अदृश्य राजमार्गों का मार्गदर्शन: सेंसर नेटवर्क के लिए वायरलेस संचार प्रोटोकॉल में एक गहरा गोता

हमारी तेजी से जुड़ी दुनिया में, एक अदृश्य क्रांति चल रही है। यह एक ऐसी दुनिया है जो छोटे, बुद्धिमान सेंसरों द्वारा संचालित है जो टोक्यो में एक पुल की संरचनात्मक अखंडता से लेकर कैलिफ़ोर्निया में एक दाख की बारी की मिट्टी की नमी तक, सिंगापुर जैसे स्मार्ट शहर में वायु गुणवत्ता से लेकर बर्लिन के एक अस्पताल में एक मरीज के महत्वपूर्ण संकेतों तक सब कुछ निगरानी करते हैं। वायरलेस सेंसर नेटवर्क (WSN) के रूप में जानी जाने वाली ये विशाल, आपस में जुड़ी प्रणालियाँ, इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IoT) की केंद्रीय तंत्रिका तंत्र बनाती हैं। लेकिन ये अरबों उपकरण एक दूसरे से और क्लाउड से कैसे बात करते हैं? इसका उत्तर वायरलेस संचार प्रोटोकॉल की एक जटिल और आकर्षक दुनिया में निहित है - अदृश्य राजमार्ग जो हमारे डेटा को ले जाते हैं।

सही प्रोटोकॉल का चुनाव IoT समाधान को डिजाइन करने में सबसे महत्वपूर्ण निर्णयों में से एक है। यह हर चीज को प्रभावित करता है: बैटरी जीवन, परिचालन सीमा, डेटा गति, नेटवर्क आकार, सुरक्षा और अंततः स्वामित्व की कुल लागत। यह मार्गदर्शिका सबसे प्रमुख वायरलेस संचार प्रोटोकॉल का एक व्यापक अन्वेषण प्रदान करती है, जो इंजीनियरों, डेवलपर्स और निर्णय निर्माताओं को मजबूत, कुशल और स्केलेबल सेंसर नेटवर्क बनाने के लिए इस जटिल परिदृश्य को नेविगेट करने में मदद करती है।

WSN में प्रोटोकॉल स्टैक को समझना

विशिष्ट प्रोटोकॉल में गोता लगाने से पहले, यह समझना आवश्यक है कि वायरलेस संचार एक अखंड इकाई नहीं है। यह परतों में संरचित है, जिसे अक्सर ओपन सिस्टम्स इंटरकनेक्शन (OSI) मॉडल जैसे मॉडल के माध्यम से अवधारणाबद्ध किया जाता है। WSN के लिए, एक सरलीकृत स्टैक अक्सर अधिक व्यावहारिक होता है, लेकिन मूल विचार वही रहता है: प्रत्येक परत एक विशिष्ट कार्य को संभालती है, जो ऊपर और नीचे की परतों से इसकी जटिलता को दूर करती है।

हमारे उद्देश्यों के लिए, हम वायरलेस कनेक्टिविटी के लिए सबसे महत्वपूर्ण परतों पर ध्यान केंद्रित करेंगे:

• भौतिक परत (PHY): यह सबसे निचला स्तर है, जो हवाई तरंगों पर कच्चे बिट्स के वास्तविक प्रसारण के लिए जिम्मेदार है। यह आवृत्ति बैंड (जैसे, 2.4 GHz, 868 MHz), मॉड्यूलेशन तकनीक और डेटा दरों जैसे मापदंडों को परिभाषित करता है।
• डेटा लिंक लेयर (MAC): मीडिया एक्सेस कंट्रोल (MAC) लेयर प्रबंधित करता है कि डिवाइस साझा वायरलेस माध्यम तक कैसे पहुंचते हैं, त्रुटि का पता लगाने और सुधार को संभालते हैं, और डेटा पैकेट को फ़्रेम करते हैं। यहीं पर बहुत सारा 'लो-पावर जादू' होता है।
• नेटवर्क लेयर: यह लेयर डेटा पैकेट को उनके स्रोत से उनके गंतव्य तक रूट करने के लिए जिम्मेदार है, जो कि मेश टोपोलॉजी जैसे जटिल मल्टी-हॉप नेटवर्क में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

