12種最常用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和標準

12種最常用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和標準

并非每種物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議都適合每個部署或設備，所以在選擇之前，需謹慎考慮。

為什么物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議很重要？

物聯(lián)網(wǎng)的好處和價值來自于使組件能夠進行通信；這種通信能力使數(shù)據(jù)從端點設備通過物聯(lián)網(wǎng)管道移動到中央服務器。

這種通信通過物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行，確保連接環(huán)境中的下一步和后續(xù)步驟接收并理解從端點設備發(fā)送的數(shù)據(jù)，無論該數(shù)據(jù)的下一步是發(fā)送到另一個端點設備還是網(wǎng)關亦或是應用程序。

物聯(lián)網(wǎng)中有多少種協(xié)議？

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議眾多，每一種協(xié)議都提供某些功能或功能組合，使其比特定物聯(lián)網(wǎng)部署的其他選項更可取。

每個物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議都支持設備到設備、設備到網(wǎng)關或設備到云/數(shù)據(jù)中心通信，或這些通信的組合。

地理位置和特殊位置、功耗需求、電池供電選項、物理障礙的存在和成本等因素決定了物聯(lián)網(wǎng)部署中哪種協(xié)議是最佳的。

12種最常見的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

技術人員在構建網(wǎng)絡以服務其物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)時可以從多種通信協(xié)議中進行選擇。最常見的包括以下內容。

1、AMQP

AMQP是高級消息隊列協(xié)議的縮寫，是一種開放標準協(xié)議，用于更多面向消息的中間件。因此，無論使用什么消息代理或平臺，它都可以實現(xiàn)系統(tǒng)之間的消息傳遞互操作性。即使在遠距離或網(wǎng)絡狀況不佳的情況下，也能提供安全性、互操作性以及可靠性。即使系統(tǒng)不同時可用，它也支持通信。

2、藍牙和BLE

藍牙是一種短距離無線技術，使用短波長、超高頻無線電波。它最常用于音頻流，但也已成為無線和連接設備的重要推動者。因此，這種低功耗、低范圍的連接選項是個人局域網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)部署的首選。

另一種選擇是低功耗藍牙，稱為藍牙LE或BLE，這是針對物聯(lián)網(wǎng)連接優(yōu)化的新版本。顧名思義，BLE的功耗比標準藍牙低，這使得它在許多用例中特別有吸引力，例如消費者方面的健康和健身追蹤器以及智能家居設備以及商業(yè)方面的店內導航。

3、蜂窩網(wǎng)絡

蜂窩網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)應用中最廣泛使用和眾所周知的選項之一，也是通信距離較長的部署的最佳選項之一。盡管2G和3G傳統(tǒng)蜂窩標準現(xiàn)已被淘汰，但電信正在迅速擴大更新的高速標準的覆蓋范圍，即4G/LTE和5G。蜂窩提供高帶寬和可靠的通信。它能夠發(fā)送大量數(shù)據(jù)，這對于許多物聯(lián)網(wǎng)部署來說是一項重要功能，但成本和功耗也相對較高。

4、CoAP

CoAP是基于HTTP的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用層協(xié)議 ，其依靠用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議來建立安全通信并實現(xiàn)多點之間的數(shù)據(jù)傳輸。CoAP通常用于機器對機器(M2M)應用，即使存在低帶寬、低可用性和/或低能耗設備，CoAP也能讓受限設備加入物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

5、DDS

DDS是一種中間件協(xié)議和API標準，用于實時系統(tǒng)的以數(shù)據(jù)為中心的連接，提供低延遲、高可靠性和可擴展的架構。 該M2M標準使用發(fā)布-訂閱模式實現(xiàn)高性能和高度可擴展的實時數(shù)據(jù)交換。

6、LoRa和LoRaWAN

LoRa是一種遠程非蜂窩無線技術，具有低功耗和安全數(shù)據(jù)傳輸功能，適用于M2M應用和物聯(lián)網(wǎng)部署。它是一項專有技術，現(xiàn)已成為Semtech射頻平臺的一部分。Semtech是LoRa聯(lián)盟的創(chuàng)始成員，該聯(lián)盟現(xiàn)在是LoRa技術的管理機構。LoRa聯(lián)盟還設計并現(xiàn)在維護LoRaWAN，這是一種基于云的開放協(xié)議，使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠與LoRa進行通信。

