میکروتیک و اینترنت اشیاء (IoT)

 

در این مقاله، به بررسی چگونگی استفاده از محصولات میکروتیک در پیاده‌سازی و مدیریت شبکه‌های IoT پرداخته می‌شود.

ما به بررسی ویژگی‌ها، پیکربندی‌ها و مزایای استفاده از میکروتیک برای شبکه‌های IoT خواهیم پرداخت و نمونه‌های کاربردی را ارائه خواهیم داد.

 

اهمیت اینترنت اشیاء در عصر دیجیتال :

۱. ارتقای کارآیی و بهبود کیفیت زندگی

اینترنت اشیاء با اتصال ابزارها، دستگاه‌ها و محیط‌های فیزیکی به اینترنت، امکان تبادل داده و اجرای عملیات خودکار را فراهم می‌کند.

این اتصال بهبود کیفیت زندگی را در حوزه‌های مختلف ایجاد می‌کند:

• خانه‌های هوشمند : دستگاه‌هایی مانند خنک‌کننده‌های هوشمند، چراغ‌های کنترل‌شده از راه دور، و سیستم‌های امنیتی خانگی، به مدیریت انرژی، افزایش امنیت و آسایش زندگی کمک می‌کنند.
• پزشکی و بهداشت : دستگاه‌های پزشکی اتصالی (مانند پatches قلبی یا دستگاه‌های مراقبت از سطح قند خون) اطلاعات حیاتی را به پزشکان ارسال می‌کنند و در تشخیص و پیشگیری از بیماری‌ها مؤثر هستند.
• ماشین‌آلات و صنعت : اتصال دستگاه‌های صنعتی به IoT امکان پیشگویی خرابی، بهینه‌سازی تولید و کاهش هدررفت انرژی را فراهم می‌آورد.

۲. توسعه شهرهای هوشمند

اینترنت اشیاء نقش پایه‌ای در ساختار شهرهای هوشمند (Smart Cities) دارد:

• مدیریت ترافیک : دستگاه‌های حسگر در جاده‌ها و سیستم‌های ترافیک کنترل، از جلوگیری از جریان ترافیک و کاهش آلودگی هوا کمک می‌کنند.
• کاربرد در سیستم‌های آب، برق و فاضلاب : اتصال دستگاه‌هایی مانند مترهای انرژی هوشمند و سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب، به مدیریت بهینه منابع پرورده می‌شود.
• سیستم‌های امنیت شهری : دوربین‌های هوشمند و سیستم‌های اطلاع‌رسانی در برابر بحران، امنیت و آسایش ساکنان شهرها را افزایش می‌دهند.

۳. تغییر مسیر به اقتصاد دیجیتال

اینترنت اشیاء با ایجاد فرصت‌های تجاری و صنعتی، نقشی کلیدی در توسعه اقتصاد دیجیتال دارد:

• بازارهای نوین : صنایعی مانند صنعت خودروی هوشمند، دستگاه‌های پزشکی اتصالی و دستگاه‌های کشاورزی هوشمند، از اینترنت اشیاء استفاده می‌کنند.
• بهبود بهره‌وری : در صنایع چون تولید، حمل و نقل و کشاورزی، IoT به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی کمک می‌کند.
• کسب درآمد جدید : شرکت‌ها می‌توانند از داده‌های جمع‌آوری‌شده از IoT برای تحلیل رفتار مشتریان و طراحی خدمات مبتنی بر داده استفاده کنند.

 

۴. حفاظت محیط زیست و مدیریت منابع

اینترنت اشیاء در حفاظت از محیط زیست و مدیریت منابع طبیعی نقشی اساسی ایفا می‌کند:

• کشاورزی هوشمند : سیستم‌های حسگر برای مراقبت از سطح آب، دما و رطوبت خاک، به کاهش هدررفت آب و افزایش تولید محصولات کشاورزی کمک می‌کند.
• نگهداری منابع انرژی : سیستم‌های مدیریت انرژی هوشمند (مانند شبکه‌های هوشمند توزیع انرژی) به بهره‌برداری بهینه از انرژی تجدیدپذیر و کاهش آلودگی هوا کمک می‌کنند.
• برنامه‌ریزی محیط زیست : دستگاه‌های IoT برای مطالعه وضعیت آب و هوا، بیماری‌های گیاهی و پراکنش گیاهان در مناطق مختلف استفاده می‌شوند.

