Course Content
Things and Connections
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Sensors, Actuators and Microcontrollers
Building IoT Applications
Security and Future of Ecosystem
Soft Skills-Personality Development
M4-R5.1 (IOT And It’s Application ) All Chapter Notes Here
About Lesson

Various technologies and Protocols making up IoT ecosystem.

“IoT is based on standard protocols and networking. IoT uses various technologies such as Bluetooth, BLE, WiFi, LiFi, Cellular, ZWave, RFID, NFC, ZigBee, LoRaWAN, 6LoWPAN, GSM, GPRS, and LTE.”

“IoT मानक प्रोटोकॉल और नेटवर्किंग पर आधारित है। IoT विभिन्न तकनीकों का उपयोग करता है जैसे ब्लूटूथ, BLE, WiFi, LiFi, सेल्युलर, ZWave, RFID, NFC, ZigBee, LoRaWAN, 6LoWPAN, GSM, GPRS और LTE।”

Bluetooth:

Bluetooth is a wireless communication technology that enables short-range(approximately 30 feet) data transfer between devices, such as smartphones, headphones, and computers, using low-power radio waves for secure, efficient connectivity.

ब्लूटूथ एक वायरलेस संचार तकनीक है जो उपकरणों, जैसे स्मार्टफोन, हेडफ़ोन और कंप्यूटर, के बीच छोटे दायरे (लगभग 30 फीट) में डेटा ट्रांसफर को सक्षम बनाती है, जो कम-शक्ति वाली रेडियो तरंगों का उपयोग करके सुरक्षित और प्रभावी कनेक्टिविटी प्रदान करती है।

Frequency: 2.45 GHz
Maximum data transfer rate: 2.1 Mb/ps
Compatible hardware: Personal computers, Smartphones, Gaming
consoles, Audio devices
Developed by: Bluetooth Special Interest Group
Introduced: 7 May 1998

BLE (Bluetooth low energy):

Bluetooth Low Energy (BLE)(4.0) is a wireless communication technology optimized for low-power, short-range devices. It enables efficient data transfer with minimal energy usage, commonly used in IoT, wearables, and sensors. Data transfer rate 1Mb/ps 

ब्लूटूथ लो एनर्जी (BLE) (4.0) एक वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी है जो कम-ऊर्जा, छोटे-रेंज डिवाइसों के लिए अनुकूलित है। यह न्यूनतम ऊर्जा उपयोग के साथ प्रभावी डेटा स्थानांतरण सक्षम करता है, जो सामान्यत: IoT, वियरेबल्स और सेंसर में उपयोग होता है। डेटा स्थानांतरण दर 1Mb/ps है।

WiFi (Wireless Fidelity):

WiFi is a wireless technology used to connect computers, tablets, smartphones, and other devices to the internet without physical cables. WiFi works through a wireless router, which sends radio signals to devices within its range. WiFi is based on the IEEE 802.11 standard family and is used for LAN (Local Area Network) technology. The data transfer rate is 300 Mbps.

WiFi एक वायरलेस तकनीक है जो computers, tablets, smartphones और अन्य उपकरणों को बिना physical cables के इंटरनेट से जोड़ने के लिए उपयोग की जाती है। WiFi एक वायरलेस राउटर के माध्यम से काम करता है, जो अपने क्षेत्र में उपकरणों को रेडियो सिग्नल भेजता है। WiFi IEEE 802.11 standard family पर आधारित है और LAN (लोकल एरिया नेटवर्क) तकनीक के लिए उपयोग किया जाता है। डेटा ट्रांसफर दर 300 Mbps है।

LiFi (Light Fidelity):

LiFi is an advanced technology used to transmit data using radio waves through Visible Light Communication (VLC) technology. It works by using a light source (Transmitter) to modulate data, which is then received by a photodiode (Receiver). LiFi offers speeds up to 100 times faster than WiFi.

LiFi एक उन्नत तकनीक है जो Visible Light Communication (VLC) तकनीक के माध्यम से डेटा को रेडियो तरंगों का उपयोग करके प्रसारित करती है। यह डेटा को संशोधित करने के लिए एक प्रकाश स्रोत (ट्रांसमीटर) का उपयोग करती है, जिसे फिर एक फोटोडायोड (रिसीवर) द्वारा प्राप्त किया जाता है। LiFi, WiFi से 100 गुना तेज गति प्रदान करता है।

Cellular Network:

A cellular network is a radio network used to distribute services across land areas, through cells. Each cell has a fixed-location transceiver that serves the area. Cellular technology is the foundation of mobile phones, and the network evolves across different generations, such as 2G, 3G, and 4G (LTE).

