الدليل الأساسي لمعايير إنترنت الأشياء: فتح قابلية التشغيل البيني, حماية & حلول مقاومة في المستقبل

يخضع النظام البيئي لإنترنت الأشياء للعديد من المعايير من مختلف المنظمات, مع كل معالجة قياسية حاجة تقنية و/أو أمان محددة. أولئك إنترنت الأشياء المعايير لا تضع قابلية التشغيل البيني فقط بين الأجهزة المتصلة, ولكن أيضا وضع التوقعات حول الثقة, السلامة وطول العمر التكنولوجي.

حالات الاستخدام المختلفة مثل الأتمتة الصناعية, أتمتة المنزل, أو يتم دعم الصحة جميعها من خلال الإرشادات المعمول بها. سيغطي هذا القسم بعض الهيئات الرئيسية للتوحيد والأطر التي تمثلها لتوضيح النظام الإيكولوجي المعقد والمهم لإنترنت الأشياء والتنسيق.

فهم معايير إنترنت الأشياء

تصف معايير إنترنت الأشياء كيف أجهزة إنترنت الأشياء التواصل مع بعضهم البعض, مشاركة البيانات, وتعمل بشكل آمن في سياقات مختلفة. يتم إنشاء هذه المعايير ونشرها من قبل منظمات المعايير, اتحادات الصناعة, ومجموعات العمل لضمان قابلية التشغيل البيني عبر صانعي أجهزة إنترنت الأشياء ومقدمي خدمات إنترنت الأشياء. الأهم من ذلك, تتطور معايير إنترنت الأشياء; هناك حاجة للبقاء بخطوة مع تقنيات جديدة وظروف السوق المتغيرة باستمرار.

معايير إنترنت الأشياء المختلفة من منظمات مختلفة

هناك العديد من المنظمات التي تشكل معايير إنترنت الأشياء, لكل منها أطر عمل مختلفة, المعايير, بروتوكولات إنترنت الأشياء, والإرشادات للمساعدة في ضمان آمنة, فعال, والنشر القابل للتشغيل البيني. فيما يلي نظرة عامة على بعض المنظمات المهمة ومعايير إنترنت الأشياء ذات الصلة:

IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية)

IEC هي منظمة معايير عالمية حول تقنيات الكهرباء والإلكترونيات. أنها توفر معايير أساسية في مساحة إنترنت الأشياء التي تتحدث إلى المبادئ الأساسية المتعلقة بالسلامة الوظيفية, مصداقية, والأمن السيبراني. معايير مثل IEC 61508 و ISO/IEC TS 30149 ذات صلة بالجميع ويتم الرجوع إليها عبر صناعات متعددة من الأتمتة الصناعية إلى الإلكترونيات الاستهلاكية لتوفير التوقعات حول جدارة بالثقة في الأجهزة وضمان النظام.

IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات)

IEEE هو مساهم رئيسي في الأساس الفني لإنترنت الأشياء. معاييرها تغطي IEEE 802.11 (وغيرها) المعايير التي تحكم الطبقة المادية إلى ISO/IEC 29181 للطرق المعروفة للاكتشاف (التعرف على الخدمات المتاحة), بما في ذلك دورهم في دعم تنسيقات بيانات التطبيق من حيث صلتها بأجهزة إنترنت الأشياء ومقدمي الخدمات.

IIC (اتحاد الإنترنت الصناعي)

IIC يركز بشكل خاص على تكنولوجيا إنترنت الأشياء الصناعية ويوفر نماذج الأطر ونماذج الاستحقاق (التي ليست بروتوكولات الاتصال) لتوجيه الأعضاء. مساهمة IIC, نموذج نضج الأمن (SMM), يطبق المعايير الحالية مثل NIST و ISA-62443 لمساعدة المنظمات على تقييم وتحسين أنشطة الأمن السيبراني واستراتيجياتها في المجمع, البيئات الصناعية.

OCF (مؤسسة الاتصال المفتوحة)

ال OCF هو اتحاد تم تطويره من قبل شركات التكنولوجيا الكبيرة بما في ذلك Intel و Microsoft التي تعمل على إنشاء نموذج اتصال مشترك للتواصل مع أجهزة إنترنت الأشياء. تهدف مواصفات OCF إلى تسهيل كيفية تفاعل الأجهزة الذكية, بغض النظر عن العلامة التجارية أو المنصة, من حيث الإضاءة, HVAC, حماية, إلخ.

مجموعة الموضوع

ال مجموعة الموضوع يركز على تطوير بروتوكولات الشبكة التي تسهل المنازل والمباني المتصلة. تعمل مجموعة الخيوط على الطاقة المنخفضة, شبكات آمنة بناءً على نموذج الشبكات الشبكية. بسبب تركيزها على المنازل والمباني المتصلة, تم تصميم بروتوكول الخيط ليكون موثوقًا وقابل للتطوير والعمل بشكل جيد مع تقنيات الطبقة العليا الأخرى مثل Zigbee و Matter. تقدم عملية إصدار الشهادات ضمانًا بأن الأجهزة والمنتجات التي تدعم الخيوط ستعمل معًا بسلاسة معًا.

تحالف معايير الاتصال (تحالف Zigbee سابقًا)

تشتهر هذه المجموعة بتطوير البروتوكول اللاسلكي الشهير Zigbee-A لاستخدامه في أتمتة المنزل, الإضاءة الذكية, وإدارة الطاقة. الآن, أثناء إعادة العلامة التجارية, لا يزال التحالف بطلًا لحلول آمنة وقابلة للتشغيل عبر الإنترنت عبر نظام بيئي متزايد من الأجهزة المتصلة ويقوم بدور قيادي في تطوير المادة, معيار اتصال عالمي لامتداد أجهزة المنازل الذكية.