पावर-रिच वातावरण के लिए डिज़ाइन किए गए पारंपरिक इंटरनेट प्रोटोकॉल के विपरीत, WSN प्रोटोकॉल बाधाओं के एक अद्वितीय सेट के आसपास बनाए गए हैं: लंबे बैटरी जीवन के लिए बेहद कम बिजली की खपत, सेंसर नोड्स पर सीमित प्रसंस्करण शक्ति और मेमोरी, डेटा हानि के लिए सहनशीलता, और संभावित रूप से हजारों या लाखों उपकरणों तक स्केल करने की आवश्यकता है।

प्रोटोकॉल चुनने के लिए महत्वपूर्ण कारक

कोई एकल 'सर्वश्रेष्ठ' प्रोटोकॉल नहीं है। इष्टतम विकल्प हमेशा एक व्यापार-बंद होता है, जो एप्लिकेशन के लिए विशिष्ट प्रतिस्पर्धा आवश्यकताओं को संतुलित करता है। यहाँ विचार करने के लिए महत्वपूर्ण कारक दिए गए हैं:

रेंज

आपके संकेतों को कितनी दूर तक यात्रा करने की आवश्यकता है? यह पहला और सबसे बुनियादी सवाल है। प्रोटोकॉल को मोटे तौर पर रेंज द्वारा वर्गीकृत किया गया है:

• लघु-श्रेणी (100 मीटर से कम): व्यक्तिगत क्षेत्र नेटवर्क (PAN) और स्मार्ट घरों, कारखाने के फर्श या पहनने योग्य उपकरणों जैसे स्थानीय वातावरण के लिए आदर्श। उदाहरणों में BLE और Zigbee शामिल हैं।
• मध्यम-श्रेणी (1 किलोमीटर तक): परिसर-व्यापी या भवन-से-भवन कनेक्टिविटी के लिए उपयुक्त। वाई-फाई हैलो इस श्रेणी में आता है।
• लंबी-श्रेणी (1 से 10+ किलोमीटर): स्मार्ट शहरों, कृषि और रसद में उपयोग किए जाने वाले लो-पावर वाइड-एरिया नेटवर्क (LPWAN) के लिए आवश्यक है। उदाहरणों में LoRaWAN और NB-IoT शामिल हैं।

डेटा दर (बैंडविड्थ)

आपको कितना डेटा भेजने की आवश्यकता है, और कितनी बार? डेटा दर, रेंज और बिजली की खपत के बीच सीधा व्यापार-बंद है।

• कम डेटा दर (केबीपीएस): तापमान रीडिंग, दरवाजे की स्थिति या जीपीएस समन्वय जैसे छोटे, असामान्य पैकेट भेजने के लिए पर्याप्त। अधिकांश LPWAN और लघु-श्रेणी IoT प्रोटोकॉल यहां काम करते हैं।
• उच्च डेटा दर (एमबीपीएस): सुरक्षा कैमरे से वीडियो स्ट्रीमिंग या बड़े फर्मवेयर अपडेट को स्थानांतरित करने जैसे अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है। वाई-फाई इस स्थान में प्रमुख प्रोटोकॉल है।

बिजली की खपत

बैटरी से चलने वाले सेंसर के लिए, यह अक्सर सबसे महत्वपूर्ण कारक होता है। लक्ष्य आमतौर पर कई वर्षों की बैटरी जीवन प्राप्त करना होता है। WSN के लिए डिज़ाइन किए गए प्रोटोकॉल विभिन्न बिजली-बचत तकनीकों का उपयोग करते हैं, जैसे कि डीप-स्लीप मोड, न्यूनतम ट्रांसमिशन समय और कुशल MAC परतें।

नेटवर्क टोपोलॉजी

डिवाइस कैसे व्यवस्थित होंगे और एक दूसरे के साथ संवाद करेंगे?

