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(gè)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(jià)值來(lái)自于使組件能夠進(jìn)行通信；這種通信能力使數據從端點(diǎn)設備通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)管道移動(dòng)到中央服務(wù)器。
這種通信通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行，確保連接環(huán)境中的下一步和后續步驟接收并理解從端點(diǎn)設備發(fā)送的數據，無(wú)論該數據的下一步是發(fā)送到另一個(gè)端點(diǎn)設備還是網(wǎng)關(guān)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(gè)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議都支持設備到設備、設備到網(wǎng)關(guān)或設備到云/數據中心通信，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(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
技術(shù)人員在構建網(wǎng)絡(luò )以服務(wù)其物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統時(shí)可以從多種通信協(xié)議中進(jìn)行選擇。最常見(jiàn)的包括以下內容。
1、AMQP
AMQP是高級消息隊列協(xié)議的縮寫(xiě)，是一種開(kāi)放標準協(xié)議，用于更多面向消息的中間件。因此，無(wú)論使用什么消息代理或平臺，它都可以實(shí)現系統之間的消息傳遞互操作性。即使在遠距離或網(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。即使系統不同時(shí)可用，它也支持通信。
2、藍牙和BLE
藍牙是一種短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)，使用短波長(cháng)、超高頻無(wú)線(xiàn)電波。它最常用于音頻流，但也已成為無(wú)線(xiàn)和連接設備的重要推動(dòng)者。因此，這種低功耗、低范圍的連接選項是個(gè)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(chēng)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(luò )
蜂窩網(wǎng)絡(luò )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(cháng)的部署的最佳選項之一。盡管2G和3G傳統蜂窩標準現已被淘汰，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)送大量數據，這對于許多物聯(lián)網(wǎng)部署來(lái)說(shuō)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)系統的應用層協(xié)議 ，其依靠用戶(hù)數據報協(xié)議來(lái)建立安全通信并實(shí)現多點(diǎn)之間的數據傳輸。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(shí)時(shí)系統的以數據為中心的連接，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(shí)現高性能和高度可擴展的實(shí)時(shí)數據交換。
6、LoRa和LoRaWAN
LoRa是一種遠程非蜂窩無(wú)線(xiàn)技術(shù)，具有低功耗和安全數據傳輸功能，適用于M2M應用和物聯(lián)網(wǎng)部署。它是一項專(zhuān)有技術(shù)，現已成為Semtech射頻平臺的一部分。Semtech是LoRa聯(lián)盟的創(chuàng )始成員，該聯(lián)盟現在是LoRa技術(shù)的管理機構。LoRa聯(lián)盟還設計并現在維護LoRaWAN，這是一種基于云的開(kāi)放協(xié)議，使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠與LoRa進(jìn)行通信。
7、LWM2M
LWM2M是專(zhuān)為傳感器網(wǎng)絡(luò )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(lái)說(shuō)，是一個(gè)不錯的選擇。
8、MQTT
開(kāi)發(fā)于1999年，最初稱(chēng)為消息隊列遙測傳輸，現在簡(jiǎn)稱(chēng)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(lái)實(shí)現M2M通信。其簡(jiǎn)單的消息傳遞協(xié)議適用于受限設備，并支持多個(gè)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(luò )上的傳感器和移動(dòng)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的普遍首選選擇。MQTT最初是一種專(zhuān)有協(xié)議，現在是連接物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的領(lǐng)先開(kāi)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。它提供快速數據傳輸并能夠處理大量數據。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(jiàn)的是802.11n）為技術(shù)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(guò)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(shí)Jabber開(kāi)源社區首次設計了用于實(shí)時(shí)人與人通信的可擴展消息傳遞和狀態(tài)協(xié)議，XMPP現在用于輕量級中間件中的M2M通信以及路由XML數據。XMPP支持網(wǎng)絡(luò )上多個(gè)實(shí)體之間結構化但可擴展的數據的實(shí)時(shí)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(huì )支持的開(kāi)源協(xié)議。
11、 Zigbee
Zigbee是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，專(zhuān)為樓宇和家庭自動(dòng)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(gè)設備之間的通信。它的范圍比BLE更長(cháng)，但數據速率比BLE更低。它由Zigbee聯(lián)盟監管，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(gè)專(zhuān)有選項Z-Wave是一種基于低功耗射頻技術(shù)構建的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議。與藍牙和Wi-Fi一樣，Z-Wave允許智能設備進(jìn)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(dòng)化產(chǎn)品和安全系統，以及商業(yè)應用，例如能源管理技術(shù)。它在美國以908.42MHz無(wú)線(xiàn)電頻率運行；不過(guò)，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(gè)致力于擴展使用Z-Wave的設備的技術(shù)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、安全地交換數據。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。
（素材來(lái)源：千家智能家居網(wǎng)）
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