پایتون برای اینترنت اشیا

اینترنت اشیا برنامه‌نویسی پایتون

پایتون برای اینترنت اشیا

بسته به دیدگاهی که دارید، ممکن است اینترنت اشیا را به شکل مختلفی درک کنید.

برای توضیح بیشتر در این مورد، فرض کنید که داریم در مورد اشیای فیزیکی موجود در یک سیستم جاسازی شده صحبت می‌کنیم که این سیستم، آن اشیا را به اینترنت متصل می‌کند.

این ” اشیا” حالا IP آدرس خاص خود را دارند و می ‌توانند با استفاده از شبکه با ” اشیاء” دیگر، ارتباط از راه دور یا محلی برقرار کنند.

اینترنت اشیا (IoT)، اغلب در پروژه‌هایی نقش دارد که در آنها با شبکه‌های حسگر بی سیم، تجزیه و تحلیل داده‌ها، سیستم های فیزیکی سایبری، داده‌های بزرگ و یادگیری ماشین سر و کار داریم. علاوه بر این، پروژه‌های IoT اغلب شامل تجزیه و تحلیل و فرآیندهای بلادرنگ هستند.

در حالت ایده آل، زبان برنامه نویسی شما برای پروژه اینترنت اشیا، باید یک انتخاب قوی در زمینه‌های فوق باشد، و در عین حال سبک و مقیاس پذیر نیز باشد.

پایتون برای این معیارها بسیار مناسب است. در اینجا دلیل آن را مطرح می‌کنیم.

مزایای پایتون برای اینترنت اشیا

۱. محبوبیت پایتون ، یک مزیت قابل توجه است.

این زبان تحت پشتیبانی یک جامعه مفید و گسترده قرار دارد، که همین منجر به خلق مجموعه گسترده‌ای از کتابخانه‌‌های پیش ساخته شده است، و از اینرو پیاده سازی و استقرار راه حل‌های کارا، آسان‌تر می‌ شود.

۲. پایتون قابل حمل، قابل توسعه و قابل نشاندن است.

این موضوع باعث می‌شود که پایتون به سیستم وابسته نباشد و از اینرو می‌تواند از بسیاری از کاپیوترهای تک بردی فعلی موجود در بازار بدون توجه به معماری یا سیستم عامل، پشتیبانی کند.

۳. پایتون برای مدیریت و سازماندهی داده‌های پیچیده بسیار عالی عمل می کند.

بخصوص برای سیستم‌های اینترنت اشیا که داده‌های سنگینی دارند، این ویژگی می‌تواند بسیار مفید باشد.

۴. یادگیری پایتون آسان است و لازم نیست که با بسیاری از استانداردهای قالب بندی و گزینه‌های کامپایلینگ آشنا باشید.

حداقل فایده این ویژگی، این است که نتایج را سریع‌تر بدست می‌آورید.

۵. به لطف وجود سینتکس تمیز در پایتون ، کدهای آن جمع و جور و به راحتی قابل خواندن است.

این ویژگی در دستگاه‌های کوچک که حافظه و قدرت محاسباتی محدودی دارند، مفید می باشد. علاوه بر این، دلیل محبوبیت روزافزون پایتون ، تا حدی می‌تواند سینتکس آن باشد که جامعه کاربری خود را بیشتر تقویت می‌کند.

۶. ارتباط نزدیک پایتون با رایانش علمی، این امکان را برای آن فراهم کرده است تا در زمینه توسعه اینترنت اشیا، جایگاهی کسب کند.

اگر یک دانشمند علوم اجتماعی یا زیست شناس بخواهد برنامه‌ای برای دستگاه هوشمند خود در آزمایشگاه بسازد، از زبان مورد علاقه خود استفاده می‌کند. در بیشتر موارد، زبان مورد علاقه آنها پایتون خواهد بود، چون بهترین فناوری برای محاسبات علمی محسوب می‌شود.

۷. پایتون زبان انتخابی Raspberry Pi است.

