ما هي فوائد استخدام WebSocket لاتصالات إنترنت الأشياء؟

فهم بروتوكول WebSocket

WebSocket هو بروتوكول اتصال يعمل عبر اتصال واحد طويل الأمد، مما يتيح تفاعلات ثنائية الاتجاه وثنائية الاتجاه بين العميل (عادةً متصفح ويب) والخادم. يعمل هذا البروتوكول فوق طبقة النقل الآمنة (TLS) أو طبقة المقابس الآمنة (SSL) ويوفر وسيلة آمنة لتبادل البيانات.

يُحدث WebSocket ثورة في الاتصالات عبر الويب من خلال السماح بنقل البيانات في الوقت الفعلي، مما يلغي الحاجة إلى الاقتراع الدوري من قبل العميل. بدلاً من إنشاء اتصالات متعددة قصيرة العمر لكل تفاعل، يحتفظ WebSocket باتصال مستمر مع الخادم، مما يوفر اتصالات ذات زمن وصول منخفض مقارنة بالبنيات التقليدية المستندة إلى HTTP.

تم تصميم WebSocket في البداية لتطبيقات الويب، وقد اكتسب شعبية في مجال إنترنت الأشياء (IoT) . مع التزايد السريع لأجهزة إنترنت الأشياء، أصبحت الحاجة إلى بروتوكول اتصال قادر على دعم تبادل البيانات في الوقت الفعلي وتقليل زمن الوصول وتحسين قابلية التوسع أكثر أهمية من أي وقت مضى. WebSocket مناسب تمامًا.

مزايا WebSocket لاتصالات إنترنت الأشياء

فوائد استخدام WebSocket لاتصالات إنترنت الأشياء عديدة وتحويلية. فيما يلي بعض المزايا الرئيسية:

تبادل البيانات في الوقت الحقيقي

يسمح WebSocket بتبادل البيانات في الوقت الفعلي بين العميل والخادم من خلال تمكين الاتصال المتزامن ثنائي الاتجاه. تعد هذه الميزة ضرورية لتطبيقات إنترنت الأشياء حيث تحتاج الأجهزة إلى الاستجابة بسرعة لبيانات المستشعر أو الأوامر أو الأحداث.

انخفاض الكمون

يعد تقليل زمن الوصول عاملاً حاسماً لتطبيقات إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي. يقوم WebSocket ببدء اتصال واحد طويل الأمد بين العميل والخادم والحفاظ عليه، مما يلغي الحاجة إلى إعادة تأسيس الاتصالات في كل تفاعل، كما هو الحال في الأنظمة التقليدية المستندة إلى HTTP. ونتيجة لذلك، يعمل WebSocket على تقليل زمن الوصول للاتصال بين الأجهزة والخوادم.

قابلية التوسع المحسنة

يمكن لـ WebSocket التعامل مع العديد من الاتصالات المتزامنة، مما يجعله مثاليًا لأنظمة إنترنت الأشياء التي تحتوي على العديد من الأجهزة. نظرًا لأنه يتطلب موارد أقل من الحفاظ على اتصالات HTTP متعددة، يمكن لـ WebSocket دعم عمليات النشر واسعة النطاق بسهولة.

نقل البيانات بكفاءة

يستخدم WebSocket إطارًا ثنائيًا خفيف الوزن لنقل البيانات، مما يجعله أكثر كفاءة مقارنةً بالطبيعة المطولة للاتصالات المستندة إلى HTTP. فهو يقلل من حمل البيانات المرتبط بالاتصالات المتكررة، مما يؤدي إلى انخفاض استخدام عرض النطاق الترددي وتوفير التكاليف لأنظمة إنترنت الأشياء.

سهولة التكامل

يتم دعم بروتوكول WebSocket على نطاق واسع من خلال متصفحات الويب الحديثة ومجموعات SDK والمكتبات، مما يجعل تنفيذه وتكامله أمرًا بسيطًا نسبيًا. على الرغم من أنها مصممة خصيصًا لاتصالات إنترنت الأشياء، إلا أنها متوافقة أيضًا مع البنية التحتية والبروتوكولات الحالية.