• स्टार टोपोलॉजी: सभी नोड सीधे एक केंद्रीय गेटवे से जुड़ते हैं। यह नोड्स के लिए सरल और बिजली-कुशल है लेकिन इसमें विफलता का एक बिंदु है और गेटवे की पहुंच द्वारा परिभाषित सीमित सीमा है। LoRaWAN और NB-IoT इसका उपयोग करते हैं।
• मेश टोपोलॉजी: नोड एक दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं, गेटवे की सीधी सीमा से बाहर के नोड्स के लिए संदेशों को रिले कर सकते हैं। यह एक लचीला, स्वयं-उपचार नेटवर्क बनाता है जो बड़े, जटिल क्षेत्रों को कवर कर सकता है। Zigbee और Z-Wave प्रमुख उदाहरण हैं।
• पीयर-टू-पीयर: डिवाइस बिना केंद्रीय हब के सीधे एक-दूसरे से जुड़ सकते हैं, जैसा कि क्लासिक ब्लूटूथ में देखा गया है।

स्केलेबिलिटी और सुरक्षा

आपके नेटवर्क को अभी और भविष्य में कितने उपकरणों का समर्थन करने की आवश्यकता होगी? सुनिश्चित करें कि प्रोटोकॉल घनत्व और आवश्यक नोड्स की संख्या को संभाल सकता है। इसके अतिरिक्त, सुरक्षा गैर-परक्राम्य है। हमेशा प्रोटोकॉल की अंतर्निहित सुरक्षा सुविधाओं का मूल्यांकन करें, जैसे डेटा गोपनीयता के लिए एईएस एन्क्रिप्शन और अनधिकृत पहुंच को रोकने के लिए प्रमाणीकरण तंत्र।

लागत और पारिस्थितिकी तंत्र

प्रति-नोड हार्डवेयर (चिपसेट) लागत और किसी भी नेटवर्क बुनियादी ढांचे या डेटा सदस्यता शुल्क (विशेष रूप से सेलुलर IoT के लिए) दोनों पर विचार करें। इसके अलावा, विकास किट, सामुदायिक समर्थन और प्रमाणित पेशेवरों की उपलब्धता सहित प्रोटोकॉल के पारिस्थितिकी तंत्र की परिपक्वता का मूल्यांकन करें।

लघु-श्रेणी प्रोटोकॉल में एक गहरा गोता

ये प्रोटोकॉल स्थानीय क्षेत्र कनेक्टिविटी के वर्कहॉर्स हैं, जो हमारे स्मार्ट घरों से लेकर कनेक्टेड कारखानों तक सब कुछ चलाते हैं।

Zigbee (IEEE 802.15.4)

Zigbee IEEE 802.15.4 भौतिक और MAC परतों पर निर्मित एक परिपक्व और मजबूत मानक है। इसकी परिभाषित विशेषता इसकी शक्तिशाली मेश नेटवर्किंग क्षमता है।

• मुख्य विशेषताएं: कम बिजली की खपत, कम डेटा दरें (250 केबीपीएस तक), और हजारों नोड्स के साथ बड़े, स्वयं-उपचार मेश नेटवर्क के लिए समर्थन। यह मुख्य रूप से विश्व स्तर पर उपलब्ध 2.4 GHz बैंड में संचालित होता है।
• पेशेवर: लचीला, बड़े पैमाने पर स्थानीय नेटवर्क बनाने के लिए उत्कृष्ट। कनेक्टिविटी स्टैंडर्ड्स एलायंस (CSA) के माध्यम से मजबूत उद्योग समर्थन और मानकीकरण। सुरक्षित, अंतर्निहित AES-128 एन्क्रिप्शन के साथ।
• विपक्ष: 2.4 GHz बैंड भीड़भाड़ वाला हो सकता है, जिससे वाई-फाई और ब्लूटूथ से संभावित हस्तक्षेप हो सकता है। उच्च-बैंडविड्थ अनुप्रयोगों के लिए डेटा दरें अपर्याप्त हैं।
• सामान्य अनुप्रयोग: स्मार्ट होम ऑटोमेशन (लाइट, थर्मोस्टैट, सेंसर), बिल्डिंग ऑटोमेशन, औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली और स्मार्ट एनर्जी मीटरिंग।

ब्लूटूथ लो एनर्जी (BLE)

मूल रूप से व्यक्तिगत क्षेत्र नेटवर्क के लिए डिज़ाइन किया गया, BLE IoT में एक प्रमुख शक्ति बन गया है। यह उपकरणों के बीच छोटे, असामान्य डेटा के विस्फोट भेजने के लिए अनुकूलित है।