۵. ایجاد اعتماد به فناوری‌های جدید

اینترنت اشیاء پایه‌سازی برای فناوری‌های جدید مانند:

• اصول صنعت ۴.۰ (Industry 4.0) : اتصال دستگاه‌های تولید به شبکه، به ایجاد خطوط تولید هوشمند و تولید انعطاف‌پذیر کمک می‌کند.
• خودروهای خودران (Autonomous Vehicles) : استفاده از داده‌های IoT در مسیریابی و ایمنی خودروهای خودران.
• روبوتیک و هوش مصنوعی (AI) : IoT به AI اطلاعات لازم را برای یادگیری ماشین و تصمیم‌گیری ارائه می‌دهد.
  

  میکروتیک و اینترنت اشیاء (IoT)

۶. افزایش امنیت و کنترل

اینترنت اشیاء امکان آنالیز داده‌های فراوان را فراهم می‌کند که به:

• پیشگویی خطرات : مانند آتش سوزی، سیل یا زلزله.
• کنترل دستگاه‌ها از راه دور : بهبود امنیت خانه، اداره و صنایع.

۷. چالش‌ها و مسائلی که باید مواجه شود

همچنین، توسعه IoT با چالش‌هایی همراه است که باید مدیریت شوند:

• حریم خصوصی : جمع‌آوری داده‌های شخصی از طریق دستگاه‌های IoT ممکن است به مشکلات امنیتی منجر شود.
• امنیت سیستم : حملات سیب‌زده شدن به شبکه‌ها و دستگاه‌های IoT می‌تواند اطلاعات حساس را در معرض خطر قرار دهد.
• معماری و ارتباطات : نیاز به شبکه‌های بلندسرعت و پایدار (مانند 5G) برای حمل داده‌های IoT.
• معیارهای استاندارد : تنظیم استانداردهای یکپارچه برای اتصال و انتقال داده بین دستگاه‌های IoT.

۸. آینده اینترنت اشیاء

با رشد فناوری‌هایی مانند 5G ، هوش مصنوعی ، و بلوکچین ، اینترنت اشیاء در آینده می‌تواند:

• شهرهای هوشمند را از پایه تا سقف تبدیل به محیط‌های کاملاً خودکار و پذیرنده انسان کند.
• بیمارستان‌های هوشمند را با دستگاه‌های پزشکی اتصالی و رباتهای پرستاری تکمیل کند.
• کشاورزی هوشمند را از طریق داده‌های دقیق برای تولید محصولات بهینه پشتیبانی کند.

 

میکروتیک و اینترنت اشیاء (IoT)

معرفی میکروتیک و نقش آن در IoT

۱. اتصال اشیاء به شبکه (Device Connectivity)

میکروتیک با ارائه دستگاههای شبکه ای قابلیت اتصال اشیاء IoT به شبکه را فراهم میکند.

دستگاههایی مانند hap series ، cap series و انواع روتر های و سوئیچ های سری CCR و CCS به عنوان روترها یا سرورها، امکان اتصال دستگاههای IoT

(مانند حسگرهای (Sensor)، دستگاههای کنترلی (Actuator) و دستگاههای ابری) به شبکه اینترنت یا شبکه های محلی (LAN) را فراهم میکنند.

۲. مدیریت شبکه IoT با سیستم عامل RouterOS

سیستم عامل MikroTik RouterOS ، یک سیستم عامل مبتنی بر لینوکس است که برای مدیریت شبکه های IoT طراحی شده است.

این سیستم عامل قابلیت هایی مانند:

• تقسیم بندی شبکه (VLAN) : ایجاد شبکه های منطقی جداگانه برای دستگاههای IoT و دسترسی آنها به منابع محدود.
• کیفیت خدمات (QoS) : تنظیم اولویت دادن به دادههای IoT برای اطمینان از انتقال سریع و پایدار.
• امنیت شبکه : ایجاد فایرول (Firewall)، محدودکردن دسترسی غیرمجاز، و حمایت از استانداردهای امنیتی مانند WPA3 برای اتصالات وایرلس.
• مدیریت دستگاههای از راه دور (Remote Management) : کنترل دستگاههای IoT از طریق وب‌پنل یا نرمافزارهای مانند Winbox .