مقارنة WebSocket مع HTTP وMQTT

على الرغم من أن WebSocket يمكن أن يقدم مزايا كبيرة مقارنة باتصالات HTTP التقليدية، فمن الضروري مقارنتها بإيجاز مع HTTP وبروتوكول IoT شائع آخر، MQTT (نقل القياس عن بعد في قائمة انتظار الرسائل).

WebSocket مقابل HTTP

يوفر WebSocket فوائد مميزة عبر HTTP لاتصالات إنترنت الأشياء، بما في ذلك:

• زمن الوصول المنخفض: يحتفظ WebSocket باتصال واحد طويل الأمد مع الخادم، بينما يقوم HTTP بإنشاء اتصال جديد لكل تفاعل. يعمل اتصال WebSocket المستمر ثنائي الاتجاه على تقليل زمن الوصول، وهو أمر ضروري لاتصالات إنترنت الأشياء في الوقت الفعلي.
• تبادل البيانات في الوقت الفعلي: يتيح اتصال WebSocket ثنائي الاتجاه تبادل البيانات بشكل متزامن في اتجاهين، مما يمكّن أجهزة إنترنت الأشياء من تلقي التحديثات في الوقت الفعلي. من ناحية أخرى، يتطلب HTTP الاستقصاء أو الاستقصاء الطويل لتحديثات البيانات، وهو أقل كفاءة.
• قابلية تطوير أفضل: يمكن لـ WebSocket التعامل مع المزيد من الاتصالات المتزامنة، مما يجعلها مناسبة لأنظمة إنترنت الأشياء مع العديد من الأجهزة. يتطلب موارد أقل من الحفاظ على اتصالات HTTP متعددة.
• كفاءة محسنة: يستخدم WebSocket إطارًا ثنائيًا خفيف الوزن، مما يقلل من حمل البيانات المرتبط بالاتصالات المتكررة ويقلل من استهلاك عرض النطاق الترددي.

WebSocket مقابل MQTT

تم تصميم MQTT، وهو بروتوكول مراسلة خفيف الوزن يعتمد على نمط النشر والاشتراك، لتبادل كميات صغيرة من البيانات بين العديد من أجهزة إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة عبر شبكات غير موثوقة أو ذات زمن وصول مرتفع. إنه يعمل فوق TCP/IP أو WebSocket مؤخرًا. على الرغم من أن MQTT تحظى بشعبية كبيرة في مجتمع إنترنت الأشياء، إلا أن WebSocket يقدم بعض المزايا:

• البساطة: يعمل WebSocket على تبسيط مجال اتصالات إنترنت الأشياء من خلال توفير بروتوكول واحد لتطبيقات الويب وإنترنت الأشياء دون الحاجة إلى تعديلات أو بوابات إضافية.
• المرونة: على الرغم من أن MQTT ممتاز للأجهزة منخفضة الطاقة ومحدودة الموارد، إلا أنه يمكن أن يكون متخصصًا بشكل مفرط في بعض المواقف. يوازن WebSocket بين الأداء وسهولة التنفيذ، مما يوفر حلاً أكثر تنوعًا لسيناريوهات إنترنت الأشياء المختلفة.
• اعتماد أوسع: يتم دعم WebSocket محليًا بواسطة متصفحات الويب الحديثة ومجموعات SDK والمكتبات، مما يسهل دمج تطبيقات إنترنت الأشياء وتطويرها. على الرغم من فوائد WebSocket، هناك حالات يظل فيها MQTT مناسبًا بشكل أفضل، خاصة بالنسبة للأجهزة منخفضة الطاقة حيث يكون الحد الأدنى من الحمل أمرًا بالغ الأهمية.

Try AppMaster no-code today!