این خیلی اهمیت دارد، چون Raspberry Pi یکی از محبوب‌ترین میکروکنترلرهای موجود در بازار است.

۸. پایتون ابزاری ارائه می‌دهد که روند توسعه اینترنت اشیا را ساده می‌کند، مانند webrepl.

این ویژگی به شما این امکان را می‌دهد تا از مرورگر خود برای اجرای کد پایتون برای IoT استفاده کنید. علاوه بر این، پروتکل پیام رسانی mqtt به شما این امکان را می‌دهد که کد / پیکربندی (config) خود را به روزرسانی کنید.

۹. از آنجا که پایتون یک زبان تفسیری است، شما می‌توانید بدون کامپایل کردن کد یا فلش کردن دستگاه، به راحتی راه حل خود را تست کنید.

اگر از یک برنامه با زبان C استفاده کنید، باید کد را روی کامپیوتر شخصی خود کامپایل کنید، سپس آن را در “شیء” مد نظرتان آپلود کنید. پایتون به شما این امکان را می‌دهد تا مستقیماً از طریق ” شیء” مد نظرتان به مفسر وارد شوید، و از اینرو آسان تر می‌توانید راه حل‌های مختلف را تست کنید.

۱۰. AWS یک پایتون SDK برای AWS IoT ارائه می‌دهد.

این ویژگی را مانند گیلاسی در نظر بگیرید که روی یک کیک خوشمزه است.

در حوزه اینترنت اشیا، چه ابزارهایی برای پایتون موجود است؟

Raspberry Pi

آیا تا به حال یک پروژه جالب اینترنت اشیا را در سطح وب دیده‌اید؟ اگر دیده باشید، به احتمال زیاد Raspberry Pi در آن دخیل است. Raspberry Pi:

  • کوچک است (mm × ۵۶ mm 85 برای Raspberry Pi 3) ؛
  • انرژی بسیار کمی مصرف می‌کند
  • مجهز به درگاه‌های USB، پورت HDMI ، پورت اترنت و پشتیبانی از Micro SD است.

از همه مهمتر، اینکه دارای یک توزیع گنو/لینوکس (Linux distro) می‌باشد، یعنی از پایتون نیز استفاده می‌کند، و از اینرو کدنویسی برای Raspberry Pi را ساده می‌کند. Raspberry Pi یک دستگاه همه کاره است که می‌توانید برای ساختن هر چیزی از آن استفاده کنید: مثلا یک مرکز رسانه‌ای، دستگاه بازی کوچک retro، دوربین تایم لپس، کنترل کننده ربات، یک ایستگاه رادیویی FM، وب سرور، سیستم امنیتی ثبت حرکت، ربات توییتر، کامپیوتر کوچک رومیزی. همچنین یکی از محبوب‌ترین ابزارها برای آموزش برنامه نویسی است.

Raspberry Pi یک دستگاه فوق العاده و همه کاره است که می توانید از آن برای ساخت هر چیزی استفاده کنید:

  • یک مرکز رسانه‌ای،
  • یک دستگاه بازی کوچک retro ،
  • یک دوربین تایم لپس،
  • یک کنترل کننده ربات،
  • یک ایستگاه رادیویی FM،
  • یک وب سرور،
  • یک سیستم امنیتی ضبط حرکت،
  • یک ربات توییتر،
  • یک کامپیوتر کوچک رومیزی.

همچنین یکی از محبوب ترین ابزارها برای آموزش برنامه نویسی محسوب می‌شود.

MicroPython

وقتی صحبت از راه حل‌های پایتون برای اینترنت اشیا می‌شود، کوچکتر از Microپایتون نداریم: یک میکروکنترلر کوچک بهینه شده برای اجرای پایتون روی بردی است که اندازه آن فقط چند اینچ مربع می‌باشد.

این کیت شامل یک بسته نرم افزاری است، بنابراین اگر می‌خواهید تازه شروع به کار با پایتون در حوزه اینترنت اشیا کنید، نیازی نیست که بیشتر از این جستجو کنید.