۳. حمل و نقل داده IoT با شبکه های پیوسته

میکروتیک با تکنولوژیهایی مانند:

• شبکه های وایرلس (Wireless Networks) : اتصال دستگاههای IoT به شبکه از راه دور با استفاده از دستگاههایی مانند MikroTik cap 2nd .
• شبکه های مسیریابی (Routing Networks) : ایجاد شبکه های پیوسته و قابلیت اتصال دستگاههای IoT به ابر (Cloud) یا سرورها.
• شبکه های 5G/4G : استفاده از دستگاههای موبایل مانند MikroTik LtAP LR8G LTE6 kit برای اتصال اشیاء IoT به شبکه های همراه.

۴. پشتیبانی از استانداردهای IoT

میکروتیک پشتیبانی از استانداردهای اصلی IoT مانند:

• MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) : پروتکل انتقال داده سریع و اقتصادی برای اشیاء IoT.
• CoAP (Constrained Application Protocol) : پروتکلی مناسب برای دستگاههای IoT با منابع محدود.
• HTTP/HTTPS : اتصال امن دستگاههای IoT به سرورها و ابر.
• OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) : استاندارد مدیریت داده IoT در صنعت.

۵. کاربردهای IoT مبتنی بر میکروتیک

میکروتیک در توسعه پروژههای IoT در حوزههای مختلف کاربرد دارد:

 

• شهرهای هوشمند (Smart Cities)
•  صنعت ۴.۰ (Industry 4.0)
•  خانه های هوشمند (Smart Homes)
•  کشاورزی هوشمند (Smart Agriculture)
•  بهداشت و پزشکی

۶. مزایای استفاده از میکروتیک در IoT

• قابلیت تنظیم و سفارش دهی : سیستم عامل RouterOS به مدیران اجازه تنظیم پیشرفته شبکه برای IoT میدهد.
• هزینه کم : دستگاههای میکروتیک در مقایسه با برخی دستگاههای مشابه، هزینه مناسبتری دارند.
• پشتیبانی از شبکه های بزرگ و کوچک : از پروژههای کوچک (مانند خانه هوشمند) تا پروژههای بزرگ (مانند شهرهای هوشمند) قابلیت پشتیبانی دارد.
• امنیت بالا : امکانات فایرول، محدودکردن دسترسی و تانسورها (Tunnels) امن برای حفاظت از دادههای IoT.

۷. مثالهای عملی از کاربرد میکروتیک در IoT

• پروژه Smart Farming : در کشاورزی هوشمند، دستگاههای میکروتیک برای اتصال حسگرهای خاک و انتقال داده به سرورها به کار میرود.
• پروژه Smart Building : در ساختمانهای هوشمند، روترهای میکروتیک برای اتصال دستگاههای کنترل سیستمهای تهویه، آبیاری و امنیت استفاده میشوند.
• پروژه Telemedicine : در پزشکی دوردست، دادههای بیمار از طریق دستگاههای IoT متصل به میکروتیک به پزشکان ارسال میشود.

۸. چالشها و محدودیتهای مرتبط با میکروتیک در IoT

• نیاز به دانش فنی : تنظیم پیشرفته سیستم عامل RouterOS برای IoT نیازمند دانش کافی در زمینه مدیریت شبکه است.
• محدودیت منابع در دستگاههای کوچک : برخی دستگاههای میکروتیک با منابع محدود (مانند حافظه و پردازنده) ممکن است برای پروژههای IoT پیچیده مناسب نباشند.
• قابلیت های امنیتی محدود در نسخههای آزاد : نسخههای آزاد سیستم عامل RouterOS ممکن است از امکانات امنیتی پیشرفته پروژکتی در بیاید.

 

 

سناریو منزل هوشمند با استفاده از میکروتیک (MikroTik)

در این بخش، یک سناریو عملی از منزل هوشمند (Smart Home) با استفاده از دستگاهها و نرمافزارهای میکروتیک معرفی میشود. این سناریو نشان میدهد که چگونه میکروتیک میتواند به عنوان پایه شبکه IoT در خانه، اتصال، مدیریت و امنیت دستگاههای هوشمند را فراهم آورد.

