IoT物聯(lián)網(wǎng)居然包含這么多種協(xié)議
加入技術(shù)交流群
掃碼加入
和技術(shù)大咖面對面交流
海量資料庫查詢(xún)
物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是指在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中用于設備間通信和數據傳輸的協(xié)議。根據不同的作用，物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議可分為傳輸協(xié)議、通信協(xié)議和行業(yè)協(xié)議。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202402/455684.htm
傳輸協(xié)議：一般負責子網(wǎng)內設備間的組網(wǎng)及通信。例如 Wi-Fi、Ethernet、NFC、 Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G/4G/5G等。這些協(xié)議能夠確保在網(wǎng)絡(luò )上傳輸的數據的安全性和可靠性。
通訊協(xié)議：主要是運行在傳統互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP協(xié)議之上的設備通訊協(xié)議，負責設備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數據交換及通信。例如 MQTT、CoAP、HTTP等。
行業(yè)協(xié)議：某個(gè)行業(yè)范圍內統一的標準協(xié)議。例如車(chē)聯(lián)網(wǎng) JT/T808、視頻GB/T 28181等。
1. 傳輸協(xié)議
| 協(xié)議 | 協(xié)議描述和應用場(chǎng)景 |
| Modbus | 協(xié)議描述：Modbus協(xié)議是一項應用層報文傳輸協(xié)議，包括ASCII、RTU、TCP三種報文類(lèi)型。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò )（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間可以通信。 |
| OPC-UA | 協(xié)議描述：全稱(chēng)為OPC Unified Architecture（OPC統一架構），是一項開(kāi)源的、獨立于平臺的標準協(xié)議；通過(guò)此協(xié)議，使用不同系統的設備可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )在客戶(hù)端和服務(wù)器之間發(fā)送消息進(jìn)行通信。OPC-UA更適用于遠程訪(fǎng)問(wèn)。 |
| OPC-DA | 協(xié)議描述：OPC-DA適用于單系統數據訪(fǎng)問(wèn)。OPC-DA為實(shí)時(shí)數據訪(fǎng)問(wèn)規范,定義了包括數據值，更新時(shí)間與數據品質(zhì)信息的相關(guān)標準。 |
| LoRa | 協(xié)議描述：LoRa是基于Semtech公司開(kāi)發(fā)的一種低功耗局域網(wǎng)無(wú)線(xiàn)標準，解決了在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線(xiàn)方式傳播的距離更遠的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現了低功耗和遠距離的統一。 |
| ZigBee | 協(xié)議描述：ZigBee是一種低速短距離傳輸的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數傳網(wǎng)絡(luò )，主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節點(diǎn)、支持多種網(wǎng)上拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。ZigBee技術(shù)是一種新型技術(shù)，它最近出現，主要是依靠無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸，它能夠近距離的進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，屬于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)。 |
| Bluetooth | 協(xié)議描述：藍牙技術(shù)是一種無(wú)線(xiàn)數據和語(yǔ)音通信開(kāi)放的全球規范，它是基于低成本的近距離無(wú)線(xiàn)連接，為固定和移動(dòng)設備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)連接。 |
藍牙、WiFi、ZigBee協(xié)議比較
目前來(lái)說(shuō)，WiFi的優(yōu)勢是應用廣泛，已經(jīng)普及到千家萬(wàn)戶(hù)；ZigBee的優(yōu)勢是低功耗和自組網(wǎng)；UWB無(wú)載波無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的優(yōu)勢是傳輸速率；藍牙的優(yōu)勢組網(wǎng)簡(jiǎn)單。然而，這3種技術(shù)，也都有各自的不足，沒(méi)有一種技術(shù)能完全滿(mǎn)足智能家居的全部要求。
藍牙技術(shù)的出現使得短距離無(wú)線(xiàn)通信成為可能，但其協(xié)議較復雜、功耗高、成本高等特點(diǎn)不太適用于要求低成本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡(luò )。尤其藍牙最大的障礙在于傳輸范圍受限，一般有效的范圍在10米左右，抗干擾能力不強、信息安全問(wèn)題等問(wèn)題也是制約其進(jìn)一步發(fā)展和大規模應用的主要因素。
WiFi也是是一種短距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，可以隨時(shí)接入無(wú)線(xiàn)信號，移動(dòng)性強，比較適合在辦公室及家庭的環(huán)境下應用。當然WiFi也存在一個(gè)致命缺點(diǎn)。由于WiFi采用的是射頻技術(shù)，通過(guò)空氣發(fā)送和接收數據，使用無(wú)線(xiàn)電波傳輸數據信號，比較容易受到外界的干擾。