सेलुलर नेटवर्क एक रेडियो नेटवर्क है जिसका उपयोग land areas में सेवाओं को वितरित करने के लिए किया जाता है, जो कोशिकाओं (cells) के माध्यम से काम करता है। प्रत्येक कोशिका में एक स्थिर-स्थान ट्रांससीवर होता है जो उस क्षेत्र को सेवा प्रदान करता है। सेलुलर तकनीक मोबाइल फोन की नींव है, और यह नेटवर्क different generations के रूप में विकसित होता है, जैसे 2G, 3G, और 4G (LTE)।

Z-Wave:

Z-wave is a wireless communication technology used primarily for smart home networks. It operates on a mesh network topology and supports up to 232 nodes in a network. The data rate is around 100 Kbps within a range of 30 meters. It is more power-efficient and reliable compared to ZigBee for smaller networks.

Z-wave एक वायरलेस संचार तकनीक है, जो मुख्य रूप से स्मार्ट होम नेटवर्क्स के लिए उपयोग की जाती है। यह एक Mesh नेटवर्क टोपोलॉजी पर काम करती है और एक नेटवर्क में 232 नोड्स तक को सपोर्ट करती है। डेटा दर लगभग 100 Kbps है और इसका रेंज 30 मीटर तक होता है। यह छोटे नेटवर्क्स के लिए ZigBee की तुलना में अधिक पावर-इफिशियेंट और विश्वसनीय है।

RFID (Radio Frequency Identification):

RFID is a wireless technology used to identify or track any object. It consists of two components: a Tag and a Reader. To track an object, an RFID Tag is attached to it, and the RFID Reader detects the Tag via a receiver. The range typically extends up to 1 meter. RFID Tags are of two types: Active RFID Tag and Passive RFID Tag.

RFID एक वायरलेस तकनीक है जिसका उपयोग किसी भी वस्तु की पहचान करने या ट्रैक करने के लिए किया जाता है। इसमें दो घटक होते हैं: एक टैग और एक रीडर। किसी वस्तु को ट्रैक करने के लिए, RFID टैग उसे जोड़ा जाता है, और RFID रीडर रिसीवर के माध्यम से टैग का पता लगाता है। इसका रेंज सामान्यतः 1 मीटर तक होता है। RFID टैग दो प्रकार के होते हैं: एक्टिव RFID टैग और पैसिव RFID टैग।

An Active RFID Tag requires a power source (electric supply) to transmit data, and it is self-dependent.

एक एक्टिव RFID टैग को डेटा भेजने के लिए एक पावर स्रोत (इलेक्ट्रिक आपूर्ति) की आवश्यकता होती है, और यह स्व-निर्भर होता है।

A Passive RFID Tag does not have its own power source; instead, it receives power through electromagnetic induction from the radio wave signal received by the receiver. Therefore, the receiver depends on power.

एक पैसिव RFID टैग का अपना पावर स्रोत नहीं होता; इसके बजाय, यह रिसीवर द्वारा प्राप्त रेडियो वेव सिग्नल से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के माध्यम से पावर प्राप्त करता है। इसलिए, रिसीवर पावर पर निर्भर करता है।

NFC (Near-field communication):

This is a wireless technology, and RFID is a part of this technology. It also includes NFC Tags and NFC Receivers. The NFC Tag stores the data, and the NFC Receiver reads it. The maximum range is up to 10 cm, and the data rate ranges from 106, 212, to 424 Kbps.

यह एक वायरलेस तकनीक है, और RFID इस तकनीक का हिस्सा है। इसमें NFC टैग और NFC रिसीवर्स भी शामिल हैं। NFC टैग डेटा को स्टोर करता है, और NFC रिसीवर उसे पढ़ता है। अधिकतम रेंज 10 सेंटीमीटर तक होती है, और डेटा दर 106, 212, से लेकर 424 Kbps तक होती है।

ZigBee:

This is a wireless technology based on IEEE 802.15.4, designed for low-cost, low-power systems. It is used in battery-enabled systems like ZigBee, which supports various topologies such as Star, Cluster Tree, and Mesh topology. The coverage range is up to 100 meters, and the data transfer rate is up to 250 Kbps.

यह एक वायरलेस तकनीक है जो IEEE 802.15.4 पर आधारित है, जिसे कम लागत और कम शक्ति वाले सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे बैटरी-समर्थित सिस्टम जैसे ZigBee में उपयोग किया जाता है, जो स्टार, क्लस्टर ट्री और मेष टोपोलॉजी जैसे विभिन्न टोपोलॉजी का समर्थन करता है। इसका कवरेज रेंज 100 मीटर तक है, और डेटा ट्रांसफर दर 250 Kbps तक होती है।

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network):

This is a new wireless technology designed for low-cost, low-power systems, and it has a range of 10 to 15 kilometers. The data transmission speed ranges from 300 bps to 37.5 Kbps. It operates on licensed radio frequency bands of 169 MHz, 433 MHz, 868 MHz (Europe), 915 MHz (North America), and 865 MHz to 867 MHz in India, known as LoRa.

