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2022.34 物联网协议

2022-08-16 23:31:25  阅读:139  来源: 互联网

标签:协议 2022.34 通讯 IP 网络 联网 设备


物联网的发展离不开互联网,但由于物联网场景复杂多样,设备端硬件规格、网络稳定性、流量限制、功耗等因素造成物联网设备的消息传递与传统互联网场景有着很大不同,也因此产生了多种物联网通讯协议。常见协议网络分层图如下
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。

标签:协议,2022.34,通讯,IP,网络,联网,设备
来源: https://www.cnblogs.com/doit8791/p/16593385.html

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