12種最常用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)

12種最常用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)

并非每種物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議都適合每個部署或設(shè)備，所以在選擇之前，需謹(jǐn)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(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)管道移動到中央服務(wù)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(shè)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(shè)備還是網(wǎng)關(guān)亦或是應(yīng)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(shè)備到設(shè)備、設(shè)備到網(wǎng)關(guān)或設(shè)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(shù)人員在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)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(nèi)容。

1、AMQP

AMQP是高級消息隊列協(xié)議的縮寫，是一種開放標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)距離或網(wǎng)絡(luò)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(lán)牙和BLE

藍(lán)牙是一種短距離無線技術(shù)，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(shè)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(lán)牙，稱為藍(lán)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(biāo)準(zhǔn)藍(lán)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(shè)備以及商業(yè)方面的店內(nèi)導(dǎo)航。

3、蜂窩網(wǎng)絡(luò)

蜂窩網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已被淘汰，但電信正在迅速擴大更新的高速標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)用，即使存在低帶寬、低可用性和/或低能耗設(shè)備，CoAP也能讓受限設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，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(gòu)。 該M2M標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)程非蜂窩無線技術(shù)，具有低功耗和安全數(shù)據(jù)傳輸功能，適用于M2M應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)部署。它是一項專有技術(shù)，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(shù)的管理機構(gòu)。LoRa聯(lián)盟還設(shè)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(shè)備能夠與LoRa進行通信。

7、LWM2M

LWM2M是專為傳感器網(wǎng)絡(luò)和M2M環(huán)境需求而設(shè)計的設(shè)備管理協(xié)議，因此，對于處理和存儲能力有限的低功耗設(shè)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(gòu)來實現(xiàn)M2M通信。其簡單的消息傳遞協(xié)議適用于受限設(shè)備，并支持多個設(shè)備之間的通信。它設(shè)計用于低帶寬情況，例如不可靠網(wǎng)絡(luò)上的傳感器和移動設(shè)備。該功能使其成為連接具有較小代碼占用空間的設(shè)備以及由于帶寬限制或不可靠連接而導(dǎo)致不同程度的延遲的無線網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)（家庭和某些企業(yè)中最常見的是802.11n）為技術(shù)人員提供了部署選擇。然而，許多Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)（包括家庭常用的標(biāo)準(zhǔn)）對于某些物聯(lián)網(wǎng)用例（尤其是低功耗/電池供電設(shè)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(dāng)時Jabber開源社區(qū)首次設(shè)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(luò)上多個實體之間結(jié)構(gòu)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(shè)備。它是XMPP標(biāo)準(zhǔn)基金會支持的開源協(xié)議。

11、Zigbee

Zigbee是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，專為樓宇和家庭自動化應(yīng)用而設(shè)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(shè)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(yīng)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(shù)構(gòu)建的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。與藍(lán)牙和Wi-Fi一樣，Z-Wave允許智能設(shè)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(yīng)用，例如能源管理技術(shù)。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(shè)備的技術(shù)和互操作性的成員聯(lián)盟。

總結(jié)

這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)通信的基礎(chǔ)，使得設(shè)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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