Platform can build any web, mobile or backend application 10x faster and 3x cheaper

Start Free

كما هو الحال مع أي قرار تكنولوجي، يعتمد الاختيار بين WebSocket وMQTT في اتصالات إنترنت الأشياء على متطلبات وقيود نظام إنترنت الأشياء. لقد برز WebSocket كبروتوكول اتصالات قوي لإنترنت الأشياء، مع مزايا كبيرة في تبادل البيانات في الوقت الفعلي، وتقليل زمن الوصول، وتحسين قابلية التوسع. إن بساطته ومرونته تجعل من السهل تنفيذه مع الحفاظ على الأداء وقابلية التوسع. من خلال مقارنة WebSocket مع HTTP وMQTT، يصبح من الواضح أن WebSocket يمكن أن يكون بمثابة خيار ممتاز لمختلف سيناريوهات إنترنت الأشياء، والتكيف في نفس الوقت مع كل من تطبيقات الويب وإنترنت الأشياء.

حالات الاستخدام الواقعي لـ WebSocket في إنترنت الأشياء

أظهر بروتوكول WebSocket إمكانات هائلة لتطبيقات إنترنت الأشياء من خلال تمكين الأداء المحسن والكفاءة والمرونة من خلال الاتصال في الوقت الفعلي. دعونا نتعمق في حالات الاستخدام الواقعية الشائعة حيث لعب WebSocket دورًا رئيسيًا في اتصالات إنترنت الأشياء.

أنظمة المنزل الذكي

تعتمد أنظمة المنزل الذكي على الاتصال السلس بين أجهزة الاستشعار والأجهزة وتطبيقات المستخدم النهائي. إن إمكانات تبادل البيانات في الوقت الفعلي لبروتوكول WebSocket تجعله خيارًا رائعًا في هذا السياق. فهو يسمح بالاتصال السريع والمتزامن بين الأجهزة المنزلية الذكية، مما يتيح التفاعل في الوقت المناسب مع الأجهزة وأنظمة الأمان ومكونات إدارة الطاقة.

الأتمتة الصناعية

تعد الأتمتة الصناعية مجالًا رئيسيًا لتطبيق WebSocket في تطبيقات إنترنت الأشياء. نظرًا لأن المصانع الحديثة تتطلب معالجة البيانات والتحكم فيها في الوقت الفعلي، يمكن أن يساعد الاتصال الذي يدعم WebSocket في التعامل مع أتمتة العمليات واسعة النطاق والمعقدة. وهذا يسمح بمراقبة خطوط الإنتاج والتحكم فيها بشكل أفضل، مما يقلل وقت التوقف عن العمل مع تحسين الكفاءة.

أنظمة المراقبة في الوقت الحقيقي

يعد WebSocket أمرًا بالغ الأهمية في أنظمة المراقبة في الوقت الفعلي نظرًا لقدرات الاتصال ثنائية الاتجاه. بالنسبة لتطبيقات إنترنت الأشياء التي تتطلب مراقبة مستمرة للمعلمات - مثل أجهزة الاستشعار البيئية، والأجهزة الصحية القابلة للارتداء، وحلول مراقبة البنية التحتية - يمكن لـ WebSocket نقل البيانات في الوقت الفعلي من أجهزة الاستشعار إلى لوحات معلومات المراقبة، مما يساعد أصحاب المصلحة على اتخاذ قرارات مستنيرة.

أنظمة المركبات المتصلة

تتطلب المركبات المتصلة اتصالاً سريعًا وموثوقًا بين السيارة والأنظمة الخارجية والمستخدمين. يمكن لـ WebSocket إنشاء اتصالات مستمرة، مما يتيح الاتصال ثنائي الاتجاه بين أجهزة التحكم عن بعد ومكونات السيارة والتطبيقات الخارجية. ونتيجة لذلك، يسهل ذلك تحديثات حركة المرور في الوقت الفعلي، وإدارة الأسطول، وتشخيص المركبات.