یکی از ویژگی‌های MicroPython که خیلی جذاب است، WebREPL (حلقه خواندن-ارزیابی-چاپ) می‌باشد که مشابه یک خط فرمان است و از طریق یک صفحه وب می توان به آن دسترسی پیدا کرد. با استفاده از WebREPL، می‌توانید برای اجرای کد پایتون در دستگاه اینترنت اشیا خود، از یک ترمینال ساده در مرورگر خود و بدون نیاز به اتصال سریال استفاده کنید.

حتی نیازی به اتصال برد به WiFi ندارید، چون خودش می‌تواند شبکه‌ای برای خود ایجاد کند.

Zerynth

Zerynth را می‌توان “میان افزاری برای IoT و صنعت ۴.۰” دانست. این ابزار، اکوسیستم کاملی از ابزارها را در اختیار توسعه دهندگان قرار می‌دهد، از جمله IDE، یک زنجیره ابزار برای توسعه، یک RTOS چند رشته‌ای (یک سیستم عامل بلادرنگ)، یک مدیر دستگاه و یک اپلیکیشن موبایل مناسب برای نظارت و کنترل دستگاه‌های مجهز به Zerynth.

Zerynth به شما این امکان را می‌دهد که به زبان پایتون یا ترکیبی از C و پایتون بنویسید، و از این جهت توسعه اینترنت اشیا را سرعت می‌بخشد.

با استفاده از Zerynth می‌توانید محبوب‌ترین میکروکنترلرهای ۳۲ بیتی را برنامه نویسی کنید، آنها را به زیرساخت‌های کلود متصل کنید و نسخه‌های نرم افزارهای موجود در دستگاه های خود را با آپدیت‌های Firmware Over-the-Air به روز نگه دارید. همچنین این بزار بسیار جمع و جور است و فقط به ۶۰-۸۰ کیلوبایت Flash و ۳-۵ کیلوبایت RAM نیاز دارد.

Home Assistant

Home Assistant یک پروژه اوپن سورس پایتون برای اتوماسیون هوشمند خانه است. شما می‌توانید آن را روی رایانه شخصی یا Raspberry Pi نصب کنید.

Home Assistant اتوماسیون را پیش می‌برد. مثلاً می تواند چراغ‌های خانه شما را کنترل کند و درجه حرارت هر اتاق را اندازه گیری کند.

مهمتر از اینها، Home Assistant با انواع درایورها و سنسورها سازگار است.

برنامه نویسی دسکتاپ در مقابل برنامه نویسی IoT

روز به روز برنامه نویسی اینترنت اشیا به برنامه نویسی دسکتاپ نزدیکتر می‌شود و این مزیت‌های پایتون را بسیار افزایش می‌دهد. همچنان که قابلیت‌های “اشیاء هوشمند” روند رو به رشد خود را ادامه می‌دهد، مطمئناً شباهت آنها با کامپیوترهای رومیزی نیز افزایش خواهد یافت.

قبلاً اشاره کردیم که دستگاهی مانند Raspberry Pi حتی می‌تواند به عنوان یک رایانه رومیزی کوچک نیز عمل کند. این روند، باعث افزایش استفاده از پایتون در حوزه اینترنت اشیا می‌شود، چون هر چه حافظه و قدرت محاسباتی بیشتر باشد، آزادی بیشتری در انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب به وجود می‌آید.

بنابراین، وقتی توسعه دهندگان و مدیران پروژه به دنبال انتخاب زبانی هستند که سریعتر به نتیجه برسد و کارها را راحت‌تر کند، تمایل دارند که با پایتون همراه شوند.

نکات آخر

کدنویسی به زبان پایتون در زمینه اینترنت اشیا همانند سایر زمینه ها سریع، آسان و بدون درد است. در محیط فعلی اینترنت اشیا، شما زبان برنامه نویسی خود را دقیقاً مانند هر پروژه دیگری انتخاب می‌کنید. سهولت در نوشتن کد، بیش از انتخاب زبان مهم است و پایتون همه اینها را در خود دارد.

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *