ساختار پیام HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء

ساختار پیام HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء (IoT) نقش مهمی در تسهیل ارتباط بین دستگاه‌ها ایفا می‌کنند. HTTP، پروتکل انتقال ابرمتن، به طور گسترده‌ای برای ارتباطات وب، با استفاده از یک مدل درخواست-پاسخ با هدرها و بدنه‌ها استفاده می‌شود. از سوی دیگر، MQTT، Message Queuing Telemetry Transport، یک پروتکل سبک وزن و ایده آل برای IoT به دلیل معماری انتشار-اشتراک، با به حداقل رساندن استفاده از پهنای باند و پشتیبانی از اتصالات متناوب است. این دو پروتکل در اکوسیستم‌های اینترنت اشیاء به اهداف متمایزی عمل می‌کنند، با تمرکز HTTP بر تعامل مستقیم مشتری و سرور و MQTT بر تبادل کارآمد داده‌ها بین چندین دستگاه. درک تفاوت‌ها و کاربردهای آن‌ها برای طراحی سیستم‌های IoT مؤثر که الزامات ارتباطی خاص را برآورده می‌کنند، ضروری است.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

پروتکل پایه وب که برای تبادل اطلاعات بین مرورگر وب و سرور استفاده می‌شود. پیام‌های HTTP از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

1. درخواست

• روش: نوع درخواست (GET، POST، PUT، DELETE و غیره) را مشخص می‌کند.
• مسیر: آدرس URL منبع مورد نظر را مشخص می‌کند.
• هدرها: اطلاعات اضافی مانند نوع محتوا، طول پیام و کوکی‌ها را ارائه می‌دهند.
• بدنه (اختیاری): داده‌هایی را که باید به سرور ارسال شوند، مانند فرم‌های HTML یا داده‌های JSON، شامل می‌شود.

2. پاسخ

• کد وضعیت: نتیجه درخواست را نشان می‌دهد (200 OK، 404 Not Found و غیره).
• هدرها: اطلاعات اضافی مانند نوع محتوا، طول پیام و تاریخ را ارائه می‌دهند.
• بدنه (اختیاری): داده‌هایی را که سرور می‌خواهد به مرورگر ارسال کند، مانند محتوای صفحه وب یا تصاویر، شامل می‌شود.

نمونه پیام HTTP

GET /index.html HTTP/1.1

Host: www.example.com

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*

Accept-Language: en-US,en;q=0.5

Connection: keep-alive

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

پروتکل پیام‌رسان سبک برای اینترنت اشیاء (IoT) که برای ارسال داده‌های حسگر از دستگاه‌ها به سرورها استفاده می‌شود. پیام‌های MQTT از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

1. موضوع

دسته‌بندی پیام را مشخص می‌کند.

• بار مفید: داده‌های واقعی پیام را شامل می‌شود.
• کیفیت خدمات (QoS): سطح اطمینان از تحویل پیام را تعیین می‌کند.

نمونه پیام MQTT

topic/temperature 25

تفاوت‌های کلیدی بین HTTP و MQTT

• هدف: HTTP برای انتقال صفحات وب و داده‌های مرتبط طراحی شده است، در حالی که MQTT برای ارسال داده‌های حسگر و پیام‌های کوتاه از دستگاه‌های IoT به سرورها طراحی شده است.
• ساختار: پیام‌های HTTP دارای ساختار پیچیده‌تری با هدرهای متعدد هستند، در حالی که پیام‌های MQTT ساختار ساده‌تری با موضوع، بار مفید و QoS دارند.
• حالت: HTTP یک پروتکل بدون حالت است، به این معنی که هر درخواست مستقل از درخواست‌های قبلی یا بعدی است. MQTT می‌تواند حالت‌دار باشد، به این معنی که می‌تواند اطلاعات مربوط به وضعیت قبلی را حفظ کند.
• قابلیت اطمینان: HTTP به طور کلی قابل اعتمادتر از MQTT است، زیرا از TCP برای انتقال داده استفاده می‌کند. MQTT می‌تواند از TCP یا UDP استفاده کند، که UDP می‌تواند غیرقابل اعتمادتر باشد.