ZigBee則是國際通行的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，它的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )端口可以最多接入6.5萬(wàn)多個(gè)端口，適合家居、工業(yè)、農業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域使用，而藍牙和WiFi網(wǎng)端只能接入10個(gè)端口，顯然不能適應家庭需要。ZigBee還具有低功耗和低成本優(yōu)勢。
2. 通訊協(xié)議
| 協(xié)議 | 協(xié)議描述和應用場(chǎng)景 |
| MQTT | 協(xié)議描述：MQTT是基于TCP/IP協(xié)議的一種輕量級的發(fā)布、訂閱信息傳輸協(xié)議，特點(diǎn)報文緊湊、輕量可靠、支持QoS等。 應用場(chǎng)景：為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)推薦協(xié)議之一，廣泛應用于智能硬件、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、能源、電力等場(chǎng)景。 |
| HTTPS | 協(xié)議描述：HTTP協(xié)議超文本傳輸協(xié)議，基于請求/響應模型進(jìn)行數據傳輸。 應用場(chǎng)景：適用于對設備硬件和網(wǎng)絡(luò )帶寬充裕的場(chǎng)景。 |
| CoAP | 協(xié)議描述：CoAP（Constrained Application Protocol）是一種在物聯(lián)網(wǎng)世界的類(lèi)web協(xié)議，使用了請求/響應交互模型。協(xié)議設計精煉， 采用 UDP 協(xié)議進(jìn)行數據傳輸，適用在資源受限的低功耗設備上，尤其是NB-IoT的設備使用。 應用場(chǎng)景：在水表、電表等資源受限的低功耗設備上應用廣泛。 |
| TCP | 協(xié)議描述：廠(chǎng)商內部發(fā)展和采用的標準。私有協(xié)議具有靈活性，它往往會(huì )在某個(gè)公司或者組織內部使用，按需定制，升級方便，靈活性好。具體實(shí)現需要客戶(hù)手動(dòng)部署。 |
| UDP | 協(xié)議描述：UDP（用戶(hù)數據報協(xié)議）是一種無(wú)連接的協(xié)議，它不提供數據傳輸的可靠性和流控制，但具有較低的時(shí)延和較少的開(kāi)銷(xiāo)。 應用場(chǎng)景：主要應用于實(shí)時(shí)數據傳輸和設備之間的快速通信，包括實(shí)時(shí)視頻和音頻流傳輸、傳感器數據采集和控制信號發(fā)送、廣播和組播等。由于UDP協(xié)議具有低時(shí)延、少開(kāi)銷(xiāo)、無(wú)需建立連接等特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)中對快速傳輸和實(shí)時(shí)性要求高的應用場(chǎng)景。 |
MQTT、CoAP協(xié)議比較
MQTT是多對多通訊協(xié)議用于在不同客戶(hù)端之間通過(guò)中間代理傳送消息，解耦生產(chǎn)者與消費者，通過(guò)使得客戶(hù)端發(fā)布，讓代理決定路由并且拷貝消息。雖然MQTT支持一些持久化，最好還是作為實(shí)時(shí)數據通訊總線(xiàn)。
CoAP主要是一個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，用于在客戶(hù)端與服務(wù)器之間傳輸狀態(tài)信息。雖然支持觀(guān)察資源，CoAP最好適合狀態(tài)傳輸模型，不是完全基于事件。
MQTT客戶(hù)端建立長(cháng)連接TCP，這通常表示沒(méi)有問(wèn)題，CoAP客戶(hù)端與服務(wù)器都發(fā)送與接收UDP數據包，在NAT環(huán)境中，隧道或者端口轉發(fā)可以用于允許CoAP，或者像LWM2M，設備也許會(huì )先初始化前端連接。
MQTT不提供支持消息打類(lèi)型標記或者其他元數據幫助客戶(hù)端理解，MQTT消息可用于任何目的，但是所有的客戶(hù)端必須知道向上的數據格式以允許通訊，CoAP，相反地，提供內置支持內容協(xié)商與發(fā)現，允許設備相互探測以找到交換數據的方式。
3. 行業(yè)協(xié)議
| 協(xié)議 | 協(xié)議描述和應用場(chǎng)景 |
| GB/T28181 | 協(xié)議描述：國家標準GB/T 28181—2016《公共安全視頻監控聯(lián)網(wǎng)系統信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》,是視頻監控領(lǐng)域的國家標準。 應用場(chǎng)景：視頻聯(lián)網(wǎng)傳輸和設備控制。 |
| JT/T808 | 協(xié)議描述：《道路運輸車(chē)輛衛星定位系統終端通信協(xié)議及數據格式》，主要用于“兩客一?！避?chē)輛。 應用場(chǎng)景：交通行業(yè)應用。 |
| GB3761 | 協(xié)議描述：是一種國標電表協(xié)議插件，采用新型的數據采集技術(shù)，將電能表的實(shí)時(shí)工況數據轉換成電信號，提供給計量系統，并能進(jìn)行電能的實(shí)時(shí)記錄、統計、抄表和結算等。 應用場(chǎng)景：電表。 |
| DL/T645 | 協(xié)議描述：DL/T 645是多功能電能表與數據終端設備進(jìn)行數據交換式的物理連接和協(xié)議的規范和標準，本設備依據協(xié)議采用中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )提出的DL/T 645-2007《多功能電能表》標準規約，實(shí)現設備與多功能電能表的信息通信。 應用場(chǎng)景：電表。 |
| IEC104 | 協(xié)議描述：IEC104規約由國際電工委員會(huì )制定。IEC104規約把IEC101的應用服務(wù)數據單元（ASDU）用網(wǎng)絡(luò )規約TCP/IP進(jìn)行傳輸的標準，該標準為遠動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò )傳輸提供了通信規約依據。采用104規約組合101規約的ASDU的方式后,可很好的保證規約的標準化和通信的可靠性。 應用場(chǎng)景：電力、城市軌道交通。 |
| HJ212 | 協(xié)議描述：《污染物在線(xiàn)監控（監測）系統數據傳輸標準》環(huán)保行業(yè)中使用的數據傳輸標準協(xié)議。 應用場(chǎng)景：環(huán)保行業(yè)。 |
| SL651 | 協(xié)議描述：《水文監測數據通信規約》，水文監測等設備需要遵循該規范。 應用場(chǎng)景：水文監測。 |
評論