• मुख्य विशेषताएं: बेहद कम बिजली की खपत, जिससे डिवाइस एक सिक्के-सेल बैटरी पर वर्षों तक चल सकते हैं। स्मार्टफोन में सर्वव्यापी, जिससे वे एक प्राकृतिक गेटवे बन जाते हैं। 2.4 GHz बैंड में संचालित होता है।
• पेशेवर: कम लागत, विशाल पारिस्थितिकी तंत्र, वस्तुतः सभी आधुनिक मोबाइल उपकरणों में मूल समर्थन। ब्लूटूथ मेश जैसे हालिया परिवर्धन ने सरल पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन से परे अपनी क्षमताओं का विस्तार किया है।
• विपक्ष: सीमित सीमा (आमतौर पर 10-50 मीटर)। भीड़भाड़ वाले 2.4 GHz बैंड में हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील। मेश कार्यान्वयन जिगबी की तुलना में कम परिपक्व है।
• सामान्य अनुप्रयोग: पहनने योग्य (फिटनेस ट्रैकर्स, स्मार्टवॉच), स्वास्थ्य सेवा निगरानी, बीकन के साथ संपत्ति ट्रैकिंग (खुदरा, संग्रहालय), और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स।

जेड-वेव

जेड-वेव एक मालिकाना प्रोटोकॉल है जो मुख्य रूप से आवासीय स्मार्ट होम बाजार पर केंद्रित है। यह अपनी विश्वसनीयता और इंटरऑपरेबिलिटी के लिए जाना जाता है।

• मुख्य विशेषताएं: उप-1 GHz बैंड (जैसे, उत्तरी अमेरिका में 908 MHz, यूरोप में 868 MHz) में संचालित होता है, जो कम भीड़भाड़ वाला होता है और 2.4 GHz बैंड की तुलना में दीवारों के माध्यम से बेहतर सिग्नल प्रवेश प्रदान करता है। यह 232 उपकरणों तक के एक सरल-से-प्रबंधित मेश नेटवर्क का समर्थन करता है।
• पेशेवर: उच्च विश्वसनीयता और कम हस्तक्षेप। एक मजबूत प्रमाणन कार्यक्रम विभिन्न निर्माताओं के उपकरणों के बीच इंटरऑपरेबिलिटी सुनिश्चित करता है।
• विपक्ष: मालिकाना तकनीक (हालांकि मानक अधिक खुला होता जा रहा है), कम डेटा दरें और जिगबी या बीएलई की तुलना में एक छोटा पारिस्थितिकी तंत्र। प्रति नेटवर्क सीमित संख्या में नोड।
• सामान्य अनुप्रयोग: स्मार्ट लॉक, लाइटिंग कंट्रोल, थर्मोस्टैट और आवासीय सुरक्षा सेंसर जैसे विशेष रूप से स्मार्ट होम उत्पादों पर केंद्रित है।

वाई-फाई (IEEE 802.11)

जबकि मानक वाई-फाई अपनी उच्च बैंडविड्थ के लिए जाना जाता है, यह पारंपरिक रूप से अधिकांश WSN अनुप्रयोगों के लिए बहुत अधिक बिजली की खपत वाला रहा है। हालाँकि, इसकी एक निश्चित भूमिका है।

• मुख्य विशेषताएं: बहुत उच्च डेटा दरें (एमबीपीएस से जीपीपीएस), मौजूदा और सर्वव्यापी नेटवर्क बुनियादी ढांचे का लाभ उठाना। आईपी-नेटिव संचार।
• पेशेवर: मौजूदा आईपी नेटवर्क में आसान एकीकरण। एक अलग गेटवे की कोई आवश्यकता नहीं है। उच्च-बैंडविड्थ IoT उपकरणों के लिए आदर्श।
• विपक्ष: उच्च बिजली की खपत इसे अधिकांश बैटरी से चलने वाले सेंसर के लिए अनुपयुक्त बनाती है। जटिल सेटअप और सुरक्षा प्रबंधन (जैसे, वाई-फाई क्रेडेंशियल साझा करना)।
• सामान्य अनुप्रयोग: स्मार्ट होम सुरक्षा कैमरे, वीडियो डोरबेल, डिजिटल साइनेज और IoT गेटवे के लिए बैकहॉल के रूप में। नोट: वाई-फाई हैलो (IEEE 802.11ah) जैसे नए मानक लंबी रेंज और कम बिजली की पेशकश करके इन सीमाओं को संबोधित कर रहे हैं, जो सीधे IoT स्थान को लक्षित करते हैं।

लंबी-श्रेणी प्रोटोकॉल (LPWAN) की खोज

लो-पावर वाइड-एरिया नेटवर्क (LPWAN) एक परिवर्तनकारी तकनीक है, जो शहरों, खेतों और रसद श्रृंखलाओं जैसे विशाल भौगोलिक क्षेत्रों में तैनात सेंसरों के लिए कनेक्टिविटी को सक्षम करती है।

LoRaWAN (लंबी दूरी का वाइड एरिया नेटवर्क)

LoRaWAN एक अग्रणी LPWAN प्रोटोकॉल है जो अपनी असाधारण रेंज और लचीलेपन के लिए जाना जाता है। यह लोरा एलायंस द्वारा प्रबंधित एक खुला मानक है।

• मुख्य विशेषताएं: चिरप स्प्रेड स्पेक्ट्रम (CSS) मॉड्यूलेशन का उपयोग करता है, जो बहुत लंबी दूरी का संचार (किलोमीटर) प्रदान करता है और हस्तक्षेप के प्रति अत्यधिक लचीला है। बेहद कम बिजली की खपत। बिना लाइसेंस वाले उप-1 GHz ISM बैंड पर संचालित होता है। एक स्टार-ऑफ-स्टार टोपोलॉजी का उपयोग करता है।
• पेशेवर: उत्कृष्ट रेंज और बिल्डिंग प्रवेश। एक बड़े और बढ़ते पारिस्थितिकी तंत्र के साथ खुला मानक। पूर्ण नियंत्रण के लिए निजी नेटवर्क तैनात करने या सार्वजनिक नेटवर्क ऑपरेटरों का उपयोग करने का लचीलापन।
• विपक्ष: बिना लाइसेंस वाले बैंड पर कम डेटा दरें और ड्यूटी चक्र सीमाएं इस बात को प्रतिबंधित करती हैं कि कोई डिवाइस कितनी बार प्रसारित कर सकता है। कम-विलंबता या कमांड-एंड-कंट्रोल अनुप्रयोगों के लिए आदर्श नहीं है।
• सामान्य अनुप्रयोग: स्मार्ट कृषि (मिट्टी सेंसर, पशुधन ट्रैकिंग), स्मार्ट मीटरिंग (पानी, गैस), संपत्ति ट्रैकिंग, स्मार्ट सिटी इंफ्रास्ट्रक्चर (अपशिष्ट प्रबंधन, पार्किंग सेंसर) और औद्योगिक निगरानी।

सिगफॉक्स

सिगफॉक्स एक अन्य प्रमुख LPWAN खिलाड़ी है, लेकिन यह एक वैश्विक नेटवर्क सेवा प्रदाता के रूप में काम करता है। ग्राहक अपने नेटवर्क को तैनात करने के बजाय इसका उपयोग करते हैं।

• मुख्य विशेषताएं: अल्ट्रा-नैरोबैंड (UNB) तकनीक का उपयोग करता है, जो स्पेक्ट्रम के बहुत कुशल उपयोग और उत्कृष्ट रिसीवर संवेदनशीलता के लिए अनुमति देता है। बेहद कम शक्ति और कम लागत। यह छोटे, असामान्य संदेश भेजने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• पेशेवर: अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सरलता - कोई नेटवर्क प्रबंधन की आवश्यकता नहीं है। बहुत कम डिवाइस और कनेक्टिविटी लागत। एक ही अनुबंध इसके वैश्विक नेटवर्क तक पहुंच प्रदान करता है।
• विपक्ष: एकल ऑपरेटर के साथ मालिकाना तकनीक। बहुत सीमित डेटा पेलोड (12 बाइट्स अपलिंक, 8 बाइट्स डाउनलिंक) और प्रति दिन संदेशों की संख्या पर एक सख्त सीमा। मुख्य रूप से एक-तरफ़ा संचार, जो इसे बार-बार डाउनलिंक नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है।
• सामान्य अनुप्रयोग: सरल अलार्म सिस्टम, बुनियादी संपत्ति ट्रैकिंग, उपयोगिता मीटर रीडिंग और सरल स्थिति अपडेट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग (जैसे, 'चालू/बंद', 'पूर्ण/खाली')।