نقش HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء

• HTTP: معمولاً برای تبادل داده‌های پیکربندی، به‌روزرسانی نرم‌افزار و سایر اطلاعات غیر فوری بین دستگاه‌های IoT و سرورها استفاده می‌شود.
• MQTT: به طور ایده آل برای ارسال داده‌های حسگر و پیام‌های کوتاه با تأخیر کم از دستگاه‌های IoT به سرورها، مانند داده‌های دما، فشار و موقعیت، استفاده می‌شود.

انتخاب بین HTTP و MQTT

انتخاب بین HTTP و MQTT به نیازهای خاص برنامه شما بستگی دارد. اگر به دنبال انتقال صفحات وب و داده‌های مرتبط هستید، HTTP گزینه مناسبی است. با این حال، اگر به دنبال ارسال داده‌های حسگر و پیام‌های کوتاه با تأخیر کم هستید، MQTT گزینه بهتری است.

کاربرد HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء (IoT)

HTTP و MQTT دو پروتکل شبکه رایج هستند که در اینترنت اشیاء (IoT) برای تبادل داده بین دستگاه‌ها و سرورها استفاده می‌شوند. هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

HTTP

• مزایا:
  • پروتکل استاندارد وب، به طور گسترده شناخته شده و پشتیبانی می‌شود
  • قابل اعتماد و کم تأخیر
  • مناسب برای انتقال حجم زیادی از داده ها
  • ایده آل برای رابط های کاربری وب و برنامه های کاربردی مبتنی بر وب
• معایب:
  • سربار بیشتر به دلیل ساختار پیام پیچیده تر
  • مصرف بیشتر باتری برای دستگاه های کم مصرف
  • ممکن است برای برنامه های حساس به زمان مناسب نباشد

کاربردها

• دانلود و آپلود فایل ها
• به روز رسانی نرم افزار
• دسترسی به رابط های کاربری وب
• ارسال داده های پیکربندی
• جمع آوری داده های تجزیه و تحلیل

MQTT

• مزایا:
  • پروتکل سبک و کم مصرف
  • ایده آل برای دستگاه های با باتری کم
  • انتشار و اشتراک پیامات کارآمد
  • مناسب برای برنامه های حساس به زمان
  • پشتیبانی از کیفیت خدمات (QoS) برای اطمینان از تحویل پیام
• معایب:
  • پروتکل نسبتاً جدیدتر، ممکن است به طور گسترده شناخته شده نباشد
  • ساختار پیام ساده تر ممکن است برای برخی برنامه ها کافی نباشد
  • ممکن است به اندازه HTTP امن نباشد

کاربردها

• ارسال داده های حسگر
• نظارت بر وضعیت دستگاه
• کنترل از راه دور دستگاه ها
• برنامه های اتوماسیون منزل
• زنجیره های تامین هوشمند

انتخاب بین HTTP و MQTT

انتخاب بین HTTP و MQTT به نیازهای خاص برنامه شما بستگی دارد. اگر به دنبال پروتکل استاندارد و قابل اعتمادی برای انتقال حجم زیادی از داده هستید، HTTP گزینه مناسبی است. با این حال، اگر به دنبال پروتکل سبک و کم مصرفی برای ارسال داده‌های حسگر و پیام‌های کوتاه با تأخیر کم هستید، MQTT گزینه بهتری است.

در اینجا چند نمونه از نحوه استفاده از HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء آورده شده است:

• سنسور دمای که در خانه شما نصب شده است می تواند از طریق MQTT به سرور شما داده ارسال کند تا بتوانید دمای خانه خود را از راه دور کنترل کنید.
• یک دستگاه پوشیدنی می‌تواند از طریق HTTP داده‌های تناسب اندام شما را به برنامه تلفن هوشمندتان آپلود کند.
• یک ماشین آلات صنعتی می تواند از طریق MQTT به یک سیستم نظارت از راه دور متصل شود تا اپراتورها بتوانند عملکرد آن را در زمان واقعی رصد کنند.
• یک سیستم روشنایی هوشمند می تواند از طریق HTTP از طریق یک برنامه تلفن هوشمند کنترل شود.

اینها تنها چند نمونه از کاربردهای بی‌شمار از ساختار پیام HTTP و MQTT در اینترنت اشیاء هستند. با پیشرفت ادامه اینترنت اشیاء، انتظار می‌رود این پروتکل‌ها نقش مهم‌تری در نحوه اتصال و تبادل داده دستگاه‌ها ایفا کنند.

منابع

• https://simple.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol
• https://en.wikipedia.org/wiki/MQTT
• https://mqtt.org/