أهمية معايير إنترنت الأشياء

بدون بروتوكولات موحدة, أجهزة إنترنت الأشياء من مختلف الشركات المصنعة قد تكافح من أجل التواصل, مما يؤدي إلى عدم الكفاءة, المخاطر الأمنية, وقضايا التوافق. تساعد معايير إنترنت الأشياء:

• تعزيز قابلية التشغيل البيني: يمكن للأجهزة من بائعين مختلفين العمل معًا بسلاسة.
• تحسين الأمن: تشفير موحد, المصادقة, وحماية البيانات تضمن أنظمة إنترنت الأشياء الأكثر أمانًا.
• تحسين الكفاءة: البروتوكولات الموحدة تقلل من التعقيد, تحسين الاتصال وتبادل البيانات.
• تسهيل قابلية التوسع: يمكن للشركات والصناعات توسيع شبكات إنترنت الأشياء دون مواجهة حواجز التكامل.

تطبيقات معايير إنترنت الأشياء

يتم تسليط الضوء على القيمة العملية لمعايير إنترنت الأشياء عند تطبيق معايير إنترنت الأشياء على حالات الاستخدام في العالم الحقيقي. في التصنيع, ستضمن معايير إنترنت الأشياء أن الأنظمة والمنصات المختلفة ستمكّن من المراقبة والتحليلات في الوقت الفعلي للصيانة التنبؤية. يمكن للمدن الذكية استخدام معايير إنترنت الأشياء لتوصيل البنية التحتية وإدارتها, على سبيل المثال, شبكات المرور, المرافق, السلامة العامة, بطريقة ذكية لاستخدام الموارد بشكل أكثر فعالية. في الرعاية الصحية, تدعم معايير إنترنت الأشياء التبادل الآمن للبيانات عبر الأجهزة والمنصات, تسهيل أفضل الرعاية عن بُعد ونتائج المرضى.

معايير إنترنت الأشياء مقابل بروتوكولات إنترنت الأشياء

معايير إنترنت الأشياء هي إرشادات أنشأتها منظمات الصناعة أو المنظمات الدولية التي تشير إلى ما إذا كانت الأجهزة, أنظمة, يمكن أن تتداخل المنصات من المصادر المختلفة مع بعضها البعض بأمان وبشكل أمامي. تشير معايير إنترنت الأشياء عادة إلى أشياء مثل تنسيقات البيانات, أطراف الاتصال, والجوانب الأمنية. تحدد بروتوكولات إنترنت الأشياء المواصفات الفنية التي تحدد الشروط التي تحكم كيفية تواصل الأجهزة مع بعضها البعض وكيف يتم مشاركة البيانات, تواصل, تفسير, ومعالجتها في شبكة. في جوهره, في حين أن المعايير تجعل قابلية التشغيل البيني مجدية, قد تتناول البروتوكولات المسألة العملية للتشغيل البيني, جعل الاتصال وتبادل البيانات ممكنا.

بروتوكولات إنترنت الأشياء

البروتوكولات هي القواعد المحددة والتطبيقات التقنية التي تحكم التواصل بين أجهزة إنترنت الأشياء. يحددون كيفية تنسيق البيانات, ينتقل, وكيف يتم التعامل مع الأخطاء. في جوهره, البروتوكولات هي الأدوات العملية التي تجعل التواصل بين الجهاز إلى الجهاز ممكنًا.

الخصائص الرئيسية:

• تركز الاتصالات: يتناولون كيفية توصيل الأجهزة وتبادل البيانات (على سبيل المثال, إم كيو تي تي, CoAP, لوراوان).
• النطاق الفني: غالبًا ما تتماشى مع طبقة محددة من نموذج OSI, مثل التطبيق أو طبقة النقل.
• تعتمد حالة الاستخدام: يختار المطورون البروتوكولات بناءً على احتياجات السيناريو - على سبيل المثال, COAP للأجهزة منخفضة الطاقة, أو MQTT للتطبيقات في الوقت الفعلي.

أمثلة:

إم كيو تي تي: بروتوكول نشر/اشتراك خفيف الوزن.

CoAP: بديل مبسط لـ HTTP للأجهزة المقيدة.

لوراوان: بعيد المدى, بروتوكول شبكة مساحة منخفضة الطاقة منخفضة.

معايير إنترنت الأشياء

توفر المعايير إطار عمل فني أوسع أو مجموعة من المواصفات التي قد تشمل بروتوكولات متعددة, تعريفات الواجهة, ومتطلبات الأمن. وهي مصممة لضمان قابلية التشغيل البيني والاتساق عبر النظام البيئي لإنترنت الأشياء.

الخصائص الرئيسية:

• نطاق شامل: يغطي البروتوكولات, بنيان, حماية, نماذج البيانات, و اكثر. على سبيل المثال, قد يحدد المعيار أن الجهاز يجب أن يدعم MQTT أو HTTP.
• مدفوعة الصناعة: تم تطويره بواسطة منظمات أو تحالفات مثل IEEE, ISO, أو اتحادات الصناعة.
• إلزامي أو موصى به: بعض المعايير مطلوبة قانونا, في حين أن الآخرين بمثابة أفضل الممارسات التي اعتمدتها الصناعة.