الأساطيل والبضائع أثناء تنقلها إنه أمر أساسي. يُستخدم بروتوكول MQTT لإرسال البيانات المتعلقة بالموقع، وحالة الشحنة، وأحداث فتح الأبواب، أو الظروف البيئية داخل الحاوية.

باستخدام نظام مراسلة خفيف الوزن وبنية قائمة على الوسيط، يصبح ذلك ممكناً مراقبة الأساطيل الكبيرة في الوقت الفعلي مع زمن استجابة منخفض ودون إثقال كاهل شبكات الهاتف المحمول أو الأقمار الصناعية المستخدمة للاتصال.

بنى قابلة للتطوير وفصل بين الأجهزة والبرامج

من أهم مزايا اعتماد بروتوكول MQTT في مشروع إنترنت الأشياء أنه يسمح افصل بوضوح طبقة الأجهزة عن طبقة البرامجلا تهتم أجهزة الاستشعار والأجهزة إلا بإرسال البيانات إلى وسيط واستقبال الأوامر من مواضيع محددة؛ كل ما يحدث من هناك (التخزين والتحليل والتصور) يمكن أن يتطور بشكل مستقل.

غالباً ما يذكرنا هذا النهج بـ نمط الخدمات المصغرةحيث يقوم كل مكون بمهمة واحدة ويؤديها على أكمل وجه. في حالتنا، يركز الجهاز المادي على القياس والنشر؛ بينما تتولى الخدمات الأخرى معالجة البيانات وتخزينها وعرضها أو تطبيق الذكاء الاصطناعي عليها، دون أن يحتاج المستشعر إلى "معرفة" أي شيء عنها.

بفضل هذا الفصل، إذا قررت غدًا الانتقال من موقع ويب بسيط لعرض البيانات على جهاز Raspberry Pi إلى نظام معقد للبيانات الضخمة والتعلم الآلي في بيئة الحوسبة السحابية، لست بحاجة إلى لمس أجهزة الاستشعار. ستستمر هذه الأجهزة في إرسال البيانات إلى الوسيط، ولن تحتاج إلا إلى ربط المستهلكين الجدد الذين يشتركون في المواضيع الحالية.

يشكل بروتوكول MQTT والبوابات المرتبطة به معًا حلاً متكاملاً قوي للغاية للاتصال بإنترنت الأشياءخفيف الوزن، قابل للتوسع، آمن، متوافق مع منصات الحوسبة السحابية الرئيسية، ويدعم جميع أنواع الشبكات، من شبكات LPWAN إلى شبكات الواي فاي المنزلية أو شبكات الإيثرنت الصناعية. كل هذا، بالإضافة إلى نموذج النشر/الاشتراك وإمكانية إضافة بوابات تربط البروتوكولات، يجعله أحد المكونات الرئيسية التي يُبنى عليها حاضر ومستقبل إنترنت الأشياء. شارك المعلومات حتى يتمكن المزيد من المستخدمين من معرفة الموضوع.