यह एक नई वायरलेस तकनीक है जिसे कम लागत, कम शक्ति वाले सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसका रेंज 10 से 15 किलोमीटर तक है। डेटा ट्रांसमिशन गति 300 bps से लेकर 37.5 Kbps तक होती है। यह लाइसेंस प्राप्त रेडियो फ्रीक्वेंसी बैंड्स 169 MHz, 433 MHz, 868 MHz (यूरोप), 915 MHz (नॉर्थ अमेरिका), और भारत में 865 MHz से 867 MHz के बीच ऑपरेट करती है, जिसे LoRa कहा जाता है।

6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks):

“Wireless sensor network has been developed for home automation, agricultural, and industrial monitoring. This has been done using the IPv6 protocol.”

‘वायरलेस सेंसनर नेटवर्क को होम ऑटोमेशन, कृषि और औद्योगिक निगरानी के लिए विकसित किया गया है। यह IPv6 प्रोटोकॉल का उपयोग करके किया गया है।’

It is used with IEEE 802.15,.4 in the 2.4 GHz band,
Outdoor range: ~200 m (maximum)
Data rate: 200kbps (maximum)
Maximum number of nodes: ~100

GSM (Global System for Mobile communication):

“GSM, an open and digital cellular technology, has been developed to transmit voice and data. It operates in the 850MHz, 900MHz, 1800MHz, and 1900MHz frequency bands. GSM technology uses the Time Division Multiple Access (TDMA) technique for communication purposes and has been developed as a digital system.”

‘GSM, एक ओपन और डिजिटल सेलुलर तकनीक है, जिसे आवाज़ और डेटा का संचार करने के लिए विकसित किया गया है। यह 850MHz, 900MHz, 1800MHz, और 1900MHz फ़्रीक्वेंसी बैंड्स में कार्य करता है। GSM तकनीक संचार के उद्देश्यों के लिए टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (TDMA) तकनीक का उपयोग करती है और इसे एक डिजिटल प्रणाली के रूप में विकसित किया गया है।'”

GPRS (General Packet Radio Services):

“GPRS is a wireless and cellular network communication service, which is a packet-switching protocol. The GPRS system is an integrated part of the GSM network switching. GPRS enables services like Emails, Multimedia messages, and Video Calls.”

“GPRS एक वायरलेस और सेलुलर नेटवर्क संचार सेवा है, जो एक पैकेट-स्विचिंग प्रोटोकॉल है। GPRS प्रणाली GSM नेटवर्क स्विचिंग का एक एकीकृत भाग है। GPRS ईमेल, मल्टीमीडिया संदेश, और वीडियो कॉल जैसी सेवाएं सक्षम करती है।”

LTE (Long-Term Evolution):

“4G is a wireless standard, and it is much faster than 3G technology. It offers average download speeds of 15 Mbps to 20 Mbps and average upload speeds of 10 Mbps to 15 Mbps.”

‘4G एक वायरलेस मानक है, और यह 3G तकनीक से कहीं अधिक तेज़ है। यह औसत डाउनलोड स्पीड 15 Mbps से 20 Mbps और औसत अपलोड स्पीड 10 Mbps से 15 Mbps प्रदान करता है।'”

HTTP ( Hyper Text Transfer Protocol ):

HTTP (HyperText Transfer Protocol) is a protocol used for transmitting web pages and data over the internet. It defines how browsers and servers communicate, enabling the retrieval of content from websites.

HTTP (हाइपरटेक्स्ट ट्रांसफर प्रोटोकॉल) एक प्रोटोकॉल है जिसका उपयोग वेब पेजों और डेटा को इंटरनेट के माध्यम से ट्रांसमिट करने के लिए किया जाता है। यह निर्धारित करता है कि ब्राउज़र्स और सर्वर कैसे संचार करते हैं, जिससे वेबसाइटों से सामग्री प्राप्त करना संभव होता है।

 CoAP (Constrained Application Protocol):

CoAP (Constrained Application Protocol) is a lightweight, RESTful protocol designed for resource-constrained devices in IoT. It operates over UDP, supports reliable messaging, multicast communication, and security (via DTLS), and facilitates efficient, low-overhead data exchange in limited environments.

CoAP (Constrained Application Protocol) एक हल्का, RESTful प्रोटोकॉल है जिसे IoT में संसाधन-सीमित उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह UDP पर काम करता है, विश्वसनीय संदेश भेजने, मल्टीकास्ट संचार, और सुरक्षा (DTLS के माध्यम से) का समर्थन करता है, और सीमित वातावरण में कुशल, कम-ओवरहेड डेटा आदान-प्रदान को सक्षम बनाता है।

WebSocket:

WebSocket is a protocol that enables real-time, full-duplex communication between a client and server over a single, persistent connection. It supports low-latency, efficient data exchange, ideal for applications like chat, live updates, and online gaming.

