مقدمة
Smart gateways are crucial for IoT systems to enable communication of various devices in the IoT networks. تتيح هذه البوابات سهولة تدفق الاتصالات, تحسين الشبكة وكذلك تعزيز الأمن في بيئات مختلفة, من المنازل إلى الصناعات. هكذا, it is necessary to examine the function and purpose of smart gateways in order to improve IoT networks. This guide will help you to learn what smart gateways are, how they work and how to select the appropriate one for your application, which makes them an essential part of modern connected devices.
What is Smart Gateway?
A smart gateway is an important component of an IoT system that integrates various devices and networks and enables them to interact. It gathers, analyzes, and transmits information between the devices, clouds, or local servers. Smart gateways have capabilities of data aggregation, protocol conversion, و connectivity control, وهي تدعم أنواع اتصال متعددة مثل Wi-Fi, بلوتوث, زيجبي والخلوية.
تساعد البوابات الذكية أيضًا على حماية البيانات أثناء النقل, وهو أمر مهم جدًا في تطبيقات مثل الأتمتة الصناعية و الرعاية الصحية الذكية. يتم تطبيقها في المنازل الذكية, الصناعات, وأنظمة السيارات, والتي تعتبر بالغة الأهمية لتشغيل أنظمة إنترنت الأشياء وحمايتها.
لماذا تحتاج إلى بوابة ذكية؟
مع تطور إنترنت الأشياء, أصبحت البوابات الذكية أكثر أهمية للمستخدمين والمؤسسات من أي وقت مضى. البوابة الذكية ليست مجرد رفاهية ولكنها مطلب لأي شخص يرغب في إنشاء نظام بيئي جيد التنسيق ومحمي جيدًا لإنترنت الأشياء. لهذا السبب تحتاج إلى بوابة ذكية:
- اتصال سلس عبر الأجهزة
هذا يعد هذا سيناريو عاديًا في شبكة إنترنت الأشياء حيث يكون لديك العديد من الأجهزة و يمكن لكل جهاز استخدام بروتوكول اتصال مختلف: واي فاي, بلوتوث, زيجبي أو الخلوية. إذا لم يكن لدى هذه الأجهزة بوابة ذكية, لا يمكنهم الاتصال البيني وقد يؤدي ذلك إلى الكثير من الإزعاج وانخفاض الاتصال البيني. تلبي البوابة الذكية هذه الحاجة من خلال السماح للأجهزة ذات البروتوكولات المختلفة بالعمل في نفس الشبكة, جعل نظام إنترنت الأشياء الخاص بك نظامًا متكاملاً.
- تعزيز كفاءة الشبكة
تُستخدم البوابات الذكية في شبكة إنترنت الأشياء للتحكم في تدفق البيانات في الشبكة. كما أنها تقلل من كمية حركة البيانات لأنها تسحب البيانات من الأجهزة المختلفة وترسل المعلومات المطلوبة فقط إلى الخوادم السحابية أو الأنظمة المحلية. هذا وهذا صحيح بشكل خاص في حالة تطبيقات البيانات الضخمة, وخاصة في مجال إنترنت الأشياء, حيث تعد القدرة على إدارة كميات كبيرة من البيانات أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على استقرار النظام.
- تحسين الأمن
يعد الأمان دائمًا مصدر قلق كبير في أي تطبيق لإنترنت الأشياء. قامت البوابات الذكية بدمج إجراءات أمنية مثل التشفير, المصادقة, وجدران الحماية لتعزيز أمان البيانات التي يتم نقلها بين الأجهزة والشبكات. إنها تنظم حركة المرور وتسمح فقط للأجهزة المصرح لها بالاتصال بالشبكة, وتكون البيانات آمنة أثناء مرورها عبر الشبكة. هذا وهذا هو الحال بشكل خاص في مجالات مثل الرعاية الصحية, حيث يعد تسرب المعلومات كارثيًا للغاية.
كيف تعمل البوابة الذكية?
البوابة الذكية هي جهاز يربط أجهزة إنترنت الأشياء إلى الشبكات حتى يتمكنوا من تبادل المعلومات. يقوم بجمع المعلومات من أجهزة متعددة, يفسر بروتوكولات الاتصال المتعددة, ويعيد توجيه المعلومات إلى الوجهات المناسبة مثل الأجهزة الأخرى, clouds, or local servers. هذا يجعل من الممكن للأجهزة التي تدعم معايير مختلفة أن تتصل ببعضها البعض.
على سبيل المثال, في المنزل الذكي, يمكن للبوابة الذكية تمكين منظم الحرارة الخاص بك, كاميرات أمنية, والأضواء حتى لو كانت تستخدم معايير مختلفة, على سبيل المثال, واي فاي وزيجبي. تضمن البوابة أن هذه الأجهزة متصلة بشكل جيد ويمكنها التواصل مع بعضها البعض ومع هاتفك الذكي للتحكم في الأنظمة في منزلك عبر أحد التطبيقات. علاوة على ذلك, ومن المهم ملاحظة أن البوابة الذكية تتمتع أيضًا بميزة إضافية تتمثل في حماية البيانات التي يتم إرسالها, وبالتالي حماية البيانات الخاصة بك.
وظائف البوابة الذكية
تجميع البيانات
يعد تجميع البيانات أيضًا من بين الأنشطة الأكثر أهمية التي يتم إنجازها بواسطة البوابة الذكية. يقوم بجمع المعلومات من أجهزة إنترنت الأشياء المختلفة و, بعد ذلك, يرسل المعلومات المجمعة إلى خادم سحابي أو نظام محلي بعد عملية التكامل. تقلل هذه العملية من عدد حركة المرور التي يتم إرسالها عبر الشبكة وتضمن نقل المعلومات ذات الصلة فقط عبر الشبكة وبالتالي تحسين أداء الشبكة.
ترجمة البروتوكول
تستطيع البوابات الذكية أيضًا العمل كمترجمين فوريين بين جهازين يستخدمان بروتوكولات مختلفة لتمكين الاتصال بين الجهازين. تعد هذه الوظيفة مهمة جدًا في أنظمة إنترنت الأشياء لأن الأجهزة التي تنتجها شركات مصنعة مختلفة قد تستخدم بروتوكولات مختلفة.
إدارة الاتصال
تعد إدارة الاتصال ميزة أخرى للبوابات الذكية التي يجب أخذها بعين الاعتبار. يقومون بصيانة جميع الأجهزة المرتبطة برجل الشبكة, اتصالات العمر, والعودة إلى الشبكة الثانية إذا انقطع اتصال الشبكة الأولى. هذا يتأكد من أن الأنظمة متاحة دائمًا وتعمل طوال الوقت, وهناك القليل جدًا من الوقت الضائع على الأنظمة المهمة.
أنواع البوابات الذكية المختلفة
البوابات الصناعية
تستخدم البوابات الصناعية في التصنيع, طاقة, وغيرها من الصناعات حيث يقومون بربط الآلات وأجهزة الاستشعار بأجهزة التحكم والسحب. أنها تتكامل مع البروتوكولات الصناعية, بما في ذلك مودبوس, بروفينت, و إم كيو تي تي, مما يعني أن التواصل يمكن أن يحدث في بيئات معادية. بوابات إنترنت الأشياء الصناعية لها أهمية خاصة لتحقيق الصناعة 4.0 حلول.
البوابات الخلوية
البوابات الخلوية هي أجهزة إنترنت الأشياء التي تستخدم شبكات الهاتف المحمول لتوصيل الأجهزة في المناطق التي يصعب الوصول إليها أو المناطق المتنقلة. تعتبر هذه البوابات مفيدة جدًا في تلك المناطق التي لا يمكن إجراء الاتصالات السلكية فيها, كما هو الحال في النقل, الزراعة وأنظمة الأمن في الهواء الطلق.
بوابات المنزل الذكي
تقوم بوابات المنزل الذكي بتوصيل الأجهزة المنزلية المتنوعة مثل منظمات الحرارة, أضواء, وأنظمة الأمن على شبكة الإنترنت. غالبًا ما تدعم التوافق مع العديد من البروتوكولات مثل Wi-Fi, زيجبي, وZ-Wave التي تتيح توصيل الأنظمة المنزلية وتشغيلها عن بعد.
بوابات المركبات
تم تصميم بوابات المركبات خصيصًا لتطبيقات السيارات لتوصيل شبكات السيارات الداخلية بالشبكات الخارجية. تسمح هذه البوابات بـ CAN, لين, وبلوتوث, من بين البروتوكولات الأخرى, لنقل البيانات في الوقت الحقيقي بين السيارة والخدمات السحابية من أجل السلامة, ملاحة, والترفيه.
كيفية اختيار البوابة الذكية المناسبة?
البروتوكولات المدعومة
أحد أهم العوامل عند اختيار البوابة الذكية هو البروتوكولات التي تدعمها. يجب أن تكون البوابة متوافقة مع الأجهزة والأنظمة التي ستقوم بدمجها في النظام. على سبيل المثال, تعتبر البوابة التي تحتوي على واجهات Bluetooth وWi-Fi مناسبة لتطبيقات المنزل الذكي, بينما يجب أن تحتوي البوابة الصناعية على بروتوكولات Modbus أو MQTT.
يكلف
يعد السعر أحد أهم العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار البوابة الذكية. بالطبع, من الأفضل دائمًا اختيار الحلول الأقل تكلفة. لكن, يجب أن تكون البوابة قادرة على تقديم الخصائص والسرعة المطلوبة. من الأرخص شراء بوابة ذات نوعية جيدة لأنها ستحتاج فقط إلى الاستبدال في بعض الأحيان وستعمل بشكل أفضل.
ماركة
اعتمادا على العلامة التجارية للبوابة الذكية, يمكن أن تكون أكثر أو أقل موثوقية وتحظى بدعم أفضل أو أسوأ. من المهم أيضًا ملاحظة أن العلامات التجارية الراسخة تقدم دعمًا أفضل للعملاء, تحديثات البرامج الثابتة المتكررة, وتعزيز الأمن. عند اختيار البوابة, ينبغي للمرء أن ينتبه إلى أوراق اعتماد الشركة المصنعة وخبرتها.
أداء
هذا هذا هو الحال بشكل خاص في التطبيقات الصناعية والواسعة النطاق حيث يكون الأداء أحد الاعتبارات الرئيسية. يجب أن تكون البوابة الذكية قادرة على التحكم في كمية البيانات, الحفاظ على الاتصالات والحصول على الحد الأدنى من التأخير. هكذا, من المهم اختيار بوابة تلبي احتياجات التطبيق المحدد.
البوابة مقابل جهاز التوجيه: ما هو الفرق?
على الرغم من أن كلاهما يستخدم لتوصيل الأجهزة بالشبكات, يتم استخدامها بطرق مختلفة. جهاز التوجيه هو جهاز يقوم بتوجيه حركة البيانات من شبكة إلى أخرى, بينما تقوم البوابة الذكية بتوجيه الاتصال بين الأجهزة المتصلة والتحكم فيه بالإضافة إلى ترجمة البروتوكولات المعنية. هذا يجعل البوابات الذكية أكثر مرونة وقدرة على التكيف مع بيئة إنترنت الأشياء المعقدة.
قمة 3 بوابات إنترنت الأشياء التي يجب ألا تفوتها
بوابة LTE متنقلة خارجية MG5
ال بوابة LTE متنقلة خارجية MG5 تم تصميمه للاستخدام الخارجي والمتنقل. يحتوي على شبكات LTE وهو مصمم لتحمل الظروف البيئية غير المواتية. مصممة للمراقبة عن بعد وتطبيقات إنترنت الأشياء المتنقلة, توفر هذه البوابة نقلًا آمنًا للبيانات أينما كان ذلك مطلوبًا.
