2022.34 物联网协议
作者：互联网
从功能的角度看，可以划分为两大类：一类是物理层/数据链路层协议，简称接入协议；一类是网络传输应用层协议，简称通讯协议。接入协议大多不属于TCP/IP协议族，只能用于设备子网（设备与网关组成的局域网）内的通讯；而通讯协议属于TCP/IP协议族，能够在互联网中进行数据传输，支撑设备到云端平台的数据交换及通信。常用的接入协议包括 2G/3G/4G/5G、NB-IoT、WiFi、ZigBee、LoRa、NFC、RFID、 蓝牙等无线协议和RS232、USB等有线协议；常用的通讯协议包括HTTP、CoAP、MQTT、XMPP、AMQP等。相对于通讯协议，接入协议所依赖的硬件资源要求更低，功耗更低，网络传输的数据量也更小，因此，在远程抄表等一些场景中更具优势。这些场景中，物联网设备往往没有外接电源，因此要求功耗尽可能低，比如，一节纽扣电池能够供电一年左右。这样的要求是HTTP等协议的所需的硬件环境难以胜任的。从应用角度看，可以将协议划分为云端协议和网关协议。云端协议是建立在 TCP/IP 上的协议，传感器、控制设备等物联网数据通常都需要传输上云，通过云端连通用户并与企业系统进行集成。支持 TCP/IP 的物联网设备，可以通过 WIFI、蜂窝网络以及以太网，使用 HTTP、MQTT、CoAP、LwM2M 以及 XMPP 等应用层协议协议接入云端。网关协议是适用于无法直接上云的协议，比如蓝牙、ZigBee、LoRa 等。此类设备需要接入网关转换之后，通过 TCP/IP 协议进行上云。一般采用接入协议的物联网设备，需要通过网关进行协议转换，转换成通讯协议才能接入互联网。而采用通讯协议的物联网设备，则可以直接接入互联网。但是，作为接入协议的wifi，在对接互联网时，并不需要网关做协议转换，而是可以直接接入互联网，这是由于Wifi采用的标准IEEE802.11就包含在TCP/IP协议族中，该标准规定了物理层和数据链路层，并能够以TCP/IP协议作为网络层等其他各层的协议，因此能够无缝对接互联网。作为通讯协议的CoAP，由于其在网络层依赖的是IPv6，而IPv6目前并没有在互联网环境中普及，因此，CoAP作为通讯协议在互联网上的传输受到极大的限制，目前更多应用于局域网中。
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)，窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场，具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。
LoRa(LongRange，远距离)是一种调制技术，与同类技术相比，提供更远的通信距离。作为一种窄带无线技术，LoRa 是使用到达时间差来实现地理定位的。LoRa 定位的应用场景：智慧城市和交通监控、计量和物流、农业定位监控。6LoWPAN代表低功耗无线个人局域网上的IPV6。该标准旨在使通常以有限的电池供电和处理能力运行的IoT设备能够使用IPV6数据包进行通信。通过使用报头压缩和其他节电技术，6LoWPAN允许设备使用与整个Internet相同的数据包结构在IEEE 802.15.4网络（专为低功耗通信而设计）上进行通信。
RPL是为低功耗和有损网络而设计的路由协议，这意味着网络由可能遭受数据包丢失的低功耗设备组成。RPL的特点是针对多对一通信进行了优化，并且其节点之间具有有效共享网络拓扑信息（有关网络的形状和组成的信息）的能力。
CoAP (Constrained Application Protocol)，受限应用协议，应用于无线传感网中协议。CoAP 是简化了HTTP 协议的RESTful API，传输层使用的UDP协议，对报头做了压缩，支持异步通讯，适用于在资源受限的通信的IP 网络。
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport )，消息队列遥测传输，由IBM 开发的即时通讯协议，采用发布/订阅模式，对于低功耗低速网络也有很好的适应性。
DDS(Data Distribution Service for Real-Time Systems)，面向实时系统的数据分布服务，由OMG 组织提出的协议，以数据为中心，使用无代理的发布/订阅消息模式，适用于分布式高可靠性、实时传输设备数据通信。目前DDS 已经广泛应用于国防、民航、工业控制等领域。
XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)可扩展通讯和表示协议，前身是Jabber，一个开源形式组织产生的网络即时通信协议。XMPP 目前被IETF 国际标准组织完成了标准化工作。XMPP 是基于XML 的协议，由于其开放性和易用性，在互联网及时通讯应用中运用广泛。
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