NB-IoT और LTE-M (सेलुलर IoT)

नैरोबैंड-IoT (NB-IoT) और LTE-M (मशीनों के लिए दीर्घकालिक विकास) दो LPWAN मानक हैं जो 3GPP द्वारा मौजूदा सेलुलर नेटवर्क पर चलाने के लिए विकसित किए गए हैं। वे लाइसेंस प्राप्त स्पेक्ट्रम पर काम करते हैं, जो वाहक-ग्रेड विश्वसनीयता और सुरक्षा प्रदान करते हैं।

• मुख्य विशेषताएं: नए नेटवर्क बनाने की आवश्यकता के बिना, मौजूदा 4G/5G बुनियादी ढांचे का लाभ उठाएं, व्यापक-क्षेत्र कवरेज प्रदान करें। लाइसेंस प्राप्त स्पेक्ट्रम का मतलब है कम हस्तक्षेप और सेवा की बेहतर गुणवत्ता।
• NB-IoT: बहुत कम डेटा दरों, स्थिर उपकरणों की भारी संख्या और उत्कृष्ट गहरी-इनडोर प्रवेश के लिए अनुकूलित। यह उन उपकरणों के लिए आदर्श है जो कम मात्रा में डेटा को असामान्य रूप से भेजते हैं, जैसे कि बेसमेंट में स्थापित स्मार्ट मीटर।
• LTE-M: NB-IoT की तुलना में उच्च डेटा दरें, कम विलंबता और डिवाइस गतिशीलता (सेल टावरों के बीच हैंडओवर) और यहां तक कि आवाज (VoLTE) के लिए समर्थन प्रदान करता है। यह अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• पेशेवर: उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा। रोमिंग समझौतों के माध्यम से वैश्विक कवरेज। मोबाइल संपत्तियों (LTE-M) और दुर्गम स्थानों (NB-IoT) के लिए उत्कृष्ट।
• विपक्ष: आमतौर पर LoRaWAN या Sigfox की तुलना में अधिक बिजली की खपत। एक मोबाइल नेटवर्क ऑपरेटर से एक सिम कार्ड और एक डेटा योजना की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है उच्च आवर्ती लागत।
• सामान्य अनुप्रयोग (NB-IoT): स्मार्ट उपयोगिता मीटरिंग, स्मार्ट शहर सेंसर (पार्किंग, प्रकाश), बिल्डिंग ऑटोमेशन, कृषि निगरानी।
• सामान्य अनुप्रयोग (LTE-M): फ्लीट मैनेजमेंट, एसेट ट्रैकिंग, कनेक्टेड हेल्थकेयर डिवाइस, वियरेबल्स और पॉइंट-ऑफ-सेल टर्मिनल।

एप्लिकेशन-लेयर प्रोटोकॉल: डेटा को समझ में लाना

जबकि उपरोक्त प्रोटोकॉल राजमार्ग का निर्माण करते हैं, एप्लिकेशन-लेयर प्रोटोकॉल उस राजमार्ग पर बोली जाने वाली भाषा को परिभाषित करते हैं। वे सुनिश्चित करते हैं कि एक सेंसर से डेटा क्लाउड प्लेटफॉर्म द्वारा समझा जाए।

MQTT (संदेश कतार टेलीमेट्री परिवहन)

MQTT एक हल्का, प्रकाशन/सदस्यता संदेश प्रोटोकॉल है जो IoT के लिए वास्तविक मानक बन गया है। सर्वर को सीधे पोलिंग करने वाले डिवाइस के बजाय, यह एक केंद्रीय ब्रोकर पर 'विषय' पर संदेश प्रकाशित करता है। अन्य एप्लिकेशन संदेश प्राप्त करने के लिए उस विषय की सदस्यता लेते हैं। यह वियोग कम-शक्ति, अविश्वसनीय नेटवर्क के लिए अविश्वसनीय रूप से कुशल है।

CoAP (बाधित अनुप्रयोग प्रोटोकॉल)