WebSocket एक प्रोटोकॉल है जो क्लाइंट और सर्वर के बीच एकल, स्थायी कनेक्शन पर वास्तविक-समय, पूर्ण-डुप्लेक्स संचार को सक्षम बनाता है। यह कम विलंबता, कुशल डेटा आदान-प्रदान का समर्थन करता है, जो चैट, लाइव अपडेट और ऑनलाइन गेमिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) is a lightweight, publish-subscribe messaging protocol designed for low-bandwidth, high-latency networks. It is commonly used in IoT applications, offering efficient communication, reliability, and low power consumption, ideal for remote sensors and devices.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) एक हल्का, पब्लिश-सब्सक्राइब संदेश प्रोटोकॉल है, जो कम बैंडविड्थ और उच्च विलंबता नेटवर्क के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह IoT अनुप्रयोगों में सामान्य रूप से उपयोग होता है, जो कुशल संचार, विश्वसनीयता और कम ऊर्जा खपत प्रदान करता है, जो दूरस्थ सेंसर और उपकरणों के लिए आदर्श है।

XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol):

XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol) is an open, XML-based communication protocol for real-time messaging, presence information, and collaboration. It supports instant messaging, voice, video calls, and is widely used in chat applications, IoT, and enterprise solutions.

XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol) एक ओपन, XML-आधारित संचार प्रोटोकॉल है जो वास्तविक-समय संदेश, उपस्थिति जानकारी और सहयोग के लिए उपयोग होता है। यह इंस्टेंट मैसेजिंग, वॉयस, वीडियो कॉल का समर्थन करता है और चैट एप्लिकेशनों, IoT और एंटरप्राइज समाधानों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

DDS (Data Distribution Service):

DDS (Data Distribution Service) is a middleware protocol designed for real-time, scalable, and high-performance data exchange in distributed systems. It supports publish-subscribe communication, ensuring reliable, timely data delivery, commonly used in applications like autonomous vehicles, IoT, and defense systems.

DDS (Data Distribution Service) एक मिडलवेयर प्रोटोकॉल है जो वितरित सिस्टम्स में वास्तविक-समय, स्केलेबल और उच्च प्रदर्शन डेटा आदान-प्रदान के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पब्लिश-सब्सक्राइब संचार का समर्थन करता है, विश्वसनीय और समय पर डेटा वितरण सुनिश्चित करता है, जो सामान्यतः स्वायत्त वाहनों, IoT और रक्षा प्रणालियों जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग होता है।

AMQP (Advanced Message Queuing Protocol):

AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) is an open standard messaging protocol that enables secure, reliable, and asynchronous communication between systems. It supports message queuing, routing, and delivery guarantees, commonly used in enterprise applications, financial services, and distributed systems.

AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) एक ओपन स्टैंडर्ड मैसेजिंग प्रोटोकॉल है जो प्रणालियों के बीच सुरक्षित, विश्वसनीय और असिंक्रोनस संचार सक्षम करता है। यह संदेश क्यूइंग, रूटिंग और वितरण गारंटी का समर्थन करता है, जो सामान्यतः एंटरप्राइज अनुप्रयोगों, वित्तीय सेवाओं और वितरित प्रणालियों में उपयोग होता है।

TCP (Transmission Control Protocol):

TCP (Transmission Control Protocol) is a connection-oriented, reliable communication protocol used to ensure error-free, ordered data delivery between devices over a network. It guarantees data integrity, flow control, and retransmission of lost packets, commonly used in internet communications.

TCP (Transmission Control Protocol) एक कनेक्शन-उन्मुख, विश्वसनीय संचार प्रोटोकॉल है जो नेटवर्क पर उपकरणों के बीच त्रुटि-मुक्त, क्रमबद्ध डेटा वितरण सुनिश्चित करता है। यह डेटा की अखंडता, फ्लो कंट्रोल और खोए हुए पैकेट्स का पुनःप्रसारण सुनिश्चित करता है, जो सामान्यतः इंटरनेट संचार में उपयोग होता है।

UDP (User Datagram Protocol):

UDP (User Datagram Protocol) is a connectionless, lightweight communication protocol that sends data packets without guaranteeing reliability, order, or error correction. It is faster than TCP and commonly used in real-time applications like streaming, VoIP, and online gaming.

UDP (User Datagram Protocol) एक कनेक्शन-लेस, हल्का संचार प्रोटोकॉल है जो डेटा पैकेट्स को बिना विश्वसनीयता, क्रम या त्रुटि सुधार की गारंटी दिए भेजता है। यह TCP से तेज़ है और वास्तविक-समय अनुप्रयोगों जैसे स्ट्रीमिंग, VoIP और ऑनलाइन गेमिंग में सामान्यतः उपयोग होता है।