تطبيقات التحكم عن بعد

غالبًا ما تحتاج أجهزة إنترنت الأشياء إلى الإدارة والتحكم عن بعد، سواء كان ذلك للمعدات الصناعية أو المنتجات الاستهلاكية أو الأنظمة التجارية. يوفر WebSocket تدفق البيانات في الوقت الفعلي بين الأجهزة وواجهاتها البعيدة، مما يجعل من الممكن إدارة الأجهزة المختلفة والتحكم فيها، ومراقبة سلامتها التشغيلية، وتلقي إشعارات فورية للأحداث الهامة.

دمج WebSocket مع منصة AppMaster لتطوير إنترنت الأشياء

يمكن أن يكون تطوير تطبيقات إنترنت الأشياء المدمجة مع WebSocket سريعًا وفعالاً باستخدام منصة التطوير المناسبة. توفر منصة AppMaster ، وهي أداة قوية بدون تعليمات برمجية لإنشاء تطبيقات الواجهة الخلفية والويب والهواتف المحمولة، تكاملًا سلسًا مع WebSocket لمشاريع إنترنت الأشياء الخاصة بك.

لدمج WebSocket مع تطبيقات إنترنت الأشياء المبنية AppMaster ، اتبع الخطوات التالية:

1. إنشاء نموذج بيانات: باستخدام AppMaster Platform، قم بإنشاء نموذج بيانات مرئي لمخطط قاعدة بيانات تطبيق IoT الخاص بك. سيتم استخدام نموذج البيانات هذا لتحديد بنية بياناتك، مما يتيح التفاعل السلس بين أجهزة إنترنت الأشياء واتصالات WebSocket.
2. تصميم العمليات التجارية: باستخدام AppMaster Visual BP Designer ، يمكنك تصميم العمليات التجارية التي تتيح تبادل البيانات في الوقت الفعلي بين أجهزة IoT واتصالات WebSocket. تعتبر هذه الخطوة ضرورية لتوجيه تدفق البيانات في تطبيق إنترنت الأشياء الخاص بك.
3. تحديد REST API وWSS Endpoints: يتيح لك AppMaster Platform إنشاء REST API وWSS Endpoints لتطبيق IoT الخاص بك. توفر endpoints هذه طريقة للتفاعل مع بيانات تطبيقك، مما يتيح اتصال WebSocket الفعال.
4. تطوير مكونات واجهة المستخدم (UI): باستخدام منشئ واجهة المستخدم drag-and-drop AppMaster ، يمكنك إنشاء واجهات مستخدم جذابة بصريًا وتفاعلية بالكامل لتطبيق إنترنت الأشياء الخاص بك. تكون مكونات واجهة المستخدم مسؤولة عن عرض بيانات إنترنت الأشياء المجمعة من خلال اتصالات WebSocket والتفاعل معها.
5. إنشاء كود المصدر ونشر التطبيقات: بمجرد تكوين تطبيق إنترنت الأشياء الخاص بك بجميع المكونات الضرورية، اضغط على الزر "نشر" على منصة AppMaster. يتم إنشاء التعليمات البرمجية المصدر لتطبيقاتك وتجميعها واختبارها تلقائيًا. يتم تجميع تطبيقات الواجهة الخلفية في حاويات Docker، بينما يتم تجميع تطبيقات الويب والهاتف المحمول مع الأصول اللازمة للنشر.

باستخدام منصة AppMaster ، يمكنك تطوير تطبيقات إنترنت الأشياء المدمجة مع WebSocket بسرعة وكفاءة وبأقل قدر ممكن من الديون التقنية. من خلال الاستفادة من قوة WebSocket ومرونة النظام الأساسي AppMaster no-code ، يمكنك إنشاء تطبيقات إنترنت الأشياء قابلة للتطوير وفي الوقت الفعلي توفر الأداء والأمان والموثوقية لمستخدميك.