۱. ساختار شبکه منزل هوشمند با میکروتیک

۱.۱. دستگاههای مورد نیاز:

• روتر میکروتیک (RouterBOARD) : مثلاً MikroTik hAP ac2 ، MikroTik hAP ax2 و یا CCR2116 برای مدیریت شبکه IoT.
• دستگاههای IoT :
  • حسگرهای حرکت (Motion Sensors)
  • حسگرهای درب و پنجره (Door/Window Sensors)
  • چراغهای هوشمند (Smart Lights)
  • دستگاههای کنترل دمایی (Thermostat)
  • دوربینهای امنیتی (IP Cameras)
  • دستگاههای کنترل کنترلر (Smart Plugs)

۱.۲. پیوند شبکه:

• شبکه اصلی (Main Network) :
  • روتر میکروتیک به عنوان Core Router ، شبکه خانه را مدیریت میکند.
  • اتصال به اینترنت از طریق مودم های میکروتیک مانند Hap ax lite Lte 6  و یا  Sxt lte6 kit .
• شبکه IoT جداگانه (IoT Network) :
  • با استفاده از VLAN در RouterOS، شبکه IoT از شبکه اصلی جدا شده و امنیت بالاتری دارد.
  • دستگاههای IoT به شبکه از طریق روتر میکروتیک متصل میشوند.

۲. تنظیمات RouterOS برای مدیریت IoT

۲.۱. تقسیم بندی شبکه با VLAN

• ایجاد دو VLAN:
  • VLAN 10 (Main Network) : برای دستگاههای عمومی (مثل کامپیوترها، تلویزیونها).
  • VLAN 20 (IoT Network) : برای دستگاههای IoT.
• تنظیمات VLAN در RouterOS:

 

۲.۲. کیفیت خدمات (QoS) برای IoT

• تنظیم اولویت دادن به دادههای IoT برای اطمینان از انتقال سریع و پایدار:

برای تنطیمات QOS در میکروتیک شمارا به مطالعه مقاله زیر دعوت میکنم.

“Quality of Service (QoS)”

• اولویت دادن به پورت های ارتباطی IoT (مانند پورت MQTT 1883).

۲.۳. امنیت شبکه IoT

• • محدودکردن دسترسی به شبکه IoT از شبکه خارجی (مانند اینترنت).
  • اجازه دسترسی فقط به IPهای مجاز برای مدیران شبکه.فایرول (Firewall) :
  /ip firewall filter add chain=input src-address=192.168.20.0/24 action=accept

  /ip firewall filter add chain=input action=drop
• تجزیه و تحلیل حملات (Traffic Analysis) :
  استفاده از MikroTik Bandwidth Monitor برای شناسایی فعالیت مشکوک در شبکه IoT.

۳. کاربردهای IoT در منزل هوشمند

۳.۱. امنیت خانه

• حسگرهای حرکت و درب/پنجره :
  • اتصال حسگرهای حرکت (مثل Reed Switches ) به شبکه IoT.
  • ارسال هشدار به صاحبان خانه از طریق Push Notifications یا ایمیل در صورت فعال شدن حسگر.
• دوربینهای امنیتی (IP Cameras) :
  • اتصال دوربینهای مانند hikvision به شبکه IoT.
  • امکان مشاهده و کنترل دوربینها از طریق وب‌پنل یا نرمافزار Winbox میکروتیک.

۳.۲. کنترل از راه دور

• کنترل چراغها و دستگاههای الکتریکی :
  • استفاده از Smart Plugs (مانند TP-Link Kasa ) برای کنترل کنترلر از راه دور از طریق اینترنت.
  • تنظیم زمان باز و بسته شدن چراغها یا دستگاههای الکتریکی از طریق برنامه هایی مانند Home Assistant یا MikroTik API .
• کنترل دمای خانه :
  • اتصال دستگاههای کنترل دمایی (مانند Nest Thermostat ) به شبکه IoT.
  • تنظیم دمای خانه از راه دور از طریق اتصال به اینترنت.

۳.۳. بهینه سازی انرژی

• گزارش مصرف انرژی :
  •  بررسی و آنالیز مصرف انرژی دستگاههای IoT.
• خاموش کردن خودکار دستگاهها :
  • ارسال دستور خاموش شدن به دستگاههای الکتریکی از طریق Smart Plugs در صورت عدم حضور افراد در خانه (با استفاده از حسگرهای حرکت).

۳.۴. اتصال به ابر (Cloud) و سرویسهای اینترنتی

• ارتباط با سرویسهای ابری :
  • ارسال دادههای IoT به ابر (مانند AWS IoT Core یا Microsoft Azure IoT Hub ) از طریق روتر میکروتیک.
• استفاده از پلتفرمها مانند Home Assistant :
  • اتصال دستگاههای IoT به پلتفرم Home Assistant برای کنترل یکپارچه و برنامه ریزی.
  • تنظیم دستورها (مثل Automations ) برای اجرای عملیات خودکار.