بوابة G1 IoT Bluetooth®
ال بوابة بلوتوث لإنترنت الأشياء G1 يبرز باعتباره الأفضل في الاتصال السحابي لجهاز Bluetooth. كما أنه يدعم تقنية البلوتوث 5. 0 والبروتوكولات منخفضة الطاقة; فهو مثالي لأنظمة المنزل الذكي والتطبيقات الصناعية. بوابة G1 صغيرة الحجم, يستهلك طاقة منخفضة ويمكن تركيبه في بيئات مختلفة.
بوابة إنترنت الأشياء MG4 القابلة لإعادة الشحن
ال بوابة إنترنت الأشياء MG4 القابلة لإعادة الشحن هي إحدى بوابات إنترنت الأشياء لتوصيل المزيد من أجهزة إنترنت الأشياء، وهي محمولة وسهلة التشغيل. كما أن لديها بطارية قابلة لإعادة الشحن مما يجعلها مرنة حيث يمكن تشغيلها في المناطق التي لا توجد بها كهرباء. تدعم بوابة MG4 بروتوكولات متعددة, مثل Wi-Fi Bluetooth وهو مناسب للتطبيقات العرضية والتطبيقات القائمة على التنقل لشبكة إنترنت الأشياء.
خاتمة
تعد البوابات الذكية مكونات أساسية لأي نظام إنترنت الأشياء لأنها تتيح الاتصال, حماية, وإدارة البيانات في مختلف الأجهزة والشبكات. سواء كان الأمر يتعلق بإنشاء منازل ذكية, تحسين التطبيقات الصناعية أو ربط أنظمة السيارات, يعد قرار البوابة الذكية أمرًا بالغ الأهمية لوظائف بيئة إنترنت الأشياء وأمنها من التهديدات السيبرانية.
في هذه المقالة, لقد أوضحنا الوظائف, الأنواع, وكيفية اختيار بوابات إنترنت الأشياء وسحابات إنترنت الأشياء لتحسين نظام إنترنت الأشياء لديك. هكذا, كما سيتبين في 2024, ستظل تكنولوجيا إنترنت الأشياء قيد التطوير, وستظل البوابات الذكية عنصرًا مهمًا في نظام إنترنت الأشياء وأمن العدد المتزايد من الأجهزة المتصلة.
التعليمات
س1: ما هو الدور الأساسي للبوابة الذكية?
البوابة الذكية هي جهاز وسيط يساعد في نقل البيانات بين الأجهزة والشبكات المختلفة مع ترجمة البروتوكولات أيضًا.
Q2: هي بوابة ذكية تنطبق على المنزل الذكي?
نعم, تنطبق البوابات الذكية على نطاق واسع في المنازل الذكية لتنسيق عمليات الأجهزة المختلفة مثل الأضواء, منظمات الحرارة, و أنظمة الأمن, من بين أمور أخرى.
س3: ما هو الفرق بين البوابة الذكية وجهاز التوجيه?
يتم استخدام جهاز التوجيه للتحكم في تدفق البيانات بين شبكتين أو أكثر, بينما تتحكم البوابة الذكية في تدفق البيانات بين الأجهزة, يفسر البروتوكولات ويقدم المزيد من الوظائف المناسبة لشبكات إنترنت الأشياء.
س 4: كيف أختار البوابة الذكية المناسبة؟?
ضع في اعتبارك عوامل مثل البروتوكولات المدعومة, يكلف, سمعة العلامة التجارية, والأداء عند اختيار البوابة الذكية للتأكد من أنها تلبي احتياجاتك الخاصة.
س5: هل يمكن للبوابة الذكية تحسين أمان شبكة إنترنت الأشياء الخاصة بي?
في الحقيقة, يمكن للبوابة الذكية أن تزيد من أمان شبكة إنترنت الأشياء الخاصة بك إلى حد كبير جدًا. إنه بمثابة حاجز من خلال استخدام استخدام التشفير, المصادقة وجدار الحماية لضمان حماية البيانات أثناء نقلها من جهاز أو شبكة إلى أخرى. تتحكم البوابة الذكية أيضًا في حركة المرور والوصول إلى الشبكة; لذلك, تتم حماية أجهزة وبيانات إنترنت الأشياء الخاصة بك من المتسللين والتهديدات السيبرانية الأخرى.
الدردشة الآن