CoAP को बाधित उपकरणों और नेटवर्क के लिए निर्मित HTTP का एक हल्का संस्करण बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह HTTP के समान एक अनुरोध/प्रतिक्रिया मॉडल का उपयोग करता है लेकिन दक्षता के लिए UDP पर चलता है। यह उन उपकरणों के लिए एक अच्छा विकल्प है जिन्हें नियंत्रित नेटवर्क के भीतर सीधे पूछताछ करने की आवश्यकता होती है।

उभरता हुआ परिदृश्य और भविष्य के रुझान

WSN प्रोटोकॉल की दुनिया लगातार विकसित हो रही है। देखने के लिए महत्वपूर्ण रुझानों में शामिल हैं:

• मैटर के साथ इंटरऑपरेबिलिटी: स्मार्ट होम के लिए, मैटर स्टैंडर्ड (प्रमुख तकनीकी कंपनियों द्वारा समर्थित) का उद्देश्य एक एकीकृत एप्लिकेशन लेयर बनाना है जो वाई-फाई और थ्रेड (जिगबी के समान एक IPv6-आधारित मेश प्रोटोकॉल) जैसे प्रोटोकॉल पर काम करता है, जो विभिन्न ब्रांडों के उपकरणों के बीच सच्ची इंटरऑपरेबिलिटी का वादा करता है।
• 5G का उदय: जबकि 5G अपनी उच्च गति के लिए जाना जाता है, इसका बड़े पैमाने पर मशीन-टाइप संचार (mMTC) विनिर्देश कम-शक्ति वाले IoT उपकरणों के बेहद उच्च घनत्व का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो सेलुलर IoT की क्षमताओं को और बढ़ाता है।
• एज पर एआई: जैसे-जैसे सेंसर नोड अधिक शक्तिशाली होते जाते हैं, डिवाइस पर सीधे अधिक डेटा प्रोसेसिंग हो सकती है ('एज कंप्यूटिंग')। यह कच्चे डेटा की मात्रा को कम करता है जिसे प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, जिससे बिजली और बैंडविड्थ की बचत होती है, और निरंतर स्ट्रीमिंग से असामान्य, अंतर्दृष्टि-आधारित अपडेट में संचार पैटर्न बदलते हैं।
• मल्टी-प्रोटोकॉल डिवाइस: हम अधिक डिवाइस और गेटवे देख रहे हैं जो कई रेडियो को शामिल करते हैं (जैसे, स्थानीय कमीशनिंग के लिए बीएलई और लंबी दूरी के डेटा बैकहॉल के लिए लोरावान), दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ की पेशकश करते हैं।

निष्कर्ष: अपनी परियोजना के लिए सही प्रोटोकॉल चुनना

वायरलेस संचार के अदृश्य राजमार्ग विविध और उद्देश्य-निर्मित हैं। ऐसा कोई एकल प्रोटोकॉल नहीं है जो उन सभी पर शासन करता है। एक सफल WSN परिनियोजन की यात्रा आपकी एप्लिकेशन की अनूठी आवश्यकताओं के गहन विश्लेषण के साथ शुरू होती है।

प्रमुख कारकों के विरुद्ध अपनी आवश्यकताओं को मैपिंग करके प्रारंभ करें: रेंज, डेटा दर, पावर बजट, टोपोलॉजी, स्केल और लागत। क्या आप एक स्मार्ट होम उत्पाद बना रहे हैं जिसे विश्वसनीय और इंटरऑपरेबल होने की आवश्यकता है? जिगबी या जेड-वेव आपका उत्तर हो सकता है। एक पहनने योग्य फिटनेस ट्रैकर? बीएलई स्पष्ट विकल्प है। एक विशाल खेत में कृषि सेंसर को ट्रैक करना? LoRaWAN की रेंज और निजी नेटवर्क क्षमताएं एक सही फिट हैं। एक देश भर में उच्च-मूल्य वाली संपत्तियों को ट्रैक करना? LTE-M की विश्वसनीयता और गतिशीलता अपरिहार्य है।

इन शक्तिशाली प्रोटोकॉल के बीच मूलभूत व्यापार-बंद को समझकर, आप सेंसर नेटवर्क को डिज़ाइन और बना सकते हैं जो न केवल जुड़े हुए हैं, बल्कि कुशल, टिकाऊ और भविष्य के लिए भी तैयार हैं। डेटा क्रांति इस पर निर्भर करती है।