IoT物聯(lián)網(wǎng)居然包含這么多種協(xié)議
物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是指在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中用于設(shè)備間通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/協(xié)議">協(xié)議。根據(jù)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://butianyuan.cn/article/202402/455684.htm傳輸協(xié)議:一般負(fù)責(zé)子網(wǎng)內(nèi)設(shè)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?shù)臄?shù)據(jù)的安全性和可靠性。
通訊協(xié)議:主要是運(yùn)行在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP協(xié)議之上的設(shè)備通訊協(xié)議,負(fù)責(zé)設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)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(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用場(chǎng)景 |
Modbus | 協(xié)議描述:Modbus協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議,包括ASCII、RTU、TCP三種報(bào)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(shè)備之間可以通信。 |
OPC-UA | 協(xié)議描述:全稱(chēng)為OPC Unified Architecture(OPC統(tǒng)一架構(gòu)),是一項(xiàng)開(kāi)源的、獨(dú)立于平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議;通過(guò)此協(xié)議,使用不同系統(tǒng)的設(shè)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(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。 |
OPC-DA | 協(xié)議描述:OPC-DA適用于單系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)。OPC-DA為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)規(guī)范,定義了包括數(shù)據(jù)值,更新時(shí)間與數(shù)據(jù)品質(zhì)信息的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 |
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(biāo)準(zhǔn),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(yuǎn)的技術(shù)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一。 |
ZigBee | 協(xié)議描述:ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)通信協(xié)議,是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)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(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)上拓?fù)?、低?fù)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(xiàn),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(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信開(kāi)放的全球規(guī)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(shè)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(lán)牙、WiFi、ZigBee協(xié)議比較
目前來(lái)說(shuō),WiFi的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用廣泛,已經(jīng)普及到千家萬(wàn)戶(hù);ZigBee的優(yōu)勢(shì)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(shì)是傳輸速率;藍(lán)牙的優(yōu)勢(shì)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(lán)牙技術(shù)的出現(xiàn)使得短距離無(wú)線(xiàn)通信成為可能,但其協(xié)議較復(fù)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(lán)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(qiáng)、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(guī)模應(yīng)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(hào),移動(dòng)性強(qiáng),比較適合在辦公室及家庭的環(huán)境下應(yīng)用。當(dāng)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(shù)據(jù),使用無(wú)線(xiàn)電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),比較容易受到外界的干擾。
ZigBee則是國(guó)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(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域使用,而藍(lán)牙和WiFi網(wǎng)端只能接入10個(gè)端口,顯然不能適應(yīng)家庭需要。ZigBee還具有低功耗和低成本優(yōu)勢(shì)。
2. 通訊協(xié)議
協(xié)議 | 協(xié)議描述和應(yīng)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(jí)的發(fā)布、訂閱信息傳輸協(xié)議,特點(diǎn)報(bào)文緊湊、輕量可靠、支持QoS等。 應(yīng)用場(chǎng)景:為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)推薦協(xié)議之一,廣泛應(yīng)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(qǐng)求/響應(yīng)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 應(yīng)用場(chǎng)景:適用于對(duì)設(shè)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(qǐng)求/響應(yīng)交互模型。協(xié)議設(shè)計(jì)精煉, 采用 UDP 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,適用在資源受限的低功耗設(shè)備上,尤其是NB-IoT的設(shè)備使用。 應(yīng)用場(chǎng)景:在水表、電表等資源受限的低功耗設(shè)備上應(yīng)用廣泛。 |
TCP | 協(xié)議描述:廠(chǎng)商內(nèi)部發(fā)展和采用的標(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)部使用,按需定制,升級(jí)方便,靈活性好。具體實(shí)現(xiàn)需要客戶(hù)手動(dòng)部署。 |
UDP | 協(xié)議描述:UDP(用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)是一種無(wú)連接的協(xié)議,它不提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院土骺刂?,但具有較低的時(shí)延和較少的開(kāi)銷(xiāo)。 應(yīng)用場(chǎng)景:主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)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(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)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(duì)快速傳輸和實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景。 |
MQTT、CoAP協(xié)議比較
MQTT是多對(duì)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(fèi)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(shù)據(jù)通訊總線(xiàn)。
CoAP主要是一個(gè)點(diǎn)對(duì)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(zhǎng)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(shù)據(jù)包,在NAT環(huán)境中,隧道或者端口轉(zhuǎn)發(fā)可以用于允許CoAP,或者像LWM2M,設(shè)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(biāo)記或者其他元數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)格式以允許通訊,CoAP,相反地,提供內(nèi)置支持內(nèi)容協(xié)商與發(fā)現(xiàn),允許設(shè)備相互探測(cè)以找到交換數(shù)據(jù)的方式。
3. 行業(yè)協(xié)議
協(xié)議 | 協(xié)議描述和應(yīng)用場(chǎng)景 |
GB/T28181 | 協(xié)議描述:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28181—2016《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》,是視頻監(jiān)控領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 應(yīng)用場(chǎng)景:視頻聯(lián)網(wǎng)傳輸和設(shè)備控制。 |
JT/T808 | 協(xié)議描述:《道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)終端通信協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》,主要用于“兩客一?!避?chē)輛。 應(yīng)用場(chǎng)景:交通行業(yè)應(yīng)用。 |
GB3761 | 協(xié)議描述:是一種國(guó)標(biāo)電表協(xié)議插件,采用新型的數(shù)據(jù)采集技術(shù),將電能表的實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),提供給計(jì)量系統(tǒng),并能進(jìn)行電能的實(shí)時(shí)記錄、統(tǒng)計(jì)、抄表和結(jié)算等。 應(yīng)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(shù)據(jù)終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換式的物理連接和協(xié)議的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),本設(shè)備依據(jù)協(xié)議采用中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出的DL/T 645-2007《多功能電能表》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約,實(shí)現(xiàn)設(shè)備與多功能電能表的信息通信。 應(yīng)用場(chǎng)景:電表。 |
IEC104 | 協(xié)議描述:IEC104規(guī)約由國(guó)際電工委員會(huì)制定。IEC104規(guī)約把IEC101的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元(ASDU)用網(wǎng)絡(luò)規(guī)約TCP/IP進(jìn)行傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)為遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了通信規(guī)約依據(jù)。采用104規(guī)約組合101規(guī)約的ASDU的方式后,可很好的保證規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)化和通信的可靠性。 應(yīng)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(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》環(huán)保行業(yè)中使用的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 應(yīng)用場(chǎng)景:環(huán)保行業(yè)。 |
SL651 | 協(xié)議描述:《水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信規(guī)約》,水文監(jiān)測(cè)等設(shè)備需要遵循該規(guī)范。 應(yīng)用場(chǎng)景:水文監(jiān)測(cè)。 |
評(píng)論