7、LWM2M

LWM2M是專為傳感器網(wǎng)絡和M2M環(huán)境需求而設計的設備管理協(xié)議，因此，對于處理和存儲能力有限的低功耗設備來說，是一個不錯的選擇。

8、MQTT

開發(fā)于1999年，最初稱為消息隊列遙測傳輸，現(xiàn)在簡稱為MQTT。該協(xié)議中不再有任何消息隊列。MQTT使用發(fā)布-訂閱架構來實現(xiàn)M2M通信。其簡單的消息傳遞協(xié)議適用于受限設備，并支持多個設備之間的通信。它設計用于低帶寬情況，例如不可靠網(wǎng)絡上的傳感器和移動設備。該功能使其成為連接具有較小代碼占用空間的設備以及由于帶寬限制或不可靠連接而導致不同程度的延遲的無線網(wǎng)絡的普遍首選選擇。MQTT最初是一種專有協(xié)議，現(xiàn)在是連接物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的領先開源協(xié)議。

9、Wi-Fi

鑒于Wi-Fi在家庭、商業(yè)和工業(yè)建筑中的普遍存在，它是一種常用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。它提供快速數(shù)據(jù)傳輸并能夠處理大量數(shù)據(jù)。Wi-Fi特別適合中短距離的LAN環(huán)境。此外，Wi-Fi的多種標準（家庭和某些企業(yè)中最常見的是802.11n）為技術人員提供了部署選擇。然而，許多Wi-Fi標準（包括家庭常用的標準）對于某些物聯(lián)網(wǎng)用例（尤其是低功耗/電池供電設備）而言過于耗電。這限制了Wi-Fi作為某些部署的選項。此外，Wi-Fi的低范圍和低可擴展性也限制了其在許多物聯(lián)網(wǎng)部署中使用的可行性。

10、XMPP

追溯到2000年代初，當時Jabber開源社區(qū)首次設計了用于實時人與人通信的可擴展消息傳遞和狀態(tài)協(xié)議，XMPP現(xiàn)在用于輕量級中間件中的M2M通信以及路由XML數(shù)據(jù)。XMPP支持網(wǎng)絡上多個實體之間結構化但可擴展的數(shù)據(jù)的實時交換，最常用于面向消費者的物聯(lián)網(wǎng)部署，例如智能設備。它是XMPP標準基金會支持的開源協(xié)議。

11、Zigbee

Zigbee是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡協(xié)議，專為樓宇和家庭自動化應用而設計，是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中最流行的網(wǎng)狀協(xié)議之一。Zigbee是一種短距離、低功耗協(xié)議，可用于擴展多個設備之間的通信。它的范圍比BLE更長，但數(shù)據(jù)速率比BLE更低。它由Zigbee聯(lián)盟監(jiān)管，提供靈活的自組織網(wǎng)格、超低功耗和應用程序庫。

12、Z-Wave

另一個專有選項Z-Wave是一種基于低功耗射頻技術構建的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡通信協(xié)議。與藍牙和Wi-Fi一樣，Z-Wave允許智能設備進行加密通信，從而為物聯(lián)網(wǎng)部署提供一定程度的安全性。它通常用于家庭自動化產(chǎn)品和安全系統(tǒng)，以及商業(yè)應用，例如能源管理技術。它在美國以908.42MHz無線電頻率運行；不過，其頻率因國家而異。Z-Wave得到Z-Wave聯(lián)盟的支持，該聯(lián)盟是一個致力于擴展使用Z-Wave的設備的技術和互操作性的成員聯(lián)盟。

總結

這些協(xié)議和標準構成了物聯(lián)網(wǎng)通信的基礎，使得設備能夠高效、安全地交換數(shù)據(jù)。選擇合適的協(xié)議需要考慮地理位置、功耗需求、成本等因素，以確保物聯(lián)網(wǎng)解決方案的最佳性能。

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