۴. نمونه یک عملیات خودکار در منزل هوشمند

مثال:

• مشخصات:
  • زمان: شب (۲۲:۰۰ تا ۶:۰۰).
  • اقدام مورد نظر: خاموش کردن تمام چراغها و دستگاههای غیرضروری در صورت عدم حضور افراد در خانه.
• عملکرد:
  ۱. حسگر حرکت به روتر میکروتیک پیام میدهد که خانه خالی است.
  ۲. روتر میکروتیک این پیام را دریافت میکند و به Home Assistant ارسال میکند.
  ۳. Home Assistant دستور ut Down را به Smart Plugs یا Smart Lights ارسال میکند.
  ۴. Smart Plugs و Smart Lights خاموش میشوند.

۵. اتصال اینترنت همراه (4G/5G) به منزل هوشمند

• استفاده از دستگاههای موبایل میکروتیک :
  • اتصال روترهای موبایلی مانند Hap ax Lite Lte6  یا SXT Lte6 Kit به شبکه 4G/5G.
  • ایجاد اتصال اینترنت پشتیبان برای IoT در صورت قطع اتصال اصلی.
• کاربرد:
  • در صورت قطع اتصال اینترنت از طریق خط اصلی، دستگاههای IoT از اتصال 4G/5G میکروتیک برای ارسال داده به ابر استفاده میکنند.

۶. امنیت و حفاظت از داده های IoT

• استفاده از تانل (Tunnels) و امنیت شبکه :
  • ایجاد IPSec Tunnel یا WireGuard Tunnel برای انتقال امن داده IoT به ابر.
• محدودکردن دسترسی به شبکه IoT :
  • تنظیم ACL (Access Control List) در روتر میکروتیک برای محدودکردن دسترسی به دستگاههای IoT.
  /ip firewall filter add chain=input src-address=192.168.20.10 protocol=tcp dst-port=1883 action=accept
• تخصیص IP ثابت به دستگاههای IoT :
  • ایجاد DHCP Reservation برای دستگاههای IoT در روتر میکروتیک.

۷. نرمافزارهای مرتبط با میکروتیک برای مدیریت IoT

• Winbox :
  • مدیریت پیشرفته روترها و تنظیمات شبکه.
• RouterOS API :
  • اتصال مستقیم برنامههای شخصی شده (مانند Python Scripts ) به روتر میکروتیک برای اجرای عملیات خودکار.
• MikroTik Cloud API :
  • مدیریت از راه دور روترها و دستگاههای IoT از طریق اینترنت.

۸. نکات کلیدی در پیادهسازی سناریو

• تست شبکه :
  • استفاده از Ping Test و Traceroute برای اطمینان از اتصال صحیح دستگاههای IoT.
• آپدیت نرمافزار :
  • روزآمدکردن سیستم عامل RouterOS برای اصلاح امکانات و امنیت.
• آموزش کاربران :
  • آموزش صاحبان خانه برای استفاده از وب‌پنلها و نرمافزارهای مربوط به IoT.

mikrotik and iot

9. چالشها و راه حلها

• مشکل: عدم پاسخگویی یکی از دستگاههای IoT.
  راه حل:
  • استفاده از Ping Test و IP Firewall Monitor در RouterOS برای شناسایی مشکل شبکه.
• مشکل: حملات به شبکه IoT.
  راه حل:
  • فعالسازی Firewall Rules و DDoS Protection در روتر میکروتیک.

10. پیشنهادهای افزونهای پس از اولیه

• افزودن دستگاههای پیشرفته:
  • Robots خانگی (مانند دستگاههای iRobot ) برای پاکسازی خانه.
  • دستگاههای پزشکی اتصالی (مانند دستگاههای مراقبت از قند خون).
• اتصال به سیستمها مانند Alexa یا Google Home :
  • استفاده از MikroTik API برای اتصال به این سرویسهای ابری.

mikrotik and iot

نتیجه گیری

این سناریو نشان میدهد که میکروتیک با استفاده از سیستم عامل RouterOS، دستگاههای شبکه ای و امکانات پیشرفته، به منزل هوشمندی پایدار، امن و کارآمد میتواند تبدیل شود.

از اتصال دستگاههای IoT تا مدیریت از راه دور، میکروتیک نقشی اساسی در ساختار شبکه IoT خانگی ایفا میکند.

با توجه به قابلیت هایی مانند VLAN ، QoS ، Firewall و امنیت بالا ، این ابزار فناوری به منزلی را تأمین میکند که در آن تمام دستگاهها به صورت همکارانه عمل میکنند و بهبود کیفیت زندگی را فراهم میآرد.