Model of remote control using the MQTT protocol

Соңғы жылдары жоғары техникалық сипаттамалары бар мобильді құрылғылар саны күрт өсті. Сонымен қатар, мобильді Интернет жоғары қарқынмен дамып, біздің өмірімізге бұлтты есептеулер тереңдей түседі. Анықтамалардың біріне сәйкес, «Интернет заттар» (Internet of Things) түсінігінде осы объектілерге өзінің жай-күйінің немесе қоршаған ортаның жай-күйінің параметрлерін өлшеуге, осы ақпаратты пайдалануға және беруге мүмкіндік беретін кіріктірілген технологиясы бар физикалық объектілер («заттар») желісі түсіндіріледі. Заттар деп дербес компьютерлер, мобильді құрылғылар, датчиктер және басқарылатын құрылғылар түсініледі [1].

Алыстан басқару моделіне қатысты «Интернет заттар» концепциясы жүйеде пайдаланылатын көптеген датчиктерден бұлтқа деректерді өңдеу және сақтау арқылы, сондай-ақ пайдаланушыдан соңғы басқарылатын құрылғыларға командаларды жіберу арқылы іске асырылуы мүмкін. Өз кезегінде, пайдаланушыға датчиктерден деректерді мониторингілеуге, сондай-ақ құрылғыларды басқаруға арналған интерфейс (браузер немесе мобильді қосымша арқылы) қолжетімді болады. Осылайша, пайдаланушылар өз жүйесін қашықтан басқару және мониторинг құралын алады [2].

MQTT хаттамасы (Message Queuing Telemetry Transport) -құрылғылар арасында деректер алмасу үшін пайдаланылатын интернет заттар үшін арнайы әзірленген ашық хаттама. MQTT TCP/IP үстінен жумыс iстейтiн жены желiлiк хаттамасы болып табылады.

MQTT-желi курылымы MQTT-агенттердщ - жазылушылар (Subscriber) және баспагерлер (Publisher) өзара әрекеттестігінде делдал болып табылатын MQTT-брокермен ¥CынылFан. «Баспагер - жазылушы» принципiнiн айрыцша ерекшелiгi - хабарламаларды цабылдайтын жазылушыларды және хабарламаларды жіберетін баспагерлерді бөлу болып табылады. Атап айтқанда, баспагер мен жазылушы тікелей байланысты емес жэне бiр-бiрiнiн бар екендiгiн болжамайды. Баспагерлер жазылушыларFа арналган ацпаратты жариялайды. MQTT-агенттер арасындағы хабарламалар алмасуды брокер (Broker) келіседі және басцарады. Брокер - динамикалыц деректер базасы бар TCP сервершщ функцияларын орындайтын бағдарлама. MQTT хаттамасы деректер брокерінің болуын міндетті түрде талап етеді. Бұл технологияның орталық идеясы. «Баспагер - жазылушы» принципiнiн келесi ерекшелiгi операцияларды брокермен параллельдеу болып табылады. [3].

ЖоFарыда айтылгандардьщ негiзiнде будан эрi цашыцтан басцару модел1 жете царастырылады.

Модельдiн негiзгi компоненттерi болып табылады:

• -    датчиктер, басцарылатын K¥рылFылар;

• -    Wi-Fi модуль - контроллер;

• -    модем;

• -    бултты сервер;

• -    цосымша (мобильдр стационарлыц).

Эзiрленген модельде пайдаланушыга кез келген уацытта жэне кез келген жерде цажеттi жабдыцтармен жабдыцталFан Yй-жай туралы ацпарат цолжетiмдi болады.

Қашықтан басқару моделінің жұмыс принципі келесі:

• -    модульге қосылған датчиктер мен басқарылатын құрылғылар өздерінің көрсеткіштерін Wi-Fi модуліне жібереді;

• -    Wi-Fi модуль датчиктерден және басқарылатын құрылғылардан деректерді алады және ол қосылған модем арқылы алынған деректерді бұлтты серверге интернет арқылы жібереді;

• -    бұлтты сервер деректерді интернет арқылы алады және оларды сақтайды;

• -    қосымша белгілі бір Topic-тақырып бойынша серверге жүгінеді;

• -    бұлт сервері өз кезегінде мәліметтерді сұраған клиентке өзі жазылған нақты Topic–тақырып бойынша көрсеткіштерді жібереді. Осылайша қашықтан басқару моделі жұмыс істейді.

MQTT протоколының жұмысы үш негізгі компоненттердің өзара әрекеттесуін көздейді – Баспагер Publisher, Брокер Broker, Жазылушы Subscriber. Баспагер Publisher – белгілі бір Topic–тақырыбына интернет арқылы Broker Брокеріне түрлі оқылатын деректерді жібереді. Брокер алынған деректерді сақтайды және оларды белгілі бір Topic-ке жазылған Subscriber жазылушыларына жібереді. Жазылушылар деректерді алу үшін Брокерге жазылған тақырып бойынша жүгіну қажет, бұл жағдайда Брокер деректерді жібереді. Әзірленген қашықтан басқару моделінде MQTT протоколының жұмыс жасау 2 сценарийі бар.

• 1    сценарий:

Wi-Fi модуль – Баспагер, датчиктер мен басқарылатын құрылғылардан оқылатын көрсеткіштерді Брокердегі   Торіс-ке жариялайды. Брокер тақырыптар бойынша алынған деректерді сақтайды. Жазылушы жүгінген кезде, атап айтқанда қосымшалар, Брокерге Topic-те сақталған деректерді жібереді.

• 2    сценарий:

Қосымша – баспагер, брокердегі Topic-ке қандай да бір әрекетті орындау үшін (кондиционерді қосу, жарықтандыруды өшіру, гараж ашу) командаларды жібереді. Өз кезегінде брокер алынған командаларды Topic-ке жазылған жазылушыларға жібереді, бұл жағдайда абонент Wi-Fi модулі болып табылады. Wi-Fi модуль брокерден алынған командаларды датчиктер мен басқарылатын құрылғыларға жібереді.

Қорытындылай келе, бұл мақалада бұлт ортасына біріктірілген қашықтан басқару жүйесінің моделі ұсынылғанын атап өткен жөн. Бұлтқа Интеграция барлық жүйелерді қашықтан басқаруды қамтамасыз етуге арналған. Сонымен қатар, әр түрлі деңгейдегі басқару жүйесін құру қажет. Кез келген құрылғыларды Интернетке қосу-бұл әрқашан жоғары қауіптілік деңгейі болғандықтан, бұлтқа интеграцияланатын жүйелер үшін деректерді қорғауды қамтамасыз етудің сенімді әдістерін әзірлеу қажет.

Пайдаланылған әдебиеттер:

• 1.    Кнеллер В.Ю. "Приборное облако" – концепция функционирования сенсорных систем на основе интернет-технологии -Датчики и системы, №8, 2010. - 66-69 с.

• 2.    Панарин М.В. Система управления удаленными объектами на основе сети GSM –LAP Lambert Academic Publishing, 2012. – 152 с.

• 3.    Жарлыкасова А.Н. Сравнительный анализ протоколов передачи данных и преимущества протокола MQTT / А.Н. Жарлыкасова, А.З. Муслимова // ООО Агентство перспективных научных исследований (АПНИ): материалы Междунар. науч.-практ.конф., 30 окт. 2017.. г. Белгород. В 2 ч. Ч.2 / Белгород, 2017. – С. 75-78.