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搞物联网(IoT),你居然要懂这么多种协议...

搞物联网(IoT),你居然要懂这么多种协议

物联网协议是指在物联网环境中用于设备间通信和数据传输的协议。根据不同的作用,物联网协议可分为传输协议、通信协议和行业协议。

传输协议:一般负责子网内设备间的组网及通信。例如 Wi-Fi、Ethernet、NFC、 Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G/4G/5G等。这些协议能够确保在网络上传输的数据的安全性和可靠性。

通讯协议:主要是运行在传统互联网TCP/IP协议之上的设备通讯协议,负责设备通过互联网进行数据交换及通信。例如 MQTT、CoAP、HTTP等。

行业协议:某个行业范围内统一的标准协议。例如车联网 JT/T808、视频GB/T 28181等。

传输协议

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蓝牙、WiFi、ZigBee协议比较

目前来说,WiFi的优势是应用广泛,已经普及到千家万户;ZigBee的优势是低功耗和自组网;UWB无载波无线通信技术的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而,这3种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能,但其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工业控制和家庭网络。尤其蓝牙最大的障碍在于传输范围受限,一般有效的范围在10米左右,抗干扰能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。

WiFi也是是一种短距离无线传输技术,可以随时接入无线信号,移动性强,比较适合在办公室及家庭的环境下应用。当然WiFi也存在一个致命缺点。由于WiFi采用的是射频技术,通过空气发送和接收数据,使用无线电波传输数据信号,比较容易受到外界的干扰。

ZigBee则是国际通行的无线通讯技术,它的每个网络端口可以最多接入6.5万多个端口,适合家居、工业、农业等多个领域使用,而蓝牙和WiFi网端只能接入10个端口,显然不能适应家庭需要。ZigBee还具有低功耗和低成本优势。

通讯协议

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MQTT、CoAP协议比较

MQTT是多对多通讯协议用于在不同客户端之间通过中间代理传送消息,解耦生产者与消费者,通过使得客户端发布,让代理决定路由并且拷贝消息。虽然MQTT支持一些持久化,最好还是作为实时数据通讯总线。

CoAP主要是一个点对点协议,用于在客户端与服务器之间传输状态信息。虽然支持观察资源,CoAP最好适合状态传输模型,不是完全基于事件。

MQTT客户端建立长连接TCP,这通常表示没有问题,CoAP客户端与服务器都发送与接收UDP数据包,在NAT环境中,隧道或者端口转发可以用于允许CoAP,或者像LWM2M,设备也许会先初始化前端连接。

MQTT不提供支持消息打类型标记或者其他元数据帮助客户端理解,MQTT消息可用于任何目的,但是所有的客户端必须知道向上的数据格式以允许通讯,CoAP,相反地,提供内置支持内容协商与发现,允许设备相互探测以找到交换数据的方式。

行业协议

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